KR101293765B1 - 흡수성 벽을 가진 픽셀화된 투명 광학 부품, 이의 제조방법 및 투명 광학 소자의 제조에서의 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

투명 광학 부품(10)은 부품 표면에 평행하게 병치된 투명 셀의 적어도 하나의 세트(15)를 포함하고, 각각의 셀은 부품 표면에 평행한 흡수성 벽(18)에 의해 분리되고, 밀봉되며 그리고 광학 특성을 갖는 적어도 하나의 물질을 포함한다. 광학 부품은 기정의된 윤곽선을 따라 잘라질 수 있고 선택적으로 구멍이 뚫릴 수 있다. 본 발명은 또한 이와 같은 광학 부품을 생산하기 위한 방법 및 광학 소자를 생산하기 위한 이의 용도를 포함한다. 광학 소자는 특히 안경 렌즈일 수 있다.
광학 부품, 광학 소자, 셀, 벽, 렌즈

Description

흡수성 벽을 가진 픽셀화된 투명 광학 부품, 이의 제조 방법 및 투명 광학 소자의 제조에서의 이의 용도{Transparent pixelized optical component with absorbing walls, its method of manufacture and its use in the manufacture of a transparent optical element}
본 발명은 광학 기능을 통합한 투명 소자의 제조, 특히 다양한 광학 특성을 갖는 안과용(ophthalmic) 렌즈의 제조에 관한 것이다.
비정시-교정(ametropia-correcting) 렌즈는 통상적으로 공기보다 더 높은 굴절률을 가지는 투명 재료를 형성함으로써 제조된다. 렌즈의 형태는 상기 재료와 공기 사이의 인터페이스에서의 굴절이 착용자의 망막에 적합한 포커싱(focusing)을 유발하도록 선택된다. 렌즈는 일반적으로 교정된 눈의 동공에 대하여 적당한 위치로, 프레임에 맞추어지도록 잘라진다.
다양한 렌즈의 유형, 또는 안과 광학(ophthalmic optic)에 반드시 한정되지 않는 것들 중에서, 유연한 모듈러(flexible and modular) 방식으로 하나 이상의 광학 기능을 제공하도록 역할하는 구조를 제안하는 것이 바람직할 수 있고, 반면 다른 곳에서 부과되거나(imposed) 선택된 프레임 또는 상기 광학 소자를 고정하기 위한 임의의 다른 수단에 이를 통합하도록 얻어진 광학 소자를 자르는 것이 가능하 다.
본 발명의 목적은 상기 요구에 응답하기 위한 것이다. 또다른 목적은 광학 소자가 양호한 조건하에서 산업적으로 적용가능해야하는 것이다.
따라서 본 발명은 부품의 하나의 표면에 평행하게 병치(juxtaposed)되고, 각각의 셀이 밀봉(hermetically seal)되고 광학 특성을 갖는 물질을 포함하며, 흡수성 벽에 의해 분리되는, 적어도 한 세트의 셀을 가지는 투명 광학 부품의 제조를 포함하는 투명 광학 소자의 제조에 관한 방법을 제안한다. 구체적으로, 벽들은 부품의 표면에 실질적으로 수직지향된 이들 벽의 측벽들 상에서 흡수한다.
본 발명은 또한 광학 소자에 대해 결정되어 있는 형태에 대응하는, 상기 표면에 정의된 윤곽선을 따라 광학 부품을 자르는 단계를 더 포함하는, 전술된 바와 같은 투명 광학 소자의 제조에 관한 방법을 제안한다.
셀은 예를 들어, 굴절률, 광 흡수력, 편광력, 전기 또는 광 자극에의 반응, 등과 관련된 광학 특성에 관하여 선택된 다양한 물질로 충진될 수 있다.
따라서 구조는 다수의 응용, 특히 발전된 광학 기능을 사용하는 응용에 적합하다. 설계 및 소자의 응용에 있어 큰 유연성(flexibility)을 제공하는, 광학 소자의 표면 영역의 픽셀에 의한 이산화(discretization)를 포함한다. 따라서 구조는 벽에 의해 경계 지어진(bounded) 셀 네트워크를 포함하고, 상기 벽은 가시 스펙트럼에서 흡수한다. 따라서 전파 방향이 광학 부품의 표면에 평행한 부품을 가지는 경우, 가시 스펙트럼의 일부 또는 모두에 걸쳐, 광의 전파를 허용하지 않는다.
