特開 2022-167750 光学材料、光学製品、及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022167750

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】光学材料、光学製品、及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20221027BHJP

   F21V 3/10 20180101ALI20221027BHJP

   F21V 3/04 20180101ALI20221027BHJP

   F21V 9/06 20180101ALI20221027BHJP

   G02B 1/04 20060101ALI20221027BHJP

   G02C 7/00 20060101ALI20221027BHJP

   G02B 5/22 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

G02B5/00 A

F21V3/10

F21V3/04 600

F21V9/06

G02B1/04

G02C7/00

G02B5/22

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021148732

(22)【出願日】2021-09-13

(31)【優先権主張番号】63/177,974

(32)【優先日】2021-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】110120371

(32)【優先日】2021-06-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】521403557

【氏名又は名称】天辰創新材料科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｔｉａｎｃｈｅｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(72)【発明者】

【氏名】麥 ▲ユ▼紳

(72)【発明者】

【氏名】古 莞霖

(72)【発明者】

【氏名】李 克森

(72)【発明者】

【氏名】王翁 子筑

【テーマコード（参考）】

2H006

2H042

2H148

【Ｆターム（参考）】

2H006BA01

2H006BA06

2H042AA06

2H042AA08

2H042AA11

2H042AA15

2H148CA01

2H148CA04

2H148CA09

2H148CA13

2H148CA14

2H148CA20

2H148CA23

2H148CA24

2H148CA25

2H148CA27

2H148CA29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】紫外光によって目に生じる損傷を低減するための光学製品を提供する。
【解決手段】光学製品を作製するための光学材料を提供する。この光学材料は、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料を含み、これにより、光学製品は、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある。光学製品及びその製造方法も提供する。
【選択図】図１－１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学製品を製造することに適合させた光学材料であって、
二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料を含み、これにより、前記光学製品が、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある、光学材料。

【請求項2】

前記光抑制材料の表面がエチレン官能基を含む、請求項１に記載の光学材料。

【請求項3】

前記エチレン官能基がプロペニル基を含む、請求項２に記載の光学材料。

【請求項4】

前記光抑制材料が他の光抑制材料上に接合されている、請求項１に記載の光学材料。

【請求項5】

本体と、
前記本体上に形成された光抑制層とを具えた光学製品であって、
前記光抑制層が、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料で形成され、これにより、前記光学製品が、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある、光学製品。

【請求項6】

前記本体と前記光抑制層とがエチレン官能基によって結合されている、請求項５に記載の光学製品。

【請求項7】

前記エチレン官能基がプロペニル基を含む、請求項６に記載の光学製品。

【請求項8】

前記光学製品の透過率が、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対して０．１％～５０％である、請求項５に記載の光学製品。

【請求項9】

前記光抑制層が、前記光学製品がさらに３８０nm～５００nmの波長を有する光を抑えることを可能にする、請求項５に記載の光学製品。

【請求項10】

前記光学製品の透過率が、３８０nm～５００nmの波長を有する光に対して７０％未満である、請求項９に記載の光学製品。

【請求項11】

前記光抑制層が前記本体の表面上に形成される、請求項５に記載の光学製品。

【請求項12】

前記光抑制層が前記本体内に形成される、請求項５に記載の光学製品。

【請求項13】

前記光抑制層と前記本体のエッジとの間に距離が存在する、請求項１２に記載の光学製品。

【請求項14】

前記本体の材料と前記光抑制材料とが互いにドープされている、請求項５に記載の光学製品。

【請求項15】

光学製品の製造方法であって、
本体を用意するステップと、
前記本体上に光抑制層を形成するステップとを含み、
前記光抑制層が、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料で形成され、これにより、前記光学製品が、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある、光学製品の製造方法。

