特表 2024-542264 パターン化レンズの耐摩耗性

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-13

(54)【発明の名称】パターン化レンズの耐摩耗性

(51)【国際特許分類】

   G02C 7/06 20060101AFI20241106BHJP

   G02C 13/00 20060101ALI20241106BHJP

   G02B 1/14 20150101ALI20241106BHJP

   G02B 1/04 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

G02C7/06

G02C13/00

G02B1/14

G02B1/04

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531073

(86)(22)【出願日】2022-11-23

(85)【翻訳文提出日】2024-07-22

(86)【国際出願番号】 US2022080445

(87)【国際公開番号】W WO2023097288

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】63/264,502

(32)【優先日】2021-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523005380

【氏名又は名称】ホーヤ オプティカル ラブス オブ アメリカ，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＯＹＡ ＯＰＴＩＣＡＬ ＬＡＢＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ，ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】６５１ Ｅ．Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｌｅｗｉｓｖｉｌｌｅ，Ｔｅｘａｓ ７５０５７ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100109634

【弁理士】

【氏名又は名称】舛谷 威志

(74)【代理人】

【識別番号】100160831

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 元

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】オランド，デヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ブ，ハナ

(72)【発明者】

【氏名】オロースコ ロドリゲス，ホセ ア．

(72)【発明者】

【氏名】アルトマン，グリフ

【テーマコード（参考）】

2H006

2K009

【Ｆターム（参考）】

2H006BD01

2H006DA01

2K009AA15

2K009BB22

2K009BB24

2K009CC24

2K009CC35

2K009CC42

2K009DD05

(57)【要約】

ベース層硬質コーティングおよび最上部硬質コーティングを備える耐摩耗性を有したパターン化レンズである。ベース層硬質コーティングは、フィルムまたはシート上に形成され、パターン化レンズを成形する際に使用されるようにしてもよい。最上部硬質コーティングは、成形後に付着させるようにしてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にフィルムまたはシートを形成するステップと、
前記フィルムまたはシートにコーティングを付着させるステップと、
射出成形プロセスを適用するステップと、
前記コーティングに１つまたは複数の特徴を複製するステップと
を含む方法。

【請求項2】

前記ベースレンズは、ポリカーボネートからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記フィルムまたはシートは、前記射出成形プロセスの前に、前記コーティングがプレコートされる、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記コーティングは、完全には硬化していない材料から形成される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記コーティングを硬化させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記フィルムまたはシートは、ポリカーボネートからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記コーティングは、耐摩耗性および／または耐引掻性コーティングからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記コーティングは、シロキサン、アクリレート、およびウレタンからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記コーティングを前記フィルムまたはシートに付着させた後に、前記コーティングを硬化光源に曝露するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記硬化光源は、低線量のＵＶ光源、ＬＥＤ光源、または可視光源からなる、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記１つまたは複数の特徴は、１つまたは複数のマイクロレンズを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記フィルムまたはシートの厚さは、０．１～２．０ミリメートルであり、前記コーティングの厚さは、０．５～２０ミクロンである、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記ベースレンズと前記フィルムまたはシートとは、それぞれナイロン材料からなる、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記コーティングを前記フィルムまたはシートに付着させるステップは、溶媒を含む液体を前記フィルムまたはシート上に塗布するステップと、前記溶媒を含む液体を蒸発させてコーティング層を形成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にフィルムまたはシートを形成するステップと、
前記フィルムまたはシートに第１のコーティングを付着させるステップと、
射出成形プロセスを適用するステップと、
前記第１のコーティングに第２のコーティングを付着させるステップと、
前記第１のコーティングおよび前記第２のコーティングに１つまたは複数の特徴を複製するステップと
を含む方法。

【請求項16】

前記第２のコーティングは、スピンコーティングによって前記第１のコーティングに塗布される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第２のコーティングの厚さは、前記第１のコーティングの厚さよりも小さい、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記第１のコーティングと前記第２のコーティングとは、それぞれ耐摩耗性および／または耐引掻性コーティングからなる、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記フィルムまたはシートは、ウエハからなる、請求項１５に記載の方法。

【請求項20】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ポリカーボネートからなるベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にフィルムまたはシートを形成するステップと、
前記フィルムまたはシートに第１の耐摩耗性コーティングを付着させるステップと、
前記第１の耐摩耗性コーティングを硬化光源に曝露するステップと、
射出成形プロセスを適用するステップと、
前記射出成形プロセスを適用した後、前記第１の耐摩耗性コーティングに第２の耐摩耗性コーティングを付着させるステップと、
前記第１の耐摩耗性コーティングおよび前記第２の耐摩耗性コーティングに１つまたは複数のマイクロレンズを複製するステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、「パターン化レンズの耐摩耗性」の名称で２０２１年１１月２３日に出願された米国仮出願第６３／２６４５０２号の恩恵および優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

