PRODUCTOS DE POLARIZACION DE LA LUZ Y PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR LOS MISMOS.

Un artículo de polarización de la luz que comprende un sustrato transmisor de la luz basado en un material orgánico que tiene al menos una superficie,

una capa de polarización de la luz sobre al menos parte de la superficie, y una capa protectora sobre la capa de polarización, en el que se deposita una capa intermedia inorgánica de adhesión que es SiO o SiO2 como una película delgada entre el sustrato y la capa de polarización de la luz, entrando en contacto la capa intermedia inorgánica de adhesión con la capa de polarización de la luz y que comprende una pluralidad de microsurcos sustancialmente paralelos en el lado más lejano al sustrato, y en el que la capa de polarización de la luz comprende un tinte de polarización de la luz depositado directamente sobre el lado ranurado de la capa intermedia inorgánica de adhesión, sirviendo los microsurcos para proporcionar una orientación a las moléculas del tinte de forma que se imparte un efecto de polarización

Productos de polarización de la luz y procedimiento para fabricar los mismos.

Campo de la invención

La presente invención versa acerca de productos de polarización de la luz y acerca de un procedimiento para fabricar los mismos. En particular, la presente invención versa acerca de productos oftálmicos de polarización que comprenden una capa de polarización de la luz, un sustrato y al menos una capa de adhesión entre los mismos y acerca de un procedimiento para fabricar los mismos. La presente invención es útil en la producción, por ejemplo, de productos oftálmicos de polarización y de productos de visionado.

Antecedentes de la invención

Un filtro de variación lineal de polarización de la luz permite que la luz que tiene un campo eléctrico en un cierto plano se transmita a una mayor velocidad que la luz que tiene un campo eléctrico ortogonal. Los filtros de polarización han sido ampliamente utilizados, por ejemplo, en productos oftálmicos, en dispositivos de visionado y en dispositivos de comunicación óptica. Las lentes oftálmicas de polarización son interesantes porque tienen la capacidad única de eliminar de manera selectiva la luz deslumbrante que se refleja de las superficies polarizantes lisas como el agua o el hielo.

Se han utilizado materiales dicroicos para la fabricación de artículos de polarización de la luz. Los materiales dicroicos, cuando están orientados de manera apropiada, pueden transmitir luz preferentemente polarizada en una dirección particular. Dicho material dicroico puede ser polarizante en un espectro relativamente amplio, tal como el espectro visible, o pueden tener la propiedad de polarización en un intervalo estrecho de longitud de onda. Un grupo de material dicroico es denominado tintes pleocroicos. Una molécula de tinte pleocroico tiene una absorción variable dependiendo de la orientación del campo eléctrico de la luz incidente. Algunos tintes pleocroicos se orientan automáticamente cuando son colocados en un sustrato adecuado, otros tienen que ser combinados con otros materiales para producir el efecto de polarización.

Como enseña la patente estadounidense nº 2.400.877, se puede formar una capa orientada de tinte dicroico al depositarlos en una superficie que ha sido cepillada o frotada suavemente en una única dirección. Esta referencia de patente también da a conocer que al estirar una película polimérica, tal como celulosa o derivados de la misma, se puede obtener una fuerza apropiada de orientación para los tintes dicroicos depositados en la misma.

Los artículos de polarización de la luz, como las lentes oftálmicas de polarización, han sido fabricados utilizando diversas tecnologías y materiales. La mayoría de estos productos comprende una capa de polarización de la luz además de un sustrato no polarizante. La capa de polarización está formada en su mayor parte de un material dicroico mencionado anteriormente. Los productos de polarización de la luz producidos y los procedimientos para la fabricación de los mismos han sufrido hasta la fecha diversos inconvenientes.

Un problema del producto de la técnica anterior es la distorsión de la superficie óptica por la capa de polarización en el producto final. Algunos de los artículos de polarización de la luz en la técnica anterior están producidos mediante la laminación de una capa de polarización formada previamente sobre un sustrato. Es difícil, si no imposible, permitir que la capa de polarización formada previamente se curve con un ajuste perfecto con una superficie contorneada del sustrato, como en el caso de los productos oftálmicos. El ajuste no del todo perfecto entre la capa de polarización y el sustrato puede llevar a una potencia cilíndrica no deseada en una lente oftálmica.

