JP2018506067A - ホログラフィック光学素子を有する光学鋳造体の製造方法および光学鋳造体 - Google Patents
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Abstract
Description
平坦、球状、非球状または自由形状の第1の表面を有する第1のモールドセクションと、平坦、球状、非球状または自由形状の第2の表面を有する第2のモールドセクションとを含む鋳造モールドを提供する工程であって、鋳造モールドを形成するために第1のモールドセクションは第2のモールドセクションに接続可能である工程、
少なくとも1つのホログラフィック光学素子を提供する工程、
少なくとも1つのホログラフィック光学素子を第1のモールドセクションおよび/または第2のモールドセクションに対して配置および位置合わせする工程、
第1および第2のモールドセクションを合わせて鋳造モールドを形成する工程、
1つ以上の工程で鋳造材料を導入する工程であって、この鋳造材料が25℃で100,000mPasの最大粘度を有する工程、
鋳造材料を硬化する工程、
少なくとも1つのホログラフィック素子を含む硬化した鋳造材料を鋳造モールドから取り出す工程であって、この少なくとも1つのホログラフィック光学素子が鋳造材料によって少なくとも部分的に取り囲まれる工程
を含む。
粘度の決定:
粘度はPhysica MCR 51(Anton Paar製)粘度計で決定した。この目的のために、試料を平衡化し、ボールを懸濁させた(低粘度η<10000mPas:25℃、ボール直径25mm(CP−25)、高粘度η>10000mPas:50℃、ボール直径60mm(CP−60))。約0.5〜1gの生成物をプレート上に置き、ボールを生成物で完全に濡れるように落下させた。過剰の生成物を拭き取った。剪断速度(より低い粘度で約500 1/sおよびより高い粘度で約100 1/s)を機器によって自動的に設定した。それぞれの場合に20回測定し、平均値を求めた。
高粘性および固体生成物の場合、透過および反射スペクトルからの屈折率nを試料の波長の関数として得ることにより、波長589nmで屈折率を決定した。この目的のために、厚さ約100〜300nmの試料のフィルムを酢酸エチル中の5重量%溶液から石英ガラススライド上に吐出した。この層アセンブリの透過および反射スペクトルを、STEAG ETA−OptikのCD測定システムETA−RT分光計で測定し、次いで、測定した透過スペクトルおよび反射スペクトルに層厚およびnのスペクトルプロファイルを適合させた。これは分光器の内部ソフトウェアで行われ、さらにブランク測定で予め決定された石英ガラス基材のn個のデータが必要であった。
ヘイズはASTM D 1003で測定した。ヘイズは、放射された光ビームから平均2.5°を超えてずれた透過光の割合である。ヘイズを測定するために、ホログラフィック試験片を測定前に外側で清掃し、ガラス表面上の指紋および汚れによる結果の歪みを回避した。次に、分析のために試験片をByk−GardnerHaze−Gard−Plus機器に挿入した。「透過配置におけるツインビーム干渉によるホログラフィック媒体のホログラフィック特性DEおよびΔnの測定」のセクションで以下で説明するように、Kogelnikによる理論上のブラッグ曲線のシミュレーションにおいて試験片の層厚を測定した。
報告されたNCO値(イソシアネート含有量)をDIN EN ISO 11909により定量化した。
未塗装のブリキ缶の蓋、およびペーパークリップを用いて風袋重量を確認した。次に、分析すべき試料約1gを秤量し、次に、適切に曲げたペーパークリップと共にブリキ缶の蓋の中に均一に分布させた。ペーパークリップは測定のために試料中に残した。出発重量を決定し、次いで、組立品を125℃の実験室オーブン中で1時間加熱し、次いで最終重量を定量した。固形分含有量を、以下の式:最終重量[g]×100/出発重量[g]=固形分重量%によって定量化した。
ポリオール1の調製:
1リットルのフラスコに、最初に、オクタン酸スズ0.18g、ε−カプロラクトン374.8gおよび二官能性ポリテトラヒドロフランポリエーテルポリオール(当量500g/モルOH)374.8gを入れ、これらを120℃に加熱し、この温度で固形分(不揮発成分の割合)が99.5重量%以上になるまで加熱した。続いて、混合物を冷却し、生成物をワックス状固体として得た。
500mlの丸底フラスコに、最初に、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール0.1g、ジブチルスズジラウレート0.05g、および酢酸エチル中のトリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェートの27%溶液213.07g(Desmodur(登録商標)RFE、Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,Germany製)を入れ、これらを60℃に加熱した。続いて、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.37gを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで依然として60℃に維持した。これに続いて冷却し、酢酸エチルを真空中で完全に除去した。生成物は、部分的に結晶性の固体として得られた。