평면에서의 인접 셀의 연속물로 이루어진 이산화에 의해 픽셀화된 구조를 제조하는 것이 가능하다. 이들 셀은 벽에 의해 분리된다. 이들 벽은 광학 부품의 투명성 결함의 원인이고 따라서 이와 같은 부품을 포함하는 광학 소자의 투명성 결함을 유발할 수 있다. 본 발명의 문맥에서, 상기 광학 부품을 통한 이미지의 관찰이 콘트라스트(contrast)의 상당한 손실 없이 감지되는 경우, 즉 상기 광학 부품을 통한 이미지의 형성이 이미지 품질을 떨어뜨리지 않고 얻어지는 경우, 광학 부품은 투명한 것으로 이해된다. 본 발명의 문맥에서, 투명이란 용어의 이와 같은 정의는 명세서 안에서와 같이 한정된 모든 대상물에 적용가능하다.
광학 부품의 셀을 분리하는 벽은 광을 회절(diffract)함으로써 광과 상호작용한다. 회절은 광파가 실질적으로 제한되는 경우 관측된 광의 산란(scattering)으로 정의된다(J-P. Perez - Optique, Fondements et applications 7th edition - Dunod - October 2004, P.262). 따라서 이와 같은 벽을 포함하는 광학 부품은 상기 벽에 의해 유도된 산란 때문에 저하된 이미지를 전한다. 미시적(microscopic) 회절은 산란에 의해 거시적(macroscopic)으로 나타난다. 이 거시적 산란 또는 비간섭성 산란(incoherent scattering)은 광학 부품의 픽셀화된 구조의 확산 후광(diffuse halo)을 일으켜 상기 구조를 통해 관측된 이미지의 콘트라스트 손실을 나타낸다. 이 콘트라스트의 손실은 위에서 정의된 바와 같이, 투명성의 손실로서 간주될 수 있다. 이 거시적 산란 효과는 본 발명의 문맥에서 이해되는 바와 같이 픽셀화된 광학 부품을 포함하는 광학 소자를 제조하는 데 부적당할 수 있다. 이는 광학 소자가 안과용 렌즈인 경우 특히 사실이며, 위에서 정의된 의미에 있어서, 한편으로는 투명해야만 하고 다른 한편으로는 이와 같은 광학 소자의 착용자의 시야를 방해할 수 있는 어떤 미용적 결함을 포함해서는 안된다.
이 거시적 산란을 감소하는 하나의 수단은 광이 셀을 분리하는 상기 벽으로 전파하는 것을 방지함으로써 벽에서의 회절을 감소시키는 데 있다. 이는 흡수되거나 또는 반사된 광의 일부가 회절되지 않기 때문이다. 따라서 광과의 상호작용이 제한된 벽은 광을 전파시키도록 하는 벽보다 덜 회절할 것이다. 한 세트의 벽을 고려하는 경우, 각각의 벽에 의한 회절에서의 감소는 거시적인 레벨에서 전체 조립체의 확산 양태의 감소를 유발한다.
그러므로 본 발명의 하나의 양태는 셀이 흡수성 벽에 의해 서로 분리되어 있는 기판의 표면에 평행하게 병치된 한 세트의 셀을 포함하는 투명 광학 부품을 제조하는 것이다. 구체적으로는, 상기 벽은 부품의 표면에 대체로 직각인 이들 벽의 측벽상에서 흡수한다. 이와 같은 광학 부품에서, 벽들은 이들에 도달하는 광의 일부 또는 모두를 흡수하여, 대상물의 거시적 산란을 감소시키고, 이에 의해 설명된 바와 같이 광학 부품을 포함하는 투명 광학 소자를 제조하는 것을 가능하게 한다.
