JP2007241273A - 偏光光学素子を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層構造体形状の偏光光学素子を製造する方法を提供する。
【解決手段】偏光光学素子は支持体31上に偏光する多層構造体30を最初に形成することによって製造される。多層構造体は、配向層と配向層によって配向される2色性染料を有する偏光層とからなる。多層構造体は、支持体を通して光学素子の表面に押し付けられ、接着部分は、多層構造体と光学素子との間に位置する。多層構造体は、支持体31から取り除かれ、多層構造体は、接着剤部分を用いて光学素子に接着される。
【選択図】図3e
【解決手段】偏光光学素子は支持体31上に偏光する多層構造体30を最初に形成することによって製造される。多層構造体は、配向層と配向層によって配向される2色性染料を有する偏光層とからなる。多層構造体は、支持体を通して光学素子の表面に押し付けられ、接着部分は、多層構造体と光学素子との間に位置する。多層構造体は、支持体31から取り除かれ、多層構造体は、接着剤部分を用いて光学素子に接着される。
【選択図】図3e
Description
本発明は、偏光光学素子を製造する方法およびこの方法によって得られた光学素子に関する。本発明はまた、そのような偏光光学素子を製造するのに有用な多層構造体に関する。
光学素子の片面に第1の配向層と2色性混合物を有する第2の偏光層とを連続して形成することによって、この素子に偏光機能を付与することは公知である。第2の層の2色性混合物は、第1の層によって決まる角度配向を有する。そのような方法により、偏光に対する高い透過コントラストを有する光学素子を得ることができる。公知のように、そのようなコントラストは、2色性混合物の方向に対して平行な偏光に対する透過率とこの方向に対して垂直な偏光に対する透過率との比として定義される。さらに、こうして得られた偏光光学素子の光学品質と視覚的な見映えは満足のいくものであり、多くの用途、特に眼科用途に適合する。
本発明の1つの目的は、偏光光学素子を製造する代替の方法を提案することであり、その方法により、生産ラインにおいて光学素子を製造することとその偏光機能を付与することを分けることができるようになる。そのような方法は調剤室で眼科用レンズなどの光学素子を製造するのに特に有益である。これを行うために、本発明は、多層構造体をベースとなる光学素子の表面に付けることで偏光光学素子を製造する方法を提示する。その構造体は、光配向性高分子ネットワークからなる第1の配向層と液晶ポリマーおよび少なくとも1つの2色性染料を有する第2の偏光層とを含み、前記液晶は、第1の層によって決まる角度配向を有する。その方法は、以下のステップを含む。
a)支持体上に多層構造体を形成し、
b)多層構造体がベースとなる光学素子に対向し、接着剤部分が前記多層構造体と前記ベースとなる光学素子との間に置かれた状態で、ベースとなる光学素子と支持体によって担持された多層構造体とを、支持面を有する第1の圧力装置と膨張可能な薄膜を有する第2の圧力装置との間に置き、
c)薄膜を膨張させ、第1の圧力装置と第2の圧力装置の間に固定ガスを保持することで、多層構造体をベースとなる光学素子の表面に押し付け、
d)多層構造体がベースとなる光学素子の表面に接着された状態のまま光学素子を解放し、支持体を取り除く。
a)支持体上に多層構造体を形成し、
b)多層構造体がベースとなる光学素子に対向し、接着剤部分が前記多層構造体と前記ベースとなる光学素子との間に置かれた状態で、ベースとなる光学素子と支持体によって担持された多層構造体とを、支持面を有する第1の圧力装置と膨張可能な薄膜を有する第2の圧力装置との間に置き、
c)薄膜を膨張させ、第1の圧力装置と第2の圧力装置の間に固定ガスを保持することで、多層構造体をベースとなる光学素子の表面に押し付け、
d)多層構造体がベースとなる光学素子の表面に接着された状態のまま光学素子を解放し、支持体を取り除く。
このように、光学素子にその偏光機能を付与する多層構造体が支持体上に最初に形成され、次いで、支持体を通じて圧力を作用させることにより、ベースとなる光学素子に貼り付けられる。このため多層構造体は、接着剤部分を用いてベースとなる光学素子に接着され、支持体は、例えば、それを引き剥がすことで取り除くことができる。支持体は、ステップa)で多層構造体を製造するのに役立ち、ステップb)で圧力装置間に多層構造体を入れるのに役立つ。
本発明による方法の第1の利点は、薄い偏光光学素子の製造が可能なことにある。これは、熱硬化性樹脂の偏光レンズを製造するのに眼科の分野で一般的に使用される成型法とは異なり、レンズを構成する2つのポリマー層の間に偏光フィルムを挟む必要がないためである。さらに、そのような方法は、加熱ステップを必要とせず、したがって、一方で、光学素子の光屈折特性を維持し、他方で、偏光機能を加える多層構造体の比色特性と偏光特性を維持することを可能にする。
