生产具有标记的光学元件的方法

生产具有标记的光学元件的方法
【专利摘要】本发明涉及一种形成包括标记的光学元件的方法。所述方法涉及使用激光辐射来照射所述光学元件的表面的至少一部分，由此在所述表面的所述部分内形成多个基本平行的伸长槽，其中每个伸长槽与从所述多个伸长槽的中心点延伸的公共纵向基本平行地对准。所述多个伸长槽一起定义所述标记。透明薄膜至少在所述表面的所述部分和所述多个伸长槽之上形成。取决于通过所述光学元件观察时电磁能量源相对于所述槽的公共纵向的定向，所述标记是可观察到的或是不可观察到的。本发明还如上所述涉及具有标记的光学元件。
【专利说明】生产具有标记的光学元件的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年1月23日提交的美国临时专利申请No. 61/589, 472的权利 和优先权，该临时申请通过引用全文结合在此。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及生产在表面具有标记的诸如眼用透镜的光学元件的方法，本方法涉及 在光学元件表面内形成多个平行且共同对准的伸长槽，其中多个伸长槽定义所述标记，并 且在所述多个槽上形成透明薄膜。本发明还涉及具有这类标记的光学元件。

【背景技术】
[0004] 对于诸如眼用透镜的光学元件，通常会向该光学元件的表面施加或引入一个或多 个标记。这些标记可被用于例如如下目的：标识光学元件的制造商，标识导致该光学元件形 成的具体生产运行，和/或提供有关该光学元件的信息，诸如光学特性（例如，光轴、定心点 等）、制造该光学元件的材料的折射率、和/或位于光学元件上的涂层，诸如抗反射涂层和/ 或抗刮擦涂层。这类标记典型地在光学元件正常使用时不可观察到，诸如不会被佩戴具有 这类标记的一对眼用透镜的人观察到。标记在某些受限环境中能够呈现为可观察到，诸如 暴露至特定光波长或施加蒸汽，由此确定标记内所包含的信息。典型地，该标记具有相对较 小的尺寸。通常期望该标记是永久性标记，使得藉此提供的信息能够被访问一次以上和/ 或在距标记形成较远的时刻被访问。
[0005] -种将标记引入光学元件的方法包括例如使用尖针物理雕刻光学元件的表面。化 学溶解可被用于对诸如由基于二氧化硅的玻璃制造的光学元件进入标记。激光可被用于将 标记引入光学元件表面或其体内。将标记引入光学元件的现有方法会导致形成的标记会在 光学元件处于正常使用时在某些条件下被不期望的观察到。例如，先进眼用透镜典型地包 括能够由配镜师使用以便将透镜恰当且精确地适配至已为其准备透镜的个人的一个或多 个标记。这类标记在某些实例中是透镜佩戴者可观察的，例如看上去像一个或两个透镜内 光学失真的小区域。
[0006] 期望研发出用于生产具有一个或多个标记的光学元件的新方法。还期望这类新研 发出的方法实现在正常使用期间基本不会被观察到而在合理可控条件下能够呈现为可观 察到的标记的形成。


【发明内容】

[0007] 根据本发明，提供了一种生产具有标记的光学元件的方法，包括：(a)使用激光辐 射来照射所述光学元件的表面的至少一部分，从而在所述表面的所述部分内形成多个伸长 槽。每个伸长槽具有纵轴，每个伸长槽与相邻伸长槽大致平行，每个伸长槽的纵轴与公共纵 向基本平行地对准，并且所述多个伸长槽一起定义所述标记。多个伸长槽具有中心点，并且 所述公共纵向从所述多个伸长槽的中心点延伸或与其对准。本发明的所述方法还包括（b) 至少在所述表面的所述部分和所述多个伸长槽之上形成透明薄膜。
[0008] 根据本发明的所述方法，所得的标记在通过位于具有与所述多个伸长槽的中心点 的第一对准（大致平行于公共纵向）的第一位置处的光学元件观察电磁能量源时大致不可 观察到。此外，所述标记在通过位于具有与所述多个伸长槽的中心点的第二对准（大致正 交于公共纵向）的第二位置处的光学元件观察电磁能量源时大致可观察到。
[0009] 进一步地根据本发明，提供了一种光学元件，包括：(a)位于所述光学元件的表面 内的标记，其中所述标记如上所述由多个伸长槽定义；以及（b)位于所述多个伸长槽之上 的透明薄膜。所述光学元件的标记如上所述在针对暴露于电磁能量的不同定向下不可观察 到或是可观察到。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1是定义了根据本发明方法制备的标记的多个槽的代表性顶部平视图，其中电 磁辐射源被表示为通过光学元件在大致平行于多个槽的公共纵向的第一位置处被观察；
[0011] 图2是图1标记的代表性顶部平视图，其中光学元件已被旋转90°，使得电磁辐射 源被表示为通过光学元件在大致正交于多个槽的公共纵向的第二位置处被观察；
[0012] 图3是根据本发明的所述方法制备的光学元件的代表性截面图，其中多个槽在光 学元件的光学基底内形成；
[0013] 图4是根据本发明的所述方法制备的光学元件的代表性截面图，其中多个槽在光 学元件的第一薄膜层内形成；
[0014] 图5是能够经历本发明的所述方法的光学元件的代表性侧视立面图；
[0015] 图6是定义了根据本发明的所述方法制备的标记的多个槽的代表性顶部平视图；
[0016] 图7是观察者、光学元件和电磁能量源的相对定位以使得光学元件上的标记可观 察到的代表性透视图；以及
[0017] 图8是观察者、光学元件和电磁能量源的相对定位以使得光学元件上的标记不可 观察到的代表性透视图；
[0018] 在图1至图8中，除非另加指出，否则相同的编号代表相同的部件。

【具体实施方式】
[0019] 在此使用的术语"光学"指的是属于或关联于光和/或视觉。例如，根据在此描述 的各种非限制性实施例，所述光学元件、制品或设备可以从眼用元件、制品和设备、显示元 件、制品和设备、窗口、反射镜以及有源和无源液晶单元元件、制品和设备中选择。
[0020] 在此使用的术语"眼用"指的是属于或关联于眼和视觉。眼用制品或元件的非限 制性示例包括矫正和非矫正透镜，包括单视觉或多视觉透镜，后者可以是分段或非分段多 视觉透镜（诸如但不限于双焦透镜、三焦透镜和渐变式透镜），以及可被用于矫正、保护或 增强（装饰性或以其他方式）视力的其他元件，包括但不限于接触透镜、眼内透镜、放大透 镜和保护性透镜或遮阳镜。
[0021] 在此使用的术语"眼用基底"指的是透镜、部分成形的透镜和透镜毛坯。
[0022] 在此使用的术语"显示"指的是通过词语、数字、符号、设计或图画可见或机械可读 的信息表示。显示元件、制品和设备的非限制性示例包括屏幕和监视器。
[0023] 在此使用的术语"窗口"指的是适于允许辐射通过其透射的孔径。窗口的非限制 性示例包括汽车和飞机透明物、滤光片、快门和光学开关。
[0024] 在此使用的术语"反射镜"指的是镜面反射入射光的大部分或主要部分的表面。
[0025] 在此使用的术语"液晶单元"指的是包含能够被定序的液晶材料的结构。有源液 晶单元是其中液晶材料能够被可逆且可控地在诸如电场或磁场的外力作用下在有序和无 序状态之间或两个有序状态之间切换或转换的单元。无源液晶单元是其中液晶材料维持有 序状态的单元。有源液晶单元元件或设备的非限制性例子是液晶显示器。
[0026] 在此使用的术语"涂层"指的是从可流动组合物中得到的、可以具有或不具有均一 厚度且具体排除了聚合物片的受支持薄膜。
[0027] 在此使用的术语"片"指的是具有大致均一厚度且能够自支持的预形成薄膜。
[0028] 在此使用的诸如重量平均分子量（Mw)和数量平均分子量（Μη)的聚合物分子量值 使用诸如聚苯乙烯标准的合适标准通过凝胶渗透色谱法确定。
[0029] 在此使用的多分散指数（ΗΠ )值代表的是聚合物的重量平均分子量（Mw)与数量 平均分子量（Μη)之比（即，Mw/Mn)。
[0030] 在此使用的术语"聚合物"指的是同聚物（例如，从单类单体制备）、共聚物（例 如，从至少两类单体制备）和接枝聚合物。
[0031] 在此使用的术语"（甲基）丙烯酸盐"以及诸如"（甲基）丙烯酸酯"的类似术语 指的是甲基丙烯酸盐/酯和/或丙烯酸盐/酯。在此使用的术语"（甲基）丙烯酸"指的是 甲基丙烯酸和/或丙烯酸。