그러므로 본 발명은 상기 부품의 표면에 평행하게 병치되어 있는 한 세트의 셀을 포함하는 투명 광학 소자를 얻기 위한 방법에 관한 것이고, 각 셀은 가시 스펙트럼의 일부 또는 모두에 걸쳐 흡수하는 벽에 의해 서로 분리되어 있고, 상기 벽은 흡수 가교성 재료 및 흡수 중합성 재료 중에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함한다. 다른 재료가 흡수성 벽을 제조하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 졸-겔 레진과 같은 혼성물(hybrid material), 세라믹/금속 또는 실리카/금속 혼합물과 같은 복합물(composite)이 언급될 수 있다. 벽은 또한 특히 은, 크롬, 티타늄, 플래티늄, 니켈, 구리, 철, 아연, 주석, 팔라듐 및 금 중에서 선택된 금속으로 이루어지거나 또는 코팅된다면 흡수할 수 있다. 이 경우에, 벽은 흡수와 반사를 모두 한다. 본 발명의 문맥에서, 흡수 재료는 가시 스펙트럼의 적어도 일부에서 흡수하는 재료, 즉 400 nm에서 700 nm 사이의 적어도 하나의 파장 흡수 대역을 가지는 재료를 의미한다. 유리하게는 본 발명에 따르면, 전체 가시 스첵트럼에 걸친 흡수 대역을 가지는 재료가 더 바람직하다. 벽을 제작하는 데 사용되는 재료는 근적외선, 즉 700 nm 위의 스펙트럼 흡수 대역 및/또는 근자외선, 즉 400 nm 아래의 흡수 대역을 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에서, 벽의 구성 재료는 도핑, 확산 또는 흡수성 입자의 흡수에 의해 흡수가 이루어지거나 또는 본질적으로 흡수할 수 있다. 가교성 또는 중합성 재료에 가시광선 흡수 특성을 공급할 수 있는 흡수 입자들 중에서, 염료, 잉크, 안료(pigment), 콜로이드, 카본 나노튜브(nanotube), 카본 블랙(carbom black) 및 금속 또는 금속 합금 입자가 특히 언급될 수 있다. 이들 입자는 당업자에게 공지되어 있는 방법을 사용하여 졸-겔, 폴리우레탄, 아크릴레이트 또는 에폭시 타입의 중합체로 통합될 수 있다. 따라서 얻어진 중합체는 400 nm 에서 700 nm 사이의 적어도 하나의 흡수 대역을 가지고, 바람직하게는 400 nm에서 700 nm 사이의 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 흡수한다. 금속 입자들 중에서, 은, 크롬, 티타늄, 플래티늄, 니켈, 구리, 철, 아연, 주석, 팔라듐 및 금과 같은 금속이 특히 언급될 수 있다. 바람직하게는, 흡수 재료는 은, 알루미늄, 티타늄, 크롬 및 금 중에서 선택된다.
셀 네트워크, 및 네트워크 벽의 구조는 당업자에게 공지되어 있는, 마이크로전자공학에서 나온, 제조 방법을 사용함으로써 달성될 수 있다. 이에 한정되지 않은 예시로서, 열 인쇄(hot printing), 열 엠보싱(hot embossing), 미세 성형(micromoulding), 포토리소그래피(photolithography)(하드(hard), 소프트(soft), 포지티브(positive), 네거티브(negative)), 미세접촉 인쇄(microcontact printing)와 같은 미세증착(microdeposition), 스크린 인쇄 또는 잉크젯 인쇄와 같은 방법이 언급될 수 있다.
모든 흡수성 벽( 및 그 결과의 광학 부품의 셀들의 세트)은 투명한 강성 지지물 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 가요성(flexible) 투명 필름 내에 형성되어 이후 투명한 강성 지지물 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 투명한 강성 지지물은 셀들을 수용하는 측면 상에서 볼록하거나, 오목하거나 또는 평평할 수 있다.
셀 네트워크의 외형은 광학 부품의 표면에 평행한 셀의 치수(D)로, 셀을 분리하는 벽의 높이(h)에 대응하는 높이로, 그리고 (부품 표면에 평행하게 측정된) 이들 벽의 두께(e)로 일반적으로 감소될 수 있는 치수 매개변수에 의해 특징지어진다. 부품 표면에 평행하게, 셀은 0.10 ㎛에서 5 ㎛사이의 두께(e) 및 100 ㎛ 미만 바람직하게는 1 ㎛ 에서 50 ㎛ 사이의 높이(h)를 가지는 벽에 의해 분리되는 것이 바람직하다.
위에서 정의된 바와 같이 벽의 치수를 정하는 것과 함께, 90 % 보다 놓은 충진율(filling ratio) τ를 가지는 광학 부품의 표면에 병치된 한 세트의 셀을 만드는 것이 가능하다. 본 발명의 문맥에서, 충진율은 광학 부품의 단위 영역 당, 물질에 의해 충진된 셀에 의해 점유된 영역으로서 정의된다. 다시 말해서, 모든 셀들은 함께 세트의 셀들에 제공된 광학 부품의 적어도 하나의 영역에서, 부품의 영역 중 적어도 90 %을 점유한다. 유리하게는, 충진율은 90 % 에서 99.5 % 사이이다.
본 방법의 일 실시예에서, 셀들의 적어도 일부에 포함되어 있는 광학 특성을 갖는 물질은 액체 또는 겔 형태이다. 상기 물질은 특히 착색(tinting), 광색성(photochromism), 편광 및 굴절률 중에서 선택된 광학 특성 중 적어도 하나를 가진다.