本発明による方法の第2の利点は、多層構造体が光学素子流通網の下流部門で、または少なくとも中央生産工場以外で、ベースとなる光学素子に貼り付けることができるという事実にある。これは、支持体に担持された多層構造体をベースとなる光学素子とは別に供給することができるためと、ステップb)からステップd)が比較的短時間で済み、あまり高価な設備を必要としないことから、カスタマセンタまたはそのようなセンタと生産工場との間の中間製造所で多層構造体を光学素子に貼り付けることができるためである。その結果、偏光光学素子は、長い製造準備期間をかけることなく、需要に応じて製造することができる。そのような利点は、かかるレンズを製造する工場の体勢と流通網の体勢を考慮すると、光学素子が眼科用レンズの場合に特に重要になり得る。
本発明の第3の利点は、多層構造体とベースとなる光学素子との間に置かれた接着剤部分を使用することからもたらされる。この場合に、本発明による方法は、異なる化学組成を有し、その表面に多層構造体が貼り付けられるベース光学素子に使用することができる。接着剤部分は、最初に、ベースとなる光学素子の表面に置かれるようにしてもよいが、第1および第2の層に対して支持体とは反対の側に置かれた層の形態で多層構造体上に置くようにすることが好ましい。接着剤層が、最初に多層構造体上に置かれたときに、接着剤層を設けた構造体は、光学素子に偏光機能を与えるのに必要とされるあらゆる要素を含んでいる。したがって、単なるベースとなる光学素子から偏光光学素子を作るためには、多層構造体を供給するだけで十分である。
ステップb)において、ベースとなる光学素子は、第1の圧力装置側に置くことができる。次いで、多層構造体を第2の圧力装置側に置く。このような構成は、第2の装置の薄膜が第1の装置の支持面より容易に変形できる場合に、多層構造体が移されるベースとなる光学素子の表面形状に合わせることができることから有益である。
任意であるが、支持面(ベアリング面)を有する第1の圧力装置は、ベアリング面を形成する別の膨張可能な薄膜を有することができる。その場合に、ステップc)は、第1および第2の圧力装置の両方の薄膜を膨張させることで行われる。
多層構造体の第2の偏光層は、ステップb)およびc)の間にアンダーキュア(undercured)されることが望ましい。この第2の層のアンダーキュアとは、第2の層が部分的に重合され、そのために、部分硬化の終わりまで未反応であった重合官能基を第2の層がまだ含んでいることを意味すると解釈されるべきである。ステップb)およびc)時に第2の偏光層がこのようなアンダーキュア状態であることには以下の利点がある。
第2の偏光層、結果的には多層構造体全体は、ステップc)時に弾力的になり、塑性が増す。その結果、このステップ中に多層構造体はより容易に変形して、特に、局所的に伸びることや裂けたりしわができたりすることなく、ベースとなる光学素子の表面の曲率と同じ曲率とすることができる。
曲率が大小に異なる各ベース光学素子に、アンダーキュアされた同様の多層構造体を貼り付けることができる。第2の偏光層の重合度が十分に低いと、多層構造体は、曲率が異なるベース光学素子に適合できる。したがって、大量生産された同じ多層構造体を種々のベース光学素子に使用することができると同時に、さらに光学素子流通網の下流部門で本発明の方法を使用することができる。
まだ未反応の第2の偏光層の重合官能基には、多層構造体をベース光学素子の表面に保持するのに役立てることができるものがある。したがって、最終的な光学素子の結合力を増大させることができる。
第2の偏光層、結果的には多層構造体全体は、ステップc)時に弾力的になり、塑性が増す。その結果、このステップ中に多層構造体はより容易に変形して、特に、局所的に伸びることや裂けたりしわができたりすることなく、ベースとなる光学素子の表面の曲率と同じ曲率とすることができる。
曲率が大小に異なる各ベース光学素子に、アンダーキュアされた同様の多層構造体を貼り付けることができる。第2の偏光層の重合度が十分に低いと、多層構造体は、曲率が異なるベース光学素子に適合できる。したがって、大量生産された同じ多層構造体を種々のベース光学素子に使用することができると同時に、さらに光学素子流通網の下流部門で本発明の方法を使用することができる。
まだ未反応の第2の偏光層の重合官能基には、多層構造体をベース光学素子の表面に保持するのに役立てることができるものがある。したがって、最終的な光学素子の結合力を増大させることができる。
第2の偏光層がステップc)の間にアンダーキュアされるときに、さらにこの方法は、第2の偏光層を補足的に硬化させるステップを有し、このステップはステップc)の後に行われる。このように硬化ステップを補足することで、第2の偏光層にその最終的な特性、特にその硬度が付与される。
本発明の好ましい実施形態によれば、これは以下の副次的ステップを行うことで実施することができる。
a1)一時的な支持体上に形成された光反応性を有する光配向可能なポリマーを含む第1の層を形成し、
a2)前記入射紫外線の偏光方向によって決まる方向に沿って光配向された高分子ネットワークを形成するために、直線偏光紫外線を使用して第1の層を硬化させ、
a3)少なくとも1つの2色性染料と少なくとも1つの架橋可能なモノマー液晶との混合物を有する第2の層を第1の層上に形成して、第1の層によって前記染料および前記液晶をともに角度配向させ、
a4)第1の層によって決まる角度配向に2色性染料を固定するために、第2の層のモノマー液晶を少なくとも部分的に硬化させる。
a1)一時的な支持体上に形成された光反応性を有する光配向可能なポリマーを含む第1の層を形成し、
