專利名稱：形成模具嵌入物和模具的光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作包括(但不限于)眼科透鏡等物品的方法和器具。具體說，本發(fā)明提供用光刻來形成在制作物件中有用的模具嵌入物和模具的方法和裝置。
背景技術(shù)：
大家都很熟悉采用眼科透鏡(包括眼鏡用透鏡，隱形眼鏡，眼內(nèi)透鏡等)來矯正屈光不正。采用鑄造或模制法生產(chǎn)透鏡需要利用模具來將所要求的矯正特性賦于透鏡表面。另外，制作過程可能還需要生產(chǎn)模具嵌入物。例如，在制作隱形眼鏡時要制備金屬嵌入物，然后將它用于透鏡模具的生產(chǎn)中。
對應(yīng)于各種透鏡所需的球形、老化(add)、柱形度數(shù)(power)以及它們的組合，通常需要大量的模具和模具嵌入物庫存。模具和模具嵌入物庫存的生產(chǎn)和維護成本很高。另外，已知的生產(chǎn)和使用模具和模具嵌入物的過程在生產(chǎn)為特殊配戴者定做的透鏡時例如為特定配戴者的角膜形狀定做隱形眼鏡時的效率和性能價格比都不高。
美國專利NO.6,086,204中介紹了一種試圖不需大量庫存模具的生產(chǎn)透鏡的方法。此專利采用單獨使用或者與金屬表面結(jié)合使用機械指狀物的定制的加熱模具將所要求的矯正特性賦于透鏡坯件。這種方法的缺點在于它不適合于生產(chǎn)某些眼科透鏡，如軟隱形眼鏡，因為軟隱形眼鏡材料是不能加熱變形的熱固化性材料。這種方法的另一個缺點是，利用加熱模具來模制透鏡材料，要求透鏡坯件的光軸完全與模具的光軸對準，這給透鏡的生產(chǎn)帶來很大的困難。最后，由于這種方法是一種熱模制過程，故在價格性能比上不是最好的。因此需要有一種用模具生產(chǎn)透鏡的方法，它能減少透鏡的庫存，還能克服這些缺陷中的一些或者全部。


圖1是利用照明裝置和灰度掩模在襯底坯件上顯影光刻膠或涂層的示意圖。
圖2A顯示一個平頂坯件。
圖2B是上面淀積了光刻膠涂層的平頂坯件。
圖3A是一個曲面坯件。
圖3B是上面淀積了光刻膠或涂層的曲面坯件。
圖4A是在其曲面上有已顯影的光刻膠或涂層的曲面坯件。
圖4B是除去未顯影的光刻膠或涂層后留下的帶有要求的曲面的圖4A的裝置。
圖5A在其曲面上帶已顯影光刻膠或涂層，而且未顯影光刻膠或涂層已被除去的曲面坯件。
圖5B示出了圖5A的裝置，其中已顯影光刻膠或涂層經(jīng)過刻蝕而在坯件或襯底上產(chǎn)生帶任選涂層的所需表面。
本發(fā)明及其優(yōu)選實施例的說明本發(fā)明提供一種用于制作用來生產(chǎn)眼科透鏡等物件的模具和模具嵌入物的光刻方法。在透鏡的制作中，本發(fā)明可以生產(chǎn)全部慣用范圍內(nèi)的透鏡，而同時減少所需的模具和模具嵌入物庫存量。本發(fā)明的方法可用于提供定做的透鏡的方法中。
本發(fā)明可應(yīng)用于模制和成型不同尺寸的(包括(但不限于))透鏡等各種物件。只是為了便于說明，這里以眼科透鏡作為例子。
在一個實施例中，本發(fā)明提供一個用于包括，基本包含和包含襯底的模制應(yīng)用中的曲面，其中襯底對于照射源是基本透明的，而且所述襯底有一個具有曲面的涂層，該曲面被用作模具表面，并且通過下述步驟形成a)在襯底第一表面上淀積一種經(jīng)照射后可固化的淀積物，b)此淀積物通過穿過與第一表面相對的襯底第二表面的照射而選擇性地顯影，此照射進入淀積物而產(chǎn)生已顯影的淀積物和未顯影的淀積物，這個曲面是遠離襯底表面的已顯影淀積物的表面。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供一個用于包括，基本包含和包含襯底的模制應(yīng)用中的曲面，其中襯底對于照射源是基本透明的，而且具有曲表面，該曲面被用作模具表面，并且通過下述步驟形成a)在襯底第一表面上淀積一種經(jīng)照射后可固化的淀積物，b)此淀積物是通過穿過與第一表面相對的襯底第二表面的照射而選擇性地顯影，此照射進入淀積物而產(chǎn)生已顯影的淀積物和未顯影的淀積物，此已顯影淀積物形成所需的曲面，c)此已顯影淀積物經(jīng)刻蝕而在襯底內(nèi)形成所須曲面的一個鏡象或復(fù)制品，以產(chǎn)生曲面的襯底。
