(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を集束する液晶装置であって、前記液晶装置は、
同じ方向に凸である複数の湾曲基板であって、その間に複数の湾曲空洞を形成するように配置され、それぞれの湾曲基板が焦点屈折力を提供するように構成された複数の湾曲基板を含み、
前記複数の湾曲空洞を形成する前記複数の湾曲基板の表面は、それぞれ、電極と、配向層を含み、前記各湾曲空洞の前記電極は、前記それぞれの湾曲空洞内に含まれる前記液晶に電圧を印加するように構成され、
それぞれの湾曲空洞を形成するそれぞれの湾曲基板は、互いに異なる曲率半径を有し、対向する前記電極間の距離が変化するように構成され、
前記複数の湾曲空洞は、液晶を含み、かつ複数の液晶素子を形成し、前記複数の液晶素子のそれぞれは焦点屈折力を提供するように構成され、前記複数の液晶素子のそれぞれの焦点屈折力は、前記それぞれの湾曲空洞の曲率と、前記それぞれの湾曲空洞内に含まれる前記液晶の両端に印加される電圧とに依存し、
前記複数の液晶素子と組み合わせられた前記複数の湾曲基板は、印加電圧が無い状態で第１の焦点屈折力を、ならびに印加電圧に応答して第２の焦点屈折力を提供するように配置され、
前記複数の湾曲基板のうちの少なくとも１つは、人間の眼の前部角膜曲率と同じに成形され、
前記複数の液晶素子は、一様でない厚さを有し、且つ、０．１より大きい複屈折率Δｎを有する、液晶装置。
【請求項２】
前記第２の焦点屈折力は前記第１の焦点屈折力より正である、請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１の焦点屈折力は０である、請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記液晶装置は所定閾値電圧を超える前記印加電圧に応じて前記第２の焦点屈折力を提供するように配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記複数の湾曲基板により提供される総合焦点屈折力は正である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記複数の液晶素子により提供される総合焦点屈折力は負である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記液晶装置は２つの湾曲空洞をその間に形成するように配置された３つの湾曲基板を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記液晶装置は、２つの平行な湾曲空洞を形成する３つの平行な湾曲基板を含み、前記３つの湾曲基板の１つは前記２つの湾曲空洞のそれぞれの壁を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記液晶装置は２つの液晶素子を含み、前記液晶素子のそれぞれの前記液晶の液晶ディレクタは直交する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記液晶装置は２つの液晶素子を形成する３つの湾曲基板を含み、前記電極は、前記２つの液晶素子のうちの第１の液晶の両端に第１の電圧を印加し、前記２つの液晶素子のうちの第２の液晶の両端に第２の電圧を印加するように配置される、請求項１に記載の液晶装置。
【請求項１１】
前記液晶装置は前記電極へ電力を供給するように構成された電池を含む、請求項１または１０に記載の液晶装置。
【請求項１２】
前記液晶装置は、送信誘導コイルから電力を受信し前記受信電力を前記電極へ供給するように構成された受信誘導コイルを含む、請求項１または１０に記載の液晶装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の液晶装置の製造方法であって、
複数の湾曲基板を製造する工程と、
前記複数の湾曲基板のそれぞれの面へ導電性皮膜を付与する工程であって、前記導電性皮膜は前記それぞれの面上に前記電極を形成するように構成される、工程と、
液晶配向誘起面を形成するために摩擦される配向層を付与する工程と、