a2)前記入射紫外線の偏光方向によって決まる方向に沿って光配向された高分子ネットワークを形成するために、直線偏光紫外線を使用して第1の層を硬化させ、
a3)少なくとも1つの2色性染料と少なくとも1つの架橋可能なモノマー液晶との混合物を有する第2の層を第1の層上に形成して、第1の層によって前記染料および前記液晶をともに角度配向させ、
a4)第1の層によって決まる角度配向に2色性染料を固定するために、第2の層のモノマー液晶を少なくとも部分的に硬化させる。
紫外線は、紫外線源と第1の層の間に挿入された偏光器を用いて直線偏光される。
光配向可能なポリマーによって担持された光反応基が偏光のもとに反応して(副次的ステップa2))、偏光器の方向に沿って配向された異方性高分子ネットワークが形成される。モノマー液晶および2色性染料を有する偏光システムの第2の層は、副次的ステップa3)時に、光配向可能なポリマーに刻み込まれた偏光器の方向に対して垂直な配向をとる。こうして、2色性染料の配向により、システムに可視光偏光特性が与えられる。次いで、副次的ステップa4)時と任意にステップc)の後に行われる補足的な硬化ステップ時にモノマー液晶を硬化させることで、第2の層の構造が完全に安定化される。
このような方法により、多数の用途、特に、眼科用途に適合した満足のいく光学品質の多層構造体を得ることができる。これは、2色性混合物の配向が第1の層を硬化させるために使用する光の偏光方向によって規定されるならば、層の伸縮が全く必要でないためである。したがって、そのような伸縮によって通常引き起こされるあらゆる光学的障害はなくなる。
本発明はまた、上記で説明した方法で使用するのに適した多層構造体を提案する。そのような構造体は、
光配向性高分子ネットワークを有する第1の配向層と、
少なくとも1つの2色性染料と、2色性染料の角度配向を固定するのに適した少なくとも1つの架橋可能なマトリクス状モノマー液晶とを有する第2の偏光層とを含む。
光配向性高分子ネットワークを有する第1の配向層と、
少なくとも1つの2色性染料と、2色性染料の角度配向を固定するのに適した少なくとも1つの架橋可能なマトリクス状モノマー液晶とを有する第2の偏光層とを含む。
2色性染料は、多層構造体を通過する光に偏光効果をもたらすために第1の層によって決まる角度配向を有する。さらに、多層構造体は、取り外し可能な支持体上、すなわち、例えば引き剥がすことにより、簡単に分離できる支持体上に置かれる。
本発明の範囲内で使用できる光配向可能な反応性ポリマーの例には、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリイミド、およびデンドリマーから形成されるものがある。桂皮酸およびその誘導体、カルコン、クマリン、またはメタクリル酸塩ブリッジ(bridge)などの光反応基を有する光配向可能な反応性ポリマーが特に想定できる。
本発明の範囲内で使用できる2色性染料の例として、アゾメチン、インジゴイド、チオインジゴイド、インダン、キノフタロン(quinophthalonics)、ペリレン、フタロペリン、トリフェノジオキサジン、インドロキノキサリン、イミダゾトリアジン、アゾ染料およびポリアゾ染料、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンおよび(ポリ)アントラキノン、アントラピリミジノン、沃素および沃素酸塩を挙げることができる。アゾ染料およびアントラキノンを本発明の範囲内で使用することが好ましい。
第2の偏光層は、本発明に従って利用できる多層構造体内でアンダーキュアすることが好ましい。
さらに、多層構造体は、第1および第2の層に対して支持体とは反対側に配置された接着剤層を有する。多層構造体は、接着剤層上に置かれた取り外し可能なフィルムも有する。この種のフィルムは、多層構造体がベース光学素子に押し付けられる前に取り除くことができる。このようにして、接着剤は保護され、次に、多層構造体がベース光学素子に接着される前に覆いをとられる。
本発明の範囲内で使用できる接着剤のうち、限定しない実施例として、エポキシ接着剤、反応性ポリウレタン接着剤、熱硬化型接着剤、シアノアクリレート接着剤などの硬化型モノマーを基本とした接着剤、構造用アクリルまたは変性アクリル接着剤、ホットメルト接着剤、PVC(ポリ塩化ビニル)プラスチゾル、エラストマー接着剤、ネオプレンコンタクト接着剤、ビニルエマルジョン接着剤およびコポリマー、粘着剤(PSA)および水性型接着剤を挙げることができる。
多層構造体はさらに、光学素子に機能を追加することを意図された少なくとも1つの他の機能層を有することができる。この場合、追加機能は、ステップb)からステップd)までの間に偏光機能に加えて光学素子に付与される。
最後に、本発明は、ベースとなる光学素子と上記の多層構造体とを有する偏光光学素子を提案する。この多層構造体は、ベース光学素子と多層構造体の間に置かれた接着剤層によってベース光学素子に固定される。多層構造体は、光学素子を通過する光に対する偏光機能をこの素子に付与する。
本発明の他の特徴および利点が、添付の図面を参照した、限定しない典型的な実施形態についての以下の説明で明らかになるであろう。