100mlの丸底フラスコに、最初に、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール0.02g、Desmorapid Z 0.01g、3−(メチルチオ)フェニルイソシアネート[28479−1−8]11.7gを加え、混合物を60℃に加熱した。続いて、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.2gを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで混合物を依然として60℃に保った。これに続いて冷却した。生成物を無色液体として得た。
50mlの丸底フラスコに、最初に、Desmorapid Z 0.02gおよび2,4,4−トリメチルヘキサン1,6−ジイソシアネート(TMDI)3.6gに入れ、混合物を60℃に加熱した。続いて、11.9gの2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプタン−1−オールを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで、混合物を60℃で依然として維持した。これに続いて冷却した。生成物を無色油状物として得た。
ボレートは、欧州特許出願公開第13189138.4号明細書の実施例1に記載されているように調製した。ベンジルジメチルヘキサデシルアンモニウムボレートの51.9%溶液が得られた。
Tacphan 915−GLは、LOFO high Tech Film GMBH,DE−79576 Weil am Rhein(Germany)製の厚さ50μmのトリアセテート箔である。
1H,1H−7H−パーフルオロヘプタン−1−オール[335−99−9]−ABCR GmbH&Co KG,Karlsruhe,Germany
Desmorapid Z ジブチルスズジラウレート[77−58−7]、Bayer MaterialScience AG,Leverkusen,Germanyからの製品。
酢酸エチル[141−78−6]溶媒
テストホログラムの製造および特徴付け
テストホログラムを以下のように調製した:フォトポリマーフィルムを暗所で所望のサイズに切断し、50mm×70mm(厚さ3mm)のガラス板上にゴムローラを用いて積層した。
[実施例1]
ホログラフィック記録フィルムから作製されたテストホログラムを、丸いプラスチックスリーブのオリフィス内に配置し、位置合わせさせた(図4g参照)。まず、成形キャビティを形成するために、2つのガラスレンズ(直径85mm、内径88mm、Shamir Insight,Inc.)をプラスチックスリーブ上にクリッピングすることによって鋳造モールドを取り付けた。
実施例2は、鋳造システムが触媒を全く含まないことを除いて、実施例1と全く同様に製造され、特徴付けられた。
実施例3は、鋳造システムが触媒2,4,6,10,12,14−ヘキサメチル−1,7,9,15−テトラオキサ−4,12−ジアザ−8−スタンナスピロ[7.7]ペンタデカン0.04gを含むことを除いて、実施例1と全く同様に製造され、特徴付けされた。
実施例4は、テストホログラムをガラスモールドの表面の凹面側の縁部に配置して結合したことを除いて、実施例1と全く同様に製造し、特徴付けした(図3も参照)。
Claims (15)
- 少なくとも1つの体積ホログラフィック光学素子を含む光学鋳造物を少なくとも1つの鋳造操作によって製造する方法であって、
平坦、球状、非球状または自由形状の第1の表面を有する第1のモールドセクションと、平坦、球状、非球状または自由形状の第2の表面を有する第2のモールドセクションとを含む鋳造モールドを提供する工程であって、前記鋳造モールドを形成するために前記第1のモールドセクションが前記第2のモールドセクションに接続可能である工程と、
少なくとも1つのホログラフィック光学素子を提供する工程と、
前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子を前記第1のモールドセクションおよび/または前記第2のモールドセクションに対して配置および位置合わせする工程と、
前記第1および第2のモールドセクションを合わせて前記鋳造モールドを形成する工程と、
1つ以上の鋳造工程で鋳造材料を導入する工程であって、前記鋳造材料が25℃で100,000mPasの最大粘度を有する工程と、
前記鋳造材料を硬化させる工程と、
前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子を含む前記硬化した鋳造材料を前記鋳造モールドから取り出す工程であって、前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が前記鋳造材料によって少なくとも部分的に取り囲まれる工程と
を含む方法。 - 前記第1および/または第2のモールドセクションが、一方のモールドセクションを他方のモールドセクションに接続するための少なくとも1つのスリーブを含むことを特徴とする、
請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が、前記少なくとも1つのスリーブに対して排他的にまたは追加的に配置され、位置合わせされることを特徴とする、