少なくとも２つの湾曲基板を、その間に複数の湾曲空洞を形成するために、互いに接着する工程であって、前記液晶配向誘起面は前記複数の湾曲空洞の内側を形成する、工程と、
前記複数の湾曲空洞を液晶で充填する工程と
を包含する、製造方法。
【請求項１４】
前記複数の湾曲空洞を液晶で充填する工程は、前記接着された湾曲基板を真空中で液晶中に浸漬する工程を含む、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記導電性皮膜を付与する工程は、冷真空スパッタリングによって前記導電性皮膜を付与する工程を含む、請求項１３または１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記導電性皮膜を付与する工程は、前記複数の湾曲基板の前記複数の面への前記導電性皮膜の付着性を増加するように構成された皮膜を付与する工程を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶装置を含むコンタクトレンズ。
【請求項１８】
前記液晶装置は、ピギーバックすることにより、前記コンタクトレンズの上に含まれる、請求項１７に記載のコンタクトレンズ。
【請求項１９】
前記コンタクトレンズは剛性ガス透過性材料から形成される、請求項１７または１８に記載のコンタクトレンズ。
【請求項２０】
前記コンタクトレンズは軟質コンタクトレンズ材料から形成される、請求項１７または１８に記載のコンタクトレンズ。
【請求項２１】
コンタクトレンズの製造における請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶装置の使用。
【請求項２２】
コンタクトレンズの製造における請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光を集束する液晶装置および液晶装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
老眼矯正は、長年の間眼鏡およびコンタクトレンズ業界の研究の焦点であり、多種多様な形式の矯正が提案され商業的に使用されてきた。しかし、多くの現在の形式の矯正はある種の視覚的または利便的妥協に頼っており、解決策は完全に矯正された視力を実現しないことがある。
【０００３】
老眼は人の老化の自然な部分であり、人口の人口学的シフトのために現代の検眼に直面する最大課題の１つである。老眼から生じる課題は、読書、コンピュータ使用などの近方視タスクを行う際の困難性である。老眼の原因は主として、人間の眼の水晶体の性能の低下であり、その結果、それに応じた近方視力の低下を生じる。老眼者における水晶体の焦点屈折力（ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）の低下に対処するために、正の度数を有する追加レンズが近方視タスクに必要である。しかし、この矯正の結果、遠方視力の歪みを生じ得、したがって、眼鏡、コンタクトレンズの形式を採る専門家製品または手術がしばしば老眼の矯正には必要である。老眼の最も一般的な矯正は、必要に応じ取り外し可能な読書用眼鏡の使用である。近視または遠視の患者では、一般的な矯正レンズが遠方視タスクのために装着され、読書用眼鏡が近方視タスクのために使用され得る。しかし、これは、行うタスクに依存して眼鏡を変更する必要があるので、理想的な解決策ではない。読書用眼鏡に加えて、様々な多焦点および可変焦点眼鏡が一定範囲の焦点屈折力を提供するために存在し、常時装着され得る。最近の進展が眼鏡レンズの分野で生じ、電子的液晶レンズが商業化された。しかし、液晶レンズは通常、それらのサイズにより制限され、したがって眼鏡矯正よりコンタクトレンズ矯正に適するかもしれない。しかし、コンタクトレンズという選択肢は、コンタクトレンズの取り外しおよび装着に伴う不便性のためにより制限される。代替的に、老眼の矯正のためのコンタクトレンズが設計された。同レンズは装着されると優先配向を与えるように成形され、視界方向に依存して異なる焦点長および矯正度数をもたらす。このような解決策は装着者にとって非常に不満足なものであることが分かった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の様々な別の態様および実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載され、以下のものを含むがこれらに限定されない。