パターンを有したレンズは、着用者の眼に対する特定の作用についての有用性をもたらすことが知られている。例えば、マイクロレンズがパターン化されたレンズは、小児における急速な近視進行の開始を抑制する効果的な治療を提供することがわかっている。そのようなマイクロレンズパターン化レンズの例は、米国特許第１１０２９５４０号に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0003】

このようなパターン化レンズは、一般的に、射出成形によって形成されることで、成形型インサートからの光学的特徴の精密な複製が可能となる。成形プロセスは、ポリカーボネートまたはナイロンなどの熱可塑性樹脂を使用して行われる。しかしながら、これらの材料は、一部のユーザが求めるレベルの耐摩耗性を提供せず、いくつかの種類の取扱いの際にレンズが損傷する可能性がある。

【0004】

眼用レンズの耐摩耗性を高めるために、レンズの表面に硬質コーティングを塗布することが、当業者にとって一般的となっている。これは、浸漬コーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスのいずれかによって行われるのが一般的である。このような硬質コーティングは、特に３～５ミクロンの厚さの範囲で付着させた場合に、ポリマレンズ表面の耐摩耗性を劇的に向上させることができる。

【0005】

しかしながら、このような硬質コーティングをパターン化レンズに使用すると、特に、そのパターンが、米国特許第１１０２９５４０号に記載されるようなマイクロレンズから構成される場合、硬質コーティングは、パターン、例えばマイクロレンズの光学性能に影響を及ぼし、それによって、レンズの効力を低下させる可能性がある。

【0006】

このような硬質コーティングの望ましくない影響を抑制する１つの方法は、硬質コーティングの厚さを減少させることである。但し、厚さを減少させると、硬質コーティングによってもたらされる耐摩耗性の特性も低下する。従って、パターン化レンズの必要な光学性能を維持しながら、パターン化レンズの耐摩耗性を最大限とするレンズを開発することが望ましい。また、パターン化レンズに限らず、一般的にそのようなレンズを開発することも望ましい。

【発明の概要】

【0007】

本明細書では、特に、小児などの患者における急速な近視進行の開始を抑制するための複数のマイクロレンズを組み込んだパターン化レンズ要素に関して、レンズ要素の必要とされる光学性能を維持しながら、レンズ要素の耐摩耗性を最大限とするためのシステム、デバイス、および方法を開示する。

【0008】

例示的な態様において、コーティングされたフィルムを、パターン化レンズの射出成形プロセスで使用して、成形型インサートの特徴を正確に複製しながら、表面硬度を増加させるベース層を生成するようにしてもよい。

【0009】

例示的な態様において、レンズの耐摩耗性を向上させるベース層を、従来の硬質コーティングと組み合わせてもよい。

【0010】

例示的な態様において、硬化途中のコーティングまたは部分的に硬化したコーティングをフィルム上に用いて、射出成形の際の成形性を高めるようにしてもよい。

【0011】

例示的な態様において、コーティングが熱処理によって部分的に硬化される二重熱硬化コーティングおよび／または光硬化コーティングを用いて、フィルムへの十分な接着能力および熱形成能力をもたらすようにしてもよい。

【0012】

例示的な態様において、光硬化コーティングを用いてもよく、この場合、コーティングは、フィルム上に付着後に、ＵＶ光源、ＬＥＤ光源、または可視光源などの硬化用光源に低照射量で曝露される。

【0013】

例示的な態様において、十分な可撓性を有して成形可能なコーティングされたフィルムを用いることにより、成形ウエハに熱成形された後、または射出成形プロセスでパターン化レンズに成形された後に、平坦なフィルム上のコーティングがひび割れないようにしてもよい。

【0014】

例示的な態様において、射出成形後のパターン化レンズを、ＵＶ光源、ＬＥＤ光源、または可視光源などの様々な光源に曝露してコーティング／硬化を完了し、それにより耐摩耗性を向上させるプロセスを用いてもよい。

【0015】

例示的な態様において、射出成形後のパターン化レンズに熱処理プロセスを用いてコーティングを完全に硬化させ、それにより耐摩耗性が向上するようにしてもよい。

【0016】

例示的な態様において、単層フィルムに加え、コーティングされた積層体を用いてもよい。フィルムの厚さは、約０．１ｍｍ～２．０ｍｍの範囲であってもよく、コーティングの厚さは、約０．５ミクロン～２０ミクロンの範囲であってもよい。