[0032] 除非另外指出，在此公开的所有范围或比例应被理解为涵盖在此包含的任何和所 有子范围或子比例。例如，声明的范围或比例"1至10"应被认为是包括最小值1和最大值 10之间（包括1和10)的任何和所有子范围；也就是说，以最小值1或以上开始并以最大 值10或以下结束的所有子范围或子比例，包括但不限于1至6. 1、3. 5至7. 8和5. 5至10。
[0033] 在此使用的冠词"一"、"一个"和"所述"除非另外明确限制为一个指示物，否则包 括多个指示物。
[0034] 在此使用的术语"标记"指代一个或多个标记。
[0035] 在此使用的术语"光致变色"以及诸如"光致变色化合物"的类似术语指的是具有 针对响应于至少光化学辐射的吸收而变化的至少可见辐射的吸收光谱。进一步地，在此使 用的术语"光致变色材料"指的是适于显示光致变色属性（即，适于具有针对响应于至少光 化学辐射的吸收而变化的至少可见辐射的吸收光谱）并且包括至少一种光致变色化合物 的任何物质。
[0036] 在此使用的术语"光致变色化合物"包括热可逆光致变色化合物以及非热可逆光 致变色化合物。在此使用的术语"热可逆光致变色化合物/材料"指的是响应于光化学辐 射能够从例如"透明状态"的第一状态转换为例如"有色状态"的第二状态，并能够响应于 热能而返回第一状态的化合物/材料。在此使用的术语"非热可逆光致变色化合物/材料" 指的是响应于光化学辐射能够从例如"透明状态"的第一状态转换为例如"有色状态"的第 二状态并能够响应于与有色状态的吸收基本相同的波长的光化学辐射（例如，非连续地暴 露于这类光化学辐射）而返回第一状态的化合物/材料。
[0037] 在此使用的术语"二向色性"指的是对于至少透射辐射的两个正交平面极化分量 中一个分量的吸收强于另一个分量。
[0038] 在此使用的术语"光致变色二向色性"以及诸如"光致变色二向色性材料"和"光 致变色二向色性化合物"的类似术语指的是拥有和/或提供光致变色属性（即，具有针对响 应于至少光化学辐射变化的至少可视辐射的吸收光谱）和二向色性属性（即，对于至少透 射辐射的两个正交平面极化分量中的一个分量的吸收强于另一个分量）两者的材料和化 合物。
[0039] 在此用来修饰术语"状态"的术语"第一"和"第二"并不旨在指代任何具体次序或 时间顺序，而是指代两个不同的条件或属性。出于非限制例示的目的，光致变色二向色性层 的光致变色二向色性化合物的第一状态和第二状态能够针对至少一个光学属性而有所不 同，诸如但不限于可见和/或UV辐射的吸收或线性极化。于是，根据在此公开的各种非限 制性的实施例，光致变色二向色性层的光致变色二向色性化合物可以在第一和第二状态中 的每一个状态中具有不同的吸收光谱。例如，并非在此做出限制地，光致变色二向色性层的 光致变色二向色性化合物可以在第一状态下透明而在第二状态下有色。作为替换，光致变 色二向色性层的光致变色二向色性化合物可以在第一状态下具有第一颜色而在第二状态 下具有第二颜色。进一步地，光致变色二向色性层的光致变色二向色性化合物可以在第一 状态下非线性极化（或"非极化"）而在第二状态下线性极化。
[0040] 在此使用的术语"光敏材料"指的是物理或化学地响应电磁辐射的材料，包括但不 限于磷光材料和突光材料。
[0041] 在此使用的术语"非光敏材料"指的是不会物理或化学地响应电磁辐射的材料，包 括但不限于静电染料。
[0042] 除非在操作例中或另外指出，表达在说明书和权利要求书中使用的表达成分量和 反应条件等的所有数字应被理解为在所有实例中由术语"大约"修饰。
[0043] 在此使用的诸如"左"、"右"、"内"、"外"、"之上"和"之下"等的空间或方向术语以 其在附图中的描绘而在本发明中使用。然而可以理解的是本发明能够假设各种替换定向， 并且因此这些术语不应被理解为是限制性的。
[0044] 在此使用的术语"在…之上形成"、"在…之上沉积"、"在…之上设置"、"在…之上 施加"、"在…之上存留"或"在…之上定位"指的是在下层元件或下层元件的表面上但不必 与其直接（或邻接）接触地形成、沉积、设置、施加、存留或定位。例如，"在基底之上定位的 层"并不排除位于被定位层或形成层与基底之间的相同或不同成分的一个或多个其他层、 涂层或薄膜的存在。
[0045] 本文提及诸如但不限于公布的专利和专利申请的所有文档除非另行指出，都被认 为是全文"通过引用结合在此"。
[0046] 本发明的方法涉及使用激光辐射照射光学元件表面的至少一部分，由此导致在该 表面部分内多个伸长槽的形成。参考图1并且出于非限制性例示的目的，描绘了共同定义 标记3的多个伸长槽11。标记3具有十字形。如图1所示，多个伸长槽11由具有更长长度 的多个伸长槽11 (a)以及相比于伸长槽11 (a)具有更短长度的多个伸长槽11(b)组成。每 个伸长槽11具有纵轴17。
[0047] 对于根据本发明方法制备的伸长槽，每个伸长槽11都与相邻的伸长槽11大致 平行。出于非限制性例示的目的并且进一步参考图1，伸长槽ll(a-l)与相邻的伸长槽 11 (a-2)大致平行，并且相应的伸长槽11 (a-2)与相邻的伸长槽11 (a-ι)大致平行。每个 伸长槽11(b)与每个相邻的伸长槽11(b)大致平行。此外，伸长槽11 (a-Ι)与相邻的伸长 槽11(b)大致平行并且反之亦然。此外，伸长槽11 (a-2)与相邻的伸长槽11(b)大致平行 并且反之亦然。
[0048] 根据某些实施例，每个伸长槽都与多个伸长槽中的每个其他伸长槽大致平行。
[0049] 在此使用的术语"大致平行"指的是诸如伸长对象并包括参考线的两个对象的相 对角（如果延伸至理论交点）从〇°至5°，或0°至3°，或0°至2°，或0°至1°，或 0°至0. 5°，或0°至0. 25°，或0°至0. Γ (端点值包括在内）。
[0050] 每个伸长槽的纵轴都与公共纵向大致平行地对准。参考图1并且出于非限制例示 的目的，多个伸长槽11中的每个伸长槽11的纵轴17都与由箭头29指示的公共纵轴大致 平行地对准。公共纵向29在某些实施例中如虚线28所示从多个伸长槽11的中心点12伸 出或与其对准。多个伸长槽的中心点在某些实施例中是能够根据本领域已知方法确定的几 何中心点。当对于某些实施例多个伸长槽位于公共平面中时，中心点同样位于该公共平面 内。
[0051] 多个伸长槽对于某些实施例不具有两个或多个交叉的伸长槽。对应地并且根据某 些实施例，每个伸长槽都不与多个伸长槽中的任何其他伸长槽相交。
[0052] 多个伸长槽中的每个伸长槽根据某些实施例是大致直线的伸长槽。直线伸长槽根 据本发明是基本没有弯曲（包括曲线以及尖锐或成角弯曲）的。对于某些其他实施例，每 个伸长槽是由大致彼此平行的伸长壁定义的大致直线的伸长槽。出于例示的目的并且参考 图1，伸长槽11 (a-Ι)具有大致彼此平行的第一伸长侧壁20和第二伸长侧壁23,并由其部 分地定义。伸长槽的每个伸长侧壁对于某些实施例是基本直线的。
[0053] 根据某些其他实施例，多个伸长槽的每个伸长槽本身不具有交叉。
[0054] 多个伸长槽根据其他附加实施例位于公共平面内。
[0055] 多个伸长槽的伸长槽根据某些实施例具有第一终端和第二终端。对于每个伸长槽 独立地，第一终端和第二终端能够分别由具有从多边形、弧形、不规则形状及其组合中选出 的形状的壁独立定义。多边形的例子包括但不限于三角形、矩形、方形、五边形、六边形、七 边形、八边形、其一部分（诸如V形）、及其组合。弧形的例子包括但不限于球形、椭圆形、其 部分及其组合。出于进一步非限制性例示的目的，多边形和弧形的组合的例子包括U形。
[0056] 在某些非限制性实施例中，对于至少一个伸长槽，第一终端和第二终端各自由弧 形壁独立定义。参考图1并且出于非限制性例示的目的，伸长槽11 (a-Ι)具有各自由弧形 壁定义的第一终端26和第二终端27。
[0057] 根据本发明制备的伸长槽的横截面形状对于某些实施例能够从多边形、弧形、不 规则形状及其各种组合中选出。多边形和弧形的非限制性例子包括但不限于上文参考伸长 槽的第一和第二终端描述的那些形状。根据某些实施例，多个伸长槽的至少一个伸长槽具 有V形。