【０００５】
本開示の例示的実施形態によると、可視光を集束する液晶装置が提供される。本液晶装置は、１つまたは複数の湾曲空洞をその間に形成するように配置され、それぞれが焦点屈折力（ｆｏｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）を提供するように構成された複数の湾曲基板を含み、１つまたは複数の湾曲空洞は液晶を含み、１つまたは複数の液晶素子を形成し、１つまたは複数の液晶素子のそれぞれは焦点屈折力を提供するように構成され、液晶素子のそれぞれの焦点屈折力は、それぞれの空洞の曲率と、それぞれの空洞内に含まれる液晶の両端に印加される電圧とに依存し、１つまたは複数の液晶素子と組み合わせられた基板は、印加電圧のほぼ無い状態で第１の焦点屈折力を、ならびに印加電圧に応じて第２の焦点屈折力を提供するように配置される。
【０００６】
湾曲基板と可変焦点屈折力とを有する液晶装置は、コンタクトレンズ内に含むのに好適な光学的活性可変焦点手段（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ａｃｔｉｖｅ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｆｏｃｕｓｓｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）を提供する。焦点屈折力の印加電圧への依存性は焦点屈折力が制御されほぼ装置全体にわたって変更され得るようにする。このことは、装置の異なる領域が異なる固定焦点屈折力を有する同時焦点（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｖｉｓｉｏｎ）コンタクトレンズまたは平坦であり湾曲空洞を含まない従来の液晶装置などのコンタクトレンズ内に含むのに好適な既存装置と対照的である。コンタクトレンズに含まれると、液晶装置の制御可能焦点屈折力は、同時焦点矯正コンタクトレンズと二重焦点眼鏡などの既存の視力矯正製品に伴う視覚快適性問題を低減し、これらの製品の一部は例えば、可変焦点屈折力よりも２つの固定焦点屈折力を有する。さらに、液晶装置が含まれるコンタクトレンズの焦点屈折力はまた、電子的に制御可能であり得る。
【０００７】
湾曲基板とコンタクトレンズに使用するのに好適な可変焦点屈折力とを有する液晶装置は、人間の眼の前部角膜曲率とほぼ同様なその外面となるように成形された基板のうちの少なくとも１つを有する。液晶を含む１つまたは複数の空洞は、人間の眼の前部角膜曲率と異なる少なくとも１つの内側面曲率と、第１の内側面曲率の曲率と異なる第２の内側面曲率（１つまたは複数の空洞に対する）とを有するので、液晶の厚さは液晶装置全体にわたって変化する。
【０００８】
１つの例示的実施形態では、基板の曲率および配置は第１の焦点屈折力を提供するように構成される。
【０００９】
別の例示的実施形態では、第２の焦点屈折力は第１の焦点屈折力より正である。
【００１０】
第１の焦点屈折力より正の第２の焦点屈折力を提供することで、電圧が印加されると液晶装置の全体の焦点屈折力が正になるようにする。
【００１１】
別の例示的実施形態では、第１の焦点屈折力の大きさはほぼ０である。
【００１２】
ほぼ０の第１の焦点屈折力を提供することで、印加電圧のほぼ無い状態で装置の焦点屈折力がほぼ０となるようにする。コンタクトレンズに含まれると、これは、コネクトレンズがほぼ０のデフォルト焦点屈折力を有するようにし、例えば遠方視力矯正だけを必要とするユーザに必要かもしれない。
【００１３】
別の例示的実施形態では、液晶素子の少なくとも１つは一様でない基板間隔を有する。
【００１４】
一様でない厚さの液晶素子を設けることで、１つまたは複数の液晶素子により提供される焦点屈折力のより柔軟な構成を可能にする。
【００１５】
別の例示的実施形態では、液晶装置は所定の電圧を超える印加電圧に応じて第２の焦点屈折力を提供するように配置される。
【００１６】