図を明瞭にするために、示した要素の寸法は、実寸または寸法比に比例していない。さらに、異なる図での同じ参照番号は、同じ要素または同じ機能を有する要素を表す。
図1aによれば、ポリカーボネートベースであり、厚さが0.2mm(ミリメートル)から5.0mm、好ましくは0.5mmから2.0mmのフィルム支持体31によって多層構造体30が担持されている。支持体31は、可撓性を有し、表面エネルギが非常に小さいので、例えば、引き剥がすことによって、多層構造体30を支持体31から簡単に分離することができる。任意であるが、中間層32が支持体31と構造体31の間に置かれて、それらを分離するのをより簡単にするようにしてもよい。このような中間層32は剥離層と呼ばれ、特に、シリコーンをベースとした界面活性剤を含むことができる。
本明細書に記載の本発明を実施する方法では、多層構造体30は、33から37で参照される5つの個別層を有する。しかし、当然ながら、多層構造体はまた、多層構造体30内にあって次にベースとなる光学素子に移されるさらなる層を有することもできる。
支持体31上に最初に形成され、または剥離層32の上面に形成された層33は、構造体30が移される光学素子に特定の機能を与えることを意図される。これは、例えば、紫外線保護層、酸素遮蔽層、耐摩耗層、耐衝撃層、反射防止皮膜、帯電防止皮膜、または汚れ防止皮膜とすることができる。これら各被膜は、支持体31上にこの被膜を製造する少なくとも1つの方法とともに個々に公知であると考えられる。この場合、層33は、支持体31から分離することを意図された構造体30の一部を構成する。場合により、層33は、前述の層もしくは被膜のうちの幾つかを組み合わせたものであってもよい。特に好ましい組み合わせは、以下の積層体、すなわち、疎水性もしくは疎油性皮膜、反射防止皮膜、および摩耗防止皮膜ひいては耐衝撃性皮膜から構成される。
構造体30内で層33上に置かれた層34は、層35の混合物を配向させる異方性の高分子ネットワークから形成されている。したがって、層35に組み込まれた2色性染料は層34によって決まる配向を有する。そのことは、構造体を通過する光ビームに対する多層構造体30の肉眼的偏光効果をもたらす。層35にある2色性染料の角度配向分布が、層34によって決まる方向を中心として密集している場合に、構造体30の偏光効果は公知の態様でさらに大きくなる。
層34は、光反応基を有する光配向可能なポリマーを含み、その光反応基は、直線偏光を受けて反応した後に、偏光器の方向に沿って配向された異方性高分子ネットワークを形成する。例えば、層34はすでに層32および33を設けた支持体31上に桂皮酸光反応基を有するポリマーから形成される。このポリマーは、例えば、メチルエチルケトン溶剤、シクロヘキサノン溶剤、またはこれら2つの溶剤の混合物に溶解される。その上に層34が形成される材料の表面エネルギは、厚さが一定の連続した層34を得るように調整される。次いで、例えば、赤外線を使用するかまたはオーブンに通すことによって溶剤を蒸発させ、UV−Bタイプの放射線の効果によって層34を硬化させる。層34を光配向性高分子ネットワークの形態で硬化させるために、使用するUV−B放射線は偏光器を使用して直線偏光される。この放射線は、例えば、5mJ/cm2から300mJ/cm2のエネルギを有することができる。
次いで、溶剤に分散された架橋可能な液晶モノマーと2色性染料との混合物から層35を層34上に形成する、場合によっては、2色性染料は構造体に色を与え、最終的に光学素子にアンチソーラーフィルタ機能を与えるように選択されてもよい。層34の上にある層35の液晶モノマーおよび2色性染料は、例えば、シクロヘキサノンなどの溶剤と混合することができる。層35は加熱され、次いで、UV−A放射線によって硬化される。加熱中、液晶モノマーは、層34の光配向性高分子ネットワークの配向によって決まり、これに対して垂直な配向をとる。加熱温度は、例えば、87℃とすることができる。当然、加熱および乾燥ステップは、方法全体のうちの同じステップで行うことができる。加熱温度は、使用する液晶のタイプに強く依存する。このステップ中に、液晶の浄化温度を超えてはならない。この温度を超えると、液晶はもはや優先的方向に沿って配向されない。
層34の厚さは50nm(ナノメートル)から200nmとすることができ、好ましくは約140nmとする。層35の厚さは、3μm(マイクロメートル)から100μmとすることができ、好ましくは5μmから50μmとし、より好ましくは、5μmから10μmとする。これらの条件のもとで、層35を硬化させる放射線エネルギは、この層を完全に硬化させるために、0.3J(ジュール)から1.5Jが好ましく、0.35Jから0.8Jがより好ましい。層35を部分的に硬化させる場合、使用する放射線エネルギは、上記値の数分の1まで低減することができる。
層34および35は、支持体31の寸法がこの方法で使用する液体を均一に広げることができるように適合している場合に、スピンコーティングまたはスプレイコーティングによって支持体31上に形成することができる。
多層構造体30はまた、接着剤層36も有することができる。これはエポキシをベースとした層、ラテックスをベースとした層、特にポリウレタンをベースとした層、または粘着剤から作られた層とすることができる。接着剤層は、その後に光学素子の屈折力を修正しなくてもよいように、一定の厚さであるのが好ましい。