【0017】

例示的な態様において、硬化途中のコーティングをフィルム上に用い、レンズを成形した後に付着される硬質コーティングの接着性を改善するようにしてもよい。

【0018】

例示的な態様において、ポリカーボネートのフィルムおよびレンズ材料を用いるようにしてもよい。

【0019】

例示的な態様において、ナイロンのレンズ材料およびフィルムを用いるようにしてもよい。

【0020】

例示的な態様において、コーティングされたフィルムは、射出成形の前に予め成形してもよい。

【0021】

例示的な態様において、完成レンズに耐摩耗性コーティングを付着させるようにしてもよい。

【0022】

例示的な態様において、コーティングされたフィルムは、射出成形後に追加の硬質コーティングなしで使用してもよい。

【0023】

例示的な態様において、単層の硬質コーティングを用いてもよい。

【0024】

例示的な態様において、下塗り層および硬質コーティング層を用いてもよい。

【0025】

例示的な態様において、スピンコーティングを使用し、フィルム上にコーティングを塗布してもよい。

【0026】

例示的な態様において、グラビアまたはスロットダイなどのロールツーロールコーティングを使用し、フィルム上にコーティングを塗布してもよい。

【0027】

例示的な態様において、平坦なウエハの形状のフィルム上にコーティングを付着させるようにしてもよい。

【0028】

例示的な態様において、成形ウエハの形状のフィルム上にコーティングを付着させるようにしてもよい。

【0029】

例示的な態様において、溶媒を含有する液体をフィルム上に塗布し、溶媒の蒸発によってフィルム上にコーティング層を形成するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0030】

本発明の具現化により可能となるこれらおよびその他の態様、特徴、および利点は、本発明の実施形態について添付の図面を参照して行う以下の説明から明らかになり、解明されるはずである。

【0031】

【図1】図１は、例示的な一実施形態に係る、マイクロレンズを備えたパターン化レンズの断面図である。

【0032】

【図2】図２は、例示的な一実施形態に係る、付着した硬質コーティングを有するマイクロレンズを備えたパターン化レンズの断面図である。

【0033】

【図3】図３は、例示的な一実施形態に係る、プレコートされたフィルムを備えるパターン化レンズの断面図である。

【0034】

【図4】図４は、例示的な一実施形態に係る、ベース層と硬質コーティングとの組み合わせを備えたパターン化レンズの断面図である。

【0035】

【図5】図５は、例示的な一実施形態に係る、耐摩耗性の向上を示すグラフである。

【0036】

【図6】図６は、例示的な一実施形態に係る、焦点ずれテストの結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明は、多くの異なる形態で具現化し得るものであり、本明細書に記載する実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密で完全なものとなり、本発明の範囲が当業者に十分に伝わるように提供されるものである。添付の図面に示す実施形態の詳細な説明において使用する用語は、本発明の限定を意図するものではない。図面において、同様の番号は同様の要素を指す。

【0038】

本明細書では様々な実施形態を説明しているかもしれないが、様々な実施形態の特徴のいずれも、任意の組み合わせで互いに組み合わせることができることが具体的に想定される。言い換えれば、様々な実施形態の特徴は、混在させて、互いに組み合せ得るものである。従って、様々な実施形態の特徴のあらゆる置換が明示的に示されるわけではないが、本明細書は、そのような組み合わせをいずれも包含することを意図している。

【0039】

本明細書の意図するものとして、値について言及する際の「約」、「およそ」、または「だいたい」という用語の使用は、包括的に、記載された値の５％（大きいかまたは小さいかのいずれか）以内を意味すると理解することができる。

【0040】

図１は、パターン化された眼科用レンズ１００であり、例えば、その表面上に複数のマイクロレンズ１２０を有したレンズ要素１１０の例示的な実施形態の断面を示している。図１に示すように、パターン化された眼用レンズ１００は、眼用レンズ１１０の表面上に複数のマイクロレンズ１２０を備えることができる。複数のマイクロレンズ１２０の各々は、球面、トーリック、または非球面を含むがこれらに限定されない、様々な形状または構成を備えていてもよい。複数のマイクロレンズ１２０の各々は、単一の焦点（例えば、円柱度数）を有していてもよいし、また焦点を有さなくてもよい（例えば、近視または遠視の進行を防止するのに使用）。

【0041】

眼用レンズ１１０の表面上に複数のマイクロレンズ１２０を用いることにより、可変屈折力の構成を得ることができる。例えば、眼科用レンズ１１０の表面は、第１の屈折力をもたらすことができ、複数のマイクロレンズ１２０は、第１の屈折力とは異なる第２の屈折力をもたらすことができる。いくつかの例示的な実施形態において、複数のマイクロレンズ１２０は、眼用レンズ１１０の表面の第１の屈折力とは異なる複数または多数の屈折力をもたらすことができる。従って、複数のマイクロレンズ１２０は、眼用レンズ１１０の表面と複数のマイクロレンズ１２０の表面との間の曲率の差により、眼用レンズ１１０の処方によって提供される補正を変更または変化させることが可能となる。

【0042】

本明細書には、マイクロレンズ１２０を備えたレンズ素子１１０の例示的な実施形態の様々な寸法を説明する非限定的な実施例がいくつか開示されている。このような非限定的な実施例は、単に例示を目的とするものであり、従って、範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。