[0058] 每个伸长槽的尺寸（包括其深度、宽度和长度）在各情况下被独立选择，以使得 由多个伸长槽定义的所述标记是：（i)在通过光学元件在具有与（多个伸长槽的）中心点 第一对准（大致平行于公共纵向）的第一位置处观察电磁能量源时大致不可观察到；以及 (ii)在通过光学元件在具有与所述中心点第二对准（大致正交于公共纵向）的第二位置处 观察电磁能量源时大致可观察到，而这将在此被进一步详细描述。
[0059] 伸长槽的尺寸可以根据本领域已知方法确定。在某些实施例中使用共焦激光扫描 显微镜来确定伸长槽的尺寸。
[0060] 根据某些实施例，每个伸长槽独立具有从0. 1微米到2微米，或从0. 2微米到1. 8 微米，或从0. 3微米到1. 5微米的深度（端点值包括在内）。参考图3并且出于非限制例示 的目的，伸长槽32相对于光学基底38的外部表面41具有深度35。对于某些实施例，每个 伸长槽具有从1微米至1. 5微米的深度，诸如1. 4微米。
[0061] 每个伸长槽的宽度对于某些实施例从10微米至60微米，或从15微米至55微米， 或从20微米至50微米（端点值包括在内）。参考图1并且出于非限制例示的目的，伸长槽 11具有宽度44。对于某些实施例，每个伸长槽具有从30微米至50微米的宽度，诸如40微 米。
[0062] 每对伸长槽的间隔距离能够被独立选择，以便在通过光学元件在具有与所述中心 点第二对准（大致正交于公共纵向）的第二位置处观察电磁能量源时调整标记和/或该标 记的一个或多个部分的强度。当至少一些对伸长槽之间的间隔距离缩短时，每单位面积伸 长槽密度增加，并且在所述多个伸长槽被定位为可观察到时，对应于伸长槽增加密度的标 记或标记的一个或多个部分的强度对应地增加。当至少一些对伸长槽之间的间隔距离增大 时，每单位面积伸长槽密度减小，并且在所述多个伸长槽被定位为可观察到时，对应于伸长 槽减小密度的标记或标记的一个或多个部分的强度对应地降低。
[0063] 根据某些实施例，每对伸长槽独立具有在从2微米至180微米，或从10微米至100 微米，或从15微米至80微米，或从20微米至60微米，或从30微米至50微米之间的间隔 距离（端点值包括在内）。参考图1并且出于非限制性例示的目的，一对伸长槽11 (a-Ι)和 11 (a-2)其间具有间隔距离47。对于某些实施例，每对伸长槽之间具有从35微米至45微 米的间隔距离，诸如40微米。
[0064] 每个伸长槽的长度可以从大范围的值中独立选择，只要每个伸长槽的长度大于其 宽度即可。对于某些实施例，每个伸长槽的宽度和宽度之比可以是从1. 1:1至100:1，或从 2:1至80:1，或从3:1至50:1中（端点值包括在内）的独立范围。每个伸长槽的长度根据 某些实施例能够从11微米至6000微米，或从20微米至1000微米，或从30微米至500微 米（端点值包括在内）。出于非限制例示的目的并且参考图1，伸长槽11(b)具有长度68， 而伸长槽11 (a)具有长度71。如图1中可见，伸长槽11 (a)的长度71要大于伸长槽11 (b) 的长度68,并且伸长槽11(b)的长度68要相应地小于伸长槽11 (a)的长度71。
[0065] 使用本发明的方法，伸长槽通过使用激光辐射照射光学元件表面的至少一部分来 形成。激光器类型及其操作参数典型地根据要在其内形成伸长槽的光学元件的表面的成分 来选择。激光的波长典型地被选择为使得其内要形成伸长槽的光学元件的表面的材料将至 少充分吸收入射辐射，由此移除暴露于这一辐射的表面材料。并非旨在被任何理论限制，基 于目前证据可以相信的是根据本发明方法使用激光辐射照射光学元件表面会导致被照射 表面材料的至少热解和/或蒸发，从而导致伸长槽的形成。
[0066] 在某些实施例中，伸长槽基本没有突起部，诸如但不限于在光学元件表面上向上 延伸的突起边缘。
[0067] 对于本发明的某些实施例，激光辐射具有从100微米到400微米，或从200微米到 380微米，或从300微米到370微米的波长。激光辐射的波长根据某些实施例从340微米到 360微米，诸如355微米。
[0068] 在本发明某些实施例中使用的激光器是能够产生至少500毫瓦（mW)功率，诸如从 500mW至5W功率的钇铝石榴石（YAG)激光器，诸如三倍频率YAG激光器。激光器典型地结合 本领域已知的光学设备一起使用，所述光学设备包括一个或多个可变衰减器、多个固定和 可调反射镜、扩束器、聚焦透镜以及诸如检流计光学扫描器系统的光学扫描器。激光器的重 复率和写入速度根据本领域已知方法可以至少部分地依赖于激光器功率调节，以获取期望 尺寸的伸长槽。对于某些实施例，使用从30千赫（kHz)至120kHz的重复率以及从100mm/ 秒至300mm/秒的写入速度。
[0069] 对于本发明的某些实施例，要在其中形成多个伸长槽的光学兀件表面从光学兀件 的前表面、光学元件的侧表面和光学元件的后表面的至少一个中选择。出于非限制性例示 的目的并且参考图5,具有光学透镜形式（诸如但不限于眼用透镜）的光学元件7具有前表 面50、侧表面53和后表面56。多个伸长槽能够在光学元件7的前表面50、侧表面53和/ 或后表面56中的任何部分中形成。当光学元件7是眼用透镜时，后表面56与佩戴光学元 件7的个体的眼睛相对，侧表面53典型地位于支持框架内，而前表面50则面对至少部分通 过光学元件7并进入该个体眼内的入射光（未示出）。
[0070] 对于某些实施例，多个槽可以在如下结构内形成：光学元件的光学基底的外部表 面；和/或位于光学基底外部表面之上的第一薄膜的外表面。
[0071] 根据本发明的某些实施例，光学元件包括具有外部表面的光学基底，并且该光学 基底的外部表面定义了其内形成多个伸长槽的光学元件的表面部分。对图3进行非限制性 的参考，光学元件2包括具有外部表面41的光学基底38。外部表面41定义其中形成多个 伸长槽32的光学元件2的表面部分。正如下文将进一步详述地，透明薄膜59在外部表面 41和多个伸长槽32之上形成。
[0072] 根据本发明的某些进一步地实施例，该光学元件包括具有外部表面的光学基底以 及具有在所述光学基底的外部表面的至少一部分之上的外表面的第一薄膜。第一薄膜的外 表面定义了其中要形成多个伸长槽的光学元件的表面部分。参考图4并且出于非限制性例 不的目的，光学兀件4包括具有外部表面41的光学基底38和位于外部表面41之上的第一 薄膜62。第一薄膜62具有定义了其中要形成多个伸长槽32的光学元件4的表面部分的外 表面65。正如下文将进一步详述地，透明薄膜59在第一薄膜62的外表面65以及第一薄膜 中形成的多个伸长槽32之上形成。
[0073] 在某些实施例中，其内形成了多个伸长槽的第一薄膜可以是单层薄膜或多层薄 膜。第一薄膜在某些实施例中包括一种或多种有机聚合物。第一薄膜在另一些实施例中可 由一个或多个聚合物片、一个或多个涂层组合物及其各种组合形成。第一薄膜根据某些实 施例可以从热塑第一薄膜、交联第一薄膜及其各种组合中选出。根据本发明的另一些实施 例，第一薄膜由第一涂层组合物形成。
[0074] 对于某些其他实施例，第一薄膜如下将进一步详细描述地可以包括静电染料、光 致变色材料、光致变色二向色性材料、或是以上两种或更多种的组合。根据某些实施例，第 一薄膜不具有静电染料、光致变色材料和光致变色二向色性材料。
[0075] 本发明的方法还包括在光学元件表面的至少一部分和多个伸长槽之上形成透明 薄膜。在某些实施例中，透明薄膜在多个伸长槽的全部之上形成。需要透明薄膜以使得标 记是：（i)在通过光学元件在具有与（多个伸长槽的）中心点第一对准（大致平行于公共 纵向）的第一位置处观察电磁能量源时大致不可观察到；以及（ii)在通过光学元件在具有 与所述中心点第二对准（大致正交于公共纵向）的第二位置处观察电磁能量源时大致可观 察到。在没有透明薄膜的情况下，标记会在条件⑴和（ii)两者下可观察到。在光学元件 上或之上形成的透明薄膜和其他光学薄膜和/或层（诸如但不限于第一薄膜）各自具有足 够的透明度以实现通过光学元件对电磁辐射源的观察。对于某些实施例，透明薄膜和其他 光学薄膜和/或层各自独立具有大于〇%且小于或等于100%的百分比透明度，诸如从50% 至 100%。