【請求項16】

前記光抑制層がドーピングなしで形成される、請求項１５に記載の光学製品の製造方法。

【請求項17】

前記二酸化チタンが縮合反応により前記表面改質を実行する、請求項１５に記載の光学製品の製造方法。

【請求項18】

前記光抑制層を形成するステップが、
前記光抑制材料を含む溶液を前記本体上に供給するステップと、
硬化プロセスにより、前記本体と前記光抑制材料との間にエチレン官能基結合を生成するステップと
をさらに含む、請求項１５に記載の光学製品の製造方法。

【請求項19】

前記溶液を、噴霧、浸漬、被覆、または転移プロセスによって供給する、請求項１８に記載の光学製品の製造方法。

【請求項20】

前記エチレン官能基がプロペニル基を含む、請求項１８に記載の光学製品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学材料、光学製品、及びその製造方法に関するものであり、特に、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光を抑えることができる光学材料、光学製品、及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

関連技術の説明
一般的に言えば、（太陽光のような）自然光源、あるいは（コンピュータ画面または携帯電話画面のＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）光源のような）他の電子機器からの光源は、人間の目に損傷を生じさせやすく、特に白内障及び黄斑変性症のような視力低下を生じさせる眼疾患を生じさせやすい。これらの光源のうち、人間の目にとってより有害である波長域は、長波紫外光（ＵＶＡ：ultraviolet A）及び近紫外光（ＵＶＢ：ultraviolet B）である。これら２つの光波長域は２８０nm～３８０nmの波長範囲をカバーする。さらに、光学製品によって生成される紫外光は、網膜に化学変化をもたらして目に損傷を生じさせることが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

技術課題
紫外光によって目に生じる損傷を低減するために、より良い光学製品をユーザに提供することが本発明にとって重要な主題になっている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

課題の解決策
本発明は、目を保護する能力を向上させることができる光学材料、光学製品、及びその製造方法を提供する。

【0005】

本発明の光学製品を製造するための光学材料は、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料を含み、これにより、この光学製品は、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある。

【0006】

本発明の好適例では、上述した光抑制材料の表面がエチレン官能基を有する。

【0007】

本発明の好適例では、上述したエチレン官能基がプロペニル基を含む。

【0008】

本発明の好適例では、上述した光抑制材料が他の光抑制材料上に接合される。

【0009】

光学製品が本体及び光抑制層を含む。この光抑制層は本体上に形成される。この光抑制層は、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料で形成され、これにより、この光学製品は、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある。

【0010】

本発明の好適例では、上述した本体と光抑制層とがエチレン官能基によって結合される。

【0011】

本発明の好適例では、上述したエチレン官能基がプロペニル基を含む。

【0012】

本発明の好適例では、上述した光学製品の透過率が、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対して０．１％～５０％である。

【0013】

本発明の好適例では、上述した光抑制層が、光学製品がさらに３８０nm～５００nmの波長を有する光を抑えることを可能にする。

【0014】

本発明の好適例では、上述した光学製品の透過率が、３８０nm～５００nmの波長を有する光に対して７０％未満である。

【0015】

本発明の好適例では、上述した光抑制層が本体上に形成される。

【0016】

本発明の好適例では、上述した光抑制層が本体内に形成される。

【0017】

本発明の好適例では、上述した光抑制層と本体のエッジとの間に距離が存在する。

【0018】

本発明の好適例では、上述した本体と光抑制材料とが互いにドープされていない。

【0019】

光学製品の製造方法が、少なくとも次のステップを含む：本体を用意するステップ；及び光抑制層を本体上に形成するステップ、光抑制層は、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料で形成され、これにより、この光学製品は、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある。

【0020】

本発明の好適例では、上述した光抑制層がドーピングなしで形成される。

【0021】

本発明の好適例では、上述した二酸化チタンが縮合反応により表面改質を実行する。

【0022】

本発明の好適例では、光抑制層を形成するステップが：光抑制材料を含む溶液を本体上に供給するステップと；硬化プロセスにより本体と光抑制層との間にエチレン官能基結合を生成するステップとを含む。