【0043】

いくつかの非限定的な実施例において、眼用レンズ１１０の表面上の複数のマイクロレンズ１２０の各マイクロレンズ１２０は、０．５ｍｍ～１．５ｍｍなど、約０．１ｍｍ～２ｍｍの範囲の直径（Ｄ）を有していてもよい。いくつかの非限定的な実施例において、複数のマイクロレンズ１２０の各マイクロレンズ１２０の高さＨは、約０．０１～０．８ｍｍの範囲にあってもよい。いくつかの別の実施例において、複数のマイクロレンズ１２０の各マイクロレンズ１２０の高さＨは、約０．０００８～０．８ｍｍの範囲にあってもよい。各マイクロレンズ１２０の高さＨは、そのマイクロレンズ１２０から予期される所望の第２の屈折力に基づいて決定されるようにしてもよい。

【0044】

一例として、米国特許第１１０２９５４０号は、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれるが、眼鏡レンズの表面上に複数のマイクロレンズを備えた眼鏡レンズを記載しており、各マイクロレンズは、２～５ジオプトリの追加屈折力を生成するのに十分な曲率を伴う０．８ｍｍ～２ｍｍの直径を有している。

【0045】

いくつかの非限定的な実施例において、各マイクロレンズ１２０の観察者側表面は、凸球面形状に形成してもよく、眼用レンズ１１０の観察者側表面の曲率よりも大きい曲率を有していてもよい。従って、各マイクロレンズ１２０の凸球面の屈折力は、眼用レンズ１１０の観察者側表面の屈折力よりも高くてもよい。マイクロレンズ１２０が表面上にパターン化された眼科用レンズ１１０の性能は、マイクロレンズ１２０の凸球面の曲率と眼科用レンズ１１０の観察者側表面の曲率との急激な相違に依存し得る。

【0046】

図１からわかるように、各マイクロレンズ１２０は、眼用レンズ１１０の観察者側表面よりも大きな曲率を有して観察者側に向かって凸状の球面形状を備えていてもよい。図１に示すように、２つのマイクロレンズ１２０の間の範囲は、眼用レンズ１１０の観察者側表面となり得る。図１から、マイクロレンズ１２０の凸球面形状の表面と眼用レンズ１１０の観察者側表面との間には、曲率の急激な低下が存在し得ることがわかる。

【0047】

前述のように、眼用レンズの耐摩耗性を高めるために、レンズ１１０の表面に硬質コーティング１３０を付着させてもよい。但し、マイクロレンズ１２０を有した眼科用レンズ１１０の表面を耐摩耗性コーティング１３０でコーティングすることにより、マイクロレンズ１２０の曲率からベースレンズ１１０の曲率への遷移の「鋭さ」が低下する可能性がある。マイクロレンズ１２０の曲率からの遷移における曲率の逸脱が大きくなると、所望の焦点ずれの制御が弱まり、パターン化レンズ１００の性能が低下する可能性がある。その結果、マイクロレンズ１２０の屈折力、およびマイクロレンズ１２０によって得られる効果の両方が低減し、それによって、急速な近視進行を治療するための有効性が低下する可能性がある。

【0048】

コーティング１３０の付着によるマイクロレンズ１２０の曲率からベースレンズ１１０の曲率への遷移の「鋭さ」の低下は、硬質コーティング１３０が存在しないときのマイクロレンズ１２０の曲率から、遷移における曲率を望ましくないほどに逸脱させ、それによって、パターン化レンズ１００の性能を低下させる可能性がある。このような影響の一例を図２に示す。

【0049】

図２に示すように、ベースレンズ１１０の表面は、限定されるものではないが、例えば「ｄ」のコーティング厚さを有し得る硬質コーティング１３０でコーティングされていてもよい。厚みの高さは、眼科用レンズ１１０の観察者側表面と、眼科用レンズ１１０の観察者側表面の上の硬質コーティング１３０の外表面との間の高さとして測定することができる。マイクロレンズ１２０の凸球面形状の表面の上方の硬質コーティング１３０の厚さは、「ｄ」の高さよりも小さいが、それでも、マイクロレンズ１２０の凸球面形状の表面の上方に硬質コーティング１３０が存在することで、マイクロレンズ１２０の曲率から眼用レンズ１１０の観察者側表面の曲率への遷移の「鋭さ」が低下する可能性がある。

【0050】

硬質コーティング１３０の厚さｄが増加するにつれて、マイクロレンズ１２０からベースレンズ１１０への遷移の「鋭さ」または「特徴明確性」におけるこのような損失が悪化する可能性がある。いくつかの実施例において、特徴、例えばマイクロレンズ１２０の高さは、典型的な硬質コーティング１３０の厚さと同様の大きさとなり得る。これは、特徴を「ぼかし」、パターン化レンズ１００の機能の目的を無効にする可能性がある。その結果、光学的品質の劣化を補償するために、硬質コーティング１３０の厚さを最小限に抑えることが必要となる場合がある。

【0051】

このようなマイクロレンズ１２０上の硬質コーティング１３０の望ましくない影響を抑制するための１つの可能性のある選択肢は、硬質コーティング１３０の厚さの減少かもしれない。但し、硬質コーティング１３０の厚さの減少は、硬質コーティング１３０によってもたらされる耐摩耗性の特性を低下させる可能性もある。

