KR20160091359A

KR20160091359A - 청색 엣지 필터 광학 렌즈

Info

Publication number: KR20160091359A
Application number: KR1020167016510A
Authority: KR
Inventors: 마이클 에프 웨버; 제임스 이 왓슨; 마크 알 스트렌거; 스티븐 에이 존슨; 채드 알 월드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-08-02
Also published as: EP3074799A1; EP3074799A4; US10962806B2; US20150146166A1; JP6568069B2; CN105765422B; CN105765422A; JP2016538597A; US20180113328A1; WO2015080908A1; US9885885B2

Abstract

광학 렌즈가 기술되며, 이것은 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함한다. 광학 렌즈는 400 nm 내지 적어도 420, 및 440 nm 이하의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다.

Description

청색 엣지 필터 광학 렌즈 {BLUE EDGE FILTER OPTICAL LENS}

본 개시내용은 청색 엣지 필터 광학 렌즈(blue edge filter optical lens), 특히 색상 밸런싱된 백색 투과(color balanced white transmission)를 유지하면서 단파장 청색 광을 차단하는 광학 렌즈에 관한 것이다.

눈에 대한 자외 광의 위험은 공지되어 있다. 자외 방사선은 가시 광보다 작은 파장 범위이며, 일반적으로 100 내지 400 나노미터 (nm)이다. 대부분의 교정용 안경류(eyewear) 및 선글라스는 약 400 nm 미만의 광 만을 차단하지만, 400 내지 440 nm의 심청색(deep blue) 광 또는 단파장 청색 광이 또한 눈을 손상시킬 수 있다고 밝혀져 있다.

400 내지 440 nm의 심청색 광 또는 단파장 청색 광을 차단하기 위해서 청색 광 흡수 염료를 보호용 안경류에서 사용하여 왔다. 이러한 청색 광 흡수 염료는 더 긴 파장의 청색 광 스펙트럼을 상당 부분 포함하도록 연장된 흡수 꼬리를 가져서, 허용되지 않는 황색 외관을 갖는 렌즈를 생성한다.

본 개시내용은 청색 엣지 필터 안경류, 특히 색상 밸런싱된 백색 투과를 유지하면서 단파장 청색 광을 차단하는 광학 렌즈에 관한 것이다. 광학 렌즈는 가파른(sharp) 대역 엣지를 생성하여 파장의 함수로서 광의 낮은 투과에서 높은 투과로의 신속한 전이(transition)를 제공하는 중합체 간섭 필터(polymeric interference filter)를 포함한다.

다수의 실시 양태에서, 광학 렌즈는 굴곡진(curved) 중합체 기재 및 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함한다. 광학 렌즈는 약 400 nm 이하의 단파장 대역 엣지(short wavelength band edge) 및 420 내지 440 범위의 장파장 대역 엣지(long wavelength band edge)를 갖는 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 장파장 대역 엣지보다 10 nm 이상 큰 파장을 갖는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다.

추가 실시 양태에서, 광학 렌즈는 굴곡진 중합체 기재 및 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함한다. 광학 렌즈는 400 nm 내지 420 nm의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 430 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다.

추가 측면에서, 광학 렌즈는 굴곡진 중합체 기재 및 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 다층 광학 적외선 반사 필름을 포함한다. 다층 광학 적외선 반사 필름은 400 내지 440 nm 범위의 청색 광의 대역을 반사하는 3차 고조파(harmonic)를 갖고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다.

추가 실시 양태에서, 광학 렌즈는 구형으로 굴곡진 중합체 기재 및 구형으로 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 대역저지 필터(polymeric bandstop filter)를 포함한다. 중합체 대역저지 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 황색 광의 대역을 반사하고, 황색 광의 반사된 대역의 1% 플로어(floor)는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다.

추가 실시 양태에서, 광학 렌즈는 구형으로 굴곡진 중합체 기재 및 구형으로 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함한다. 중합체 간섭 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광의 대역을 반사하고, 가시 광의 반사된 대역의 1% 플로어는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다.

본 개시내용의 하나 이상의 실시 양태의 상세내용은 첨부된 도면 및 하기 상세한 설명에서 언급한다. 본 개시내용의 다른 특징, 목적 및 이점은 상세한 설명과 도면, 및 청구범위로부터 명백할 것이다.

본 개시내용은 첨부 도면과 관련하여 본 개시내용의 다양한 실시 양태의 하기 상세한 설명을 고려하게 보다 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 개인에 의해서 관찰되는 광을 필터링하는 광학 렌즈의 개략적인 측면도이고;
도 2는 가상 필터의 투과 스펙트럼의 그래프이고, 반치전폭(full width half maximum)의 개념을 설명하는 그래프이고;
도 3은 본 명세서에 기술된 광학 렌즈를 이용한 예시적인 안경류의 투시도이고;
도 4는 자색 광을 차단하는 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름의 투과 스펙트럼 측정치의 그래프이고;
도 5는 자색 광을 차단하는 반사 대역 및 청색 광을 반사하는 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름의 투과 스펙트럼 측정치의 그래프이고;
도 6은 황색 광을 차단하는 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름의 투과 스펙트럼 측정치의 그래프이고;
도 7은 575 nm 부근에 중심이 있는 5차 고조파 반사 대역을 갖고, 425 nm 부근에 엣지를 갖는 7차 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름과 425 nm 미만의 광을 흡수하는 UV 흡수 염료의 모델링된 투과 스펙트럼의 그래프이고;
도 8은 440 nm 부근에 장파동 대역 엣지(long wave band edge) (LWBE)를 갖는 3차 고조파 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름과 더 짧은 청색 파장 및 자색 파장을 흡수하는 흡수 염료의 투과 스펙트럼의 측정치의 그래프이고;
도 9는 440 nm 부근에 장파동 대역 엣지 (LWBE)를 갖는 5차 고조파 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름과 더 짧은 청색 파장 및 자색 파장을 흡수하는 흡수 염료의 투과 스펙트럼 측정치의 그래프이고;
도 10은 440 nm 부근에 장파동 대역 엣지 (LWBE)를 갖는 4차 고조파 반사 대역 및 575 nm 부근에 중심이 있고 29 nm의 FWHM을 갖는 3차 고조파 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름과 더 짧은 청색 파장 및 자색 파장을 흡수하는 흡수 염료의 모델링된 투과 스펙트럼의 그래프이고;
도 11은 580 nm 부근에 중심이 있는 3차 고조파 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름과 더 짧은 청색 파장 및 자색 파장을 흡수하는 흡수 염료의 투과 스펙트럼 측정치의 그래프이고;
도 12는 예시적인 5층 적층 렌즈의 개략적인 단면도이고;
도 13a는 도 12의 예시적인 렌즈의 개략적인 정면도이고;
도 13b는 도 12의 예시적인 렌즈의 개략적인 측면도이다.
본 명세서에 제공된 개략적 도면들은 반드시 축척에 따른 것은 아니다. 도면에서 사용되는 유사한 도면 부호는 유사한 성분 및 단계 등을 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 성분을 지시하기 위해 도면 부호를 사용하는 것은 동일한 도면 부호로 표시된 다른 도면에서의 그 성분을 제한하도록 의도되지 않음이 이해될 것이다. 또한, 성분들을 지칭하기 위해 상이한 도면 부호들을 사용하는 것이 상이한 도면 부호로 표시된 성분들이 동일하거나 또는 유사한 것일 수 없음을 나타내려는 것은 아니다.

하기 상세한 설명에서, 그 일부를 형성하고 장치, 시스템 및 방법의 몇몇 특정 실시 양태가 예로서 도시된 첨부 도면이 참조된다. 다른 실시 양태가 고려되지만, 본 개시내용의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않음을 이해해야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한의 의미가 아니다.

본 명세서에서 사용된 과학 용어 및 기술 용어 모두는 달리 명시되지 않는 한 본 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에서 자주 사용되는 특정 용어의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 본 개시내용의 범주를 제한하려는 의미가 아니다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 양태를 포함한다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 그의 의미에 있어서 "및/또는"을 포함하는 것으로 채용된다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "갖는다", "갖는", "포함하다", "포함한", "포함한다", "포함하는" 등은 그의 개방형 의미로 사용되며, 일반적으로 "을 포함하지만, 이로 제한되지 않음"을 의미한다. 용어 "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진"은 용어 "포함하는" 등을 포괄하는 것으로 이해될 것이다.

"상단", "하단", "좌측", "우측", "상부", "하부", "위", "아래", 및 다른 방향 및 배향과 같은 본 명세서에 언급되는 임의의 방향은 도면과 관련하여 명확함을 위해 본 명세서에 기술되며, 실제 장치 또는 시스템 또는 장치 또는 시스템의 사용을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에 기술된 장치, 용품 또는 시스템 중 많은 것이 다수의 방향 및 배향으로 사용될 수 있다.

구 "실질적으로 반사한다"는 부재 상에 입사한 광의 2% 미만을 투과시키는 것을 말한다.

구 "실질적으로 투과시킨다"는 부재 상에 입사한 광의 적어도 50%를 투과시키는 것을 말한다.

구 "청색 광"은 400 내지 500 nm 범위의 파장을 갖는 광을 말한다.

구 "자색 광"은 400 내지 420 nm 범위의 파장을 갖는 광을 말한다.

구 "자외 광"은 400 nm 미만 또는 100 내지 400 nm 범위의 파장을 갖는 광을 말하며, "근 자외 광(near ultraviolet light)"은 300 내지 400 nm 범위의 파장을 갖는 광을 말한다.