【0023】

本発明の好適例では、上述した溶液を、噴霧、浸漬、被覆、または転移プロセスによって供給する。

【0024】

本発明の好適例では、上述したエチレン官能基がプロペニル基を含む。

【発明の効果】

【0025】

以上に基づけば、本発明の光学材料は、抗紫外光効果を有する二酸化チタンを導入されている。このようにして、上述した光学材料で作製された光学製品は、紫外波長範囲（２８０nm～３８０nm）を効果的に抑えることができ、これにより、紫外光によって目に生じる損傷を低減して目の保護を改善する。

【0026】

本発明の以上の特徴及び利点をより分かり易くするために、以下の実施形態を、添付した図面と共に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１Ａは、本発明の一実施形態による光学製品の概略上面図である。図１Ｂは、本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。図１Ｃは、本発明の一実施形態による光学製品の透過率と波長との関係を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態による光学製品のフローチャートである。

【図3】図３Ａ～図３Ｂは、本発明の一実施形態による光学製品の製造方法の概略図である。

【図4】本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。

【図6】本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。

【図7】本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。

【図8】本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

なお、明確にするために、図１Ａ、１Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４、５、６、７、及び８中の構成要素は実際の尺度に従って描いていない。

【0029】

実施形態の説明
以下では、本発明の実施形態を詳細に説明するために参照番号を加え、説明は図面を伴う。可能であれば、明確にするために不要な構成要素は省略している。

【0030】

本明細書中に用いる方向を示す用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、下部、等）は、図面を参照するために用いるに過ぎず、絶対的な向きを暗示することは意図していない。

【0031】

図１Ａは、本発明の一実施形態による光学製品の概略上面図である。図１Ｂは、本発明の一実施形態による光学製品の概略断面図である。図１Ｃは、本発明の一実施形態による光学製品の透過率と波長との関係を示す図である。

【0032】

図１Ａ～図１Ｃに示すように、本実施形態では、光学製品１００が本体１１０及び光抑制層１２０を含み、光抑制層１２０は本体１１０上に形成され、光抑制層１２０は光学材料で形成される。ここで、本発明の光学製品１００は、コンタクトレンズのような光学製品とすることができ、あるいは一般的なメガネのような光学製品とすることができるが、本発明はそれらに限定されない。他の実施形態では、上記光学製品は、他の種類のレンズ、スクリーン・プロテクター、あるいは他の適切な光学製品に適合することができる。

【0033】

さらに、上記光学材料は、二酸化チタン（ＴiＯ₂）による表面改質を施された光抑制材料を含むことができる。従って、上述した光学材料によって形成された光抑制層１２０は、光学製品１００が、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光を抑えることを可能にする。従って、本実施形態の光学材料は、抗紫外光効果を有する二酸化チタンを導入されている。このようにして、この光学材料で作製された光学製品１００は、紫外波長域（２８０nm～３８０nm）を効果的に抑えることができ、これにより、紫外光によって目に生じる損傷を低減して目の保護を向上させる。ここで、二酸化チタンは、縮合反応または他のあらゆる適切なプロセスにより、上記光抑制材料上で表面改質することができる。なお、本発明は表面改質には制約を課さず、表面改質は実際の設計要件に基づいて選択することができる。

【0034】

本実施形態では、図１Ｃに示すように、光学製品１００は、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対して０．１％～５０％の透過率を有し、従って、本実施形態の光学製品１００は、紫外波長域（２８０nm～３８０nm）を効果的に抑えることができる。ここでの透過率は、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する平均透過率とすることができる。

【0035】

一部の実施形態では、上記光抑制材料の表面がエチレン官能基を有する。例えば、このエチレン官能基はプロペニル基を含む。従って、本体１１０と光抑制層１２０とを、上述したエチレン官能基により結合して、光抑制層１２０と本体１１０との結合能力を向上させることができるが、本発明はそのことに限定されない。