【0052】

このような影響を軽減するため、いくつかの実施例において、射出成形プロセス中に、ベースレンズ１１０の前面にフィルムまたはシート１４０を形成してもよい。いくつかの非限定的な実施例において、シートまたはフィルム１４０は、厚さ「Ｔ」を有していてもよい。様々な実施形態において、様々なタイプのフィルムまたはシート１４０を用ることができる。非限定的な一例の実施形態において、フィルムまたはシート１４０は、ポリカーボネート（例えば、ポリカーボネートフィルム）からなっていてもよい。

【0053】

いくつかの例示的な実施形態において、フィルムまたはシート１４０は、レンズ１１０に用いる前に、その表面に付着された成形可能な耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０を有していてもよい。いくつかの実施例において、フィルムまたはシート１４０上に付着された耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０の厚みは、図３に示すように、高さｄ'を有していてもよい。厚みの高さｄ'は、フィルムまたはシート１４０の観察者側表面と、フィルムまたはシート１４０の観察者側表面の上にある耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０の外表面との間の高さとして測定することができる。

【0054】

例示的な一実施形態において、耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０は、シロキサン、アクリレート、およびウレタンを含むがこれらに限定されない様々な材料の一群から選択されたものであってもよい。いくつかの非限定的な実施例において、耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０は、硬化性または架橋性の組成物から調製してもよく、硬化は、熱硬化またはＵＶ硬化によって達成してもよい。

【0055】

いくつかの例示的な実施形態では、耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０をフィルムまたはシート１４０に付着させてフィルムまたはシート１４０の表面の硬度を高めることによって、その耐摩耗性を向上させるようにしてもよい。耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０は、成形前にフィルムまたはシート１４０上に付着させることができるので、図３に概略的に示すように、耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０の表面に成形型の特徴を複製することができる。

【0056】

引き続き図３を参照すると、厚さＴのフィルムまたはシート１４０、例えばポリカーボネートフィルムを、成形されたポリカーボネートレンズ１１０の前面に備えていてもよいことがわかる。フィルムまたはシート１４０の前面、即ち観察者側表面は、射出成形プロセスから分離して処理し得るものであり、従って、厚さｄ'の硬質コーティング１３０でプレコートされていてもよい。このような硬質コーティング１３０は、ベース層（ＢＬ）１３０と呼ばれることがある。

【0057】

いくつかの例示的な実施形態において、ベースレンズ１１０をフィルムまたはシート１４０と共に射出成形プロセスに導入する前に、フィルムまたはシート１４０を観察者側表面にコーティングするようにしてもよい。射出成形中、ＢＬまたは硬質コーティング１３０は、図１に示す場合のように、成形型の特徴を複製することができ、この場合、特徴またはパターン、例えばマイクロレンズ１２０を、熱可塑性レンズ材料に複製するようにしてもよい。

【0058】

例示的な一実施形態において、ＢＬ１３０は、完全には硬化していない材料から形成することにより、射出成形／造形プロセスの際に、より高い可撓性が得られるようにしてもよい。このような構成は、ひび割れることなく成形型インサートのパターンを複製する際の一助となる。硬度を最大限にするために、硬質コーティング１３０の硬化は、射出成形後に完了するようにしてもよい。

【0059】

いくつかの例示的な実施形態において、マイクロレンズ１２０は、ＢＬ１３０または第１の硬質コーティング層１３０上に形成してもよい。このとき、最終的な耐摩耗性および／または耐引掻性硬質コーティング１３０'を、所定レベルの耐摩耗性を達成するために通常必要とされる厚さより薄い厚さｄで、マイクロレンズ上に付着させるようにしてもよい。必要な耐摩耗性を依然として達成しながら、最終の硬質コーティング１３０'の必要な厚さを低減可能とすることによって、マイクロレンズ機能の光学性能をより良好に維持することができる。

【0060】

いくつかの例示的な実施形態において、厚さｄの最終の硬質コーティング１３０'は、例えば、浸漬コーティングを使用することによって、複数のマイクロレンズ１２０上に塗布するようにしてもよい。このような構成を、図４に模式的に示す。

【0061】

上面の一番外側にある硬質コーティング１３０'の厚さｄは、特徴、例えばマイクロレンズ１２０などの特徴とベースレンズ曲線形状との間の遷移の鈍化を最小限に抑えるように、十分薄くすることができる。更に、最初の硬質コーティング１３０のＢＬ１３０は、下にあるレンズ材料１１０と比較して表面硬度を高めることにより、更なる耐摩耗性を提供することができる。