所定の電圧を使用することで、液晶装置の焦点屈折力が第１から第２の焦点屈折力へ確実に切り替えられるようにする。
【００１７】
別の例示的実施形態では、１つまたは複数の基板により提供される総合焦点屈折力は正である。
【００１８】
別の例示的実施形態では、１つまたは複数の液晶素子により提供される総合焦点屈折力は負である。
【００１９】
１つまたは複数の基板と１つまたは複数の液晶素子とにより正と負の総合焦点屈折力を提供することで、それぞれ１つまたは複数の液晶素子の負の焦点屈折力の一部が１つまたは複数の基板の正の焦点屈折力により相殺されるバランスのとれた液晶装置が実現されるようにする。
【００２０】
別の例示的実施形態では、基板の少なくとも１つは、人間の眼の前部角膜曲率とほぼ同様に成形される。
【００２１】
人間の眼の前部角膜曲率とほぼ同様に成形された少なくとも１つの基板を有する液晶装置は、コンタクトレンズ内の内包の好適性を増加し得る。
【００２２】
別の例示的実施形態では、液晶装置は、２つの湾曲空洞をその間に形成するように配置された３つの基板を含む。
【００２３】
別の例示的実施形態では、液晶装置は２つの液晶素子を含み、液晶素子のそれぞれの液晶の液晶ディレクタはほぼ直交する。
【００２４】
別の例示的実施形態では、１つまたは複数の空洞を形成する基板の表面のそれぞれは電極を含み、各空洞の電極はそれぞれの空洞内に含まれる液晶に電圧を印加するように構成される。
【００２５】
直交ディレクタを有する液晶を有する２つの空洞を設けることで、液晶装置は、各空洞内の液晶が光の１偏向だけに実質的な影響を与える場合に偏向に依存しない光の集束を実現できるようになる。
【００２６】
別の例示的実施形態では、液晶装置は２つの液晶素子を含み、液晶素子のそれぞれの液晶の液晶ディレクタは第１の空洞により送られた光の偏向状態が第２の空洞により送られた光のものにほぼ直交するように配置される。
【００２７】
別の例示的実施形態では、液晶装置は、２つのほぼ平行な空洞を形成する３つの基板を含み、３つの基板の１つは２つの空洞のそれぞれの壁を形成する。
【００２８】
３つの基板の使用は、２つの空洞が中央基板を共有できるようにし、したがって２つの基板を背中合わせで取り付ける必要性を克服する。
【００２９】
別の例示的実施形態では、液晶装置は２つの液晶素子を形成する３つの基板を含み、電極は、２つの液晶素子のうちの第１の液晶の両端に第１の電圧を印加し、２つの液晶素子のうちの第２の液晶の両端に第２の電圧を印加するように配置される。
【００３０】
別の例示的実施形態では、液晶装置は２つの液晶素子を形成する４つの基板を含み、２つの中央隣接面の外側曲率が等しくなるようにする。これにより、光学的接触を、恐らく２つの液晶素子間の屈折率整合用接着剤で保証するようにする。
【００３１】
この方法において、４つの基板を使用することにより、２つのレンズ空洞が別々に作製され次に背中合わせで取り付けられるようにする。
【００３２】
液晶素子両端に第１および第２の電圧を与えることで、液晶素子のそれぞれに関する単独制御が確立されるようにする。
【００３３】
別の例示的実施形態では、液晶装置は、電極へ電力を供給するように構成された電池を含む。
【００３４】
液晶装置内の電池の使用により、装置の外側にある電源へのアタッチメント無しに電極が給電されるようにする。したがって、これにより、装置が自己完結するようにし、さらにコンタクトレンズの使用に好適となるようにする。
【００３５】
別の例示的実施形態では、液晶装置は、送信誘導コイルから電力を受信し受信電力を電極へ供給するように構成された受信誘導コイルを含む。
【００３６】
電力を電極へ供給するために誘導コイルを使用することで、電源が液晶装置内に含まれる必要性を軽減する。例えば、送信誘導コイルは、電池のように液晶装置に含まれるのではなく液晶装置の近くに置かれ得る。さらに、インダクタコイル配置の使用により、液晶装置へ供給される電力が送信コイルを介し制御されるようにし、したがって、例えば電源として電池を使用することと比較してより少ない制御素子が液晶装置内に必要とされ得る。
【００３７】
別の例示的実施形態では、液晶装置は、送信誘導コイルから電力を受信し電荷を電荷蓄積手段へ供給するように構成された受信誘導コイルと共に電力を電極へ供給するように構成された電荷蓄積手段を含む。例えば、電荷蓄積手段はキャパシタ、スーパーキャパシタまたは再充電可能電池であり得る。