[0076] 对于某些实施例，其内形成伸长槽的光学元件的表面以及在其之上形成的透明薄 膜各自具有不同的折射率值。并非旨在被任何理论限制，可以相信的是其内形成伸长槽的 光学元件的表面以及在其之上形成的透明薄膜的不同的折射率值允许标记如上所述在条 件（i)下不可观察到而在条件（ii)下可观察到。
[0077] 根据某些实施例：（其内形成伸长槽的）光学元件的表面部分具有第一折射率；透 明薄膜具有第二折射率；并且第一折射率和第二折射率之差的绝对值大于或等于0. 01，诸 如从0. 01至1. 5、从0. 01至1. 2、或从0. 1至1. 0、或从0. 2至0. 8 (端点值包括在内）。
[0078] 透明薄膜可以是单层薄膜或多层薄膜。正如下文将进一步详细描述地，透明薄膜 的一个或多个层可以包括静电染料、光致变色材料、光致变色二向色性材料、或是以上两种 或更多种的组合。透明薄膜在某些实施例中包括一种或多种有机聚合物。透明薄膜在某些 实施例中可由一个或多个聚合物片、一个或多个涂层组合物及其各种组合形成。
[0079] 透明薄膜在根据某些实施例可以从热塑透明薄膜、交联透明薄膜及其各种组合中 选出。根据本方面的另一些实施例，透明薄膜由透明涂层组合物形成。
[0080] 如在前讨论的，根据本发明且依据本发明制备的光学元件的一个或多个标记取决 于通过光学元件观察的电磁能量源相对于多个伸长槽的公共纵向的定位而能够从可观察 到转变为不可观察到并且反之亦然。所述标记借助适当途径是可观察到的以及相应的不可 观察到的，诸如可视觉观察到的以及不可视觉观察到的，和/或可光电观察到的以及不可 光电观察到的。一个或多个标记的观察在某些实施例中可由通过同时使用标记的放大来增 强，诸如插在标记和观察者之间的一个或多个放大透镜。所述标记在对于某些实施例电磁 辐射源是可见光源并且由标记反射和/或折射的电磁光是可见光的情况下能够是对裸眼 可视觉观察到的和不可视觉观察到的。对于某些实施例，可见光源是非相干光源。可见光 源对于某些实施例而言可以具有从380纳米到710纳米（端点值包括在内）的一个或多个 波长。
[0081] 出于针对某些实施例例示根据本发明制备的标记能被如何观察，对其中光学元件 74被插入在电磁能量源79和观察者82之间的图7进行非限制性参考。光学元件74具有 可以是其中根据本发明的方法形成多个槽11的前表面或后表面。多个槽11具有公共纵 向29并定义标记3。光学元件74还包括在表面77和多个伸长槽11上的透明薄膜（未示 出）。观察者82可以是诸如人类观察者的活的观察者，或是诸如光电设备的无生命观察者。
[0082] 进一步参考图7,观察者82沿着由虚线85指示的视线通过光学元件74观察电磁 能量源79。这导致电磁能量源79在位置88处由观察者82观察，该位置88可以是光学元 件74中的第一位置或第二位置。为了观察标记3,位置88对于某些实施例可以是光学元件 74中除了由标记3占据的位置91之外的任何位置。如果位置88对应于位置91，则对于某 些实施例，无论公共纵向29的定向如何，标记3大致不可观察到。
[0083] 如图7中所描绘的，由观察者82在光学元件74中观察到的电磁能量源79的位置 88位于标记3上方并且是第二位置88。第二位置88具有如虚线94所示的与多个伸长槽 11的中心点12的第二对准。当第二位置88的第二对准94与公共纵轴29大致垂直时，标 记3对观察者82大致可观察到。例如参见图2,其中在相对于中心点12的每种情况下，第 二位置88的第二对准94被更清楚地描绘为与公共纵向29大致垂直。
[0084] 并非旨在被任何理论限制，基于目前证据可以相信的是诸如标记3的标记在通过 光学元件在具有与中心点第二对准（大致正交于公共纵向）的第二位置处观察电磁能量源 时可观察到，这是因为相比于从伸长槽的提供更小反射表面积的终端，有更多的电磁能量 从伸长槽的提供更大反射表面积的伸长侧壁反射。参考图2和图7,伸长的第一侧壁20在 通过光学元件74观察时相对于电磁能量源79的第二位置88的第二对准94大致正交地定 位并且反向面对该第二对准94,这导致了更多的电磁能量由伸长的第一侧壁20所呈现的 更大表面积所反射。
[0085] 此外并且并非旨在被任何理论限制，可以相信的是入射电磁能量的一部分能够在 多个伸长槽的第一伸长侧壁20和第二伸长侧壁23之间反射，这能够进一步改善或增加标 记在如图2和图7所示并且如上所述被定向以可观察到时的可观察性。
[0086] 出于针对某些实施例例示根据本发明制备的标记能如何被不可观察，对图8进行 非限制性参考，其中光学元件74被插入在电磁能量源79和观察者82之间。光学元件74 和观察者82各自如关于图7的在前描述。出于例示的目的，在图8中可视地描绘标记3,但 该标记3可以对观察者82是不可观察到的。
[0087] 进一步参考图8,观察者82沿着由虚线85指示的视线通过光学元件74观察电磁 能量源79。这导致电磁能量源79在位置97处由观察者82观察，该位置97可以是光学元 件74中的第一位置或第二位置。
[0088] 如图8中所描绘的，由观察者82在光学元件74中观察到的电磁能量源79的位置 97位于标记3上方并且是第一位置97。第一位置97具有如虚线100所示的与多个伸长槽 11的中心点12的第一对准。当第一位置97的第一对准100与公共纵轴29大致平行时，标 记3对观察者82大致不可观察到。例如参见图1，其中在相对于中心点12的每种情况下， 第一位置97的第一对准100被更清楚地描绘为与公共纵向29大致平行。
[0089] 并非旨在被任何理论限制，基于目前证据可以相信的是诸如标记3的标记在通过 光学元件在具有与中心点第一对准（大致平行于公共纵向）的第一位置处观察电磁能量源 时基本不可观察到，这是因为相比于伸长槽的提供更大反射表面积的伸长侧壁，有更少的 电磁能量从伸长槽的提供更小反射表面积的终端反射。参考图1和图8,伸长的第一侧壁 20和伸长的第二侧壁23大致平行定位且在通过光学元件74观察时相对于与电磁能量源 79的第一位置97的第一对准100并非反向面对。由此，最少的电磁能量从伸长的第一侧壁 20和伸长的第二侧壁23表面反射。此外，多个伸长槽的终端的一半（诸如第一终端26)在 通过光学元件74观察时相对于电磁能量源79的第一位置97的第一对准100反向面对，这 导致归因于终端呈现的较小表面积的更少反射的电磁能量。
[0090] 此外并且并非旨在被任何理论限制，可以相信的是归因于在多个伸长槽的第一终 端26和第二终端27之间更大的间隔（相比于伸长侧壁20和23之间的更小间隔）能够在 第一终端26和第二终端27之间反射最小的入射电磁能量。可以相信在标记被如图1和8 所示并如上所述定位以不可观察到时，在多个伸长槽的终端之间最小的反射电磁能量进一 步减小或降低标记的可观察性。
[0091] 对于某些实施例，能够在观察者和电磁能量源各自处于固定位置时通过使光学元 件围绕中心轴旋转90°而使得标记在可观察到和不可观察到之间转换。光学元件可以在单 个90°弧度之间来回旋转，或者可以持续通过相续的90°弧度。对于某些实施例，标记的 观察强度能够随着光学元件旋转通过在标记大致不可观察到的第一位置和标记大致可观 察到的第二位置之间的90°弧度而变化。出于例示的目的并且参考图1和图2,当光学元件 旋转通过在图1所示的定向（大致不可观察到）到图2所示的定向（大致可观察到）之间 的90°弧度时，标记可观察性的强度对于某些实施例将随着光学元件旋转通过该90°弧 度而逐渐增加，直到其到达图2所示的其中标记可观察性的强度处于最大的第二位置。相 应地，对于某些实施例并且进一步参考图1和图2,当光学元件旋转通过在图2所示的定向 (大致可观察到）到图1所示的定向（大致不可观察到）之间的90°弧度时，标记可观察 性的强度对于某些实施例将随着光学元件旋转通过该90°弧度而逐渐降低，直到其到达图 1所示的其中标记可观察性的强度处于最小的第一位置。
[0092] 本发明的方法可被用于形成采用记号、图案和设计形式的标记。记号的例子包括 但不限于来自一种或多种语言的字母和数字。对于某些实施例，标记可以采用或者可由多 个标记一起定义一维条形码和/或二维条形码。