【0062】

マイクロレンズ１２０の領域において、下にあるシートもしくはフィルム１４０、またはポリカーボネートレンズ材料１１０の変形がある限り、一実施形態における様々な層に使用される材料は、関連する誤差を最小限に抑える上で十分な程度に類似するような屈折率を有していてもよい。例えば、マイクロレンズ１２０上の最終の硬質コーティング１３０'は、屈折率が１．５であり、ベース層ＢＬ硬質コーティング１３０も、屈折率が１．５であり、シートまたはフィルム１４０およびレンズ１１０の材料、例えばポリカーボネートは、屈折率が１．５９であってもよい。このような例示的な実施形態では、最大屈折率段差が、ポリカーボネートフィルムと最終の硬質コーティング１３０'またはＢＬ硬質コーティング１３０層との間の０．０９とすることができる。このような屈折率段差は、屈折効果を支配し得るフィルム、例えばマイクロレンズ１２０がない場合の、空気から硬質コーティングされたパターン化特徴部分に至る位置における屈折率段差の１．５と比較すると、はるかに小さなものとすることができる。場合によっては、異なる屈折率を有した下方のレンズ材料ではなく、ベース層（ＢＬ）を成形するときに、屈折率の差を考慮して、マイクロレンズ要素の構成の修正が必要となることがある。

【0063】

ベース層ＢＬ１３０の利点の１つは、優れたベース層を設けることによって耐摩耗性が向上することである。このような利点の１つを図５に示す。

【0064】

耐摩耗性は、バイエル（Bayer）摩耗試験やスチールウール摩耗試験を含む様々な方法で測定することができる。図５のデータは、例示を目的とするものであり、従って、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。目標耐摩耗性値が５の場合、硬質コーティングだけでは、２．７５ミクロン近くの厚さが必要となる場合がある。このような厚さは、上述のように、レンズの光学特性に望ましくない劣化をもたらす可能性がある。しかしながら、上述のようなＢＬの使用により、目標耐摩耗性値が５の場合、硬質コーティングの厚さを１．３ミクロンに低減することが可能となり、依然として所望の耐摩耗性および所望の光学性能を達成することができる。

【0065】

米国特許第７５００７４９号は、射出成形プロセスを用いて光学製品を製造する方法を開示しており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0066】

以下、例示的な実施形態について、より詳細に説明する。但し、以下に開示および／または説明する方法、手順、システム、デバイス、および／または値は、いずれも、単に例示して説明することを目的とするものであることを理解されたい。従って、本発明の範囲は、以下の例示的な実施形態によって限定されると解釈されるべきではない。

【0067】

例示的な実施形態において、ポリカーボネートフィルムの一方の面を、熱成形可能なコーティングでプレコートするようにしてもよい。例示的な実施形態では、可撓性コーティングポリマを有したコーティングを使用してもよい。別の例示的な実施形態は、米国特許第７５００７４９号に記載されているように、インモールド射出成形の前にコーティングを部分的に硬化させることによるものであってもよい。

【0068】

別の例示的な実施形態では、熱成形可能なコーティングを、ＵＶ硬化コーティングと組み合わせて二重熱硬化させるようにしてもよい。コーティング溶液をポリカーボネートフィルム上に塗布した後、コーティングされたフィルムを熱硬化させることができ、その結果、ポリカーボネートに対する良好な接着性を保持しながら、初期クロスハッチ接着テープ試験に合格する、透明なコーティングが得られる。このような熱硬化のみのコーティングは可撓性があり、熱成形可能とすることができる。

【0069】

このようなプレコートされたポリカーボネートフィルムをインモールド射出成形プロセスで使用して、プレコートされた物品を製造することができる。射出成形時のコーティングは、可撓性を有していてもよく、それにより、コーティングにひび割れを生じることなく物品形状に成形することが可能となる。二重硬化コーティングを使用する場合、コーティングは、次に、ＵＶ硬化で耐引掻性コーティングを形成することによって完成するようにしてもよい。

【0070】

市販のコーティングされたポリカーボネートフィルムの非限定的な例には、例えば、サビック（Sabic）のLexan HP92SおよびLexan HP92T、テックプラスト（TechPlast）の5X36 Indoor AR PCおよびPoly 12323、コベストロ（Covestro）のMakrolon HF312およびMakrolon HF278、ならびに帝人のPlanlite PC-710AおよびPC-SB50が含まれる。

【0071】

第１の例示的な実施形態は、プレコートされたＨＦ３１２フィルムを有するポリカーボネートレンズの射出成形と、約１．７のバイエル比を有する従来の硬質コーティングの付加とを含んでいてもよい。このような第１の例示的な実施形態は、１４ミクロンのコーティング厚さを有した１５ミルのプレコートポリカーボネートフィルムを用いてもよい。ポリカーボネートフィルムは、熱硬化を完了せずにＵＶ硬化させてもよい。