본 발명의 일 양태는 위에서 정의된 바와 같이 투명 광학 부품을 제조하는 방법이며, 상기 방법은 기판상에, 부품의 상기 표면에 평행한 셀들의 범위를 정하기 위해 흡수성 벽의 네트워크를 구성하는 단계, 액체 또는 겔 형태로, 광학 특성을 나타내는 물질을 가진 셀들을 집합적 또는 개별적으로 충진하는 단계, 및 기판으로부터 대양하는 측면 상의 셀들을 밀봉하는 단계를 포함한다.
광학 부품의 셀들의 세트는 다른 물질을 포함하는 몇 개의 셀 그룹을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 셀은 위에서 설명된 하나 이상의 광학 특성을 갖는 물질로 충진될 수 있다. 부품의 두께 위로 몇 개의 세트의 셀을 쌓는 것이 또한 가능하다. 이 실시예에서, 셀들의 세트는 각 층 내에 동일한 또는 다른 광학 특성을 또한 가질 수 있거나, 또는 각 셀들의 세트 내의 셀들은 또한 다른 광학 특성을 가질 수 있다. 따라서, 세트의 셀이 굴절률에서의 변화를 얻기 위해 물질을 포함하는 하나의 층 및 세트의 셀이 광색성 특성을 갖는 물질을 포함하는 또다른 층을 가지는 것이라고 간주하는 것이 가능하다.
본 발명의 또다른 양태는 상기 방법에서 사용된 투명 광학 부품에 관한 것이다. 이 광학 부품은 부품의 표면에 평행하게 병치된 투명한 적어도 한 세트의 셀들을 포함하고, 각각의 셀은 흡수성 벽에 의해 분리된다. 각각의 셀은 밀봉되고 광학 특성을 나타내는 적어도 하나의 물질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 투명 광학 소자에 관한 것으로, 특히 이와 같은 광학 부품을 잘라냄으로써 만들어진, 안경 렌즈에 관한 것이다. 안경 렌즈는 안과용 렌즈를 포함한다. 안과용 렌즈는 눈을 보호하고/하거나 시력을 교정하도록 안경 프레임에 알맞은 렌즈를 의미하고, 이들 렌즈는 무한초점, 단초점, 이중 초점, 삼중 초점 및 누진 렌즈 중에서 선택된다. 안과 광학이 본 발명의 응용의 선호된 분야인 반면, 본 발명은 예를 들어, 광학 기계용 렌즈, 특히 사진 또는 천문학용 필터, 광학 조준경 렌즈(optical sighting lenses), 안구 바이저(ocular visor), 조명 장치의 광학품과 같은 다른 유형의 투명 광학 소자에 적용가능함을 이해할 수 있다. 본 발명의 범위는 안과 광학에 있어 안과용 렌즈를 포함할 뿐 아니라, 콘택트 렌즈 및 안구 임플란트(ocular implant)를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 다음의 첨부된 도면을 참고로 하여, 제한적이지 않은 실시예에 관한 이하의 설명에 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 광학 부품에 관한 전면도이다;
도 2는 상기 광학 부품에서 얻은 광학 소자의 전면도이다;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학 부품의 개략적인 단면도이다.
도 1에 나타난 광학 부품(10)은 안경 렌즈 용 반제품(blank)이다. 안경 렌즈는 전술한 바와 같이, 안과용 렌즈를 포함한다. 본질적으로, 안과 광학이 본 발명의 응용의 선호된 분야인 반면, 본 발명은 다른 유형의 투명 광학 소자에 적용가능하다는 것이 이해되어야 한다.
도 2는 도 1에 점선으로 나타난 기정의된 윤곽선을 따라 반제품(10)을 잘라냄으로써 얻어진 안경 렌즈(11)를 나타낸다. 이 윤곽선은 반제품의 영역으로 알맞도록 제공되며, 기본적으로 임의적이다. 따라서 대량 생산된 반제품은 다양한 안경 프레임에 적응가능한 렌즈를 얻는데 사용될 수 있다. 잘라진 렌즈의 가장자리는 어떠한 문제도 없이, 통상적으로 미적인 이유 및/또는 안경 프레임에 렌즈를 고정하기 위한 방법 및 프레임에 알맞은 형태를 제공하도록 다듬어 질 수 있다. 홀(14)은 예를 들어 프레임에 렌즈를 고정하기 위해 나사를 수용하도록 구멍이 뚫어질 수 있다.