[0093] 出于非限制性例示的目的并且参考图6,描绘了定义了设计形式的标记5的根据 本发明的多个伸长槽14。多个伸长槽14各自具有与如虚线112描绘的从多个伸长槽14的 中心点109延伸的公共纵向106对准地大致平行的纵轴103。长度和位置可变的多个伸长 槽14根据如前所述的本发明的方法在光学元件的表面（未示出）内形成并且其上具有透 明薄膜（未示出）。图6的标记5被定位为大致可观察到。出于非限制性例示的目的，如果 图7的光学元件74的标记3由图6的标记5代替，则第二位置88具有如虚线94所示的与 多个伸长槽14的中心点109的第二对准。当第二位置88的第二对准94与公共纵轴106 大致垂直时，标记5对观察者82大致可观察到。
[0094] 如前所述，透明薄膜和第一薄膜可以各自是单层薄膜或多层薄膜。透明薄膜和第 一薄膜的每一层可以在各自的情况下从热塑薄膜、交联薄膜及其组合中独立选择。透明薄 膜和第一薄膜的每一层可以在各自的情况下从聚合物片和涂层组合物中独立选择。
[0095] 能被用于形成透明薄膜和/或第一薄膜的一个或多个层的聚合物材料包括但不 限于：聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯和聚己内酰胺。对于某些实施例，一个或多 个聚合物片可以例如通过单向或双向拉伸而是至少部分有序的。
[0096] 针对某些实施例，能被用于形成透明薄膜和/或第一薄膜的一个或多个层的涂层 组合物包括可固化树脂组合物并且可选地包括溶剂。涂层组合物可以采用本领域已知的液 体涂层组合物和粉末涂层组合物。涂层组合物可以是热塑或热固涂层组合物。对于某些实 施例，涂层组合物从可固化或热固涂层组合物中选择。
[0097] 由此可被用于形成透明薄膜和/或第一薄膜的一个或多个层的可固化涂层组合 物的可固化树脂组合物典型地包括：具有官能团的第一反应物（或组合物），例如环氧官能 聚合物反应物；以及具有与第一反应物的官能团反应并能与其形成共价键的官能团的作为 交联剂的第二反应物（或组合物）。可固化树脂组合物的第一和第二反应物可以各自独立 包括一个或多个官能类，并且各自呈现的量足以提供具有物理属性（例如，平滑度、光学透 明度、耐溶剂性和硬度）的期望结合的经固化涂层。
[0098] 可被用于与可固化涂层组合物一起使用的可固化树脂组合物的例子包括但不限 于：包括诸如含有缩水甘油基（甲基）丙烯酸残基的（甲基）丙烯酸聚合物的环氧官能聚 合物以及环氧反应交联剂（例如，含有活性氢，诸如羟基、硫氢基和胺）的可固化树脂组合 物；包括诸如羟基官能聚合物的活性氢官能聚合物和封端（或嵌段）异氰酸酯官能交联剂 的可固化树脂组合物；以及包括诸如羟基官能聚合物的活性氢官能聚合物和三聚氰胺交联 剂的可固化树脂组合物。
[0099] 对于某些实施例，可被用于形成透明薄膜和第一薄膜的一个或多个层的涂层组合 物的可固化树脂组合物是尿烷（或聚氨酯）树脂组合物。用于形成透明薄膜和第一薄膜的 一个或多个层的可固化尿烷树脂组合物典型地包括：诸如羟基官能聚合物的活性氢官能聚 合物；以及封端（或嵌段）异氰酸酯官能交联剂。能够在这类组合物中使用的羟基官能聚 合物包括但不限于本领域已知的羟基官能乙烯基聚合物、羟基官能聚酯、羟基官能聚氨酯 及其混合物。
[0100] 具有羟基官能度的乙烯基聚合物可以通过本领域普通技术人员知晓的自由基聚 合法制备。对于本发明的某些实施例，羟基官能乙烯基聚合物从大部分（甲基）丙烯酸单 体中制备，并且在此被称为"羟基官能（甲基）丙烯酸类聚合物"。
[0101] 在包括封端异氰酸酯官能交联剂的可固化涂层组合物中使用的羟基官能聚酯能 够通过本领域已知方法制备。典型地，二醇和二羧酸或二羧酸的二酯成比例反应，以使得在 同时从反应介质中移除水或乙醇的情况下羟基的摩尔当量大于羧酸基（或羧酸基的酯）的 摩尔当量。
[0102] 羟基官能尿烷能够通过本领域已知方法制备。典型地如本领域技术人员所知，一 个或多个双官能异氰酸酯与具有两个活性羟基（例如，二醇或二硫醇）的一种或多种材料 反应，以使得活性羟基与异氰酸酯基之比大于1。
[0103] "封端（或嵌段）异氰酸酯交联剂"指的是具有能够在例如升高温度的固化条件下 被去封端（或去嵌段）以形成自由异氰酸酯基和自由封端基的具有两个或多个封端异氰酸 酯基的交联剂。通过去封端交联剂形成的自由异氰酸酯基典型地能够与活性氢官能聚合物 的活性氢基反应（例如，与羟基官能聚合物的羟基反应）并与其形成实质上永久的共价键。
[0104] 期望的是一旦从异氰酸去封端（即，在变为自由封端基时），封端异氰酸交联剂的 封端基不会不利地影响该可固化涂层组合物。例如，期望的是该自由封端基既不会变得作 为气泡困在固化薄膜内也不会过度塑化固化薄膜。用于本发明的封端基典型地具有非挥发 性特征，或是能够在其玻璃化之前从形成中的涂层中基本逃离的特征。典型地，该自由封端 基在其玻璃化之前从形成中（例如，固化中）的涂层中基本逃离。
[0105] 封端异氰酸交联剂的封端基的类别能够从包括但不限于如下的组中选出：羟 基官能化合物，例如线性或支化的c 2-c8乙醇、乙二醇二丁醚、苯酚和对羟基甲苯；1H-唑 (azole)，例如1H-1，2, 4-三唑以及1H-2, 5-二甲基吡唑；内酰胺，例如e-己内酰胺以及 2-吡咯烷酮；酮肟，例如2-丙酮肟和2- 丁酮肟。其他合适的封端基包括但不限于吗啉、 3_氨基丙基吗啉和N-羟基酞亚胺。
[0106] 封端异氰酸酯交联剂的异氰酸酯或异氰酸酯的混合物具有两个或更多个异 氰酸酯基（例如，3个或4个异氰酸酯基）。能被用于制备封端异氰酸酯交联剂的合 适异氰酸酯的例子包括但不限于单体二异氰酸酯，例如α，α'-亚二甲苯基二异氰 酸酯，α，α，α'，α'-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯和1-异氰酸基-3-异氰酸基甲 基-3, 5, 5-三甲基环己烷（异佛乐酮二异氰酸酯或IPDI)，以及含有异氰尿酸酯、氨基甲酸 乙酯基、缩二脲或脲基甲酸酯连接体的单体二异氰酸酯的二聚物和三聚物，例如IPDI的三 聚物。
[0107] 封端异氰酸酯交联剂还能够从寡聚封端异氰酸酯官能加合物中选择。在此使用的 "寡聚封端异氰酸酯官能加合物"指的是基本上没有聚合物链延长的材料。寡聚封端聚氨 酯官能加合物能够通过本领域已知的方法从例如含有例如三羟甲基丙烷（ΤΜΡ)的三个或 更多个活性氢基的化合物以及例如1-异氰酸基-3-异氰酸基甲基_3, 5, 5-三甲基环己烷 (iroi)的异氰酸单体分别以1:3的摩尔比制备。在ΤΜΡ和IPDI的情况下，能够通过利用本 领域已知的缺料和/或稀溶液合成技术制备具有平均3个异氰酸官能度的寡聚加合物（例 如，"TMP-3IPDI"）。每个TMP-3IPDI加合物的三个自由异氰酸基随后由例如线性或支化的 c2-c8乙醇的封端基封端。
[0108] 为了催化封端聚氨酯交联剂的异氰酸酯基与羟基官能聚合物的羟基之间的反应， 在可固化光致变色涂层组合物中典型地基于组合物的总树脂固体以〇. 1至5重量百分比呈 现一种或多种催化剂。有用的催化剂的类别包括但不限于金属化合物，尤其是例如辛酸锡 (II)和二月桂酸二锡（IV)的有机锡化合物以及例如二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷的叔胺。
[0109] 包括羟基官能聚合物和封端异氰酸酯官能交联剂的能够被用于形成透明薄膜和 /或第一薄膜的一层或多层的可固化涂层组合物其内基于组合物的总树脂固体重量典型 地具有从55%至95%重量的羟基官能聚合物，例如基于组合物的总树脂固体重量具有从 75%至90%重量的羟基官能聚合物。封端异氰酸官能交联剂典型地在可固化树脂组合物中 以对应于这些范围平衡的量呈现，即5至45,具体是10至25重量百分比。
[0110] 对于能够被用于形成透明薄膜和/或第一薄膜的一层或多层的可固化尿烷树脂 组合物，封端异氰酸酯官能交联剂中的异氰酸酯当量与羟基官能聚合物中羟基当量的当量 比典型地在1:3至3:1的范围内，例如在1:2至2:1的范围内。虽然也可以利用在这一范 围之外的当量比，但是它们通常由于从中获得的固化薄膜的性能缺陷而不那么合意。包括 羟基官能聚合物和封端异氰酸酯官能交联剂的可固化涂层组合物典型地在从10至60分钟 的时间段内以从120°C至190°C的温度固化。
