JP4734473B2 - 湾曲した光学デバイス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2006年7月14日に出願された先行の出願第11/486、804号の一部継続出願であり、同出願は、2001年9月18日に出願された先行の出願第09/956,507号(現在は米国特許第7,102,602号)の継続出願であり、これら先行出願の両方が参照により援用される。
本発明は概して光学デバイスの分野に関する。特に、本発明は湾曲した光学デバイス及びその製造方法に関する。特定的に、本発明は液状媒体が内部に取り込まれた二重または複合的に湾曲した光学デバイスに関する。そして本発明は、単一の堅い形成面を用いて湾曲した光学デバイスを形成することに関する。
上記を考慮して、本発明の第1の態様は装眼具用の湾曲した光学デバイス及びその製造方法を与えることである。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
湾曲した光学デバイスを構成する方法であって、該方法は、
対向する柔軟な基板を有する少なくともひとつのセルを組み立てることであって、該対向する柔軟な基板は、流体を受け入れるように構成されたギャップを形成するために、それらの間に制御された距離を有する、ことと、
固定装置の中に該少なくともひとつのセルの一部分のみを保持することと、
該少なくともひとつのセルの近位に湾曲型面を位置決めすることと、
該湾曲型面と該少なくともひとつのセルとのうちの少なくともひとつを加熱することと、
該少なくともひとつのセルが、熱が除去されるとき、実質的に湾曲形状を維持しているように、該少なくともひとつのセルを該型面に合致させることと
を包含する、方法。
(項目2)
上記固定装置にフレームを提供することであって、該フレームは、該フレームから延びる複数のピンを有する、ことと、上記少なくともひとつのセルを該複数のピンに固定することとをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目3)
上記少なくともひとつのセルの運動を上記型面の運動以外の力によって補助することをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目4)
上記補助するステップは、上記少なくともひとつのセルに圧力源を適用することを包含する、項目3に記載の方法。
(項目5)
上記補助するステップは、上記少なくともひとつのセルの周りの空気を排出することを包含する、項目3に記載の方法。
(項目6)
上記湾曲型面を実質的に凹形状として提供することをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目7)
上記湾曲型面を実質的に凸形状として提供することをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目8)
合致させる前に上記湾曲型面と上記少なくともひとつのセルとの間にキャリアーを位置決めすることをさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目9)
上記セルと上記キャリアーとの間の結びつきを促進する材料によって、合致させる前に該セルと該キャリアーとのうちの少なくともひとつを処理することをさらに包含する、項目8に記載の方法。
(項目10)
上記材料として高感度接着剤に圧力を適用することをさらに包含する、項目9に記載の方法。
(項目11)
上記対向する柔軟な基板の間にある上記セルの外周の周りにシール材料を提供することと、
該シール材料が少なくとも上記光学デバイスの平坦な部分から湾曲した部分への移行領域まで広がるように、該セルを上記湾曲型面上に位置決めすることと
をさらに包含する、項目1に記載の方法。
(項目12)
上記シール材料が上記湾曲した部分の中に広がるように、上記セルを位置決めすることをさらに包含する、項目11に記載の方法。
電極14を有する直径約2インチの2つの被覆された熱可塑性ポリエステル基板12(例えば、CPFilmsインコーポレイテッド製のOC−100)がアライメント層材料溶液(例えば、日本合成ゴム株式会社製のJALS204−R40)でコーティングされ、そのコーティングが乾燥した後0.1μmの好適厚さを有するアライメント層16が形成される。直径5μmのスペーサ20(例えば、EM Industries,Inc.のLicristar 50)がスタック10を通じてギャップ24を均一に制御するために提供される。好適には、スペーサ20は、熱成形処理中に外圧35の存在下で、スペーサ20が移動し互いに集まるのを防止するために、少なくともひとつのアライメント層16内に埋め込まれる。少なくともひとつのアライメント層16は、液晶材料26の方向を一致させるためにベルベット布を使ってこすられる。接着剤(例えば、Loctite Corp.製のLoctite349)のようなシール材18が少なくともひとつの開口部を残してセルの端に沿った少なくともひとつの面17に分配された後、アライメント層が互いに対向するように2つの基板を組み合わせることによってスタック10が構成される。