【0036】

一部の実施形態では、上記光抑制材料が他の光抑制材料上に接合される。例えば、他の光抑制材料は（３８０nm～５００nmの波長を有する光を抑える）抗青色材料とすることができ、（２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある）上述した光抑制材料は抗青色光材料の表面上に接合される。このようにして、光抑制層１２０は、光学製品１００が３８０nm～５００nmの波長を有する光をさらに抑えることを可能にする。図１Ｃに示すように、光学製品１００の透過率は、３８０nm～５００nmの波長を有する光に対して７０％未満である（この透過率は、３８０nm～５００nmの波長を有する光に対する平均透過率とすることができる）。従って、光学製品１００は、紫外光帯域を抑えるだけでなく青色光帯域も抑える。換言すれば、光学製品１００は、抗青色光及び抗紫外光の機能を同時に有することができ、このことは光学製品１００による目の保護をさらに強化する。それに加えて、抗青色材料は通常は暗い黄色であるので、これらの抗青色材料を適用して製品にする際に、これらの抗青色材料は一般にユーザに人気がない。しかし、二酸化チタンを添加した複合材料（抗青色材料及び上述した光抑制材料）は暗い黄色から白色に変わり、このことは材料の受け入れ易さを向上させるが、本発明はそのことに限定されない。

【0037】

本実施形態では、光抑制層１２０を本体１１０の表面上に形成することができる。例えば、図１Ｂに示すように、光抑制層１２０は本体１１０の曲面上に形成することができ、光抑制層１２０は本体１１０の表面上に湾入することができる。換言すれば、光抑制層１２０は本体１１０の表面の中心領域内に配置することができるが、本発明はそのことに限定されない。光抑制層１２０は、実際の設計要件に基づいて本体１１０上のあらゆる適切な位置に配置することもできる。

【0038】

本発明の一実施形態による光学製品の主要な手順を図面と共に以下に説明する。図２は、本発明の一実施形態による光学製品のフローチャートである。図３Ａ～図３Ｂは、本発明の一実施形態による光学製品の製造方法の概略図である。なお、本発明は以下の製造方法に限定されない。光抑制層１２０を本体１１０上に形成することができる限り、本発明の保護範囲内である。

【0039】

図２では、本体１１０を用意する（ステップＳ１００）。次に、光抑制層１２０を本体１１０上に形成し（ステップＳ２００）、光抑制層１２０は二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料で形成され、これにより、上記の方法によって製造された光学製品１００は、少なくとも、２８０nm～３８０nmの波長を有する光に対する抑制性がある。従って、本発明の光学材料は、抗紫外光効果を有する二酸化チタンを導入されている。このようにして、上述した光学材料で作製した光学製品は、紫外波長範囲（２８０nm～３８０nm）を効果的に抑えることができ、これにより、紫外光によって目に生じる損傷を低減して目の保護を改善する。

【0040】

図３Ａ及び図３Ｂでは、ドーピング・プロセスを用いた光抑制材料と本体との貧弱な適合性、及びドーピング・プロセスの追加コストが比較的高いことにより、本実施形態の光抑制層１２０はドーピングなしで形成することもでき（例えば、本体１１０の材料と光抑制材料とを互いにドープしない）、光抑制層１２０は例えば次のように形成される。まず、図３Ａに示すように、光抑制材料を含む溶液Ｓを、例えば噴霧、浸漬、被覆、または転移プロセスによって本体１１０上に供給する。次に、図３Ｂに示すように、（例えば、発光装置１０の照射による）硬化プロセスを実行して、本体１１０と光抑制材料とを結合する（アクリル基のような）エチレン官能基を生成する。従って、本実施形態の製造方法は、光学製品１００の製造コストをさらに低減してドーピング・プロセスにおける光抑制材料と本体との貧弱な適合性の問題を解決することができるが、本発明はそのことに限定されない。