還有一個實施例中，本發(fā)明提供的方法包括，基本包含，和包含a)將一種經(jīng)照射后可固化的材料淀積到透鏡模具坯件或透鏡模具嵌入物坯件的至少一個表面上；b)在適宜于形成光學(xué)品質(zhì)模制表面的條件下使經(jīng)照射后可固化的材料固化，該光學(xué)品質(zhì)模制表面在經(jīng)照射后可固化的材料的至少一個表面上具有特定的光學(xué)特性。
對于本發(fā)明來說，術(shù)語“固化”和“顯影”可以互換使用。所謂“經(jīng)照射后可固化的材料”是指可以用光、電子束、伽馬射線、熱、無線電波、微波等固化的光刻膠或涂層。
對于本發(fā)明的一些例子而言，“眼科透鏡”是指眼鏡用透鏡、隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡等?！肮鈱W(xué)品質(zhì)”是指表面足夠光滑，使得由透鏡形成材料或透鏡模具形成材料經(jīng)聚合而形成的與模制表面接觸的表面在光學(xué)上是可以接受的。優(yōu)選地，“光學(xué)品質(zhì)”意味著表面的均方根(RMS)粗糙度小于約100nm，最好是小于約20nm。
“透鏡模具坯件”是指可用來形成模具的坯件，利用此模具可以模制透鏡。更具體地說，在本發(fā)明的過程中，將經(jīng)照射后可固化的材料淀積到一個透鏡模具坯件表面上并經(jīng)固化在該坯件上形成一個表面，該表面可用來模制一個透鏡表面。類似地，“透鏡模具嵌入物坯件”是指可用來形成透鏡模具嵌入物的坯件，用此模具嵌入物可以形成透鏡模具。所謂“光學(xué)特性”是指一個或數(shù)個球面、非球面、復(fù)曲面或柱面曲率，用來矯正三級或更高級象差的曲率等，以及它們的組合。
按照本發(fā)明，用于模具內(nèi)的曲面可以利用光源或電子束源來顯影或固化坯件上的經(jīng)照射后可固化的材料而形成。在本發(fā)明的方法的一個實施例中，將一種經(jīng)照射后可固化的材料淀積在一個襯底(這里也叫做坯件)上，并通過光穿過灰度掩模和坯件的照明而固化。涂層未固化部分被除掉，而留下來的已顯影部分用作所要求的表面。在另一個可能的實施例中，已顯影材料經(jīng)過刻蝕產(chǎn)生一個實際的刻蝕坯件而形成所要求的表面。兩種方法都產(chǎn)生可以用額外涂層覆蓋的表面。
圖1大概顯示顯影坯件中的材料的方法。坯件110和經(jīng)照射后可固化的材料120裝在一個固定裝置上，該固定裝置設(shè)定襯底相對于灰度掩模130的位置。此固定裝置最好能把位置控制到至少約10μm，而且可以是任何適當(dāng)?shù)墓潭ㄑb置，如精密X-Y工件臺等。在使用負光刻膠等方法的情況下，該材料被從照明源140來的照明光(如紫外光等)150穿過灰度掩模130及坯件110而曝光。照明光穿過坯件110進入材料120將材料190顯影，顯影取決于灰度掩模130決定的穿透深度170。典型的情況是，照到灰度掩模上的紫外光強度約為1mW至5mW，曝光時間大約是0.5至30秒。顯影或固化時間與所用的經(jīng)照射后可固化的材料和照射的強度有關(guān)。
固化后產(chǎn)生一種具有所需形狀的表面160的、已顯影的經(jīng)照射后可固化的材料190。曝光后將未固化的材料180除掉。為此可采用任何方便的方法，如把未固化材料旋轉(zhuǎn)甩掉?？梢圆捎玫娜绫?、乙醇、四甲基氫氧化銨或二氧甲烷等，但這不是優(yōu)選的。
較好的方法是在氮氣中將未固化材料分三個周期旋轉(zhuǎn)甩出，一個在約200-400rpm下旋轉(zhuǎn)30秒；一個在700rpm下旋轉(zhuǎn)約30秒；第三個周期在約2000rpm下旋轉(zhuǎn)120秒左右。在最后一次旋轉(zhuǎn)中，例如采用強度為16mW/cm2的365nm的光以大約0.5周期/秒的開關(guān)速度曝光而使表面55固化。即使在未固化材料除掉后仍有一個薄層留著。在旋轉(zhuǎn)過程的第三個周期中，這一剩余薄層是在模具仍然運動的情況下固化，因而此層在動態(tài)力起作用的情況下被聚合化。