반제품(10)의 일반적인 형태는 예를 들어, 직경 70 mm 인 원형의 윤곽선, 볼록한 전면(12), 오목한 후면(13)으로 산업 표준규격에 따를 수 있다(도 3). 따라서 전형적인 절단(cutting), 트리밍(trimming) 및 구멍뚫기(drilling) 도구는 반제품(10)에서 렌즈(11)를 얻기 위해 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 표면 층들의 부분적인 제거는 반제품(10) 및 렌즈(11)의 픽셀화된 구조를 나타낸다. 이 구조는 부품의 층(17)에 형성되어 있는 마이크로탱크(15) 또는 셀들의 네트워크로 이루어지고, 각각의 셀은 흡수성 재료를 포함하는 벽(18)에 의해 분리된다. 이들 도면에서, 층(17), 벽(18) 및 셀(15)의 치수는 도면을 검토하기 용이하게 하기 위해 반제품의(10) 및 이의 기판(16)의 치수들에 비교하여 과장되어 있다.
(반제품(10)의 표면에 평행한) 셀(15)들의 측면 치수(D)는 1 마이크론(micron)보다 크고 수 밀리미터에 달할 수 있다. 따라서 이 셀 네트워크는 마이크로전자공학 또는 마이크로기계 장치의 분야에서 완전히 숙달된 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 바람직하게는 흡수성 벽(18)의 성분 층(17)의 높이(h)는 1 ㎛에서 50 ㎛ 사이이다. 흡수성 벽(18)은 특히, 높은 충진율을 얻는 것이 가능하도록, 0.1 ㎛에서 5.0 ㎛사이의 두께(e)를 가진다.
셀 네트워크(15)를 통합한 층(17)은, 안과 광학에서의 표준 규정에 따라, 다수의 부가적인 층(19, 20)으로 덮어질 수 있다(도 3). 예를 들어, 이들 층은 충격 강도, 스크래치 저항(scratch resistance), 착색, 반사 방지(anti-reflective), 오염 방지(anti soiling) 등의 기능을 가진다. 나타난 예에서, 셀 네트워크를 통합한 층(17)은 투명 기판(16) 위에 바로 위치되지만, 충격 강도, 스크래치 방지 또는 착색 기능을 가진 층과 같은 하나 이상의 중간 층들이 이들 사이에서 발견될 수 있음이 이해될 수 있다.
더욱이, 기판상에 형성된 층의 스택에 다수의 셀 네트워크가 있을 수 있다. 따라서, 예컨대 층 스택이, 특히, 셀이 소자에 광색성 기능을 제공하기 위한 기판및 소자에 굴절률 가변 기능을 제공하기 위한 또 다른 층을 포함하는 하나의 셀 네트워크층을 포함할 수 있다. 이들 셀 네트워크 층들은 또한 상술한 바와 같이 부가적인 층들과 교번될 수 있다.
특히, 투명 광학소자를 생산하는 방법의 큰 융통성으로 인해 다양한 조합들이 가능하다. 따라서, 본 발명의 문맥내에서, 광학소자는 각 셀이 하나 이상이 광학적 특성을 갖는 기판으로 채워지거나 그 밖에 셀(15) 세트가 다른 물질을 함유한 다수의 셀 그룹을 포함하는 셀 네트워크를 구비한다. 광학소자는 또한 셀 세트로 된 적어도 2개 층을 포함하는 스택으로 구성되며, 각 셀의 세트는 동일한 광학특성을 갖거나 각 셀의 세트는 다른 광학특성을 갖거나, 각 셀의 세트내 셀들은 다른 광학적 특성을 갖는다.
투명 기판(16)은 안과 광학에서 통상적으로 사용되는 광물 유리 또는 다른 중합체 재료로 이루어질 수 있다. 사용될 수 있는 중합체 재료는, 이에 한정적이지 않은 방식으로, 폴리카보네이트; 폴리아미드; 폴리이미드; 폴리설폰; 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트의 공중합체(copolymer); 폴리오레핀, 특히 폴리노보넨; 디에틸렌 글리콜 비스(알릴카보네이트)의 중합체 및 공중합체; 특히 비스페놀-A에서 얻은 (메타)아크릴 중합체 및 공중합체를 포함하는 (메타)아크릴 중합체 및 공중합체; 티오(메타)아크릴 중합체 및 공중합체; 우레탄 및 티오우레탄 중합체 및 공중합체; 에폭시 중합체 및 공중합체; 및 에피설피드 중합체 및 공중합체를 포함할 수 있다.
바람직하게는 셀 네트워크를 통합한 층(17)은 볼록한 전면(12) 상에 위치될 수 있고, 오목한 후면(13)은 기계가공 및 필요한 경우 연마가공에 의해 선택적으로 재형성되지 않고 그대로 남아있다. 광학 부품은 또한 렌즈의 오목한 측면 상에 위치될 수 있다. 본질적으로, 광학 부품은 또한 평면 광학 소자 상에 통합될 수 있다.