본 개시내용은 청색 엣지 필터 안경류, 특히 색상 밸런싱된 백색 투과를 유지하면서 단파장 청색 광을 차단하는 광학 렌즈에 관한 것이다. 광학 렌즈는 가파른 대역 엣지를 생성하여 파장의 함수로서 광의 낮은 투과에서 높은 투과로의 신속한 전이를 제공하는 중합체 간섭 필터를 포함한다. 중합체 간섭 필터는 청색 광의 대역을 반사하는 더 높은 차수의 고조파를 갖는 적외선 반사 필름일 수 있다. 광학 렌즈는 440 nm 이하의 청색 광을 차단할 수 있고 (T가 10% 미만임), 460 nm 또는 450 nm를 초과하는 청색 광을 투과시킬 수 있다 (T가 50%를 초과함). 황색 광의 대역을 차단하여 렌즈를 통해서 투과된 광의 백색 밸런스(white balance)를 개선시킬 수 있다. 400 nm 이하의 광 파장을 차단하기 위해서 UV 흡수체(absorber)가 포함될 수 있다. 또 다른 실시 양태에서, 중합체 필터는 황색 광의 대역을 반사한다. 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광 또는 황색 광의 대역을 반사하고, 가시 광 또는 황색 광의 반사된 대역의 1% 플로어가 20 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는 중합체 대역저지 필터를 기술한다. 구형으로 굴곡진 중합체 렌즈들 사이의 이러한 중합체 필터의 복합 적층물을 또한 기술한다. 본 개시내용이 그러한 것으로 제한되지 않지만, 본 개시내용의 다양한 측면의 공감은 하기에 제공된 실시예의 논의를 통해서 수득될 것이다.

(특히 안경류를 위한) 이러한 광학 렌즈의 바람직한 필터링 특성은, 420 내지 440 nm 범위의 더 긴 파장의 대역 엣지 및 대략 400 nm 이하의 더 짧은 파장의 대역 엣지를 갖는 강한 저지 대역(rejection band), 및 임의로는 (백색 밸런스를 유지하기 위한) 550 내지 600 nm의 강하지만 좁은 저지 대역, 및 다른 가시 파장에서의 비교적 높은 투과를 포함하여, 필터 또는 광학 렌즈는 바람직하지 않은 외관 또는 황색 외관을 갖지 않는다. 이러한 중합체 간섭 필터는 바람직하게는 10 nm 이하의 파장 범위 내의 광을 실질적으로 반사하거나 또는 차단 (T<2%)하는 것에서 그 광을 실질적으로 투과시키는 것 (T>50%)으로의 전이를 갖는다. 그러한 필터링 특성은 이론적으로는 흡수 재료, 예컨대 염료 및 안료 만으로 수득될 수 있지만, 흡수 재료 만으로는 바람직한 색상 밸런싱된 백색 투과를 수득하는 데 필요한 충분히 좁고 강한 저지 대역을 제공할 수 없다. 이에 반해서, 중합체 다층 광학 필름 (중합체 간섭 필터)은 좁은 대역의 관심 파장에서 강한 차단 (상응하게 높은 반사율과 함께 매우 낮은 투과율)을 갖도록 조정될 수 있다.

또한, 이러한 중합체 간섭 필터 또는 렌즈는 넓은대역 흡수체, 예컨대 선글라스로서 사용하기 위한 렌즈의 전체 투과를 낮추는 흑색, 회색 또는 색상을 띤 회색 안료를 혼입할 수 있다. 그러한 경우, 렌즈 또는 필터는 40%, 30% 또는 20% 이하의 평균 투과율을 가질 수 있다. 이러한 경우, 50% 투과율 값은 도 2에 도시된 값 B의 50%로서 정의된다. 바람직한 실시 양태에서, 편광 염료로서 또는 반사 편광체(polarizer)로서, 또는 흡수 편광체와 반사 편광체의 조합으로서 회색 틴트가 제공된다. 조합된 흡수 편광체 및 반사 편광체는 미국 특허 제US 6,096,375호, 제US 7,791,687호 및 제US 8,120,730호에 기술되어 있다.

다층 광학 필름의 투과 특성 및 반사 특성은 하나 이상의 층 스택(stack) 내의 (전형적으로는) 수 십, 수 백 또는 수 천의 개별 마이크로층의 계면에서의 광의 보강 간섭 또는 상쇄 간섭을 기반으로 한다. 재료의 적절한 선택, 가공 조건 및 마이크로층에 대한 두께의 적절한 선택에 의해서, 강하지만 좁은 반사 대역을 제공하고, 따라서 청색 광, 자색 광, 황색 광 또는 그의 조합의 좁은 대역에서 강한 차단을 제공하도록 투과 스펙트럼을 조정할 수 있다. (여전히 유해한 청색 광 파장을 차단하기에 충분히 넓은 스펙트럼이면서) 청색 차단 대역이 파장 공간에서 좁을 수록, 개선된 색상 밸런스를 제공하기 위해서 더 적은 광이 스펙트럼의 황색 부분에서 차단될 필요가 있다.

도 1은 개인 (201)에 의해서 관찰되는 광을 필터링하는 광학 렌즈 (100)의 개략적인 측면도이다. 광학 렌즈 (100)는 굴곡진 중합체 기재 (112, 114) 및 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터 (110)를 포함한다. 굴곡진 제1 중합체 기재 (112)를 굴곡진 제2 중합체 기재 (114)로부터 분리하는 중합체 간섭 필터 (110)가 도시되어 있지만, 중합체 간섭 필터 (110)는 바람직한 경우 단지 하나의 굴곡직 중합체 기재 상에 배치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 접착제가 중합체 간섭 필터 (110)를 굴곡진 제1 중합체 기재 (112) 및 굴곡진 제2 중합체 기재 (114) 중 하나 또는 둘 모두에 고정시킬 수 있다는 것을 이해해야 한다. 굴곡진 중합체 기재 (112, 114)는 예를 들어, 교정용 안경류 또는 선글라스에서 사용되는 경우에서와 같이 구형으로 굴곡될 수 있다.

중합체 간섭 필터 (110)는 입사광 (102a)을 수여하고, 광의 선택된 파장을 필터링하여 필터링된 광 (102b)을 제공한다. 필터링된 광 (202b)이 개인 (201)의 눈에 의해서 감지된다. 적절하게 설계되는 경우, 중합체 엣지 필터 (110)의 효과는, 색상 밸런싱된 백색 투과를 동시에 제공하면서 유해한 청색 광을 실질적으로 차단하는 것이다.

일부 실시 양태에서, 광학 렌즈 (100)는 400 nm 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만 또는 1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다. 이러한 실시 양태의 일부에서, 광학 렌즈 (100)는 300 nm 내지 440 nm의 광의 대역 전체에서 1% 미만 또는 0.1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 일부 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 420 내지 440 nm, 415 내지 440 nm, 410 내지 440 nm, 또는 400 내지 440 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 다른 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 400 내지 420 nm, 400 내지 430 nm, 400 내지 435 nm, 또는 400 내지 440 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 이러한 실시 양태에서, 광학 렌즈 (100) 또는 중합체 간섭 필터 (110)는 실질적으로 반사되거나 또는 실질적으로 차단될 청색 광의 범위보다 10 nm를 초과의 보다 긴 파장에서의 청색 광의 적어도 50%를 실질적으로 투과시킨다.

중합체 간섭 필터 (110)는 400 nm 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하의 청색 광의 대역 내의 모든 광을 반사할 수 있거나, 흡수 염료가 중합체 간섭 필터 (110)와 조합으로 사용되어 400 nm 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하, 또는 300 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하의 청색 광의 대역 내의 모든 광을 차단 (반사 또는 흡수)할 수 있다. 예를 들어, 흡수 염료는 심청색 광, 자색 광, 자외 광 또는 그의 조합을 흡수할 수 있고, 하기 실시예에 예시된 바와 같이, 중합체 간섭 필터 (110)와 조합으로 사용되어, 청색 광을 반사할 수 있다.

다른 실시 양태에서, 광학 렌즈 (100)는 400 nm 내지 420 nm의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만 또는 1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 430 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다. 이러한 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 400 내지 420 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 430 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 이러한 실시 양태의 일부에서, 광학 렌즈 (100)는 300 nm 내지 420 nm의 청색 광의 대역 전체에서 1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 430 nm를 초과하는 모든 가시 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 필터가 430 nm를 초과하는 모든 가시 광의 50% 또는 70%를 투과시키지만, 렌즈가 예를 들어, 선글라스를 위해서 사용되는 경우, 렌즈의 다른 성분이 430 nm를 초과하는 모든 가시 광의 40%, 30% 또는 20% 미만을 단지 투과시킬 수 있다. 이러한 실시 양태에서 UV 흡수 재료 또는 염료가 광학 렌즈 또는 중합체 간섭 필터에 임의로 포함될 수 있다.

바람직한 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 다층 광학 적외선 반사 필름이다. 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)은 400 내지 440 nm 범위의 청색 광의 대역을 반사하고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시키는 더 높은 차수의 고조파 (2차, 3차, 4차, 5차, 6차 등)를 갖는다. 광학 렌즈는 400 nm 내지 적어도 420 또는 440 nm 이하의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만 또는 1% 미만의 평균 광 투과율을 가질 수 있고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시킨다. 일부 실시 양태에서, 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)은 420 내지 440 nm, 415 내지 440 nm, 410 내지 440 nm, 또는 400 내지 440 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 다른 실시 양태에서, 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)은 400 내지 420 nm, 400 내지 430 nm, 400 내지 435 nm, 또는 400 내지 440 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50% 또는 적어도 70%를 투과시킨다. 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)은 400 nm 내지 440 nm의 청색 광의 선택된 대역 내의 모든 광을 반사할 수 있거나, 상기에 기술된 바와 같이, 흡수 염료가 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)과 조합으로 사용되어 400 nm 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하, 또는 300 내지 적어도 420 nm 또는 440 nm 이하의 청색 광의 대역 내의 모든 광을 차단 (반사 또는 흡수)할 수 있다. 이러한 실시 양태에서, 다층 광학 적외선 반사 필름 (110)은 실질적으로 반사되거나 또는 실질적으로 차단될 청색 광의 범위보다 10 nm를 초과하게 더 긴 파장의 청색 광의 적어도 50%를 실질적으로 투과시킨다.