如上所述，本發(fā)明方法的第一個步驟是將經(jīng)照射后可固化的材料淀積在透鏡模具或透鏡模具嵌入物坯件上。此坯件最好對150-500nm左右的光是透明的。工業(yè)上制造坯件的方法大家都很熟悉。例如，聚合物坯件可用模制、鑄造等方法形成，而金屬坯件可用金剛石尖端車削而成，玻璃坯件可用磨削或拋光形成。坯件可用通常用于半導(dǎo)體或眼科產(chǎn)業(yè)中的任何材料制成。合適的材料包括(但不限于)聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯、聚醚亞胺、尼龍、聚氯乙烯、環(huán)烯烴、黃銅、鍍鎳黃銅、不銹鋼、鍍鎳不銹鋼、鋁等。
圖2和3表示可用于本發(fā)明的方法的兩類坯件。圖2A為具有平面210和底座220的平頂坯件200。圖2B為帶淀積物的平頂坯件230。在平面210上淀積了經(jīng)照射后可固化的材料240。圖3A是具有曲面310的曲面坯件300，曲面上淀積了經(jīng)照射后可固化的材料340(見圖3B)。使用輻照源或照明源通過照射把淀積物240和340顯影成所要求的形狀。
用于本發(fā)明的經(jīng)照射后可固化的材料最好是可與形成透鏡或透鏡模具的材料相匹配的。決定經(jīng)照射后可固化的材料是否相匹配的因素包括(但不限于)，它是否與形成透鏡或透鏡表面的材料相粘接或者起化學(xué)反應(yīng)。另外，如果由模具或模具嵌入物形成的透鏡或透鏡模具是用紫外光或可見光來固化，則經(jīng)照射后可固化的材料最好是對適當(dāng)波長的光透明的。在透鏡模具嵌入物由經(jīng)照射后可固化的材料和模具嵌入物坯件制成的實施例中，已固化的經(jīng)照射后可固化的材料最好具有至少70左右的蕭氏硬度(Shore D)。此外，在將材料淀積在透鏡模具坯件的實施例中，固化或未固化的經(jīng)照射后可固化的材料必須適合于淀積成10-500μm左右的一層。經(jīng)照射后可固化的材料的另一些希望有的特性取決于它是否用來形成透鏡模具或透鏡模具坯件。不過一般而言，未固化或未顯影的經(jīng)照射后可固化的材料最好在25℃下具有小于約500cps的粘滯度，小于20％的固化收縮率，大于750psi左右的固化張力強度，和按體積小于約1％的固化吸收率。合適的商用材料包括(但不限于)聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)脂肪族環(huán)氧樹脂、聚氨酯低聚物、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、聚降冰片烯環(huán)氧樹脂等，以及它們的組合。
經(jīng)照射后可固化的材料可以用任何方便的方法淀積，只要該方法保證整個坯件表面都被覆蓋著，而且在坯件和該材料的界面上沒有空隙。適當(dāng)?shù)牡矸e方法取決于所用的是正光刻膠類還是負光刻膠類方法?！柏摴饪棠z類方法”表示淀積過量的材料，其中一部分被固化，而未固化材料被除掉?！罢饪棠z類方法”表示淀積形成所需表面的材料量并固化。如采用負光刻膠類方法，則淀積材料時無需控制厚度，只要在襯底和該材料之間能基本連續(xù)接觸即可。在采用負光刻膠類方法來生產(chǎn)隱形眼鏡模具或模具嵌入物的情況下，典型地淀積約50mg至約1g的材料。若采用正光刻膠類方法，則將經(jīng)照射后可固化的材料分配到表面上時應(yīng)使厚度控制在要求的參數(shù)以內(nèi)。在此情況下，淀積通常是用旋涂機進行。