마이크로탱크(15)는 액체 또는 겔 상태의 광학 특성을 갖는 물질로 충진된다. 부품의 전면(front side)의 사전 처리는, 필요하다면, 마이크로탱크의 하부 및 벽의 재료의 표면 웨팅(wetting)을 용이하게 하는데 알맞을 수 있다. 광학 특성을 갖는 물질을 형성하는 용액 및 현탄액은 네트워크의 모든 마이크로탱크에 동일할 수 있고, 이 경우에, 적절한 세정조(bath)에 부품을 침지하거나(immersing), 실크 스크린 인쇄 유형 방법에 의해, 스핀온(spin-on) 공정에 의해, 롤러 또는 스크래퍼(scraper)를 사용하는 물질의 확산(spreading)의 방법에 의해 또는 스프레이 방법에 의해 간단히 도입될 수 있다. 물질 인쇄 헤드를 사용하여 각각의 마이크로탱크로 국부적으로 주입하는 것이 또한 가능하다.
충진된 한 세트의 마이크로탱크를 밀봉하기 위해, 플라스틱 필름은 일반적으로 벽(18)의 상부에 적용되거나, 접착되거나, 열 밀봉되거나 열 적층(hot laminated)된다. 마이크로탱크 안에 포함되어 있는 광학 특성을 갖는 물질과 혼합할 수 없는, 용매에서 중합될 수 있는 재료를 차단된(blanked off) 영역 상에 증착하고, 이후 예를 들어 열 또는 조사(照射)에 의해 중합된 이 재료를 가지는 것이 가능하다.
일단 마이크로탱크(15)의 네트워크가 완성되면, 부품은 부품의 제조를 종결하기 위해 부가적인 층 또는 코팅(19,20)을 수용할 수 있다. 이런 유형의 부품은 연속하여 제조되고 이후 고객의 요구에 따라 나중에 분리되어 개별적으로 잘라지도록 저장된다.
광학 특성을 가진 물질이 액체 또는 겔 상태로 남아있도록 의도되지 않는다면, 응고 처리는 예를 들어, 물질이 증착되는 순간으로부터 적절한 단계에, 가열 및/또는 조사(照射) 시퀀스에 적응될 수 있다.
하나의 변형에서, 마이크로탱크의 하나의 네트워크로 이루어진 광학 부품은 가요성 투명 필름의 형태로 구성된다. 이와 같은 필름은 위에서 설명된 것과 유사한 기술에 의해 제조될 수 있다. 이 경우에, 필름은 볼록하거나 오목하지 않은 평평한 지지물 상에서 제조될 수 있다.
예를 들어, 필름은 비교적 큰 규모로 산업상 제조되고, 이후 반제품의 기판(16) 상으로 전사되도록 적절한 치수로 잘라진다. 이 전사는 가요성 필름을 접 합(bonding)함으로써, 필름을 열성형함으로써 또는 진공하에서의 물리적인 흡착(adhesion)에 의해 이루어질 수 있다. 필름은 이후 이전의 경우에서와 같이, 다양한 코팅을 수용할 수 있거나, 또는 위에서 설명한 바와 같이 하나 이상의 부가적인 층으로 자체 코팅된 기판(16) 상으로 전사될 수 있다.
본 발명의 응용의 한 분야에서, 마이크로탱크(15)로 도입된 물질의 광학 특성은 굴절률에 관한 것이다. 물질의 굴절률은 교정 렌즈를 얻기 위해 부품의 표면을 따라 변조(modulate)된다. 본 발명의 제 1 변형에서, 변조(modulation)는 마이크로탱크(15)의 네트워크의 제조 동안에 다른 굴절률을 가진 물질을 도입함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 또다른 변형에서, 변조는 굴절률이 조사에 의해 연이어 조절될 수 있는 물질을 마이크로탱크(15)로 도입함으로써 수행될 수 있다. 교정 광학 기능의 기록은 이후 광의 에너지가 환자의 시력을 교정하도록 요구된 굴절률 프로파일을 얻기 위해 표면을 따라 변하는 광에 반제품(10) 또는 렌즈(11)를 노출함으로써 수행된다. 이 광은 전형적으로 레이저에 의해 생성된 것이고, 기록 장치는 CD ROM 또는 다른 광학 메모리 매체를 기록하는데 사용되는 것과 유사하다. 더 큰 또는 더 작은 범위로 감광성(photosensitive) 물질의 노출은 노출 시간의 선택 및/또는 레이저 파워에서의 변조를 가져올 수 있다.