본 명세서에 기술된 중합체 간섭 필터 (110)는 특히 긴 파장 대역 엣지 (LWBE)에서 가파른 대역 엣지를 갖는다. 다수의 실시 양태에서, 광 투과율은 LWBE에서 10 nm 또는 5 nm 이내에서 1% 미만에서 50% 초과 또는 70% 초과로 변한다. 이는, 다른 가시 광 파장을 투과시켜서 바람직한 색상 밸런싱된 투과를 제공하면서, 광 파장의 선택적인 범위를 차단하는 데 특히 유용한다. 예를 들어, 445 nm 이상 또는 450 nm 이상의 청색 광을 실질적으로 투과시키면서, 440 nm 이하의 청색 광 파장은 실질적으로 반사되거나 또는 차단될 수 있다. 더 짧은 파장의 청색 광이 눈 조직에 주로 손상을 주며, 더 긴 파장의 청색 광은 널리 알려진 명소시 곡선(photopic curve)을 통해서 눈에 의해서 보다 용이하게 검출된다. 따라서, 440 nm 미만의 파장의 대부분의 광을 차단하고, 450 nm 및 더 긴 파장 각각의 광에 대해서 높은 투과율을 갖는 중합체 간섭 필터가 눈 보호 및 연색(color rendition)의 양호한 교환을 제공한다.

얼마나 많은 청색 광이 광학 렌즈 (100)에 의해서 차단되는 지에 따라서, 관찰자 (201)에 의해서 감지되는 색상 밸런싱된 백색 투과를 유지하기 위해서 다량의 황색 광이 차단될 필요가 있을 수 있다. 이러한 황색 광은 염료 또는 황색 광 흡수 재료로 흡수되거나 또는 중합체 간섭 필터 (110)로 반사될 수 있다.

황색 광 흡수 재료 (111)는 주로 560 내지 600 nm 범위 내의 광을 흡수한다. 황색 광 흡수 재료 (111)는 중합체 간섭 필터 (110)와 굴곡진 중합체 기재 (114) 사이에 배치될 수 있다. 바람직한 실시 양태에서, 황색 광 흡수 재료 (111)는 중합체 간섭 필터 (110)와 관찰자 (201) 사이에 배치된다. 이는 중합체 간섭 필터가 황색 광에 대한 좁은 반사 대역을 또한 포함하는 경우 눈부심(glare)을 감소시키는 데 유용하다. 유용한 황색 광 흡수 염료는 에폴린 코퍼레이션(Epolin Corporation)으로부터의 에포라이트(Epolight) 5819 및 엑시톤 코프.(Exciton Corp.)로부터의 염료 ABS 584 및 ABS 574를 포함한다. 에포라이트 5819 및 엑시톤(Exciton) ABS 584는 584 nm 부근에서 흡수 피크를 갖고, ABS 574는 574 nm 부근에서 피크 흡수를 갖는다.

일부 실시 양태에서, 광학 렌즈 (100)는 폭 (하기에 정의된 반치전높이(full height half maximum) "FWHM")이 560 내지 600 nm 범위이고, 40 nm 미만, 35 nm 미만, 30 nm 미만, 또는 25 nm 미만인 광의 제2 대역을 차단한다.

일부 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 560 nm 내지 600 nm 범위 내의 황색 광의 대역을 반사하고, 황색 광의 반사된 대역의 "플로어"의 각각의 측면의 10 nm 또는 5 nm 내에서 50% 초과 또는 70% 초과의 광 투과율을 갖는 중합체 대역저지 필터 (110)이다. 플로어는 필터의 평균 투과율이 5% 또는 2% 또는 1% 이하인 파장의 최대 범위로서 정의될 수 있다. 필터 (110)의 플로어는 FWHM 값의 1/2만큼 넓거나 또는 그것을 초과할 수 있다. 대역 엣지가 가파를수록, 플로어의 폭은 FWHM 값에 더 가깝다. 다수의 실시 양태에서, 황색 광의 반사된 대역은 40 nm 미만, 35 nm 미만, 30 nm 미만, 또는 25 nm 미만의 폭 (FWHM)이고, 반사된 플로어 대역 내에서 광의 1% 미만을 투과시키고, FWHM의 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70%인 플로어 폭을 갖는다. 이러한 실시 양태의 다수에서, 황색 광의 반사된 대역은 도 2에서 지점 p1 및 p2로서 정의된 장파장 대역 엣지 (LWBE) 및 단파장 대역 엣지 (SWBE) 사이에서 연장된다. 중합체 대역저지 필터 (110)는 LWBE 및 SWBE 각각의 10 nm 또는 5 nm 내에서 70% 초과 또는 80% 초과의 광 투과율을 갖는다.

하기 실시예에 설명된 바와 같이, 중합체 간섭 필터 (110)는 하나 이상의 광 저지 대역을 가질 수 있다. 일부 실시 양태에서, 중합체 간섭 필터 (110)는 청색 광 저지 대역 및 황색 광 저지 대역 둘 모두를 포함한다. 바람직한 실시 양태에서, 이러한 청색 광 저지 대역 및 황색 광 저지 대역은 적외 광 반사 중합체 간섭 필터 (110)의 더 높은 차수의 고조파이다.

다수의 실시 양태에서, 광학 렌즈는 구형으로 굴곡진 중합체 기재 및 구형으로 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 대역저지 필터를 포함한다. 용어 "구형"은 3차원의 굴곡진 표면을 말하며, 구체, 예컨대 타원체 및 포물선체에 유사한 회전체의 일반적인 표면, 뿐만 아니라 무테 2초점 안경류(lineless bifocal)에서 일반적으로 발견되는 비구면 형상을 포함한다.

중합체 대역저지 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광 또는 황색 광의 대역을 반사하고, 가시 광 또는 황색 광의 반사된 대역의 5%, 또는 2%, 또는 1% 플로어는 20 nm를 초과하거나 또는 25 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다. 플로어는 필터의 평균 투과율이 5% 또는 2% 또는 1% 이하인 파장의 최대 범위로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 중합체 대역저지 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광 또는 황색 광의 대역을 반사하고, 가시 광 또는 황색 광의 반사된 대역의 5% 플로어는 20 nm를 초과하거나 또는 25 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다. 다른 예에서, 중합체 대역저지 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광 또는 황색 광의 대역을 반사하고, 가시 광 또는 황색 광의 반사된 대역의 2% 플로어는 20 nm를 초과하거나 또는 25 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다. 추가 예에서, 중합체 대역저지 필터는 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광 또는 황색 광의 대역을 반사하고, 가시 광 또는 황색 광의 반사된 대역의 1% 플로어는 20 nm를 초과하거나 또는 25 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다.

일부 실시 양태에서, 황색 광 또는 녹색 광을 반사하는 경우, 광의 반사된 대역은 각각 560 내지 600 nm 또는 530 내지 570 nm 범위이고, 플로어 대역 내의 광의 1% 플로어는 20 nm를 초과하거나 또는 25 nm를 초과하거나 또는 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는다.

도 2는 가상 필터의 투과 스펙트럼의 그래프이며, 반치전폭 ("FWHM")의 개념을 설명하는 그래프이다. 가상 필터, 또는 그의 하나 이상의 성분, 예컨대 다층 광학 필름의 투과 특성이 도 2에 도시되어 있다. 이 도면에서, % 투과율은 나노미터 단위의 광학 파장 λ에 대해서 플로팅되어 있고, 파장 축은 400 내지 700 nm 범위에 걸쳐서 연장되어 있고, 이것은 때로는 인간 가시 파장 범위로서 처리된다. 곡선 (301)은 수직 입사 또는 또 다른 입사 각 설계에서 전체 필터, 또는 그의 하나 이상의 개별 성분의 투과율 측정치를 나타낼 수 있다. 일반론에서 벗어나지 않으면서, 이러한 도 2의 논의의 나머지 부분에 대해서, 단순화를 위해서 곡선 (301)은 전체 필터 (그러나 필터는 일부 경우에 단지 다층 광학 필름일 수 있음을 주목해야 함)의 투과율을 나타낸다고 추정하라. 도시된 필터는 가시 스펙트럼의 녹색 영역의 구역에서 좁은 대역 내의 광을 선택적으로 차단하는데, 이것은 곡선 (301)의 저지 대역 (301a)의 낮은 투과율에 의해서 증명된다. 저지 대역 (301a)은 반사 대역이거나, 흡수 대역이거나 또는 반사 대역과 흡수 대역의 조합일 수 있다.

곡선 (301)의 해당 특징부를 정량화하기 위해서, 곡선 (301)의 기준선 값 B, 곡선 (301)의 피크 값 P (이 경우, 피크 값 P는 지점 p3에 나타내어진 저지 대역 (301a)에 대한 투과 최소값에 상응함), 및 P와 B 사이의 중간값인, 곡선 (301)의 중간 값 H를 식별한다. 곡선 (301)은 지점 p1 및 p2에서 값 H와 교차하는데, 그 지점들의 파장 값은 각각 저지 대역 (301a)의 단파장 대역 엣지 λ1 및 장파장 대역 엣지 λ2와 같다. 단파장 대역 엣지 및 장파장 대역 엣지를 사용하여 다른 두 관심 파라미터, 즉 λ2 - λ1과 같은 저지 대역 (301a)의 폭 (반치전폭, 또는"FWHM"); 및 (λ1+λ2)/2와 같은 저지 대역 (301a)의 중심 파장 λc를 계산할 수 있다. 중심 파장 λc는 저지 대역 (301a)이 얼마나 대칭인지 또는 비대칭인 지에 따라서, 저지 대역 (301a)의 피크 파장 (지점 p3 참고)과 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다.