在顯影步驟b)中，經(jīng)照射后可固化的材料用任何適當(dāng)?shù)姆椒ü袒?，包括熱、光、或其它輻射固化，以及它們的組合。最好是采用由熔融燈、金屬鹵素?zé)簟⒒」鉄舻劝l(fā)出的約100至約800nm的光。固化可以在任何適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和時間條件下進行。最好采用約150至約500nm范圍的光在室溫和大氣壓力下，而且在氮氣保護層下進行0.1秒至30分鐘左右的固化。完成固化的具體時間根據(jù)所選的材料和材料的厚度以及是否采用熱、光、或其它而定。
圖4A表示步驟400，其中曲面坯件410的曲面覆蓋著一種已顯影的經(jīng)照射后可固化的材料430和一種未顯影涂層420。涂層的顯影按圖1所述的方法進行。圖4B表示步驟440，其中未固化涂層420已被除掉，在剩下的已顯影涂層430上涂覆一種任選的涂層450。在對固化輻照透明的坯件410的曲面上淀積經(jīng)照射后可固化的材料。例如，坯件或模具坯件410可以是對UV光透明的。然后讓UV光源發(fā)出的光穿過灰度掩模使材料固化?；叶妊谀Ｓ脕砜刂普赵诓牧仙系腢V光的強度。把所要求的表面輪廓作為一個數(shù)據(jù)或參考表面，根據(jù)它來設(shè)定UV光透射進經(jīng)照射后可固化的材料的深度。通過設(shè)定透射深度可將所要求的光學(xué)特性賦予材料的表面。作為灰度掩模的一種替代，可以使用電子灰度掩模，例如液晶顯示(LCD)單元陣列或相當(dāng)?shù)目臻g光調(diào)制器。
利用灰度掩模來固化的詳情如下。使用灰度掩模的目的是調(diào)制照在經(jīng)照射后可固化的材料上的光在將要形成的表面上每一點的強度。對光強度的調(diào)節(jié)程度將取決于在表面上每一點所需的穿透深度。
對材料進行標定以提供材料固化深度與灰度級或經(jīng)照射后可固化的材料上固化輻照的入射強度之間的關(guān)系曲線。在進行材料標定時，光刻膠已被曝光且未固化的光刻膠已被去掉。得到的表面形狀可用任意方便的方法(例如利用VEECOTM白光干涉儀)測量，以確定已固化光刻膠上每一點的穿透深度。由于每一點對應(yīng)于灰度掩模上的一點，這就產(chǎn)生了一條校準曲線。重復(fù)此步驟可得到一條估計穿透深度偏離的曲線。
本專業(yè)技術(shù)人員明白，采用灰度掩模只是調(diào)制光強度的一種方式。此外還可以采用適配鏡產(chǎn)生一個波前(波前強度是橫過它的表面而調(diào)制的)，利用一束光纖產(chǎn)生一個空間調(diào)制的光強度，以及利用一個離散的鏡陣列使得光偏轉(zhuǎn)來進行調(diào)制。
灰度掩模可以用任意方便的方法制成。例如(但不限于)，可通過將不同灰度梯度級用一個分辯率約為600或更高的印刷機印在一個透明物體上而形成灰度掩模?；蛘撸刹捎靡粋€LCD陣列(其中每個LCD單元的透光率可通過在該單元上加一個電壓來控制)來形成電子灰度掩模。還有一種方法是按大家熟知的方法進行電子束直寫而形成掩模。通過讓掩模以小幅度在隨機方向振動可以優(yōu)化印刷灰度掩模的性能?；蛘撸梢允固幵谘谀：鸵r底之間的透鏡散焦。這些方法中的任何一種用來提供點的離散特性，將它轉(zhuǎn)移到顯影材料上即可形成印刷掩模。
灰度級或輻照強度是以透鏡模具或透鏡模具嵌入物的設(shè)計，襯底的設(shè)計，以及校準曲線為基礎(chǔ)的。模具或模具嵌入物的設(shè)計決定襯底上每個位置的材料厚度，這又確定在每個位置上固化輻照需要穿透材料的深度。然后通過利用校準曲線將穿透深度信息轉(zhuǎn)換為灰度級信息而確定灰度級。
圖4B表示在未固化或未顯影材料420除掉后露出已顯影材料430界定的表面460的坯件410。然后利用帶任選涂層450的固化材料430作為生產(chǎn)透鏡的背面曲面模具的一半，利用表面460和470來形成透鏡的表面。在這種情況下，表面460和470必須具有光學(xué)品質(zhì)。固化材料430的尺寸、形狀和厚度將與待生產(chǎn)的透鏡類型有關(guān)。它的厚度最好是0.5至5000μm左右。