任意であるが、構造体30を光学素子に貼り付ける前に、層36の接着剤面を露出させるために取り除くものとしたフィルムもしくは裏当て(liner)37で接着剤層36を覆ってもよい。
また、層36およびフィルム37は、支持体31で担持された層33〜35上にスピンコーティングによって形成することができる。このため、これらの形成は当業者には公知であると考えられ、本明細書でさらに詳細に論じることはない。そのようなスピンコーティング法は、その厚さが構造体30全体にわたって一定である接着剤層を形成するので、層36に特に適している。したがって、層36は、本発明に従って最終的に得られた偏光光学素子の光屈折挙動を何ら害することはない、つまり、構造体30を設けた最終偏光レンズは、最初のレンズ40の屈折力分布と同じ屈折力分布を有する。
層36は、レンズ40の面41に直接付着させてもよい。
また、構造体30の配向を示す方向Nが図1aに示されている。方向Nは、支持体31から始まる構造体30の層に対して垂直になっている。
本発明が、実例として、ベースとなる光学素子を構成する眼科用レンズに上記多層構造体を貼り付けることに関連させて説明される。当然ながら、多層構造体は、例えば、照準機器要素、測定機器要素、またはヘルメットバイザなどの他の光学素子に同様な態様で使用することができる。
図1bによれば、眼科用レンズ40は、凸状前部面41および凹状後部面42を有する。眼科用レンズは、無機材料または有機材料から作ることができ、特に、高屈折率を有する有機材料から作ることができる。本発明において、「高屈折率」とは、1.6以上の屈折率を意味し、場合によっては、例えば、1.67に等しい屈折率を意味すると解釈される。屈折異常を矯正するレンズを作るのにそのような高屈折率材料を使用すると、その場合に、同じ屈折力に対してレンズは薄くなり、かつ曲率が小さくなるので、特に有益である。これにより、レンズの重量は軽くなり、着用者はより快適になる。特に、そのような眼科用レンズは、レンズの中央領域で厚さを1.2mm未満にすることができ、実質的に1.1mmに等しくすることさえできる。
ここで多層構造体30をレンズ40の凸面41に貼り付けることに関連させて本発明が説明される。しかし、当然ながら、この方法は同様の態様で多層構造体30をベースとなる光学素子の凹面、例えば、レンズ40の面42に貼り付けるために使用することもできる。
支持体およびレンズが互いに押し付けるように置かれる場合に、支持体31は、レンズ40の面41に対して実質的に相補的な形状を有するのが好ましい。その結果、多層構造体30をレンズ40に押し付けた場合、構造体の層内に生じる応力は小さくなり、最終的に得られたレンズは、層33〜37のうちの少なくとも1つにあるストレッチマーク、しわ、または裂けなどの目で見える欠陥がより少なくなる。支持体31は最初に、すなわち多層構造体30が製造される前にそのような形状を有することができる。あるいは、支持体が平面状である間に、構造体30を支持体31上に形成してもよい。この場合、多層構造体30を設けた支持体31は、多層構造体30がレンズ40に押し付けられる前に予備成形することができる。
図2aによれば、2つの膨張可能な薄膜を有する圧力システム1は、それぞれ10および20で参照される第1の圧力装置および第2の圧力装置を有する。図2bは、切り離された構成のこれら2つの装置を示している。
2つの装置10および20は、それらの間に所定のギャップ4(図2c)を保ったまま、2つの側部フランジ2および3を用いて互いに結合することができる。フランジ2および3は、装置20と一体にすることができ、溝2bおよび3bを設けることができる。次に、装置10は、側部レール5aおよび5bが設けられており、それにより、スライド面を形成する溝2bおよび3bにレール5aおよび5aを滑り込ませることで、装置10および20を簡単に結合することができるようになる。
ここで説明する本発明の実施形態では、各装置10(または20)は、開口12(または22)を設けた本体11(または21)を有する。その開口は、眼科用レンズの寸法よりも若干大きくなっている。閉鎖部品13(または23)は、本体11(または21)とともに組み立てることができ、それにより、弾性薄膜16(または26)が本体の開口を囲んで部品13(または23)と本体11(または21)の間に挟まれる。さらに、各閉鎖部品13、23は、閉鎖部品と対応する薄膜との間に加圧ガスを導入するために、ガス注入手段が設けられている。これらの注入手段は、閉鎖部品13(または23)内にある機械加工された内部ダクト部分13a(または23a)と、外部パイプ部分14(または24)と、加圧ガス供給部(図示せず)に連結するためのシステム15(または25)とを有する。凹部11a(または21a)は、外部パイプ部分14(または24)の通路用に本体11(または21)に作られている。各本体11(または21)は、開口12(または22)の周りの直線穴12a(または22a)を有し、この直線穴は、閉鎖部分13(または23)を開口に対して同軸となる位置に維持するように設計されている。各本体はまた、変形した薄膜16(または26)が開口を通るのを案内する円錐面部分12b(または22b)を有する。湾曲した接続面12c(または22c)は、穴12a(または22a)を円錐面部分12b(または22b)につないでいる。最後に、閉鎖部品13(または23)は、各装置10(または20)に対して、下方にねじ込まれたクランプ17(または27)によって、薄膜16(または26)を封止した態様で締め付けながら、本体11(または21)上に固定されたままとされている。