필터 (또는 그의 성분(들))의 투과율은 일반적으로 (주어진 파장, 입사 방향 등의 광에 대한) 투과된 광 강도를 입사광 강도로 나눈 값을 말하지만, "외부 투과율" 또는 "내부 투과율"과 관련하여 표현될 수 있다. 광학 부재의 외부 투과율은, 부재의 전면의 공기/부재 계면에서의 프레넬 반사(Fresnel reflection) 또는 부재의 후면의 부재/공기 계면에서의 프레넬 반사에 대해서 어떤 보정도 하지 않은, 공기 중에 존재하는 경우 광학 부재의 투과율이다. 광학 부재의 내부 투과율은 부재의 전면 및 후면에서 프레넬 반사가 제거된 경우 부재의 투과율이다. 전면 및 후면 프레넬 반사의 제거는 컴퓨터로 (예를 들어, 외부 투과 스펙트럼으로부터 적절한 함수를 뺄셈함으로써), 또는 실험적으로 수행될 수 있다. 다수의 유형의 중합체 및 유리 재료의 경우, 프레넬 반사는 두 외면 각각에서 (수직 또는 거의 수직인 입사 각에 대해서) 약 4 내지 6%이고, 이것은 외부 투과율의 경우 내부 투과율에 비해서 약 10%의 하향 이동을 유발한다. 도 2는 이들 투과율 중 어느 것이 사용되는 지를 명시하지 않으며, 따라서 이것은 내부 투과율 또는 외부 투과율에 일반적으로 적용할 수 있다. 투과율이 본 명세서에서 내부 또는 외부로서 명시되지 않고 사용되면, 내용에 의해서 달리 지시되지 않는 한, 그 투과율은 외부 투과율을 말하는 것이라고 추정할 수 있다. 다수의 안경류 렌즈에서, 표면 반사방지 코팅의 적용이 틴터날(Tinternal) ≒ 텍스터날(Texternal)을 유발할 수 있다.

도 3은 본 명세서에 기술된 광학 렌즈 (100)를 이용한 예시적인 안경류 (150)의 투시도이다. 안경류 (150)는 임의의 유용한 구성을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 이들 광학 렌즈는 200℃이상의 승온에서 사출 성형에 의해서 형성될 수 있고, 2 mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 놀랍게도, 이러한 고온에서 본 명세서에 기술된 광학 렌즈를 형성하는 것이 본 명세서에 기술된 중합체 다층 간섭 필터의 광학 반사 특성을 저하시키지 않는다는 것을 발견하였다.

본 명세서에 기술된 다층 중합체 광 반사체(reflector)를 제작하여 자색 광, 청색 광 및 황색 광의 다양한 좁은 대역을 반사할 수 있다. 반사 필름은 예를 들어, 미국 특허 제5,882,774호 (존자(Jonza) 등), 제6,531,230호 (웨버(Weber) 등), 및 제6,783,349호 (내빈(Neavin) 등)에 기술된 바와 같은, 교호하는 저지수(low index) 중합체 재료와 고지수(high index) 중합체 재료의 공압출 및 생성된 다층 중합체 웹의 연신의 연속식 공정에 의해서 제조될 수 있다. 좁은 대역 반사체로서 작동하여 예를 들어, 파장의 좁은 대역 내의 광이 (상응하게 낮은 투과율로) 많이 반사되고, 파장의 좁은 대역 밖의 광이 (상응하게 낮은 반사율로) 많이 투과되도록 하는 다층 광학 필름을 제공하도록 층 두께 프로파일을 조정하였다. 가파른 대역엣지를 수득하기 위해서, 미국 특허 제6,157,490호 (훼틀레이(Wheatley) 등)에 논의된 것과 유사하게 층 두께 프로파일을 등급화하고, 미국 특허 제US 6,531,230호, 뿐만 아니라 최근 공개물 [T. J. Nevitt and M.F. Weber "Recent advances in Multilayer Polymeric Interference Reflectors" in Thin Solid Films 532 (2013) 106 -112]에 기술된 바와 같이 더 높은 차수의 고조파 대역을 사용하였다.

좁은 반사 대역을 갖는 다층 광학 필름은 비교적 좁은 반사 대역을 형성하도록 중합체 수지 층을 공압출함으로써 제조될 수 있다. 저 굴절 지수 재료, 예컨대 아크릴과 조합하여 고 복굴절성 재료, 예컨대 폴리에스테르를 사용하는 것은 교호하는 층들 사이에서 유용한 굴절 지수 차이를 제공하여, 따라서 반사 대역에서 높은 반사율을 제공한다. 이러한 반사체를 제조하기 위한 몇몇 선택이 존재한다. 일부 경우에, 바람직한 가시 파장에서 (수직 입사에서) 1차 반사 대역을 제공하도록 마이크로층의 층 두께를 조정할 수 있다. 다른 경우에, 수직 입사에서 1차 반사 대역이 적외 파장이지만, 적외 대역의 더 높은 차수의 고조파 (예를 들어, 2차, 3차 또는 4차 고조파)가 바람직한 가시 파장이도록 마이크로층을 더 두껍게 제조할 수 있다. 이러한 후자의 설계 접근, 및 후속 중합체 가공 기술은 미국 특허 제6,531,230호 (웨버 등)에 논의되어 있다.

비교적 작은 지수 차이, 예를 들어 중합체 미러로 수득가능한 것을 추정하여, 다층 스택의 주어진 반사 차수(reflectance order)의 반사능(reflective power)은 차수 번호에 반비례하고, 그것은 f-비 (하기에 정의됨)에 상당히 좌우된다. 다층 간섭 반사체의 주어진 고조파 대역의 반사능은 주어진 대역의 광학 밀도 스펙트럼 하의 면적, 즉 파장에 대해서 정규화되고, 중합체 공기 표면에서 반사 효과 (표면 반사는 PET 스킨 층이 존재하는 경우 대역외 파장의 경우 대략 12% (각각의 표면의 경우 6%)임)를 제거한 후, -Log(T) 대 파장의 스펙트럼 곡선 하의 면적으로서 정의된다. 좁은 대역 반사체의 경우, 다양한 더 높은 차수의 고조파는 중첩되지 않고, 각각의 차수는 구별되는 반사 대역을 갖고, 반사능은 쉽게 측정될 수 있다. 따라서, 층의 수 및 반사체에서 사용하기에 바람직한 재료에 따라서, 주어진 더 높은 차수의 대역은 주어진 파장 범위에 대해서 바람직한 반사를 제공하도록 높은 충분한 반사능을 갖지 않을 수 있다. 그러한 경우에, 대역 엣지가 더 높은 차수의 대역만큼 가파르지 않을 수 있고, 즉 비탈지지 않을 수 있지만, 더 낮은 차수의 반사 대역이 사용될 수 있다. 대역 엣지의 한계 가파름 또는 기울기는 1/4 파동 스택(quarterwave stack)의 고유 대역폭(intrinsic bandwidth) (IBW)에 반비례하며, 이것은 하기와 같이 주어짐이 본 기술 분야에 널리 공지되어 있다:

IBW = Sin^-1[(n_h-n_l)/(n_h+n_l)] 또는 작은 지수의 차이의 경우 단순히 IBW ≒ (n_h-n_l)/(n_h+n_l).

다양한 더 높은 차수의 고조파 반사 대역의 경우, 유효 지수 (effective index) 차이 및 그에 따른 IBW는 Sin[n*Pi*f]/n의 절대값에 의해서 감소되며, 여기서 n은 차수 숫자이고, f는 f-비이다.

전자의 지수 차이가 후자의 것의 1/3인 경우, 주어진 두께 등급화된 다층 스택의 1차 반사 대역은 제2 재료 스택의 3차 반사 대역과 동일한 대역엣지 기울기를 가질 수 있다. 대안적으로, 주어진 고지수 재료 및 저지수 재료 쌍의 유효 지수 차이는 그 층 쌍의 f-비를 변화시킴으로써 단순히 감소될 수 있다.

간섭 스택의 f-비는 f-비 = (n_h*d_h)/(n_h*d_h + n_l*d_l)로 주어지며, 여기서 n_h 및 n_l은 스택 내의 층 쌍의 고반사 지수 값 및 저반사 지수 값이고 d_h 및 d_l은 그의 두께이다. 등급화된 층 두께 분포를 갖는 스택에서, 저반사 지수 층 두께 분포 및 고반사 지수 층 두께 분포는 스택 전체에서 상수 f-비를 유지시키기 위해서 동등하게 등급화되어야 한다는 것을 주목해야 한다.