이 응용에 사용가능한 물질들 중에서, 예를 들어 다공성(mesoporous) 물질 또는 액정(liquid scystal)이 언급될 수 있다. 이들 액정은 예를 들어 조사에 의해 야기된, 중합 반응에 의해 고정될 수 있다. 따라서 액정을 관통하는 광파에서의 기 정의된 광학 지연을 도입하도록 선택된 상태에서 고정될 수 있다. 다공성 물질의 경우에, 물질의 굴절률은 공극률(porosity)을 변경하는 것에 의해 조절된다. 공지된 특성이 조사에 의해 야기된 중합 반응 동안 굴절률을 변경하는 것인, 광중합체를 사용하는 것이 또한 가능하다. 굴절률에서의 이들 변화는 화학적 구조에서의 변경 및 물질의 밀도의 변조에 기인한다. 광중합체를 사용하는 것이 바람직하며, 이는 중합 반응 동안 부피에서 매우 작은 변화만을 경험할 뿐이다.
용액 및 현탁액의 선택적인 중합은 요구된 굴절률 변조를 얻기 위해, 부품 표면에 대하여 공간적으로 차등화된 복사(radiation)의 존재하에서 수행된다. 이 변조는 교정될 환자의 눈의 측정된 비정시(ametropia)에 따라 사전에 결정되어 있다.
본 발명의 다른 응용에서, 겔 도는 액체 형태로 마이크로탱크로 도입된 물질은 편광 특성을 가진다. 이 응용에 사용된 물질들 중에서, 특히 액정이 언급될 수 있다.
본 발명의 또다른 응용에서, 겔 도는 액체 형태로 마이크로탱크로 도입된 물질은 광색성 특성을 가진다. 이 응용에 사용된 물질들 중에서, 스피로옥사진(spirooxazine), 스피로(인돌린-[2,3']-벤조옥사진), 크로먼, 호모아자다만탄(homoazaadamantane) 스피로옥사진, 스피로플루오렌-(2H)-벤조피란 또는 나프토[2,1-b]피란 원자핵과 같은 중심 모티프(motif)를 포함하는 광색성 화합물이 언급될 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 광학 특성을 갖는 물질은 투과율(transimission rate)을 변조하는데 적절한 안료 또는 염료일 수 있다.
본 발명의 명세서 내에 포함되어 있음

Claims (37)

  1. 안과용 렌즈, 콘택트 렌즈 및 안구 임플란트 중에서 선택된 투명 광학 소자의 제조 방법으로서,
    적어도 한 세트의 셀들이 부품의 한 표면에 평행하게 병치된 투명 광학 부품을 제조하는 단계를 포함하고,
    각 셀은 각각 밀봉되며 광학 특성을 갖는 물질을 포함하고, 셀은 흡수성 벽에 의해 분리되고, 상기 벽은 부품 표면에 실질적으로 수직지향된 측벽 상에서 흡수하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광학 소자에 대해 결정된 형태에 대응하는, 상기 표면상에 정의된 윤곽선을 따라 광학 부품을 자르는 단계를 더 포함하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    흡수성 벽은 400 nm 에서 700 nm 사이의 파장에서 적어도 하나의 흡수 대역을 가지는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    흡수성 벽은 전체 가시 스펙트럼에 걸친 흡수 대역을 가지는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    흡수성 벽은 700nm 위인 근적외선 및 400 nm 아래인 근자외선 중 적어도 하나의 스펙트럼의 흡수 대역을 또한 가지는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽은 흡수 가교성 재료, 흡수 중합성 재료, 혼성 재료, 복합물 및 금속 중에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    벽의 재료 또는 성분 흡수 재료는 도핑, 확산 또는 흡수 입자의 흡수에 의해 흡수를 하게 되는 재료 또는 본질적으로 흡수하는 재료 중에서 선택되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    흡수 입자는 염료, 잉크, 안료, 콜로이드, 카본 나노튜브, 카본 블랙, 금속 입자 및 금속 합금 입자 중에서 선택되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    금속 입자 또는 그와 같은 금속은 은, 크롬, 티타늄, 플라티늄, 니켈, 구리, 철, 아연, 주석, 팔라듐 및 금 중에서 선택되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    광학 소자를 지탱 지지물(maintaining support)에 고정하기 위하여, 상기 투명 광학 부품에 구멍을 뚫는 단계를 더 포함하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 부품의 세트의 셀은 투명한 강성 지지물 상에 직접 형성되거나 또는 가요성 투명 필름 내에 형성되고 이어서 투명한 강성 지지물 상으로 접합(bond)되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    투명 광학 부품을 제조하는 단계는 가요성 투명 필름 내로 흡수성 벽 및 세트의 셀들을 구성하는 단계 및 이후에 투명한 강성 지지물로 상기 필름을 접합하는 단계를 포함하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    투명한 강성 지지물은 셀 네트워크를 수용하는 측면 상에, 볼록, 오목 또는 평면 중에서 선택되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    세트의 셀들 내에 포함되어 있는 광학 특성을 갖는 물질이 액체 또는 겔 형태인 투명 광학 소자의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    투명 광학 부품을 제조하는 단계는 기판상에, 부품의 상기 표면에 평행한 셀의 범위를 정하기 위해 흡수성 벽의 네트워크를 구성하는 단계, 액체 또는 겔 형태로, 광학 특성을 나타내는 물질을 가진 셀을 집합적 또는 개별적으로 충진하는 단계, 및 기판으로부터 대향하는 측면 상에 셀을 밀봉하는 단계를 포함하는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 특성은 착색, 광색성, 편광 및 굴절률의 특성 중에서 선택되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    세트의 셀들은 상기 부품 표면에 평행한 90% 에서 99.5% 사이의 충진율을 가지는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    셀은 부품 표면에 평행한, 0.10 ㎛에서 5 ㎛ 사이의 두께를 가지는 흡수성 벽에 의해 분리되는 투명 광학 소자의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    세트의 셀들은 1 ㎛에서 50 ㎛ 사이의 두께를 가지는 층으로 이루어진 투명 광학 소자의 제조 방법.