図2cおよび図3aは、組み立てられた状態の2つの装置10および20を示しており、この場合、薄膜16および26はガス圧によってそれぞれ部分的に膨らんでいる。
多層構造体30を眼科用レンズ40に押し付けるステップが、図3b〜図3fを参照して説明する。
最初に装置10が取り外され、多層構造体30を支持した支持体31が装置20の薄膜26上に置かれる。支持体31は、図3bおよび図3cに示す方向Nに従って、すなわち、支持体31が薄膜26と接触し、層36が上方を向くように向きを合わされる。構造体30がフィルム37を含んでいる場合、このフィルムは、層36の接着剤を露出させるために引き剥がされる。
次いで、その凸面41が多層構造体30に向けられた状態で、支持体31とレンズの面41の相補する形状を合わせるようにレンズ40を構造体30上に置く(図3bおよび図3c)。
次いで、レール5aおよび5bを溝2bおよび3bに係合させることにより、装置10を装置20とともに組み立てる。2つの薄膜16および26は、このようにしてレンズ40と支持体31に担持された構造体30との両側で方向Nに沿って互いに対向する状態とされる。次に、ガスが、膨張中の薄膜16がレンズ40の凹状後方面42と接触するまで、閉鎖部品13と装置10の薄膜16との間にある空洞に減圧下で導入される。図3dは上記の構成を示し、図3eは図3dと同様の断面図であり、膨らんだ薄膜16を明瞭に示している。
最後に、装置20内の部品23と薄膜26との間のガス圧は、装置10内の部品13と薄膜16の間と実質的に一定に保たれたガス圧と等しくなる。そのような動作方法により、レンズ40と構造体30を担持する支持体31との移動を防止できる。こうして、薄膜26は支持体31に押し当てて膨張され、薄膜16はレンズ40用の支持面として働く。薄膜26内の圧力は、薄膜26が変形し、圧力が支持体31の面全体に加わるようになるまで増加する(図3f)。このようにして、薄膜26の圧力は、レンズの面41上の各点で層36に伝えられる。したがって、構造体30はレンズ40に一様に貼り付けられる。
この方法はさらに、層36を硬化させるために、構造体30をレンズ40に押し付けるステップの後に行われる層36への紫外線照射を含めてもよい。層36の接着剤の化学組成次第では、この照射により、前記層に含まれる化合物を硬化させることができ、それにより、層36は、一方の側で層35に他方の側でレンズ40に完全に付着する。閉鎖部品13および23の少なくとも一方と対応する薄膜16、26は紫外線に対して透過性を有する。この場合、多層構造体30がまだ薄膜16および26によってレンズ40に固定されて、圧力装置10または20の一方を通じて照射が行われる。こうして、多層構造体30がレンズ40に対して移動する危険性を回避する。
この紫外線照射または特定のさらなる照射は、層35がこの段階までアンダーキュアされている場合に、層35の硬化を完了させることができる。
次いで、装置10および20内部のガス圧が下げられ、めがねレンズ40が回収される。そのとき多層構造体30は、層36によってレンズの面41に接着されている。
次いで、支持体31が剥がされる。この剥離作業中に、多層構造体30はレンズ40に固定されたままである。次いで、層32の残留物を除去するために、多層構造体30の露出した面を洗浄することができる。
このとき、機能層33は層34または35に対してレンズ40とは反対の側にある。
本発明者は、このような方法のために、層35の偏光コントラストが、構造体30をレンズ40に結合する前に測定した同じコントラストと比較して、何ら弱まらないことを発見した。このようにして、偏光コントラストが540かまたはそれより高く、眼科用に適合した光学品質を有する高偏光レンズが得られた。
当然ながら、詳細に説明した本発明の実施に、例えば、光学素子の特定の幾何形状を考慮するなどして、多数の修正を取り入れることができる。特に、本発明の利点の少なくとも幾つかを今までどおり維持しながら、以下の修正を行うことができる。
装置10の支持面は、膨張可能な薄膜16に取って代わる弾性緩衝材によって形成することができる。
支持体31および多層構造体30が十分な弾性を有し、塑性変形可能な場合に、支持体31は、装置10と装置20の間に導入されるときに平面状とすることができる。次いで、支持体が2つの薄膜16および26によってレンズに押し付けられるときに、支持体は、レンズ40の面41の形状に合わせて変形する。
構造体30は、圧力装置10と圧力装置20の間に挿入されるときに、レンズ40を反転させることにより、レンズ40の凹面42に同様な方法で貼り付けることができる。
接着剤層36を、接着剤部分が独立した形態で、すなわち、最初に接着剤部分が多層構造体30とレンズ40の両方から独立した形態で、最初にレンズ40で担持するか、または装置10と装置20の間に導入することができる。接着剤層は、構造体とレンズの間に置かれ、次いで、2つの薄膜16および26が膨らむと、押し付けられて均一な層を形成する。