275층의 PET 및 coPMMA를 사용하는 경우, 실시예에서 예시된 3차, 4차 및 5차 고조파 대역에서 충분한 반사능이 존재한다. 따라서, 본 기술 분야에 공지된 장비로 제조될 수 있는 PET/coPMMA 다층의 몇몇의 더 높은 차수의 대역으로 더 가파른 대역 엣지 및 허용가능한 반사율 및 대역폭이 일반적으로 성취될 수 있다. 무기물 증착된 1/4 파동 스택을 사용하여 가파른 대역 엣지를 성취하기 위해서 더 높은 차수의 대역을 사용하는 것은 일반적으로는 다음의 2가지 이유로 인해서 매우 희귀하다: 그 이유는 무기 재료 쌍과 후속의 낮은 수의 층의 큰 지수 차이가 비교적 기울기가 작은 대역 엣지를 갖는 넓은 대역을 생성하고, 자동 컴퓨터화된 스택 설계가 층 두께의 외견상의 무작위 변화를 되살아나게 하는 찾기 알고리즘을 사용하여 각각의 층의 두께를 규정하는 스택 설계에 대한 상이한 접근을 생성하기 때문이다. 후자에서, 다수의 두께 값은 1차 값 부근이지만, 스택이 임의의 주어진 차수인지의 여부를 단정하기는 어렵다. 또한, 무기물 코팅의 침착은 전형적으로 높은 기재 온도가 필요하다. 추가로, 코팅은 그 다음에 기재와 함께 열형성될 수 없는데, 즉, 개별 렌즈가 바람직한 곡률로 형성된 후 코팅이 개별 렌즈에 적용되어야 한다. 균일한 코팅은 굴곡진 기재, 특히 구형으로 굴곡진 기재 상에서, 특히 렌즈의 큰 어레이 상에서 대량 생산으로 성취하기 어렵다.

실시예

하기 실시예에서 다층 반사체는 223개의 개별 마이크로층의 스택 및 275개의 개별 마이크로층의 스택으로 제조하였으며, 마이크로층은 PET와 coPMMA 중합체 재료가 교호한다. coPMMA는 폴리메틸 메타크릴레이트의 공중합체이며, 부가된 중합체는 약 20 중량%의 에틸 아크릴레이트이다. coPMMA는 아르케마, 인크.(Arkema, Inc.)로부터 구매한다. 모든 실시예에서, 스택의 층 두께 값은 스펙트럼의 적외 영역에서 1차 반사 대역을 생성하도록 조정되었고, PET의 두께 값 및 PET 대 coPMMA 두께 비는 다양한 더 높은 차수의 고조파 대역이 자색 광, 청색 광 또는 황색 광, 또는 청색 광과 황색 광의 조합 또는 자색 광과 황색 광의 조합을 반사하도록 미국 특허 제6,531,230호 (웨버 등)에 기술된 바와 같이 조정되었다. 모든 다층 필름 실시예를 마이크로층 이외에 PET 보호 경계 층 및 PET 스킨 층과 함께 공압출하였다. PET의 지수 근사치는 시판 PET 필름에서 일반적으로 발견되는 것이며, 즉 평면 지수는 약 1.65이고, 두께 방향 지수는 약 1.49이다. coPMMA의 지수는 1.494이다. 모든 지수는 메트리콘 코퍼레이션(Metricon Corporation) (미국 뉴저지주 페닝톤 소재)에 의해서 판매되는 장비를 사용하여 633 nm의 파장에서 측정하였다.

실시예 1 - 자색 광 반사체

PET와 coPMMA의 275개의 교호하는 층을 갖는 필름을 공압출하였고, 대략 0.5의 f-비 및 좁은 층 두께 범위로 배향하여 스펙트럼의 자색 영역에서 좁지만 고반사성의 3차 고조파 대역을 제공하였다. 필름의 투과 스펙트럼이 도 4에 플로팅되어 있다. 이 대역의 FWHM은 약 31 nm이다. 긴 파장 대역 엣지 (LWBE)에 대한 5% T에서 70% T로의 전이는 폭이 6 nm이다. 약한 2차 반사 대역이 600 nm 부근에서 보이는데, 이는 스택 내의 층 쌍 중 일부에 대해서 f-비 = 0.50의 조건으로부터의 작은 편차로 인한 것이다. 398 nm 내지 418 nm의 평균 투과율은 0.1%이고 (평균 투과율 = 0.001은 0.1% 플로어임), 400 내지 420 nm의 평균 투과율은 0.6%이다. 이 필터의 가파른 대역 엣지는 필름에 임의의 뚜렷한 황색 착색을 부가하지 않으면서 99%를 초과하는 자색 광의 차단을 가능하게 한다.

필름이 인간 눈에 가시적인 광 (380 nm 내지 약 420 nm)을 차단하지만, 이러한 필름은 태양광에서, 그리고 투과 시 및 백지에 놓이는 경우 둘 모두의 형광 하에서 본질적으로 무색으로 보인다. 투명한 안경류 렌즈 상에 배치되는 경우, 렌즈는 무색인 것으로 보인다. 따라서, 이 필름은 색 보정 염료 또는 다른 파장 차단체를 부가할 필요 없이 안경류에 도입될 수 있지만, 후자는 하기에 기술된 이유로 인해서 부가될 수 있다.

이러한 필터의 추가적인 스펙트럼 상세사항이 표 1에 제공되어 있다.

[표 1]

FWHM은 32 nm인 것에 비해서, 1% 플로어 폭은 26 nm이며, 비는 0.81 또는 81%인 것을 주목해야 한다.

실시예 2. 자색 광 및 청색 광 (400 내지 440 nm) 반사체

화학 방사선으로부터의 더 양호한 보호를 제공하기 위해서, 실시예 1의 반사 대역을 연장시켜서 스펙트럼의 자색 구역을 지나서 더 긴 파장의 광을 보호할 수 있다. 차단 영역을 430, 435 또는 440 nm로 연장시키는 것은 황반변성(macular degeneration)으로부터의 눈의 보호를 증가시킬 것이다. 스펙트럼은 스택에서 층 두께 프로파일의 구배를 증가시킴으로써 연장될 수 있거나, 또는 추가 층을 스택에 부가할 수 있거나, 또는 제1 스택에 별도로 형성된 스택을 적층하거나 공압출함으로써 제2 독립 스택을 부가할 수 있다. 2개의 상이한 다층 중합체 반사체 스택의 공압출은 2010년 5월 7일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "다층 중합체 필름의 제조를 위한 공급블록(Feedblock for Manufacturing Multilayer Polymeric Films)"인 미국 특허 공개 제2011/0272849호에 기술된 장치를 사용하여 성취될 수 있다. 도 5의 스펙트럼 플롯은 실시예 1 (자색 반사체)의 스펙트럼 및 440 nm 부근에 LWBE를 갖는 제2 필름 (청색 반사체)의 스펙트럼을 도시한다. 제2 필름은 실시예 1에 기술된 바와 동일한 방식으로 형성되었고, PET와 coPMMA의 223개의 교호하는 층을 갖는다. 이러한 제2 청색 반사 필터는 420 내지 446 nm에서 1%의 평균 투과율을 갖는다. 445 nm에서의 투과율은 2%이고, 454에서의 투과율은 52%이며, 따라서 상당히 가파른 대역 엣지를 제공한다. 이러한 엣지 위치는 주조 휠(casting wheel)의 속도 또는 중합체 수지의 압출 속도를 조정함으로서 필름 형성 동안 조정될 수 있다.

부가된 청색 반사 필터의 추가적인 스펙트럼 상세사항이 표 2a에 제공되어 있다.

[표 2a]

조합된 자색 반사 필터 및 청색 반사 필터는 450 nm를 초과하는 파장에 대해서 높은 광 투과율을 가지면서 400 내지 440 nm의 청색 광의 양호한 차단을 제공한다.

2개의 적층된 필터의 총 투과율은 다음 수학식을 사용하여 계산될 수 있다:

여기서, R1 및 R2는 2개의 개별 필터의 반사율이다. 각각의 필터는 2개의 공기/중합체 표면을 갖고, 이들 중 둘은 적층 또는 공압출에 의해서 제거될 것이다. 이러한 반사를 제거하기 위한 수학식이 국제 특허 제WO2011146288A1호, 제38면에 제공되어 있다. 복합 반사 필터의 스펙트럼 상세사항이 표 2b에 제공되어 있다. 400 내지 440 nm의 평균 % 투과율은 0.5%이다. 이러한 엣지 필터에 대한 LWBE는 453 nm이고, 바람직한 경우, 필름 및 그의 구성 층을 단순히 약간 더 얇게 만들어서 대역 엣지를 수 nm 내지 더 짧은 파장으로 이동시킴으로써 450 nm 광에 대한 투과율을 50%를 초과하게 만들 수 있다.

[표 2b]

중합체 층의 연속적인 두께로 등급화된 단일 스택을 사용하여 동등한 스펙트럼 특징부가 또한 성취될 수 있고, LWBE가 420 내지 440 nm의 임의의 값으로 조정될 수 있다.

반사 스펙트럼을 440 nm로 연장하는 것은 눈 보호 및 렌즈 착색 최소화의 최적의 교환이다. 특히, 440 nm 파장이 선택되었는데, 그 이유는 그것이 대부분의 청색 LED의 피크 파장보다 작기 때문이다. 대부분의 LED 기재 조명은 황색 (또는 녹색 및 적색) 발광 인광체(phosphor)를 갖는 청색 LED에 의해서 작동된다. 조명에서 사용되는 청색 LED는 455 또는 460 nm 부근의 파장에서 피크 방출을 가져서 440 nm 이하의 청색 광을 차단하는 반사체는 청색 LED 방출 스펙트럼의 작은 영역 만을 차단할 것이다. 실내 조명으로부터의 시력 감퇴의 위험은 크지 않을 수 있지만, 동일한 안경이 실내 및 또는 태양광 하의 실외에서 편리하게 착용될 수 있다. 특히, 440 nm 한계치가 하기에 기술된 바와 같이 황색 차단 필름과의 유용한 색상 밸런싱 배열을 가능하게 한다.