作為一個可選步驟，已固化的經(jīng)照射后可固化的材料可以涂上一層涂層450。材料上可以涂覆任何適合形成高度交聯(lián)的不起化學(xué)反應(yīng)的表面的涂層，這種表面適合于采用標準的方法和操作規(guī)程分離的透鏡。涂覆可以采用任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行。所得涂層厚度最好在5至10μm左右。
在圖5A和5B所示的另一個實施例中，坯件510的表面經(jīng)過刻蝕并用作模具表面。圖5A所示的步驟500中，留下的是一個帶已顯影涂層520的曲面坯件510。已顯影涂層520被刻蝕(580)。例如，已顯影涂層520可以是等離子體(如HF離子)蝕刻，或經(jīng)過濕法刻蝕的，也可以是半導(dǎo)體刻蝕中普遍使用的激光刻蝕的。這些刻蝕方法只是作為例子而不僅僅限于此。
圖5B表示由襯底510的刻蝕表面540形成的刻蝕模具530。蝕刻表面540具有與上面討論的已顯影涂層表面460相同的光學(xué)品質(zhì)。
示于圖4B和5B中的模具是適于模制透鏡的背面或眼睛側(cè)面的半個背模具。為了模制一個透鏡，要用半個輔助模具。本發(fā)明的模具可由兩個半模具組成，其中每一個由經(jīng)照射后可固化的材料制成。也可以一個半模具用該材料做，而另外半個模具用普通材料按傳統(tǒng)方法制成。為了模制透鏡可用任何適當(dāng)?shù)慕佑|裝置(包括(但不限于)步進馬達、螺旋驅(qū)動器等及其組合)讓這兩個半模具相互接觸。當(dāng)定好位后以便模制透鏡時，這兩半模具可以彼此相接觸。在這種情況下，最好用一個密封裝置將模具密封起來，以便形成合格的透鏡邊緣。例如，兩半模具接觸時其間可能形成干涉配合。按這種方法，后半個模具是被壓入前半個模具內(nèi)，從而形成一個密封。其它的適當(dāng)密封裝置包括(但不限于)機械互鎖、密封墊片、O形圈等及其組合。若兩半模具不彼此接觸，最好用一個掩模使只希望聚合的那部分區(qū)域曝光。本發(fā)明的兩半模具和整塊模具可以用任何適當(dāng)?shù)闹窝b置來支撐。支撐裝置包括(但不限于)托板、支撐架等及其組合。
在一種形成透鏡的優(yōu)選實施例中，可用任何適當(dāng)?shù)难b置把透鏡形成材料淀積在模制表面上。分配在腔內(nèi)的透鏡形成材料的體積將是制造一個透鏡的量，該量便于有效形成所要求的眼科透鏡。被淀積的材料的典型量約在0.01mg至1000g。
適合于制作隱形眼鏡等透鏡的透鏡形成材料可以是任何用來形成硬或軟隱形眼鏡的材料。例如，透鏡形成材料可以是適合于做軟隱形眼鏡的。形成軟隱形眼鏡的示例材料包括(但不限于)硅酮合成橡膠、含硅酮的大分子單體(包括但不限于被整體引用到這里作參考的美國專利No.5,371,147，5,314,960和5,057,578中介紹的材料)、水凝膠、含硅酮水凝膠等及其組合。更優(yōu)選地，表面是一種硅氧烷、或包含硅氧烷官能團的，包括(但不限于)聚二甲基硅氧烷大分子單體、甲基丙烯酰氧基丙基聚烷基硅氧烷大分子單體及其混合物，硅酮水凝膠、或etafilcon A等水凝膠。
一種優(yōu)選透鏡形成材料是聚2-羥乙基甲基丙烯酸酯聚合物，其峰值分子量介乎約2,500至約80,000，聚合度分布性小于約1.5至小于約3.5，且具有至少一個分別共價鍵于其上的可交聯(lián)官能團。這種材料在美國序列號60/363,630(律師案卷號VTN 588)的申請中有所說明，我們把它整體引用于此作參考。
作為另一種可能的選擇，透鏡形成材料可以是任何適于形成除隱形眼鏡以外的眼科透鏡的材料。例如，可用的軟焦點透鏡形成材料包括(但不限于)聚碳酸酯(如雙酚A聚碳酸酯)，烯丙基二醇聚碳酸酯(如二甘醇雙烯丙基聚碳酸酯(CR-39TM))，烯丙基酯(如三烯丙基三聚氰酸酯，三烯丙基磷酸酯和三烯丙基檸檬酸酯)，丙烯酸酯、丙烯酸鹽、甲基丙烯酸酯(如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯)，苯乙烯，聚酯等及其組合。
適于形成眼內(nèi)透鏡的材料包括(但不限于)聚甲基丙烯酸甲酯，羥乙基丙烯酸甲酯，惰性清潔塑料，以基于硅酮的聚合物等及其組合。