接着材は基板間隔を維持するために硬化される。セルは開口部を通じて液晶材料26(例えば、EM Industries,Inc.のZLI2806)で満たされる。開口部はエッジシール接着剤でシールされ、接着剤は液晶材料26を包むよう硬化される。セル面全体が熱成形処理中に面38、42との接触を通じて圧力35にさらされるように、スタック10は型36、40として使用されるガラスレンズ(例えば、OptoSigma,Inc.のPlano CVX BK7及びPlano CNCV BK7)の間に配置される。2インチの平凸及び平凹ガラスレンズは6.8ジオプトリーに対応する±150mmの焦点距離を有する。型36の頂面には、セル10を押し続けるよう0.5から2kgの負荷を有する圧力が加えられる。スタック全体が115℃のチャンバ32内に転送され、熱成形により所望の曲率を達成するべく1から20時間の間保持される。スタック全体はチャンバ32から除去され50℃以下の温度まで冷却され、二重湾曲液晶セル50が形成される。
電極14を有する直径約2インチの2つのコーティングされた熱可塑性ポリカーボネート基板12(例えば、N.I.Teijin Shoji Co.,Ltd.のHA120−B60)がアライメント層材料溶液(例えば、Japan Synthetic Rubber Co.のJALS204−R40)でコーティングされ、乾燥後0.1μmの好適厚さを有するアライメント層16が形成される。直径5μmのスペーサ20(例えば、EM Industries, Inc.のLicristar50)がスタック10全体でギャップ24を均一に制御するよう分配される。好適には、スペーサ20は、熱成形処理中に外圧35下でスペーサが移動し互いに近づかないように少なくともひとつのアライメント層16内に埋め込まれている。少なくともひとつのアライメント層16は液晶材料の方向を一致させるようベルベット布を使ってこすられる。少なくともひとつの開口部を残してセルのエッジに沿った少なくともひとつの面17上に接着材料(例えば、Loctite Corp.のLoctite349)のようなシール剤18が分配された後、アライメント層が互いに対向するように2つの基板を組み立てることによってスタック10が構成される。接着剤は基板間隔24を維持するよう硬化される。セルは開口部を通じて液晶材料26(例えば、EM Industries,Inc.のZLI2806)で満たされる。開口部は接着剤でシールされ、液晶材料26を包むべく硬化される。熱成形処理中に面38、42との接触を通じてセル全面が圧力35にさらされるように、セル10はプラテン36、40として使用されるガラスレンズ(例えば、OptoSigma,INCのCVX BK7及びPlano CNCV BK7)の間に配置される。2インチの平凹及び平凸ガラスレンズは6.8ジオプトリーに対応する±150mmの焦点距離を有する。スタックは115℃のチャンバ32内に転送され、軟らかくなるよう1〜2時間の間維持される。型36の頂部において、0.5〜2kgの負荷を有する圧力35がスタック10を熱成形するのに加えられる。スタック全体はチャンバ32から除去されて50℃以下の温度まで冷却され、二重湾曲液晶セル50が形成される。
電極14を有する直径約2インチの2つのコーティングされた熱可塑性ポリエステル基板12(例えば、CPFilms,Inc.のOC−100)がアライメント層材料溶液(例えば、Japan Synthetic Rubber Co.のJALS204−R40)でコーティングされ、乾燥後0.1μmの好適厚さを有するアライメント層16が形成される。直径5μmのスペーサ20(例えば、EM Industries,Inc.のLicristar50)がスタック10全体でギャップ24を均一に制御するよう分配される。好適には、スペーサ20は、熱成形処理中に外圧35下でスペーサが移動し互いに近づかないように少なくともひとつのアライメント層16内に埋め込まれている。少なくともひとつのアライメント層16は液晶材料の方向を一致させるようベルベット布を使ってこすられる。少なくともひとつの開口部を残してセルのエッジに沿った少なくともひとつの面17上に接着剤(例えば、Loctite Corp.のLoctite349)のようなシール剤18が分配された後、アライメント層が互いに対向するように2つの基板を組み立てることによってスタック10が構成される。接着剤は基板間隔24を維持するよう硬化される。熱成形処理中に型面38、42との接触を通じてセル全面が圧力35にさらされるように、空のセル10はガラスレンズ形式(例えば、OptoSigma,INCのCVX BK7及びPlano CNCV BK7)の型36、40の間に配置される。2インチの平凹及び平凸ガラスレンズは6.8ジオプトリーに対応する±150mmの焦点距離を有する。型36の頂部において、0.5〜2kgの負荷を有する圧力35が空のスタック10をプレスするよう加えられる。スタックは115℃のチャンバ32内に転送され、熱成形により所望の曲率を達成するよう1〜15時間の間維持される。スタック全体はチャンバ32から除去されて50℃以下の温度まで冷却され、二重湾曲セル50が形成される。生成された曲率は熱形成温度、時間、圧力及び使用されるガラスレンズの頂面及び底面のジオプトリーに依存する。8ジオプトリーまでの曲率はこの技術を使ってすでに製造された。