Un segundo problema del procedimiento y de los productos de la técnica anterior es la deslaminación de la capa de polarización del sustrato durante el procedimiento de fabricación o durante la vida del producto. Esto está causado, por ejemplo, (i) por una adhesión menos suficiente entre el sustrato y la capa de polarización; o (ii) por tensión entre las capas que tienen distintas propiedades, especialmente un distinto coeficiente de expansión térmica.

Aún otro problema del producto de polarización y de los procedimientos para fabricarlos de la técnica anterior supone la lixiviación del componente del sustrato en la capa de polarización. La lixiviación, o la migración, pueden causar el deterioro de la calidad mecánica y/u óptica de la capa de polarización con el tiempo.

Un cuarto problema del artículo y del procedimiento de la técnica anterior es la turbidez del artículo. Diversas causas contribuyen a este problema. Se cree que el culpable principal es la propagación y la expansión de defectos, ópticos y mecánicos, originalmente a escala microscópica.

Además de los problemas mencionados anteriormente en general, los procedimientos específicos mencionados en la técnica anterior, resumidos a continuación, tienen sus problemas singulares.

En primer lugar, la mayoría de los procedimientos utilizados para la fabricación de dichos artículos de polarización están basados en el uso de pegamentos o en la incorporación de películas orgánicas de polarización que deben ser adquiridas de los suministradores de películas de polarización. Por ejemplo, el documento WO 0187579 da a conocer una pieza óptica plástica fabricada al formar una película polarizante PET con un contorno deseado e incorporando la película en una pieza plástica antes del moldeado. Por desgracia, dicho procedimiento solo se puede llevar a cabo en la ubicación de la fabricación de la lente y no en un laboratorio oftalmológico. Además, las películas son difíciles de deformar lo suficiente como para igualar el radio de curvatura de lentes de alta potencia sin una distorsión óptica, limitando por lo tanto este procedimiento a lentes de baja potencia.

La patente estadounidense nº 5.286.419 describe un procedimiento para fabricar unas lentes de polarización de la luz para gafas y la patente estadounidense nº 5.412.505 describe unas lentes de polarización de la luz para gafas que incluyen un cuerpo de lente y una película de polarización de la luz incorporada en el cuerpo de la lente. El cuerpo de la lente está fabricado de una mezcla monomérica que comprende un monómero gelificado previamente, un monómero convencional y carbonato de isopropilo. Este procedimiento que supone la fundición de la lente no puede llevarse a cabo en un laboratorio oftalmológico.

El documento WO 02/073291 describe una pieza polarizada de calidad óptica y procedimientos para fabricar la pieza óptica. La pieza óptica polarizada comprende una construcción de poliuretano de gran calidad óptica muy resistente a impactos y un polarizador unido a la construcción. En este procedimiento el polarizador se coloca en contacto con un material polimérico de fase líquida lo que da como resultado una estructura laminar. Por desgracia, dichos procedimientos descritos basados en la incorporación de la película de polarización en el cuerpo de la lente solo pueden ser utilizados en la ubicación de fabricación de la lente.

El documento WO 00/22463 describe un polarizador que está formado de una matriz anfitriona y de un tinte huésped. La matriz anfitriona es una matriz de cristal líquido liotrópico que tiene una orientación predeterminada. Hay dispuesto un tinte pleocroico huésped dentro de la matriz de cristal líquido liotrópico. Se orienta el tinte huésped mediante la orientación de la matriz anfitriona. La orientación de la matriz anfitriona se obtiene al aplicar una cizalladura suficiente a la capa acuosa de tinte durante el revestimiento. Dicho procedimiento se puede utilizar fácilmente en un sustrato plano mediante la aplicación de cizalladura utilizando un procedimiento de cuchilla raspadora como se revela en los documentos EP 1174738 y WO 02/056066 pero no puede ser utilizado fácilmente en sustratos curvados como lentes.

En el documento EP 01 71917 se describe otro ejemplo de artículo de polarización basado en el uso de tintes de cristal líquido. Esta patente describe un artículo transparente de vidrio laminado de polarización que comprende un soporte de un vidrio inorgánico u orgánico, un revestimiento que exhibe propiedades de polarización aplicado en una de las superficies del soporte y un material laminar adhesivo ópticamente transparente de poliuretano que tiene propiedades antilacerativas.