淀積在模具內(nèi)的透鏡形成材料的固化可以通過現(xiàn)有的任何方法進行，包括(但不限于)熱固化、輻照固化、化學(xué)固化、電磁輻射固化等及其組合。模制最好利用紫外光或全頻譜可見光進行。更具體地說，適合于固化透鏡形成材料的精確條件與所選的材料和要形成的透鏡有關(guān)。
對于隱形眼鏡的聚合過程大家都熟悉。美國專利5,540,410披露了一些適當(dāng)?shù)倪^程，我們把它整體引用過來作參考。為形成隱形眼鏡，優(yōu)選的固化條件是，利用強度為約2至約10mW/cm2的紫外光對模具組件進行予固化。在預(yù)固化之后，讓模具組件暴露在強度為約0至約10mW/cm2的紫外光下。適宜的波長為約300至約500nm。低強度曝光的時間取決于所選的透鏡形成材料，所用激勵器的類型和數(shù)量，材料的粘滯性和其反應(yīng)組的性質(zhì)，UV光的強度。預(yù)固化和后續(xù)的UV曝光可以也最好以單次連續(xù)曝光方式進行。但也可以采用交替的UV曝光和非曝光周期進行。聚合步驟優(yōu)選在40-75℃左右的溫度和大氣壓力下而且最好在氮氣保護層中進行。總的固化時間在約300至約500秒。
在采用峰值分子量介于約25,000至約80,000左右，聚合度分布性小于約1.5至小于約3.5的聚2-羥乙基甲基丙烯酸酯聚合物的實施例中，優(yōu)選采用強度為約100mW/cm2至約50,000mW/cm2的UVA(約315-約400nm)，UVB(約280-約315nm)或可見光(約400-約450nm)。在環(huán)境溫度下的固化時間一般少于約30秒，最好少于10秒左右。不管選取什么聚合方法，其精確條件要根據(jù)所選透鏡材料的組成而定，可由本專業(yè)技術(shù)人員自行確定。
通過下面的非限制性實例可進一步了解本發(fā)明。
實例兩個凹面玻璃半模具坯件涂覆1ml左右的Norland光學(xué)#72環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂分散在兩個半模具中的每一個內(nèi)。一個模具半坯件的固化用UV光(356nm)在20mW/cm2下輻照5秒鐘，另一半模具坯件在80mW/cm2下輻照20秒，兩者都在室溫下進行。按表1的旋轉(zhuǎn)規(guī)程通過旋轉(zhuǎn)兩半模具把多余的環(huán)氧除掉。在最后的旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，在室溫下用UV光(356nm)在10-20mW/cm2強度下曝光使環(huán)氧層的外表面固化。
表1

所產(chǎn)生的第一和第二半模具的固化環(huán)氧表面分別具有RMS為28nm和26nm的粗糙度。
按照本發(fā)明可對用于制作透鏡的模具的設(shè)計和方法作多種更改。本專業(yè)技術(shù)人員清楚如何對這里描述的本發(fā)明進行更改。這類更改不能認為是背離本發(fā)明的思路和范圍，而且本專業(yè)技術(shù)人員清楚，所有這些修改都包括在下面的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于模制應(yīng)用中的曲面，包括襯底，其中所述襯底對輻照源基本上是透明的，所述襯底具有帶曲面的涂層，該曲面被用作模具表面，而且是這樣形成的a)將經(jīng)照射后可固化的淀積物淀積在襯底的第一表面上；及b)通過讓輻照透過與第一表面相對的該襯底第二表面而使淀積物有選擇地顯影，進入淀積物的輻照產(chǎn)生顯影淀積物和未顯影淀積物，且曲面是遠離襯底表面的已顯影淀積物的表面。
2.用于模制應(yīng)用的曲面，包括襯底，其中所述襯底對輻照源基本上是透明的，所述襯底具有曲面，該曲面被用作模具表面，而且是這樣形成的a)將經(jīng)照射后可固化的淀積物淀積在襯底的第一表面上；及b)通過讓輻照透過與第一表面相對的該襯底第二表面而使淀積物有選擇地顯影，進入淀積物的輻照產(chǎn)生顯影淀積物和未顯影淀積物，已顯影淀積物形成所需的曲面；及c)對已顯影淀積物進行刻蝕以在襯底中形成所需曲面的鏡面，從而產(chǎn)生曲面襯底。