【0072】

ＨＦ３１２フィルムを、別の１２ミルのポリカーボネートフィルムと積層して、フォトクロミック積層体を形成するようにしてもよい。次に、このフォトクロミック積層体を、平坦で丸い形状のウエハに切断し、インモールド射出成形プロセスを用い、コーティングがレンズの凸面上にあるようにして、６ベースのフォトクロミックレンズに製造するようにしてもよい。このような例示的な実施形態では、コーティングが曇っていない場合があり、目視検査では、コーティングのひび割れの兆候が示されない可能性がある。次に、例えば、２０００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶＡ線量で水銀Ｄ電球ランプを用い、レンズをＵＶ光に曝露して、コーティングの硬化を完了するようにしてもよい。

【0073】

その後、０．２ミクロンの下塗り層および１．８ミクロンの硬質コーティング層を含む耐引掻性コーティングを、浸漬コーティングプロセスを用いて上述のレンズ上に塗布してから、華氏２３５度で６時間硬化させてもよい。レンズに対して耐摩耗性試験を実行することができ、その結果、約１．７のバイエル比が得られる。

【0074】

第２の例示的な実施形態は、コーティングされていないポリカーボネートフィルムを有するポリカーボネートレンズの射出成形、および約０．９のバイエル比を有する従来のレンズ硬質コーティングの付加を含んでいてもよい。コーティングされていない、平坦で丸い形状の６ベースフォトクロミックポリカーボネートウエハを射出成形することにより、レンズにすることができる。レンズ自体を、Crystalcoat 1165およびCrystalcoat 1154でコーティングしてもよく、耐摩耗性試験の結果、約０．９のバイエル比が得られる。従って、第１の例示的な実施形態は、第２の例示的な実施形態に含まれるレンズ製造の標準的な方法と比較した場合、約８９％の改善を示し得る。

【0075】

第３の例示的な実施形態は、プレコートされたＨＦ２７８フィルムを有するポリカーボネートレンズの射出成形と、約１．９のバイエル比を有するポリカーボネートレンズの従来の硬質コーティングとを含んでいてもよい。このような例示的な実施形態では、第１の例示的な実施形態と同様に、１５ミルのプレコートポリカーボネートフィルムを用いてもよい。１５ミルのプレコートポリカーボネートフィルムがプレコートＨＦ２７８フィルムである点を除き、第２の例示的な実施形態で説明したものと同一または類似のプロセスを用いて、６ベースポリカーボネートレンズを製造してもよい。耐摩耗性試験では、約１．９のバイエル比を得ることができ、第２の例示的な実施形態に含まれるレンズ製造の標準的な方法と比較した場合、約１００％の改善を示し得る。

【0076】

第４の例示的な実施形態は、プレコートポリカーボネートレンズの射出成形を含んでいてもよい。このような例示的な実施形態では、ポリカーボネートフォトクロミックラミネートサンプルに付着される追加のＵＶ硬化性コーティングを使用して、サンプルを調製してもよい。ＵＶ硬化性コーティングは、同一施設内で付着させる（例えば、プレコートされない）ことにより、コーティング硬度および成形時の係数に影響を及ぼす硬化度をより詳細に制御可能としてもよい。コーティングされたフィルムは、厚さ１ミクロンのコーティング樹脂を採用してもよく、このコーティング樹脂は、ＵＶ光で部分的に硬化させてから、熱硬化サイクル（例えば、１００℃超）または追加のＵＶ硬化が行われるようにしてもよい。付着された硬質コーティングは、約０．２ミクロンの下塗り層を伴い、約２ミクロンの厚さを有していてもよい。硬質コーティングは、成形レンズに（積層体の有無にかかわらず）適用されてもよい。

【0077】

硬質コーティングのみを用いたような実施形態のバイエル試験では、約３．１のバイエル比を得ることができる。積層体（例えば、レンズに成形された）上のみにウエハコーティングを有するような実施形態のバイエル試験では、約１．３のバイエル比を得ることができる。積層体（例えば、レンズに成形された）上に硬質コーティングおよびウエハコーティングを用いたような実施形態のバイエル試験では、約５．６のバイエル比を得ることができる。このような３つの実施形態の全てにおいて、クロスハッチ接着は試験に合格し得るものである。

【0078】

ウエハコーティング自体は、ある程度の基本的な摩耗耐性を提供することが分かる。しかしながら、硬質コーティングとの組み合わせによって、ウエハコーティング単独での使用、または硬質コーティング単独での使用を含め、バイエル摩耗値が著しく増加し得る。従って、上述の例示的な実施形態の有効性は、耐摩耗性を向上させるための有効性を明確に実証している。

【0079】

第５の例示的な実施形態は、特徴の複製を実証し得るものである。パターン化された成形型からのレンズの幾何学的形状を比較するために、コーティングされたフィルムがある場合とない場合との、一連のレンズを調製することができる。コーティングされたフィルムは、上述の例示的な実施形態のものと一致するものであってもよい。成形型のパターンは、米国特許第１１３９７３３５号に開示および／または記載されるものと同様であってもよく、当該米国特許は、成形型インサートのベースカーブ（即ち、「小型レンズ」）よりも大きい曲率の独立した島状領域の配列を開示しており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0080】