装置10の支持面は、膨張可能な薄膜16に取って代わる弾性緩衝材によって形成することができる。
支持体31および多層構造体30が十分な弾性を有し、塑性変形可能な場合に、支持体31は、装置10と装置20の間に導入されるときに平面状とすることができる。次いで、支持体が2つの薄膜16および26によってレンズに押し付けられるときに、支持体は、レンズ40の面41の形状に合わせて変形する。
構造体30は、圧力装置10と圧力装置20の間に挿入されるときに、レンズ40を反転させることにより、レンズ40の凹面42に同様な方法で貼り付けることができる。
接着剤層36を、接着剤部分が独立した形態で、すなわち、最初に接着剤部分が多層構造体30とレンズ40の両方から独立した形態で、最初にレンズ40で担持するか、または装置10と装置20の間に導入することができる。接着剤層は、構造体とレンズの間に置かれ、次いで、2つの薄膜16および26が膨らむと、押し付けられて均一な層を形成する。
Claims (36)
- 配向した第1の層(34)と、液晶ポリマーと少なくとも一つの2色性染料とからなる偏光した第2に層と、を備え、前記2色性染料は、前記第1の層(34)によって決定される角度配向を有する多層構造体(30)の貼り付けにより偏光光学素子を製造する方法において、
(a)支持体(31)上に多層構造体(30)を製造するステップと、
(b)前記多層構造体(30)がベースとなる光学素子(40)に対向し、接着剤部分が前記多層構造体(30)と前記ベースとなる光学素子(40)との間に置かれた状態で、前記ベースとなる光学素子(40)と前記支持体(31)によって担持された前記多層構造体(30)とを、支持面を有する第1の圧力装置(10)と膨張可能な薄膜を有する第2の圧力装置(20)との間に置くステップと、
c)前記薄膜を膨張させ、前記第1の圧力装置(10)と前記第2の圧力装置(20)の間に固定ガスを保持することで、前記多層構造体(30)を前記ベースとなる光学素子(40)の表面に押し付けるステップと、
d)前記多層構造体(40)が前記ベースとなる光学素子(40)の表面に接着された状態のまま光学素子を解放し、前記支持体(31)を取り除くステップと、を含む偏光光学素子の製造方法。 - 前記偏光した第2の層(35)は、前記ステップb)と前記ステップc)との間中アンダーキュアする請求項1に記載の製造方法。
- 前記ステップc)の後に前記偏光した第2の層(35)を補足的に硬化させるステップを含む請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記第1の層(34)は、所定方向に沿って光配向性高分子ネットワークからなり、前記第2の層(35)は、モノマーの液晶のマトリックスからなり、前記第2の層(35)は、前記第1の層による配向のマトリックスと前記2色性染料化合物の配向されるマトリックスからなる請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- a1)支持体(31)上の光反応性を有する光配向可能な高分子を含む第1の層を形成し、
a2)前記入射紫外線の偏光方向によって決まる方向に沿って光配向性高分子ネットワークを形成するために、直線偏光紫外線を使用して第1の層を硬化させ、
a3)少なくとも1つの前記2色性染料と少なくとも1つの架橋可能なモノマー液晶との混合物を有する前記第2の層を前記第1の層上に形成して、前記第1の層によって前記2色性染料および前記液晶をともに角度配向させ、
a4)前記第1の層によって決まる角度配向に前記2色性染料を固定するために、前記第2の層の前記液晶を少なくとも部分的に硬化させる請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。 - 前記多層構造体(30)は、紫外線保護層、酸素遮蔽層、耐摩耗層、耐衝撃層、反射防止皮膜、帯電防止皮膜、または汚れ防止皮膜から選択される少なくとも一つの第3の層(33)を含む請求項1から5のいずれかに記載の製造方法。
- 接着剤部分は、最初に、前記第1の層および前記第2の層に対して前記支持体(31)とは反対の側に置かれた層の形態で前記多層構造体(30)上に置くようにする請求項1から6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記接着剤層(36)は、スピンコーティングにより前記多層構造体(30)を形成される請求項7に記載の製造方法。
- 接着剤部分は、最初前記多層構造体(30)を受けることを目的とする面の前記光学素子上の前記接着剤層(36)の形で付着させる請求項1から6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記接着剤層(36)は、スピンコーティングにより前記ベースとなる光学素子を形成させる請求項9に記載の製造方法。
- さらに、前記ステップc)後に前記接着部分を硬化させるために照射する請求項1から10のいずれかに記載の製造方法。
- 前記接着部分の照射は、前記第1の圧力装置(10)および前記第2の圧力装置(20)を通して前記ステップc)と前記ステップd)との間に行う請求項11に記載の製造方法。