Claims (19)
- 熱形成された湾曲した光学デバイスを構成する方法であって、該方法は、
対向する柔軟なポリマー基板と、該対向する基板の内側面の少なくとも一部分の上に配置されたシール材料と、該対向する基板の間に配置された複数のスペーサとを有する少なくともひとつのセルを組み立てることであって、該スペーサは、流体を受容するように構成されたギャップを形成するために、該基板の間で制御された距離を維持する、ことと、
固定装置の中に該少なくともひとつのセルの一部分を保持することと、
該少なくともひとつのセルの近位に湾曲型面を位置決めすることと、
該少なくともひとつのセルに熱および圧縮力を適用することによって該少なくともひとつのセルを熱形成することと、
該制御された距離を維持している間に、該熱および圧縮力が除去された場合には、該少なくともひとつのセルが、該湾曲型面に適合する曲率を恒久的に維持するように、該少なくともひとつのセルを該型面に適合させることと
を包含する、方法。 - 前記固定装置にフレームを提供することであって、該フレームは、該フレームから延びる複数のピンを有する、ことと、前記少なくともひとつのセルを該複数のピンに固定することとをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくともひとつのセルに圧縮力を適用するステップは、前記型面の運動以外の力を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記圧縮力を適用するステップは、前記少なくともひとつのセルに加圧流体源を適用することを包含する、請求項3に記載の方法。
- 前記圧縮力を適用するステップは、前記少なくともひとつのセルに真空を適用することを包含する、請求項3に記載の方法。
- 前記湾曲型面が、実質的に凹形状を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記湾曲型面が、実質的に凸形状を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記熱形成するステップの前に、前記湾曲型面と前記少なくともひとつのセルとの間にキャリアーを位置決めすることをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記セルと前記キャリアーとの間の結合を促進する材料によって、前記熱形成するステップの前に該セルと該キャリアーとのうちの少なくともひとつを処理することをさらに包含する、請求項8に記載の方法。
- 前記材料が、感圧接着剤である、請求項9に記載の方法。
- 前記セルの外周の周りに前記シール材料を提供することと、
該シール材料が少なくとも前記光学デバイスの平坦な部分から湾曲した部分への移行領域まで広がるように、該セルを前記湾曲型面上に位置決めすることと
をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記シール材料が前記湾曲した部分の中に広がるように、前記セルを位置決めすることをさらに包含する、請求項11に記載の方法。
- 前記加圧流体源の中の流体が、液体である、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくともひとつのセルは、少なくともひとつの方向に湾曲している、請求項1に記載の方法。
- 固定装置の中に前記少なくともひとつのセルの一部分を保持するステップは、該セルの外周の少なくとも一部分を該固定装置内に保持することを包含し、該少なくともひとつのセルに圧縮力を適用するステップは、該少なくともひとつのセルを前記湾曲型面に適合させるように、該湾曲型面を該少なくともひとつのセルに向けて動かすことを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記熱形成するステップの前に、流体を受容するように構成された前記ギャップに流体材料を配置することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記流体は、液晶材料、染料またはエレクトロクロミック電解液を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくともひとつのセルに熱を適用するステップは、前記柔軟な基板を塑性状態にして、該柔軟な基板を熱成形することが可能になるように、該少なくともひとつのセルの温度を上昇させる、請求項1に記載の方法。
- 前記熱および圧縮力が除去された後で、前記少なくともひとつのセルを前記固定装置から除去することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
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