실시예 3. 좁은대역 황색 광 반사체

황색 광의 좁은 대역 반사체가 물체 및 영상의 색상을 증진시키기 위해서 안경류에서 유용한 것이 발견되어 있다. 275층의 다층 스택을 상기 및 실시예 1에 기술된 동일한 방법으로 형성하여, 도 6에 도시된 약 35 nm (564 nm 내지 599 nm)의 FWHM을 갖고, 580 nm 부근에 중심이 있는 3차 반사 대역을 제공하였다. 가파른 대역 엣지는 568 내지 592 nm에서 1% 미만의 평균 투과율을 갖는 매우 양호한 차단 대역을 허용하며, 이러한 대역은 35 nm의 FWHM 값과 비교되는, 24 nm 폭의 1% 플로어를 생성한다. 단파동 대역 엣지 및 장파동 대역 엣지에 대한 50% 투과율 값은 1% 플로어의 각각의 엣지의 4 nm 및 7 nm 이내이다. FWHM 및 49 nm의 90% 최대치에서의 전폭 (FW90M) 둘 모두가 좁은 값이기 때문에, 그것은 녹색 광 또는 적색 광을 매우 적게 반사 또는 차단하여, 안경류에서 그 자체로 사용되는 경우 증진된 색상 시야를 제공한다. 이 경우에서 90% 최대치는 약 79%의 공기 중에서의 투과율 측정치 부근에 존재할 것인데, 그 이유는 공기 중에서의 %T 최대치가 약 88%이기 때문이다. 이러한 필터를 단독으로 사용하면, 청색 물체 및 영상이 더 밝은 청색으로 보이며, 적색 물체 및 영상이 더 밝고 더 강렬한 적색 색상으로 보인다. 대부분의 황색 색상 물체는 색상이 약간만 변화되었는데, 그 이유는 대부분의 황색 염료 및 안료는 약 500 내지 700 nm의 광을 투과시키기 때문이다. 약한 4차 반사 대역이 450 nm 부근에서 보이지만, 이것은 실질적인 착색 효과를 생성하지 않는다.

추가적인 스펙트럼 상세사항이 표 3에 제공되어 있다.

[표 3]

황색 반사 대역의 바람직한 대역폭 및 투과는 안경류의 바람직한 색상 투과에 좌우된다. 반사에 대한 최적의 범위는 560 내지 600 nm이다. 일반적으로, 30, 35, 또는 40 nm의 FWHM을 갖는 좁은 대역이 실내 및 실외 시야 모두에서 만족스러운 색상을 제공할 뿐만 아니라 청색 색상 및 적색 색상을 두드러지게 한다.

안경류에서 이러한 필터를 단독으로 사용하는 것 외에, 이러한 황색 반사체는 본 명세서에 기술된 청색 차단 필름과 함께 백색 색상 밸런스를 제공하는 데 유용하다. 황색 대역 반사체를 청색 반사체 또는 자색 반사체, 예컨대 실시예 1, 2, 5 및 6에 설명된 것에 적층하거나 또는 그것과 공압출할 수 있다. 별도로 제조된 필름의 적층은 광학적으로 투명한 접착제, 예를 들어 쓰리엠 코(3M Co) (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터의 OCA 8171을 사용하여 성취될 수 있다.

실시예 4. 자색 반사 대역 및 황색 반사 대역과 적색 이동된 UVA를 갖는 420 nm 엣지 필터

575 nm 부근에 중심이 있는 5차 고조파 반사 대역 및 425 nm 부근에 LWBE를 갖는 7차 반사 대역을 갖는 적외선 반사체의 컴퓨터 모델링된 스펙트럼 (모델링된 MOF T 곡선)이 도 7에 플로팅되어 있다. 모델링된 스펙트럼은 상기에 기술된 바와 같은 연신 PET와 coPMMA의 223개의 교호하는 층의 스택인 것으로 가정하였다. 적외선 스택에 대한 f-비는 0.5로 설정하였는데, 이것은 PET와 coPMMA의 상이한 지수 분산으로 인해서 작은 6차 고조파가 보이게 하였다. f-비를 조정하여 6차 반사 피크를 감소시킬 수 있다. 410 nm보다 짧은 파장은 염료, 예컨대 적색 이동된 UVA로 흡수될 수 있다. 플로팅된 염료 스펙트럼은 "UV 차단체", 적색 이동된 벤조트라이아졸로서 표시된 UVA에 대한 것이다. 그것은 특허 제US 6,974,850호에서 참고되며, 구체적으로 벤조트라이아졸 2-(2-하이드록시-3-알파-쿠밀-5-t-옥틸페닐)-5-트라이플루오로메틸벤조트라이아졸이다. 그것은 시바 스페셜티 케미컬즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 공급되었다. 405 nm 부근에 중심이 있는 작은 리크(leak)는 상이한 염료 또는 이러한 염료를 더 많이 로딩함으로써 제거될 수 있다. 플로팅된 염료와 필터 스펙트럼을 곱하여 이러한 흡수 성분 및 반사 성분의 총 투과율을 제공하는 경우, 406 nm에서의 피크 투과율은 6.1%이다.

7차 자색 반사 대역 및 UVA와 그의 복합 스펙트럼의 스펙트럼 상세사항이 표 4a에 제공되어 있다. 400 내지 425 nm의 평균 투과율은 2% 미만이다. 이러한 값은 약간 더 긴 파장의 엣지를 갖는 염료를 사용함으로써 감소될 수 있다.

[표 4a]

7차 대역의 가파른 대역 엣지는 이러한 필름을 사용하는 관찰자에 대해서 청색 스펙트럼을 거의 전부 투과시키며, 자색 광의 대부분이 차단된다 (400 내지 420 nm에서 1.95%의 평균 투과율). 모델링된 필터는 425 nm에서 2.5% 투과율을 가지며, 431 nm에서 74% T를 갖는다.

황색에서의 5차 반사 대역은 실시예 3의 황색 반사체에 대해서 논의된 바와 같이 증진된 청색 및 적색을 생성하는 데 유용하다. 이러한 5차 황색 반사체의 스펙트럼 상세사항이 표 4b에 제공되어 있다.

[표 4b]

실시예 5. 흡수체 및 3차 반사 대역을 갖는 440 nm 엣지 필터

안경류 산업에서, 황색 색상의 렌즈는, 예를 들어, 감지되는 대기 실안개 (haze)의 감소 또는 눈에서의 더 정확한 포커스가 바람직한 조종사 및 운동 선수를 제외하고는, 일반적으로 사용되지 않는다. 이러한 황색 렌즈는 전형적으로 청색 광의 대부분 또는 전부를 차단하는데, 이는 물체 및 영상의 양호한 색상 지각에 바람직하지 않다. 더 짧은 청색 광 파장, 예컨대 400 내지 440 nm 만을 차단하는 것은 또한 광원에 따라서 바람직하지 않은 황색 외관을 유발할 수 있다. 염료를 주어진 염료 로딩양으로 벌크 렌즈에 혼입하는 경우, 황색 색조 및 엣지 컷오프 파장 (예를 들어, 1% T에서의 파장)의 대부분은 렌즈의 두께에 좌우될 것이다. 렌즈는 다양한 두께여서, 가변적인 컷오프 파장을 유발하여, 이것은 렌즈 제공자에게 문제일 수 있다. 추가로, 엣지 상에서 관찰되는 경우, 전형적인 안경류 렌즈 상에서 엣지에서 엣지까지의 대략 5 cm 경로 길이로 인해서 렌즈는 매우 진한 황색으로 보일 수 있다. 염료를 렌즈 상에 또는 별개의 기재, 예컨대 중합체 시트 또는 중합체 간섭 필터 상에 얇은 층으로 코팅하는 것이 엣지 상에서 황색 렌즈를 관찰할 때의 후자의 문제를 제거할 것이다. 수직 입사에 비해서 비스듬한 입사각에서 관찰하는 경우, 다층 간섭 청색 반사체가 또한 황색을 감소시킨다. 엣지로부터 관찰하는 경우, 청색 반사 다층 스택은 렌즈에 색상을 부여하지 않을 것이다. 따라서, 단지 벌크 렌즈 내에 혼입된 염료를 사용하여 동일한 양의 청색 광을 차단하는 것에 비해서, 염료 코팅된 층 및 더 긴 파장을 차단하는 간섭 필터의 조합이 청색 광의 일부를 차단함으로써 원치않은 렌즈 착색을 감소시킬 것이다. 황색 염료의 존재는 최심청색(deepest blue) 광이 모든 입사각에서 차단될 것이라는 것을 보장할 것이다. 따라서, 얇은 염료 층과 간섭 반사체를 조합하여 렌즈의 청색 차단 기능을 제공하는 양호한 이유가 존재한다. 염료 층이 0.5 mm 미만의 두께, 바람직하게는 0.25 또는 0.1 mm 미만의 두께인 필름 또는 코팅된 층으로 도입되는 경우, 염료 층은 얇다고 간주된다. 예를 들어, 염료는 0.25 mm 두께의 폴리카르보네이트 층 또는 하기 실시예 9의 25 마이크로미터 두께의 접착제 층에 도입될 수 있다. 다층 중합체 간섭 필름은 이들 실시예에서 대략 0.1 mm 두께이다.

실시예 5는 도 8의 두 스펙트럼에 의해서 보여지는 바와 같은 그러한 조합을 예시한다. 이러한 실시예에서, 223층을 갖는 반사체를 형성하여, 청색에서의 3차 반사 대역을 제공하였는데 (청색 반사체), 이것은 도 8에 플로팅된 스펙트럼 측정치에 의해서 도시된 바와 같이 440 부근에서 LWBE를 갖는다. 에이치더블유 샌즈 코퍼레이션(HW Sands Corporation) (SDB 7040)에서 공급된 황색 염료에 대한 데이터를 개작하여, 더 짧은 청색 파장 및 자색 파장을 차단하는 도 8의 염료 투과 스펙트럼 (황색 염료)을 제공하였다. 색상 밸런스를 위해서, 실시예 3의 황색 반사체를 또한 이 반사체에 적층하거나 또는 이 반사체와 공압출할 수 있다.