請求項2に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が、前記第1のモールドセクションの前記第1の表面に対しておよび/または前記第2のモールドセクションの前記第2の表面に対して配置され、位置合わせされることを特徴とする、
請求項1から3のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子は、前記第1のモールドセクションの前記第1の表面に対しておよび/または前記第2のモールドセクションの前記第2の表面に対して、固定剤として機能する材料液滴によって配置され、位置合わせされ、前記材料液滴の屈折率は、前記鋳造材料の屈折率と0.01以下、好ましくは0.002で異なることを特徴とする、
請求項4に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が、少なくとも1つのフィルムセクション上に配置され、位置合わせされ、前記少なくとも1つのフィルムセクションが、前記第1のモールドセクションの前記第1の表面上および/または前記第2のモールドセクションの前記第2の表面上に配設され、少なくともこれらのセクションを覆うことを特徴とする、
請求項1から5のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子は少なくともセクション中でフィルムセクションに接続され、前記フィルムセクションは追加的に、さらなる光学機能、特に偏光子機能、UV吸収、デザイン機能、ラベリング機能、着色機能、フォトクロミック機能、機械的支持機能、または上述の機能の組み合わせを提供することを特徴とする、
請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 前記第1および/または第2のモールドセクションは、鋳造材料で少なくとも部分的に充填され、前記鋳造材料が少なくとも部分的に硬化され、次いで少なくとも1つのホログラフィック光学素子が少なくとも部分的に硬化された前記鋳造材料の形成された表面に配置され、位置合わせされて、次いで前記第1および第2のモールドセクションを合わせて前記鋳造モールドを形成し、次いで前記鋳造モールドに前記鋳造材料を完全に充填し、その後前記鋳造材料全体を硬化させる、
請求項1から7のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック素子が平坦であり、0°〜90°、好ましくは0°〜60°の前記鋳造物の光軸に対する角度で、その表面法線と位置合わせして配置されることを特徴とする、
請求項1から8のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が光学層構造に組み込まれており、前記層構造は、前記光が、前記層構造内にインプットでき、前記層構造の層の範囲に沿って伝播でき、前記取り囲む光学鋳造物中の前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子を介して放出でき、ひいては前記光学鋳造物を離れることができるように構成されていることを特徴とする、
請求項1から9のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも1つのホログラフィック光学素子が、フォトポリマー材料によって形成され、前記フォトポリマー材料が、バインダ、少なくとも1つの書込モノマーおよび少なくとも1つの光開始剤系を含み、前記バインダが、好ましくは架橋されたバインダを含み、前記フォトポリマー材料が、より好ましくはさらに、構造(II)のコントラスト剤を含むことを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 導入時の前記鋳造材料が、25℃で5000mPas未満、好ましくは500mPas未満、より好ましくは100mPas未満の粘度を有することを特徴とする、
請求項1から11のいずれかに記載の方法。 - 前記鋳造材料が、少なくとも1つの官能基を有する1つ以上のモノマーおよび/またはオリゴマーを含み、前記少なくとも1つの官能基がアクリロイル、メタクリロイル、ビニル、アリル、イソシアネート、イソチオシアネート、アルコール、酸、オキシラン、チイラン、チオールおよびアミンから選択されることを特徴とする、
請求項1から12のいずれかに記載の方法。 - 請求項1から13のいずれかに記載の方法によって製造された、少なくとも1つのホログラフィック光学素子を含む光学鋳造物。
- 請求項14に記載の光学鋳造物を含む、眼鏡、例えば矯正眼鏡、二焦点眼鏡、三焦点眼鏡および遠近両用眼鏡、ディスプレイスクリーン作業および運転のための矯正眼鏡、サングラス、偏光機能を有する眼鏡、保護眼鏡、機能性眼鏡、拡張現実のために設置された電子ディスプレイを有する眼鏡またはデータ眼鏡、自動車フロントヘッドランプまたは後退灯、顕微鏡、投光照明、懐中電灯、カメラおよびスマートフォン用の写真レンズ、(電子)プロジェクタの投影光学系、発光ダイオードおよびレーザの二次光学系、LEDランプ、照明および電子イメージセンサ用の修正光学系。
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