【0041】

ここで、以下の実施形態は、上述した実施形態の参照番号及び一部分を採用することを注記しなければならない。同一または同様の参照番号は同一または同様の要素を表すために用い、同じ技術内容の説明は省略する。省略した部分の説明については、前述の実施形態を参照して欲しい、というのは、以下の実施形態は同じ説明を繰り返さないからである。

【0042】

図４、５、６、７、及び８は、本発明の一部の実施形態による光学製品の概略断面図である。

【0043】

図４では、本実施形態の光学製品２００と前述の実施形態との差異は、本実施形態の光学製品２００の光抑制層２２０は本体１１０内に形成される。換言すれば、光抑制層２２０と本体１１０のエッジ１１０ｅとの間に距離が存在し、従って、光抑制層２２０は、例えば本体１１０内に挟み込まれている。それに加えて、本実施形態では、光抑制層２２０を本体１１０の中心領域内のみに配置することができるが、本発明はそのことに限定されない。ここで、光抑制層２２０は、本体１１０を形成するプロセス中にあらゆる適切な方法で本体１１０内に形成することができる。

【0044】

図５では、本実施形態における光学製品３００と前述の実施形態における光学製品１００との差異は、本実施形態の光学製品３００の本体３１０が曲面レンズの形状でなく、光学製品の用途に応じて他の適切な形状にすることができることにあり、光抑制層３２０は本体３１０の中心領域上に形成することができる。例えば、本実施形態の光学製品３００は、非曲面のレンズまたはスクリーン・プロテクターとすることができるが、本発明はそのことに限定されない。

【0045】

図６では、本実施形態における光学製品４００と前述の実施形態における光学製品３００との差異は、光学製品４００の光抑制層４２０が本体３１０内に形成されることにある。換言すれば、光抑制層４２０は、例えば本体３１０内に挟み込むことができる。それに加えて、本実施形態では、光抑制層４２０を本体３１０の中心領域内のみに配置することができるが、本発明はそのことに限定されない。

【0046】

図７では、本実施形態における光学製品５００と前述の実施形態における光学製品３００との差異は、光学製品５００の光抑制層５２０が本体３１０の表面全体上に形成されることにある。例えば、光抑制層５２０は、本体３１０の表面の一方の端から他方の端まで広がるが、本発明はそのことに限定されない。

【0047】

図８では、本実施形態の光学製品６００と前述の実施形態の光学製品５００との差異は、本実施形態の光学製品６００の光抑制層６２０が本体３１０の全領域内に形成されていることにある。例えば、光抑制層６２０は本体３１０の内部で一方の端から他方の端まで広がるが、本発明はそのことに限定されない。

【0048】

なお、上述した光学製品の種々の態様は、適切な方法で混ぜ合わせて互いに一致させることができる。例えば、図７及び図８の構成は曲面レンズにも適用することができる。光学製品が、二酸化チタンによる表面改質を施された光抑制材料を含む限り、本発明の保護範囲内に入る。

【0049】

要約すれば、本発明の光学材料は、抗紫外光効果を有する二酸化チタンを導入されている。このようにして、上述した光学材料で作製された光学製品は、紫外波長範囲（２８０nm～３８０nm）を効果的に抑えることができ、これにより、紫外光によって目に生じる損傷を低減して目の保護を改善する。

【0050】

本発明は以上の実施形態の形で開示してきたが、これらの実施形態は本発明を限定することは意図していない。関連技術分野における通常の知識を有する者は誰でも、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、ある程度の変更及び修正を加えることができる。本発明の保護の範囲は、添付した特許請求の範囲によって規定されるものに支配される。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明の光学材料、光学製品、及び製造方法は、光学分野に応用することができる。

【符号の説明】

【0052】

１０：発光装置
１００、２００、３００、４００、５００、６００：光学製品
１１０、３１０：本体
１１０ｅ：エッジ
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０：光抑制層
Ｓ：溶液
Ｓ１００、Ｓ２００：ステップ

【図1-1】

【図1-2】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【外国語明細書】