플로어 범위 및 평균 투과율 값이 표 5에 제공되어 있다. 표 5의 하단에서, 복합 흡수체/반사체의 평균 투과율 값은 400 nm의 범위에 대해서 1% 플로어 LWBE로 주어지고, 400 내지 440 nm에 대해서 2% 플로어 LWBE로 주어진다.

[표 5]

복합 필름은 400 내지 440 nm에서 0.2%의 매우 낮은 평균 투과율을 갖는다.

실시예 6. 흡수체 및 5차 반사 대역을 갖는 440 nm 엣지 필터

다양한 차수의 반사 대역을 실시예 5의 염료 층과 함께 사용할 수 있지만, 단 이들은 비교적 가파른 대역 엣지를 갖는다. 다층 스택 (청색 반사체)의 투과 데이터가 도 9에 플로팅되어 있다. 특히, 그것은 440 nm 부근에서 LWBE를 갖는 5차 고조파 대역을 갖는 스택이다. 이 스택을 실시예 3과 동일한 공정으로 형성하였다. 3차 반사를 가시 범위의 엣지 밖으로 이동시키고, 5차 대역을 청색 영역으로 이동시키도록 실시예 3의 필름 설계를 단순히 더 두껍게 만들었다. 실시예 3의 황색 반사체를 이러한 구조물에 부가하여 투과된 광의 더 양호한 백색 밸런스를 제공할 수 있었다. 에이치더블유 샌즈 코퍼레이션 (SDB 7040)의 황색 염료 (황색 염료)에 대한 데이터를 개작하여, 청색 차단을 더 긴 파장으로 이동시키는 더 높은 농도를 예시하였는데, 이유는 5차 대역이 실시예 5에 플로팅된 3차 대역보다 더 좁기 때문이다.

3차 대역은 원적색 내의 일부 광을 반사하지만, 이것은 안경을 착용한 사람의 수직 관찰 각도에서 렌즈의 색상에 단지 작은 영향을 가질 것이다. 큰 관찰 각도에서, 관찰자는 렌즈에 3차 대역으로부터 밝은 적색 색상 및 녹색 색상을 인지할 것이며, 3차 대역은 렌즈에 장식성 외관을 제공할 것이다.

[표 6]

실시예 7. 흡수체 및 3차 및 4차 반사 대역을 갖는 440 nm 엣지 필터

실시예 5 및 6에서와 같이 색상 밸런스를 위해서 별도의 황색 간섭 필터 스택을 부가하는 것 대신에, 다층 스택에서 청색 반사 대역을 생성하는 동일한 스택으로 황색 반사 대역을 생성할 수 있다. 도 10에 플로팅된 반사체 스펙트럼 (청색 및 황색 반사 대역)을 0.835의 f-비를 갖는 PET와 co-PMMA의 275층 스택에 대해서 계산하였다. 1차 대역은 1700 nm 부근에 중심이 있다. 4차 반사 대역의 LWBE가 440 nm 부근에 존재하고, 440 nm에서 낮은 투과율을 제공하는 가파른 대역 엣지를 갖도록 두께 값을 조정하였다. 450 nm에서 이러한 대역 엣지의 투과율은 63%이고, 440 nm에서의 투과율은 0.01%이다. 3차 반사 대역은 575 nm 부근에 중심이 있고, 29 nm의 FWHM을 갖는다. 5% T에서 80% T로의 4차 고조파 전이의 긴 파장 대역 엣지는 450 nm에서 62% T를 갖는 단지 4 nm 이다. 430 nm 부근에서 작은 리크가 문제가 되면, 약간 더 긴 파장의 황색 염료 (황색 염료)를 사용할 수 있다.

이러한 반사체 및 복합 차단체의 스펙트럼 상세사항이 표 7a에 제공되어 있고, 3차 황색 반사체의 보다 상세한 상세사항이 표 7b에 제공되어 있다.

[표 7a]

[표 7b]

약간 더 긴 파장 범위를 갖는 황색 염료를 사용함으로서 복합 투과율 값을 1% 미만으로 낮출 수 있다.

실시예 8. 색상 밸런싱 황색 반사체를 갖는 청색 및 자색 흡수체

440 nm 부근의 대역 엣지가 상기 실시예의 것만큼 가파르지 않을 것이고, 더 짧은 파동의 청색 광이 리킹할 것이지만, 염료 만을 사용하여 440 nm 이하의 자색 광 및 청색 광을 차단할 수 있다. 그러나, 구조물은 더 단순하다. 상기에 기술된 바와 같이, 이 염료는 중합체 기재, 예컨대 중합체 엣지 간섭 필터, 예컨대 실시예 3의 황색 반사체 상에 얇은 코팅으로 혼입될 수 있거나, 또는 렌즈 구조물의 다른 얇은 중합체 층 중 하나에 혼입될 수 있다. 실시예 5의 염료 (황색 염료)의 스펙트럼이 실시예 3의 황색 반사체의 스펙트럼 (황색 반사체)과 함께 도 11에 플로팅되어 있다. 표준 색상 이론의 방법을 사용하여, 최적의 색상 밸런스를 제공하도록 황색 반사체를 구조화할 수 있다. 일반적으로, 그것은 550 내지 620 nm의 파장 범위 내의 광을 반사해야 한다. 최적의 범위는 560 내지 600 nm이다. 황색 반사 대역 내의 정밀한 대역폭 및 투과율은 안경류의 바람직한 색상 투과율에 좌우된다.

몇몇 파장 범위에 대한 청색 광 투과율이 표 8에 제공되어 있다.

[표 8]

색상 밸런싱 황색 반사체의 스펙트럼 상세사항은 상기 표 3에 제공되어 있다.

표준 CIE 표색계를 사용하여, 본 명세서에 기술된 색상 필터 중 임의의 것에 의해서 투과된 광의 색 좌표 x 및 y를 계산할 수 있다. 하기 색상 계산을 위해서, 우리는 D65 색원 (태양광)을 가정한다. 색원의 모든 가시 파장이 100% 투과되는 경우, 렌즈 또는 다른 광학 성분의 Y (휘도) 값은 100과 같다. 그러한 투명한 성분 (백색 지점)에 대한 색 좌표는 x = 0.3127이고, y = 0.3290이다. 400 내지 440 nm의 파장을 갖는 모든 광을 차단하는 렌즈 성분이 부가된 경우, 색좌표는 x = 0.3316 및 y = 0.3711 및 Y = 99.74로 변경된다. 이것은 약간 황색 색상이며, Y의 높은 값은 심청색 광에 대한 낮은 명소 가중치(photopic weighting value)로 인한 것이다. 청색 차단 필터 이외에, 564 내지 599 (FWHM = 35 nm)의 파장을 갖는 모든 광을 차단하는 황색 반사체를 부가하는 경우, 색 좌표가 x = 0.2829 및 y = 0.3421를 갖는 밝은 청록색으로 변화한다. 이러한 황색 반사체는 실시예 3의 황색 반사 필터와 대략 동일한 광의 양 및 색상을 차단한다. 휘도 값 Y는 72.89로 떨어진다. 더 양호한 백색 밸런스를 위해서, 400 내지 440 차단 필터와 조합하기 위해서 약간 더 좁은 반사체를 선택할 수 있다. 그것은 29 nm의 FWHM을 갖고, 그것에 575 nm 부근의 대역 중심을 제공하는 560 내지 589의 모든 광을 차단한다고 추정된다. 이러한 복합 필터의 색좌표는 x = 0.3013 및 y = 0.3385이고, 이것은 본래 백색 지점에 근접하다. 휘도 Y = 75. 이러한 계산치에 대해서 추정되는 바와 같이 본 명세서에 주어진 실시예가 완벽하게 직각인 엣지를 갖지 않지만, 그의 FWHM 값이 약간 개질되면 그의 가파른 대역 엣지가 근접한 백색 밸런스를 가능하게 한다.

실시예 9. 안경류에 필름을 도입함.

반사 대역이 550 nm 부근에 중심이 있도록 층을 모두 더 얇게 이동시킨 것을 제외하고는, 실시예 3의 것과 동일하게 좁은대역 다층 반사체 (1010)를 구조화하였다. 필름은 대략 90 마이크로미터 두께였다. 이러한 필름을 필름 제조 공정의 마지막에 권취기 직전에 적층되는 소프트 폴리 "클링" 라이너(soft poly "cling" liner)를 사용하여 제조하였다. 하기 방식으로 이러한 필터를 폴리카르보네이트 렌즈 (100)에 도입하였다.