3.一種方法，包括以下步驟a)將一種經(jīng)照射后可固化的材料淀積到透鏡模具坯件或透鏡模具嵌入物坯件的至少一個表面上；b)讓該經(jīng)照射后可固化的材料在適合于形成光學(xué)品質(zhì)模制表面的條件下固化，該光學(xué)品質(zhì)模制表面在經(jīng)照射后可固化的材料的至少一個表面上具有光學(xué)特性。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中固化還包括對輻照進行調(diào)制。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中調(diào)制可用掩模、適配鏡、空間調(diào)制，或離散鏡陣列來實現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中調(diào)制是用灰度掩模實現(xiàn)的。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中經(jīng)照射后可固化的材料是聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)脂肪族環(huán)氧樹脂、聚氨酯低聚物、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、聚降冰片烯環(huán)氧樹脂，或它們的組合。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中經(jīng)照射后可固化的材料是聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)脂肪族環(huán)氧樹脂、聚氨酯低聚物、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、聚降冰片烯環(huán)氧樹脂，或它們的組合。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中經(jīng)照射后可固化的材料是聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)脂肪族環(huán)氧樹脂、聚氨酯低聚物、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂、聚降冰片烯環(huán)氧樹脂，或它們的組合。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其中固化采用約100至約800nm的光進行。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中固化采用約100至約800nm的光進行。
12.一種方法，包括以下步驟a)將一種經(jīng)照射后可固化的材料淀積到透鏡模具坯件或透鏡模具嵌入物坯件的至少一個表面上；b)讓該經(jīng)照射后可固化的材料在適合于形成光學(xué)品質(zhì)模制表面的條件下固化，該光學(xué)品質(zhì)模制表面在經(jīng)照射后可固化的材料的至少一個表面上具有光學(xué)特性；及c)涂覆該光學(xué)品質(zhì)表面。
全文摘要
本發(fā)明提供制造用于眼科透鏡生產(chǎn)中的模具和模具嵌入物的光刻方法。本發(fā)明可用在為透鏡佩戴者提供定做的眼科透鏡的方法中。
文檔編號B29D11/00GK1708727SQ200380102296
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者J·哈查恩科, R·科拉克, T·米納密塔尼, G·J·霍夫曼, T·R·魯內(nèi) 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司