El documento US 4.683.153 describe un procedimiento para la preparación de un artículo transparente...

1. Un artículo de polarización de la luz que comprende un sustrato transmisor de la luz basado en un material orgánico que tiene al menos una superficie, una capa de polarización de la luz sobre al menos parte de la superficie, y una capa protectora sobre la capa de polarización, en el que se deposita una capa intermedia inorgánica de adhesión que es SiO o SiO₂ como una película delgada entre el sustrato y la capa de polarización de la luz, entrando en contacto la capa intermedia inorgánica de adhesión con la capa de polarización de la luz y que comprende una pluralidad de microsurcos sustancialmente paralelos en el lado más lejano al sustrato, y en el que la capa de polarización de la luz comprende un tinte de polarización de la luz depositado directamente sobre el lado ranurado de la capa intermedia inorgánica de adhesión, sirviendo los microsurcos para proporcionar una orientación a las moléculas del tinte de forma que se imparte un efecto de polarización.

2. Un artículo de polarización de la luz conforme a la reivindicación 1, que comprende además, entre el sustrato y la capa intermedia inorgánica, al menos una subcapa inorgánica que promueve la adhesión de la capa intermedia inorgánica, siendo distinta en composición la subcapa inorgánica de la capa intermedia inorgánica.

3. Un artículo de polarización de la luz conforme a la reivindicación 2, en el que la subcapa inorgánica comprende silicio, un metal elemental, un óxido de silicio o un óxido metálico.

4. Un artículo de polarización de la luz conforme a la reivindicación 2, en el que la al menos una subcapa inorgánica consiste esencialmente en cromo metal o en SiO.

5. Un artículo de polarización de la luz conforme a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sustrato comprende al menos una capa de revestimiento duro sobre la que se ubica una capa intermedia inorgánica.

6. Un procedimiento para fabricar un artículo de polarización de la luz conforme a la reivindicación 1, que comprende los siguientes pasos:

(A)        proporcionar un sustrato transmisor de la luz basado en un material orgánico que tiene al menos una superficie;

(C)        formar una capa de polarización de la luz sobre al menos parte de la superficie;

(D)        formar una capa protectora sobre la capa de polarización de la luz, y que entra en contacto con la misma; en el que

entre los pasos (A) y (C), hay un paso adicional (B) como sigue:

(B)        depositar como una película delgada una capa intermedia inorgánica de adhesión que es SiO o SiO₂ entre la capa de polarización y el sustrato, entrando dicha capa intermedia inorgánica en contacto con la capa de polarización; y

el paso (C) comprende los siguientes pasos (C1) y (C2):

(C1)        formar una pluralidad de microsurcos sustancialmente paralelos en la superficie más lejana al sustrato de la capa intermedia inorgánica de adhesión depositada en el paso (B); y

(C2)        depositar una capa de polarización de la luz que comprende tinte de polarización sobre los microsurcos formados en el paso (C1), y que entra en contacto con los mismos, sirviendo los microsurcos para proporcionar una orientación a las moléculas del tinte de forma que se imparte un efecto de polarización.

7. Un procedimiento conforme a la reivindicación 6, que comprende un paso adicional (A1) después del paso (A) como sigue:

(A1)        formar al menos una subcapa inorgánica promotora de la adhesión distinta de la capa intermedia inorgánica entre el sustrato y la capa intermedia inorgánica;

en el que en el paso (B), la capa intermedia inorgánica está formada directamente sobre una subcapa inorgánica formada en el paso (A1), y entra en contacto con la misma.

8. Un procedimiento conforme a la reivindicación 7, en el que la al menos una subcapa inorgánica está formada de silicio, un metal elemental, un óxido de silicio, o un óxido de un metal.

9. Un procedimiento conforme a la reivindicación 8, en el que la al menos una subcapa inorgánica está formada de cromo metal o de SiO.

10. Un procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que en el paso (A), el sustrato proporcionado comprende al menos un revestimiento duro, y el paso (B) se lleva a cabo sobre el revestimiento duro.