- 剥離層(32)は、前記支持体(31)と前記多層構造体(30)との間に位置する請求項1から12のいずれかに記載の製造方法。
- 前記剥離層(32)は、シリコーンベースの界面活性剤からなる請求項13に記載の製造方法。
- 前記支持体(31)と前記ベースとなる光学素子(40)は前記ステップb)で置かれる場合、前記支持体(31)は実質的に相補的な前記ベースとなる光学素子(40)の表面の形状を有する請求項1から14のいずれかに記載の製造方法。
- 前記ベースとなる光学素子(40)の表面は、凸状である請求項1から15のいずれかに記載の製造方法。
- 前記ベースとなる光学素子(40)は、眼科用レンズからなる請求項1から16のいずれかに記載の製造方法。
- 前記眼科用レンズの屈折率は、1.60または1.60以上である請求項17に記載の製造方法。
- 前記ステップb)において、前記ベースとなる光学素子(40)は、前記第1の圧力装置(10)側に置き、前記多層構造体(30)は、前記第2の圧力装置(20)側に置く請求項1から18のいずれかに記載の製造方法。
- 支持面を有する前記第1の圧力装置(10)は、前記支持面に形成される弾性緩衝材を含む請求項1から19のいずれかに記載の製造方法。
- 支持面を有する前記第1の圧力装置(10)は、前記支持面を形成する膨張可能な薄膜を含み、前記ステップc)は、前記第1の圧力装置および前記第2の圧力装置の膨張可能な薄膜によって行われる請求項1から19のいずれかに記載の製造方法。
- 光配向性高分子ネットワークからなる配向性の第一の層(34)と、
少なくとも1つの2色性染料と、前記2色性染料が、前記多層構造体を通して通過する光の偏光効果を作製するために前記2色性染料の角度配向を固定するために調節することに適した、少なくとも1つの架橋可能なマトリクス状液晶モノマーとからなる偏光性の第2の層(35)と、からなる多層構造体(30)であり、支持体(31)上に取り外し可能な状態で置かれている多層構造体(30)。 - 前記偏光性の第二の層(35)は、アンダーキュアされている請求項22に記載の多層構造体。
- 前記第1の層(34)は、所定方向に沿った光配向性高分子ネットワークからなり、
前記第2の層(35)は、液晶モノマーネットワークと、前記第1の層(34)によって配向しており、前記2色性染料の配向を固定する前記マトリックスと、からなる請求項22または23に記載の多層構造体(30)。 - 紫外線保護層、酸素遮蔽層、耐摩耗層、耐衝撃層、反射防止皮膜、帯電防止皮膜、または汚れ防止皮膜から選択される少なくとも一つの第3の層(33)を含む請求項22から24のいずれかに記載の多層構造体(30)。
- さらに、前記第1の層および前記第2の層に対して前記支持体(31)とは反対の側に置かれた接着剤層を含む請求項1から6のいずれかに記載の多層構造体(30)。
- さらに、取り外し可能なフィルムは、前記接着剤層(36)上に置かれている請求項26に記載の多層構造体(30)。
- 前記支持体(31)と前記多層構造体(30)との間に有する剥離層(32)と前記支持体(31)上に置かれている請求項22から27のいずれかに記載の多層構造体(30)。
- 前記剥離層(32)は、シリコーンに基づく界面活性剤からなる請求項28に記載の多層構造体(30)。
- ベースとなる光学素子(40)と、
接着剤層(36)によって前記ベースとなる光学素子(40)の表面に固定させた多層構造体(30)と、からなり、
前記多層構造体(30)は、光配向性高分子ネットワークからなる配向性の第一の層(34)と、少なくとも1つの2色性染料と、前記2色性染料が前記多層構造体を通して通過する光の偏光効果を作製するために前記2色性染料の角度配向を固定するために調節することに適した、少なくとも1つの架橋可能なマトリクス状液晶モノマーとからなる偏光性の第2の層(35)と、からなる多層構造体(30)であり、支持体(31)上に取り外し可能な状態で置かれている偏光光学素子。 - 前記第1の層(34)は、所定方向に沿った光配向性高分子ネットワークからなり、
前記第2の層(35)は、液晶モノマーマトリックスと、前記第1の層(34)によって配向しており、前記2色性染料の配向を固定する前記マトリックスと、からなる請求項30に記載の偏光光学素子。 - 前記ベースとなる光学素子の表面は、凸状である請求項30または31に記載の偏光光学素子。
- 前記ベースとなる光学素子は、眼科用レンズである請求項30から32のいずれかに記載の偏光光学素子。
- 前記眼科用レンズは、屈折率が1.60または1.60以上の屈折率を有する請求項33に記載の偏光光学素子。
- 前記多層構造体(30)は、さらに少なくとも前記ベースとなる光学素子(20)と反対側の前記第1の層(34)と前記第2の層(35)上に置かれた第3の層(33)を有しており、前記第3の層(33)は、紫外線保護層、酸素遮蔽層、耐摩耗層、耐衝撃層、反射防止皮膜、帯電防止皮膜、または汚れ防止皮膜から選択される請求項30から34のいずれかに記載の偏光光学素子。
- 偏光コントラストが、540またはそれより高い請求項30から35のいずれかに記載の偏光光学素子。
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