[0111] 能被用于形成透明薄膜和第一薄膜的一个或多个层的涂层组合物能够对于某些 实施例进一步包括溶剂。合适溶剂的例子包括但不限于乙酸酯、醇、酮、二醇、醚、脂族、环脂 族和芳香族化合物。乙酸酯的例子包括但不限于乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸乙二醇。酮的例 子包括但不限于甲基乙基酮和甲基-N-戊基酮。芳香族化合物的例子包括但不限于甲苯、 萘和二甲苯。在一个实施例中，一种或多种溶剂被添加至第一反应物和第二反应物的每一 个中。合适的溶剂掺合物能够包括例如一种或多种乙酸酯、丙醇及其衍生物、一种或多种酮 和/或一种或多种芳香族化合物。如果存在，溶剂基于涂层组合物的总重量（溶剂重量包 括在内）典型地呈现从5至60重量百分比，或从5至40重量百分比，或从10至25重量百 分比。
[0112] 能被用于形成透明薄膜和第一薄膜的一个或多个层的可固化涂层组合物对于某 些实施例可选地包括诸如用于流动和浸湿的蜡的添加剂、例如聚（2-乙基己基）丙烯酸酯 的流量控制剂、用于改性和优化涂层属性的辅助树脂、抗氧化剂和紫外（UV)光吸收剂。有 用的抗氧化剂和光吸收剂的例子包括可以IRGAN0X和TINUVIN商标从Ciba-Geigy购得的 那些。这些可选添加剂在被使用时基于可固化树脂组合物的树脂固体的总重量典型地呈现 达20重量百分比（例如，从0.5至10重量百分比）的量。
[0113] 对于某些实施例，透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层能够 各自独立包括静电染料、光致变色材料、光致变色二向色性材料或是上述两种或更多种的 组合。作为替换或者附加，本发明的光学元件的光学基底能够包括静电染料、光致变色材 料、光致变色二向色性材料或是上述两种或更多种的组合。对于某些实施例中能够在透明 薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中呈现的静电染料、光致变色化合物 和光致变色二向色性化合物的随后描述可以适用于某些实施例中能够作为替换或附加地 存在于本发明光学元件的光学基底内的静电染料、光致变色化合物和光致变色二向色性化 合物。
[0114] 能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中呈现的静电 染料（static dyes)的类别和例子包括但不限于本领域已知的无机静电染料和有机静电染 料。
[0115] 能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中呈现的光致 变色化合物的类别包括但不限于"常规光致变色化合物"。在此使用的术语"常规光致变 色化合物"包括热可逆以及非热可逆（或光可逆）光致变色化合物。一般地，虽然不受此 文的限制，但是当两种或更多种常规光致变色材料彼此组合使用或与光致变色二向色性化 合物组合使用时，各种材料能被选择用于彼此补偿以产生期望的颜色或色调。例如，可以 根据在此公开的某些非限制性实施例使用光致变色化合物的混合物，以实现特定的活化颜 色，诸如近中性灰色或近中性棕色。参见例如其公开通过引用具体结合在此的美国专利 5, 645, 767第12栏第66行至第13栏第19行，其中描述了定义中性灰和棕色的参数。
[0116] 能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中呈现的光致 变色材料或化合物的例子包括但不限于茚并稠合的萘并吡喃、萘并[l，2-b]吡喃、萘并 [2, Ι-b]吡喃、螺芴并[l，2-b]吡喃、菲并吡喃、喹啉并吡喃、荧蒽并吡喃、螺吡喃、苯并噁 嗪、萘并噁嗪、螺（二氢吲哚啉）萘并噁嗪、螺（二氢吲哚啉）吡啶并苯并噁嗪、螺（二氢吲 哚啉）荧蒽并噁嗪、螺（二氢吲哚啉）喹喔嗪、俘精酸酐、俘精酸酰胺、二芳乙烯、二芳基烷 基乙烯、二芳基烯基乙烯、热可逆光致变色化合物、非热可逆光致变色化合物、及其混合物。
[0117] 能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中呈现的光致 变色化合物的进一步的例子在某些实施例中能够从某种茚并凑合的萘并吡喃化合物中选 出，诸如其公开通过引用具体结合在此的美国专利No. 6, 296, 785第3栏第66行至第10栏 第51行中描述的那样。
[0118] 对于某些实施例，能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个 层中呈现的光致变色化合物能够从具有与茚并稠合的萘并吡喃的11位结合的η共轭延 伸基团的一种或多种茚并稠合的萘并吡喃化合物中选出。具有与茚并稠合的萘并吡喃的 11位结合的η共轭延伸的茚并稠合的萘并吡喃的来自包括但不限于在美国专利申请公开 No. US2011/0049445A1第30至第80段公开的那些。
[0119] 在某些实施例中能够在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个 层中呈现的光致变色化合物能够共价结合至所在薄膜的所在层的基质，诸如有机基质。对 于某些实施例，光致变色化合物能够包括一种或多种反应基，诸如一种或多种可聚合基。 对于某些实施例，光致变色化合物能够从各自具有能够与另一个官能基形成共价键的至 少一个官能基的2H-萘并[1，2-b]吡喃、3H-萘并[2, Ι-b]吡喃和/或茚并[2, Ι-f]萘并 [1，2-b]吡喃中选出，所述至少一个官能基诸如至少一个可聚合基，诸如由可聚合基终端封 端的（或终止的）每取代基1至50个烷氧基单位的至少一个聚烷氧基化的取代基。这类 光致变色化合物的例子包括但不限于其公开通过引用结合在此的美国专利No. 6, 113, 814 第2栏第52行至第8栏第40行中描述的那些。
[0120] 能够被包括在透明薄膜的一个或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中的光 致变色二向色性材料和化合物包括本领域已知的光致变色二向色性材料和化合物。光致变 色二向色性化合物典型地具有光致变色基（P)以及与其共价结合的至少一个延长剂或基 (L)。光致变色二向色性化合物的光致变色基可以从本文在前关于光致变色化合物描述那 些类别和例子中选择，诸如但不限于吡喃、噁嗪和俘精酸酐。能够被包括在透明薄膜的一个 或多个层和/或第一薄膜的一个或多个层中的光致变色二向色性化合物的例子包括但不 限于其公开通过引用结合在此的美国专利No. 7, 256, 921B2第19栏第3行至第22栏第46 行中描述的那些。延长基（L)和光致变色基（P)的例子包括但不限于其公开通过引用结合 在此的美国专利No. 7, 256, 921B2第22栏第47行至第35栏第27行中描述的那些。
[0121] 光致变色二向色性层可以包括本领域已知的添加剂，包括但不限于静电染料、对 准促进剂、运动增强添加剂、光敏引发剂、热引发剂、阻聚剂、溶剂、光稳定剂（诸如但不限 于紫外光吸收剂和光稳定剂，诸如受阻胺光稳定剂（HALS))、热稳定剂、脱模剂、流变控制 齐U、均化剂（诸如但不限于表面活性剂）、自由基清除剂和粘合促进剂（诸如己二醇双丙 烯酸脂和偶联剂）。这类添加物的非限制性例子在其公开通过引用结合在此的美国专利 No. 7, 256, 921B2第14栏第39行至第16栏第7行中有所公开。
[0122] 光致变色和光致变色二向色性化合物能够根据本领域已知方法引入特定薄膜、层 或光学基底中。这类本领域已知方法包括但不限于将光致变色和/或光致变色二向色性化 合物包含到制备特定薄膜、层或光学基底的组合物中。