  20. 안과용 렌즈, 콘택트 렌즈 및 안구 임플란트 중에서 선택된 투명 광학 소자의 제조용 투명한 광학 부품으로서,
    상기 광학 부품은 부품의 한 표면에 평행하게 병치된 투명한 적어도 한 세트의 셀들을 포함하고, 각각의 셀은 부품 표면에 평행한 흡수성 벽에 의해 분리되고, 각각의 셀은 밀봉되고 광학 특성을 갖는 물질을 포함하며, 상기 벽은 부품 표면에 실질적으로 수직지향된 측벽 상에서 흡수하는 광학 부품.
  21. 제 20 항에 있어서,
    세트의 셀 및 흡수성 벽의 세트가 형성되어 있는 투명한 강성 지지물을 포함하는 광학 부품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    세트의 셀 및 흡수성 벽의 세트를 통합한 투명 필름이 접합되어 있는 투명한 강성 지지물을 포함하는 광학 부품.
  23. 제 20 항에 있어서,
    흡수성 벽은 400 nm 에서 700 nm 사이의 파장에서 적어도 하나의 흡수 대역을 가지는 광학 부품.
  24. 제 23 항에 있어서,
    흡수성 벽은 전체 가시 스펙트럼에 걸친 흡수 대역을 가지는 광학 부품.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    흡수성 벽은 700nm 위인 근적외선 및 400 nm 아래인 근자외선 중 적어도 하나의 스펙트럼의 흡수 대역을 또한 가지는 광학 부품.
  26. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽은 흡수 가교성 재료, 흡수 중합성 재료, 혼성 재료, 복합물 및 금속 중에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 광학 부품.
  27. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽의 재료 또는 성분 흡수 재료는 도핑, 확산 또는 흡수 입자의 흡수에 의해 흡수를 하게 되는 재료 또는 본질적으로 흡수하는 재료 중에서 선택되는 광학 부품.
  28. 제 27 항에 있어서,
    흡수 입자는 염료, 잉크, 안료, 콜로라이드, 카본 나노튜브, 카본 블랙, 금속 입자 및 금속 합금 입자 중에서 선택되는 광학 부품.
  29. 제 28 항에 있어서,
    금속 입자 또는 그와 같은 금속은 은, 크롬, 티타늄, 플라티늄, 니켈, 구리, 철, 아연, 주석, 팔라듐 및 금 중에서 선택되는 광학 부품.
  30. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    셀 중 적어도 몇 개의 셀에 포함되어 있는 광학 특성을 갖는 물질은 액체 또는 겔 형태인 광학 부품.
  31. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 특성은 착색, 광색성, 편광 및 굴절률의 특성 중에서 선택되는 광학 부품.
  32. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    세트의 셀들은 상기 부품 표면에 평행한 90 %에서 99.5% 사이의 충진율을 가지는 광학 부품.
  33. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    셀은 부품 표면에 평행한, 0.10 ㎛에서 5 ㎛ 사이의 두께를 가지는 흡수성 벽에 의해 분리되는 광학 부품.
  34. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    세트의 셀들은 1 ㎛에서 50 ㎛ 사이의 층 두께를 구성하는 광학 부품.
  35. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 광학 부품을 잘라냄으로써 만들어지는 안경 렌즈.
  36. 제 35 항에 있어서,
    적어도 하나의 홀이 프레임에 렌즈를 고정하기 위해 부품에 뚫어지는 안경 렌즈.
  37. 삭제
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