小型レンズは、典型的な約０．９８ｍｍの公称直径を有し、約０．７５ミクロンの高さを有していてもよい。コーティングされたフィルムは、約１ミクロンの厚さのコーティング樹脂を使用してもよく、このコーティング樹脂は、ＵＶ光で部分的に硬化されてから、熱硬化サイクル（例えば、１００℃超）または追加のＵＶ硬化を行ってもよい。成形レンズの幾何学的形状は、ザイゴ（Zygo）のNuviewなどの干渉計を使用して測定することができる。

【0081】

このような例示的な実施形態の結果を図６に示しており、「Fit R Seg 径平均」は、マイクロレンズの直径を表し、「Fit R Seg 高さ平均」は、マイクロレンズの平均高さを表し、「Calib Fit R 焦点ずれ(D)」は、マイクロレンズの屈折力をジオプトリで表し、「ベースカーブ」は、同様にジオプトリで測定されたレンズの有効ベースカーブを表している。ｐ値は、単一因子ＡＮＯＶＡ試験から得られる、コーティングされた積層体を用いて形成されたレンズとコーティングされた積層体を用いずに形成されたレンズとの比較結果を表し得る。

【0082】

直径および高さは、ｐ値に基づいて統計的に同等であってもよいが、ジオプトリで表される曲線度数は、統計的に異なる可能性がある。但し、得られた結果の間の偏差は、いずれも小さく、必要に応じ、インサートの設計に対する修正によって容易に補正し得るものである。成形後のレンズは、透明なままとすることができ、レンズに組み込んだ後の積層体表面上のコーティングにひび割れまたは損傷の兆候は見られない。従って、図６に示すような組み合わせデータは、プレコートされた積層体を使用することで、最終的なレンズの幾何学形状でパターン化された表面の複製を依然として可能にしつつ、レンズの耐摩耗性を向上させることができることを明確に示している。

【0083】

特定の実施形態および用途に関して本発明を説明したが、当業者であれば、本教示に照らし、請求された発明の意図から逸脱したり、範囲を超えたりすることなく、更なる実施形態および変更を得ることができる。従って、本明細書の図面および説明は、本発明の理解を促進するために一例として提供されるものであって、その範囲を限定すると解釈されるべきではないことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-31

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にシートを形成するステップと、
前記シートにコーティングを付着させるステップと、
射出成形プロセスを適用するステップと、
前記コーティングおよび前記シートに前記ベースレンズの１つまたは複数の特徴を複製するステップと
を含む方法。

【請求項2】

前記ベースレンズは、ポリカーボネートからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記シートは、前記射出成形プロセスの前に、前記コーティングがプレコートされる、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記コーティングは、完全には硬化していない材料から形成される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記シートは、フィルムからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記シートは、ポリカーボネートからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記コーティングは、耐摩耗性および／または耐引掻性コーティングからなる、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記コーティングは、シロキサン、アクリレート、およびウレタンからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記コーティングを前記シートに付着させた後に、前記コーティングを硬化光源に曝露するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記硬化光源は、低線量のＵＶ光源、ＬＥＤ光源、または可視光源からなる、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記１つまたは複数の特徴は、１つまたは複数のマイクロレンズを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記シートの厚さは、０．１～２．０ミリメートルであり、前記コーティングの厚さは、０．５～２０ミクロンである、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記ベースレンズと前記シートとは、それぞれナイロン材料からなる、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記コーティングを前記シートに付着させるステップは、溶媒を含む液体を前記シート上に塗布するステップと、前記溶媒を含む液体を蒸発させてコーティング層を形成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にシートを形成するステップと、
前記シートに第１のコーティングを付着させるステップと、
射出成形プロセスを適用して、前記シートおよび前記第１のコーティングの両方に前記ベースレンズの１つまたは複数の特徴を複製するステップと、
前記第１のコーティングに第２のコーティングを付着させるステップと
を含む方法。

【請求項16】

前記第２のコーティングは、スピンコーティングによって前記第１のコーティングに塗布される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第２のコーティングの厚さは、前記第１のコーティングの厚さよりも小さい、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記第１のコーティングと前記第２のコーティングとは、それぞれ耐摩耗性および／または耐引掻性コーティングからなる、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記シートは、ウエハからなる、請求項１５に記載の方法。

【請求項20】

向上した耐摩耗性を有するパターン化レンズを形成する方法であって、
ポリカーボネートからなるベースレンズを用意するステップと、
前記ベースレンズの前面にシートを形成するステップと、
前記シートに第１の耐摩耗性コーティングを付着させるステップと、
前記第１の耐摩耗性コーティングを硬化光源に曝露するステップと、
射出成形プロセスを適用して、前記シートおよび前記第１の耐摩耗性コーティングの両方に成形型の１つまたは複数の特徴を複製するステップと、
前記射出成形プロセスを適用した後、前記第１の耐摩耗性コーティングに第２の耐摩耗性コーティングを付着させるステップと
を含む方法。

【国際調査報告】