[0123] 光致变色化合物和/或光致变色二向色性化合物能够以使得本发明的光学元件 呈现出期望光学属性的量（或比例）呈现在透明和/或第一薄膜的一个或多个层和/或光 学基底中。出于非限制性例示的目的，光致变色化合物和/或光致变色二向色性化合物的 量和类型能够被选择为使得光学元件在该光致变色化合物和/或光致变色二向色性化合 物处于闭合形式（例如，处于漂白或非激发状态）时透明或无色并且能够在该光致变色化 合物和/或光致变色二向色性化合物处于打开形式（例如，当由光化学辐射激发）时呈现 出期望的所得颜色。所利用的光致变色化合物和/或光致变色二向色性化合物的确切量并 不是关键的，假设足够的量被用于产生期望效果。使用的光致变色化合物和/或光致变色 二向色性化合物的具体量可以取决于各种因素，诸如但不限于该光致变色化合物和/或光 致变色二向色性化合物的吸收特性、期望激发后的颜色和颜色强度、以及用于将该光致变 色化合物和/或光致变色二向色性化合物包含到特定层的方法。虽然并不受本文的限制， 但是根据在此公开的各种非限制性实施例，被包含到光学元件一个层的光致变色化合物和 /或光致变色二向色性化合物的量基于该层的重量能够在从0. 01至40重量百分比、或从 0. 05至15重量百分比、或从0. 1至5重量百分比的范围内变化。关于作为替换或者附加并 入本发明光学元件的光学基底的光致变色化合物和/或光致变色二向色性化合物量，可以 应用以上相同的量和范围。
[0124] 当本发明光学元件的一个或多个层包括光致变色二向色性化合物时，在某些实施 例中可以可选地呈现对准层。对准层在此可被称为定向装置。光致变色二向色性层的光致 变色二向色性化合物能够通过与对准层的反应而被至少部分对准，其中所述对准层根据某 些实施例可以是位于下面的对准层。
[0125] 在此使用的术语"对准层"指的是能够促进直接或间接暴露于其至少一部分的一 个或多个其他结构的定位的层。在此使用的术语"定序"指的是达到合适的布置或位置，诸 如与其他结构或材料对准，或是通过某些其他的力或效应。于是，在此使用的术语"定序"涵 盖诸如通过与其他结构或材料对准来定序材料的接触法以及诸如通过暴露于外力或效应 来定序材料的非接触法。该术语定序还涵盖接触和非接触法的组合。与能够同包括光致变 色二向色性化合物的层一起结合使用的对准层和定向装置有关的例子和方法包括本领域 技术人员知晓的那些，诸如在其公开通过引用结合在此的美国专利No. 7, 256, 921B2第66 栏第61行至第78栏第3行中公开的那些。
[0126] 由本发明的方法制备并根据本发明的光学元件除了透明薄膜和第一薄膜之外还 能够可选地包括一个或多个薄膜。这些附加薄膜的例子包括但不限于：底部涂层和薄膜 (典型地位于第一薄膜之下，如果存在的话）；保护性涂层和薄膜（典型地施加在透明薄 膜之上），包括过渡涂层和薄膜以及耐刮擦涂层和薄膜；抗反射涂层和薄膜；极化涂层和薄 膜；及其组合。在此使用的术语"保护性涂层或薄膜"指的是能够防止磨损或刮擦，提供从 一个涂层或薄膜到另一个涂层或薄膜的过渡属性，避免聚合反应化学物效应和/或由诸如 湿、热、紫外光、氧气等的环境条件引起的劣化的涂层或薄膜。
[0127] 在此使用的术语"过渡涂层或薄膜"指的是有助于在两个涂层或薄膜或涂层和薄 膜之间创建属性梯度的涂层或薄膜。例如，虽然不受本文的限制，过渡涂层能够有助于在相 对较硬的涂层和相对较软的涂层之间创建硬度梯度。过渡涂层的非限制性例子包括如在通 过引用具体结合在此的美国专利申请公开2003/0165686在第79-173段描述的辐射固化的 基于丙烯酸的薄膜。
[0128] 在此使用的术语"耐刮擦涂层和薄膜"指的是显示出大于标准参考材料的耐刮擦 性的保护性聚合物材料，例如由可从PPG Industries购得的CR-39单体制成的聚合物， 如在与用于使用往复式砂带研磨法测试透明塑料和涂层的耐刮擦性的ASTM F-735标准测 试法可比较的方法中测试的那样。耐刮擦涂层的非限制性例子例如包括含有有机硅烷、有 机硅氧烷的耐刮擦涂层、基于诸如二氧化硅、二氧化钛和/或氧化锆的无机材料的耐刮擦 涂层、紫外光可固化类型的有机耐刮擦涂层、阻氧涂层、UV屏蔽涂层及其组合。商用硬涂层 产品的非限制性例子包括分别可从SDC Coatings, Inc.和PPG Industries, Inc.购得的 SILVUE? 124 和 HI-GARDi)涂层。
[0129] 耐刮擦涂层或薄膜（或硬涂覆层）在某些实施例中能够从本领域已知的硬涂 覆材料中选择，诸如有机硅烷耐刮擦涂层。通常被称为硬涂覆或基于硅酮的硬涂层的有 机娃烧耐刮擦涂层是本领域内周知的，并且可以从诸如诸如SDC Coatings, Inc.和PPG Industries, Inc.的多个生产商购得。对其公开通过引用结合在此并且其公开描述了有机 硅烷硬涂层的美国专利No. 4, 756, 973的第5列第1-45行以及美国专利No. 5, 462, 806第1 列第58行至第2列第8行以及第3列第52行至第5列第50行做出参考。还对其公开通过 引用结合在此并公开了有机硅烷硬涂层的美国专利No. 4, 731，264、5, 134, 191、5, 231，156 以及国际专利公开W094/20581做出参考。硬涂覆层可以通过诸如但不限于滚涂、喷涂、淋 涂和旋涂的本领域已知涂覆方法来施加。
[0130] 抗反射涂层和薄膜的非限制性例子包括能够例如通过真空沉积、溅射等沉积在本 文公开的制品上（或是被应用于所述制品的薄膜上）的金属氧化物、金属氟化物或其他这 类材料的单层、多层或薄膜。常规光致变色涂层和薄膜的非限制性例子包括但不限于包括 常规光致变色材料的涂层和薄膜。极化涂层和薄膜的非限制性例子包括但不限于包括本领 域内已知的二向色性化合物的涂层和薄膜。
[0131] 对于某些实施例，本发明的光学兀件包括光学基底，并且所述光学基底包括无机 材料、有机聚合物材料及其组合。
[0132] 适于用来形成本发明的光学元件的光学基底的无机材料的非限制性例子包括玻 璃（诸如基于氧化硅的玻璃）、矿物、陶瓷和金属。例如，在一个非限制性实施例中，光学基 底能够包括玻璃。在其他一些非限制性实施例中，光学基底可以具有反射表面，例如抛光的 陶瓷基底、金属基底或矿物基底。在其他一些非限制性实施例中，反射性涂层或层能够被沉 积或以其他方式施加至无机或有机基底的表面以使其反射或增强其反射性。
[0133] 能够用于形成本发明光学元件的光学基底的有机材料的非限制性例子包括聚合 物材料，例如从美国专利5, 962, 617和美国专利5, 658, 501从第15栏第28行至第16栏 第17行公开的单体和单体混合物中制备的均聚物和共聚物，其中这些美国专利的公开通 过引用具体结合在此。例如，这些聚合物材料可以是热塑或热固性聚合物材料，可以是透 明或光学透明的，并且可以具有所要求的任何折射率。这类公开的单体和聚合物的非限 制性例子包括：多元醇（碳酸烯丙酯）单体，例如碳酸烯丙基二甘醇酯，诸如其单体由PPG Industries, Inc.在CR-39商标下销售的二乙二醇双（碳酸烯丙酯）；例如通过聚氨酯预聚 物和二胺固化剂的反应制备的聚脲-聚氨酯（聚脲-氨酯）聚合物，一种这类聚合物的组合 物由PPG Industries，Inc.在TRIVEX商标下销售；多元醇（甲基）丙烯酰封端的碳酸酯单 体；二乙二醇二甲基丙烯酸单体；乙氧基化的苯酚甲基丙烯酸单体；二异丙烯基苯单体；乙 氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸单体；乙二醇双甲基丙烯酸单体；聚（乙二醇）双甲基丙 烯酸单体；尿烷丙烯酸单体；聚（乙氧基化的双酚A二甲基丙烯酸）；聚（醋酸乙烯酯）；聚 (乙烯醇）；聚（氯乙烯）；聚（二氯乙烯）；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫代氨酯；热塑聚碳 酸酯，诸如从双酚A和碳酰氯衍生的碳酸酯连接树脂，一种这类材料在LEXAN商标下销售； 聚酯，诸如在MYLAR商标下销售的材料；聚（乙烯对苯二甲酸酯）；聚乙烯丁缩醛；聚（甲基 丙烯酸甲酯），诸如在PLEXIGLAS商标下销售的材料，以及通过将多官能异氰酸酯与聚硫醇 或聚环硫化物单体反应制备的聚合物，所述单体可以是均聚或是共聚和/或三聚化的聚硫 醇、聚异氰酸酯、聚异硫氰酸酯和可选地烯式不饱和单体或齒化的含芳香族的乙烯基单体。 同样考虑到的是这些单体的共聚物以及描述的聚合物和共聚物与其他聚合物的掺合物，例 如用来形成嵌段共聚物或互穿网络产品。
[0134] 光学基底对于某些实施例可以是眼用基底。适用于形成眼用基底的有机材料的非 限制性例子包括但不限于可用作眼用基底的本领域已知聚合物，诸如被用来制备针对诸如 眼用透镜的光学应用的光学透明铸件的有机光学树脂。