사빅 코퍼레이션(Sabic Corporation)으로부터의 250 마이크로미터 두께의 폴리카르보네이트 (1012, 1014)의 롤 (HP92X PC)을 먼저 닙 롤 적층기에 대한 표준 롤을 사용하여 25 마이크로미터 두께의 광학적으로 투명한 접착제 (1002, 1004) (쓰리엠 코로부터의 OCA 8171)의 층에 적층하였다. OCA는 2개의 폴리에스테르 이형 라이너 사이에 제공되며, 폴리카르보네이트 (PC)는 한 면 상에 소프트 폴리 라이너가 제공되어 있다. 적층 닙 직전에 "이지(easy)" 라이너를 OCA로부터 제거하여 접착제의 한 면을 노출하였다. PC의 라이너가 없는 면을 제1 적층 단계에서 OCA에 적층하였다. 이러한 단계로부터의 산출물은 외면 각각 상에 라이너를 갖는 PC/OCA의 롤이었다. 이것을 2회 수행하여 PC/OCA의 2개의 동일한 롤을 제조하였다. 다음 단계는 PC/OCA의 롤을 적층기의 상단 언와인드(unwind) 상에 놓고, 다층 반사체 필름의 롤을 하단 언와인드 상에 놓는 것이었다. 적층 닙 직전에 OCA 상의 "타이트(tight)"라이너를 PC/OCA 롤로부터 제거하여 접착제를 노출하였다. 이 단계에서 다층 광학 필름 (MOF) 롤의 라이너가 없는 면을 OCA에 대해서 적층하였다. 이어서, 이 적층물 산출물 (PC/OCA/MOF)을 산출물 스핀들로부터 제거하고, 하단 언와인드 상에 다시 놓았다. 다음 단계에서, MOF 롤 상의 라이너를 제거하고, 상단 언와인드 상의 PC/OCA를 라이너가 제거된 MOF 면에 적층하여 도 12에 도시된 5층 적층물을 완성하였다.

이러한 렌즈 (100) 구조물은 2개의 중합체 기재 (1012, 1014) 사이에 샌드위칭되고, 접착제 (1002, 1004)를 사용하여 2개의 중합체 기재 (1012, 1014)에 고정된 본 명세서에 기술된 바와 같은 중합체 간섭 필터 (1010)를 포함한다. 렌즈 (100)는 상기에 기술된 바와 같은 편광체 및 하나 이상의 염료를 임의로 포함할 수 있다. 이러한 실시 양태 중 다수에서, 렌즈 적층물은 2 mm 이상의 두께를 갖는다.

이어서, 렌즈 (100) 구조물 또는 적층물을 구형으로 굴곡진 "웨이퍼"로 열형성하여 용융된 폴리카르보네이트에 대한 사출 성형을 위한 기저부로서 사용할 수 있다. 곡률 반경은 전형적으로 60 내지 120 mm 범위이다. 표준 안경류 공정에서, 승온에서 주형 내에서 새깅(sagging)함으로써 웨이퍼를 형상화한다. 그러나, 폴리에스테르계 필름을 사용하여 그것을 일정한 형상으로 열형성하는 경우 그것이 수축하는 것을 방지하기 위해서 주의를 기울여야 하는데, 그 이유는 요구되는 온도가 200℃이상이기 때문이다. 그러한 온도에서 연신 폴리에스테르의 상당한 수축이 일어날 수 있다. 열형성 공정 동안, 도 12의 적층물의 4개 엣지 모두를 클램핑하고, 2분 동안 205℃에서 예열 오븐에 넣었다. 필름을 오븐으로부터 신속하게 꺼내고, 한 면은 진공, 다른 면은 공기 압력으로 알루미늄 주형에 대해서 가압하였다. 주형을 150℃로 예열하였다. 주형은 직경이 75 mm였고, 88 mm의 볼록한 곡률 반경을 갖는 구형 형상을 갖도록 노출된 표면을 기계처리하였다. 형성된 적층물을 주형의 온도로 냉각한 후, 그것을 주형으로부터 분리하고, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이 내면 (1008) 및 외면 (1006)을 갖는 구형으로 굴곡진 형상으로 절단하였다.

이어서, 폴리카르보네이트 렌즈 재료를 수축을 방지하기 위해서 엣지상의 웨이퍼를 클램핑 또는 달리 억제하지 않는 표준 삽입 주형 공정으로 이 웨이퍼에 대해서 사출 성형하였다. 폴리에스테르 필터를 갖는 웨이퍼가 용융된 폴리카르보네이트의 고온 (대략 275℃)으로 인해서 수축할 것인지의 여부는 알지 못했다. 그러나, 볼록한 면 상에 PC/필름 적층물을 갖는 약 2 mm 두께의 사출 성형된 렌즈를 이 공정으로 성공적으로 제조하였다. 두꺼운 PC 적층물이 폴리에스테르를 뜨거운 PC 수지로부터 충분히 잘 확실하게 격리시켜서 이 공정 동안 실질적인 수축을 방지한다. 이어서, 안경류 프레임에 도입하기 위해서 표준 렌즈 절단 기계를 사용하여 75 mm 직경의 렌즈를 절단하였다.

따라서, 블루 엣지 필터 광학 렌즈의 실시 양태가 개시된다. 당업자는 본 명세서에 기술된 광학 필름 및 필름 용품이 개시된 것 이외의 실시 양태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시 양태는 예시의 목적으로 존재하며, 제한이 아니다.

Claims

굴곡진(curved) 중합체 기재; 및
굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터(polymeric interference filter)를 포함하는 광학 렌즈로서,
약 400 nm 이하의 단파장 대역 엣지(short wavelength band edge) 및 420 내지 440 nm 범위의 장파장 대역 엣지(long wavelength band edge)를 갖는 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 장파장 대역 엣지보다 10 nm 이상 큰 파장을 갖는 청색 광을 실질적으로 투과시키는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 중합체 간섭 필터가 400 내지 440 nm 범위의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 50%를 투과시키는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, UV 광 및 자색 광 흡수 재료를 추가로 포함하는 광학 렌즈.
제3항에 있어서, 중합체 간섭 필터가 415 내지 440 nm의 모든 청색 광의 적어도 99%를 반사하고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 70%를 투과시키는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 중합체 간섭 필터와 굴곡진 중합체 기재 사이에 배치된 황색 광 흡수 재료를 추가로 포함하는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 폭 (FWHM)이 40 nm 미만인 560 내지 600 범위 내의 광의 제2 대역을 차단하는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 굴곡진 중합체 기재를 중합체 엣지 필터에 고정시키는 접착제 층을 추가로 포함하는 광학 렌즈로서, 굴곡진 중합체 기재가 구형으로 굴곡진 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 300 nm 내지 440 nm의 청색 광의 대역 전체에서 1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 450 nm를 초과하는 모든 청색 광의 적어도 70%를 투과시키는 광학 렌즈.
제1항에 있어서, 굴곡진 제2 중합체 기재를 추가로 포함하는 광학 렌즈로서, 중합체 간섭 필터가 중합체 기재를 제2 중합체 기재로부터 분리하는 광학 렌즈.
제1항에 따른 광학 렌즈를 포함하는 안경류(eyewear).
굴곡진 중합체 기재; 및
굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함하는 광학 렌즈로서,
400 nm 내지 420 nm의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 430 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시키는 광학 렌즈.
제11항에 있어서, 중합체 간섭 필터가 430 nm를 초과하는 가시 광의 적어도 70%를 투과시키는 광학 렌즈.
제11항에 있어서, UV 흡수 재료를 추가로 포함하는 광학 렌즈.
제13항에 있어서, 300 nm 내지 420 nm의 청색 광의 대역 전체에서 1% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 430 nm를 초과하는 모든 가시 광의 적어도 70%를 투과시키는 광학 렌즈.
제11항에 따른 광학 렌즈를 포함하는 안경류.
굴곡진 중합체 기재; 및
굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 다층 광학 적외선 반사 필름을 포함하는 광학 렌즈로서, 다층 광학 적외선 반사 필름은 400 내지 440 nm 범위의 청색 광의 대역을 반사하는 더 높은 차수의 고조파(harmonic)를 갖고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시키는 광학 렌즈.
제16항에 있어서, UV 흡수 재료를 추가로 포함하는 광학 렌즈.
제17항에 있어서, 자색 광 흡수 재료를 추가로 포함하는 광학 렌즈.
제16항에 있어서, 폭 (FWHM)이 40 nm 미만인 560 내지 600 범위 내의 광의 제2 대역을 차단하는 광학 렌즈.
제16항에 있어서, 다층 광학 적외선 반사 필름이 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 황색 광의 대역을 반사하고, 황색 광의 반사된 대역의 1% 플로어(floor)가 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는 광학 렌즈.
제16항에 있어서, 400 nm 내지 440 nm의 청색 광의 대역 전체에서 2% 미만의 평균 광 투과율을 갖고, 450 nm를 초과하는 청색 광을 실질적으로 투과시키는 광학 렌즈.
구형으로 굴곡진 중합체 기재; 및
구형으로 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 대역저지 필터(polymeric bandstop filter)를 포함하는 광학 렌즈로서, 중합체 대역저지 필터가 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 황색 광의 대역을 반사하고, 황색 광의 반사된 대역의 1% 플로어가 FWHM 값의 1/2을 초과하는 폭을 갖는 광학 렌즈.
제22항에 있어서, 황색 광의 반사된 대역이 560 내지 600 nm 범위이고, 플로어 대역 내의 광의 1% 플로어가 25 nm를 초과하는 폭을 갖는 광학 렌즈.
제22항에 있어서, 황색 광의 반사된 대역이 530 내지 570 nm 범위이고, 플로어 대역 내의 광의 1% 플로어가 25 nm를 초과하는 폭을 갖는 광학 렌즈.
제22항에 있어서, 구형으로 굴곡진 제2 중합체 기재를 추가로 포함하는 광학 렌즈로서, 중합체 엣지 필터가 구형으로 굴곡진 중합체 기재를 구형으로 굴곡진 제2 중합체 기재로부터 분리하는 광학 렌즈.
구형으로 굴곡진 중합체 기재; 및
구형으로 굴곡진 중합체 기재 상에 배치된 중합체 간섭 필터를 포함하는 광학 렌즈로서, 중합체 간섭 필터가 40 nm 미만의 FWHM을 갖는 가시 광의 대역을 반사하고, 가시 광의 반사된 대역의 1% 플로어가 FWHM 값의 1/2를 초과하는 폭을 갖는 광학 렌즈.