[0135] 根据本发明进一步的实施例，本发明的光学元件能够从眼用制品或元件、显示制 品或元件、窗口、反射镜、有源液晶单元制品或元件、和无源液晶单元制品或元件中选出。
[0136] 眼用制品或元件的例子包括但不限于矫正和非矫正透镜，包括单视觉或多视觉透 镜，后者可以是分段或非分段多视觉透镜（诸如但不限于双焦透镜、三焦透镜和渐变式透 镜），以及可被用于矫正、保护或增强（装饰性或以其他方式）视力的其他元件，包括但不限 于接触透镜、眼内透镜、放大透镜和保护性透镜或遮阳镜。
[0137] 显示制品、元件和设备的例子包括但不限于屏幕、监视器和安全元件，后者包括但 不限于安全标记和验证标记。
[0138] 窗口的例子包括但不限于汽车和飞机透明部件、滤光片、窗板和光学开关。
[0139] 对于某些实施例，光学元件可以是安全元件。安全元件的例子包括但不限于与基 底的至少一部分相连的安全标记和验证标记，诸如：访问卡和通行证，例如票、徽章、标识或 会员卡、借记卡等；可流通证券和不可流通证券，例如汇票、支票、票据、存款证书、股票等； 官方文件，例如现金、许可证、标识卡、福利卡、签证、护照、官方证书、契约等；消费商品，例 如软件、致密盘（"CD")、数字视频盘（"DVD")、电器、消费电子品、运动商品、汽车等；信用 卡；以及商品标签、标记和包装。
[0140] 对于进一步的实施例，安全元件能够与从透明基底和反射性基底中选出的基底的 至少一部分相连。可替换地，根据其中要求反射性基底的进一步的实施例，如果基底不是反 射性的或是对于指定应用反射性不足，则能够在向基底施加安全标记之前首先向基底的至 少一部分应用反射性材料。例如，可以在基底上形成安全元件之前向基底的至少一部分应 用反射性铝涂层。作为附加或者替换，安全元件能够与从未着色基底、着色基底、光致变色 基底、着色光致变色基底、线性极化、圆形极化基底和椭圆极化基底中选出的基底的至少一 部分相连。
[0141] 进一步地，根据前述实施例的安全元件可以进一步包括一种或多种其他涂层或薄 膜或片，以形成具有视角依赖特性的多层反射性安全元件，诸如美国专利6, 641，874中描 述的。
[0142] 本发明还涉及如上所述包括由多个平行和共同对准的伸长槽定义的至少一个标 记和位于上述多个伸长槽的至少一部分之上的透明薄膜的光学元件。该光学元件如同在此 关于形成光学元件的方法和附图描述的那样。
[0143] 已经参考了本发明具体实施例的特定细节描述了本发明。这些细节并不旨在限制 本发明的范围，并且本发明的范围由所附权利要求涵盖。
【权利要求】
1. 一种生产具有标记的光学兀件的方法，包括： (a) 使用激光辐射来照射所述光学元件的表面的至少一部分，从而在所述表面的所述 部分内形成多个伸长槽， 其中， 每个伸长槽具有纵轴， 每个伸长槽与相邻伸长槽大致平行， 每个伸长槽的纵轴与从所述多个伸长槽的中心点延伸的公共纵向基本平行地对准，以 及 所述多个伸长槽一起定义所述标记；以及 (b) 至少在所述表面的所述部分和所述多个伸长槽之上形成透明薄膜， 其中， 所述标记在通过所述光学元件在具有与所述中心点的第一对准的第一位置处观察电 磁能量源时大致不可观察到，所述第一对准大致平行于所述公共纵向，以及 所述标记在通过所述光学元件在具有与所述中心点的第二对准的第二位置处观察所 述电磁能量源时大致可观察到，所述第二对准大致正交于所述公共纵向。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述激光辐射具有100微米到400微米的波长。
3. 如权利要求1所述的方法，其中每个伸长槽独立地具有0. 1微米至2微米的深度以 及10微米至60微米的宽度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中每对伸长槽间独立地具有2微米至180微米的间隔 距离。
5. 如权利要求1所述的方法，其中每个伸长槽具有第一终端和第二终端，并且对于至 少一个伸长槽，所述第一终端和所述第二终端各自独立地由弧形壁定义。
6. 如权利要求1所述的方法，其中每个伸长槽是大致直线的伸长槽。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述多个伸长槽实质上没有两个或更多个相交的伸 长槽。
8. 权利要求1所述的方法，其中每个伸长槽不会与其自身相交。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述多个伸长槽位于公共平面内。
10. 如权利要求1所述的方法，其中所述电磁能量源是可见光源。
11. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件的所述表面的所述部分从所述光学 元件的前表面、所述光学元件的侧表面和所述光学元件的后表面中的至少一个中选出。
12. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件包括具有外部表面的光学基底，所述 光学基底的外部表面定义了所述光学元件的所述表面的形成所述多个伸长槽的所述部分。
13. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件包括具有外部表面的光学基底以及 具有外表面的第一薄膜，所述第一薄膜位于所述光学基底的所述外部表面的至少一部分之 上，所述第一薄膜的所述外表面定义了所述光学元件的所述表面的形成所述多个伸长槽的 所述部分。
14. 如权利要求1所述的方法，其中所述透明薄膜从热塑透明薄膜、交联透明薄膜及其 组合中选出。
15. 如权利要求1所述的方法，其中所述透明薄膜由透明涂层组合物形成。
16. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件的所述表面的所述部分具有第一折 射率，所述透明薄膜具有第二折射率，并且所述第一折射率和所述第二折射率之差的绝对 值为0.01至1.2。
17. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件包括光学基底，所述光学基底包括无 机材料、有机聚合物材料及其组合。
18. 如权利要求1所述的方法，其中所述光学元件选自眼用元件、显示元件、窗口、反射 镜、有源液晶单元元件和无源液晶单元元件。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述光学元件选自眼用元件，并且所述眼用元件 选自矫正透镜、非矫正透镜、接触透镜、眼内透镜、放大透镜、保护性透镜和遮阳镜。
20. 如权利要求18所述的方法，其中所述光学元件选自显示元件，并且所述显示元件 选自屏幕、监视器和安全元件。
21. 如权利要求1所述的方法，其中所述透明薄膜选自单层透明薄膜和多层透明薄膜， 并且所述透明薄膜的至少一层包括静电染料、光致变色化合物和光致变色二向色性化合物 中的至少一种。
22. -种光学兀件，包括： (a) 位于所述光学元件的表面上的标记，其中所述光学元件的所述表面的至少一部分 包括多个伸长槽， 其中， 每个伸长槽具有纵轴， 每个伸长槽与相邻伸长槽大致平行， 每个伸长槽的纵轴与从所述多个伸长槽的中心点延伸的公共纵向基本平行地对准，以 及 所述多个伸长槽一起定义所述标记；以及 (b) 至少位于所述表面的所述部分和所述多个伸长槽之上的透明薄膜， 进一步地其中， 所述标记在通过所述光学元件在具有与所述中心点的第一对准的第一位置处观察电 磁能量源时大致不可观察到，所述第一对准大致平行于所述公共纵向，以及 所述标记在通过所述光学元件在具有与所述中心点的第二对准的第二位置处观察电 磁能量源时大致可观察到，所述第二对准大致正交于所述公共纵向。
【文档编号】G02C7/02GK104067161SQ201380006309
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2012年1月23日
【发明者】W·D·卡彭特 申请人:光学转变公司