【００３８】
別の例示的実施形態では、液晶装置は電荷供給手段に加えて電子回路を含む。例えば、電圧オン状態のレンズの焦点屈折力が受信誘導コイルと送信誘導コイル間の距離と無関係であることを保証するために、レンズは、十分な電圧を液晶素子へ供給するために受信誘導コイルから受信された信号を増幅する回路を含み得る。
【００３９】
別の例示的実施形態では、本発明は、１つまたは複数の湾曲空洞をその間に形成するように配置され、それぞれが焦点屈折力を提供するように構成された複数の湾曲基板を含む可視光を集束する装置を提供する。１つまたは複数の湾曲空洞は電気光学媒体を含み、１つまたは複数の素子を形成し、１つまたは複数の素子のそれぞれは焦点屈折力を提供するように構成され、液晶素子のそれぞれの焦点屈折力は、それぞれの空洞の曲率と、それぞれの空洞内に含まれる電気工学媒体の両端に印加される電圧とに依存し、１つまたは複数の要素と組み合わせられた基板は、印加電圧の無い状態で第１の焦点屈折力を、ならびに印加電圧に応じて第２の焦点屈折力を提供するように配置される。
【００４０】
別の例示的実施形態では、本発明は、１つまたは複数の湾曲空洞をその間に形成するように配置された複数の基板を含む可視光を集束する液晶装置を提供する。
基板の少なくとも１つは、人間の眼の前部角膜曲率とほぼ同様に成形され、
１つまたは複数の空洞は液晶を含み、液晶を含む１つまたは複数の空洞は液晶素子を形成し、液晶素子の焦点屈折力は液晶の両端に印加された電圧に依存し、これにより液晶装置の焦点屈折力は印加電圧に依存する。
【００４１】
別の例示的実施形態では、本発明は液晶装置の製造方法を提供する。本方法は、
複数の湾曲基板を製造する工程と、
基板のそれぞれの面のうちの１つまたは複数へ導電性皮膜を塗布する工程であって、導電性皮膜は１つまたは複数の面のそれぞれの上に電極を形成するように構成される、工程と、
液晶配向誘起面を形成するために導電性被覆基板面を処理する工程と、
１つまたは複数の空洞をその間に形成するために少なくとも２つの基板を互いに接着する工程であって、液晶配向誘起面は１つまたは複数の空洞の内側を形成する、工程と、
１つまたは複数の空洞を液晶で充填する工程と
を含む。
【００４２】
別の例示的実施形態では、本発明は、可視光を集束する液晶装置の製造方法を提供する。本方法は、
人間の眼の前部角膜曲率とほぼ同様に成形された複数の基板を製造する工程と、
基板のそれぞれの面のうちの１つまたは複数へ導電性皮膜を塗布する工程であって、導電性皮膜は１つまたは複数の面のそれぞれの上に電極を形成するように構成される、工程と、
液晶配向誘起面を形成するために導電性被覆基板面を処理する工程と、
１つまたは複数の空洞をその間に形成するために少なくとも２つの基板を互いに接着する工程であって、液晶配向誘起面は１つまたは複数の空洞の内側を形成する、工程と、
１つまたは複数の空洞を液晶で充填する工程と
を含む。
【００４３】
別の例示的実施形態では、１つまたは複数の空洞を液晶で充填する工程は接着された基板をかなりの真空中で液晶中に浸漬する工程を含む。
【００４４】
別の例示的実施形態では、導電性皮膜を塗布する工程は冷真空スパッタリングを介し導電性皮膜を塗布する工程を含む。
【００４５】
別の例示的実施形態では、導電性皮膜を塗布する工程は基板の１つまたは複数の面への導電性皮膜の付着性を増加するように構成された皮膜を塗布する工程を含む。
【００４６】
また提供されるのは、本発明による液晶装置を含むコンタクトレンズである。
【００４７】
１つの好適な実施形態では、液晶装置はピギーバック形態で含まれる。
【００４８】
１つの好適な実施形態では、コンタクトレンズは剛質な気体透過性材料から形成される。
【００４９】
１つの好適な実施形態では、コンタクトレンズは軟質コンタクトレンズ材料から形成される。
【００５０】
また提供されるのは、コンタクトレンズの製造における本発明による液晶装置の使用である。
【００５１】
また提供されるのは、コンタクトレンズの製造における本発明による方法の使用である。
【００５２】
本開示の様々な別の態様と特徴は添付の特許請求の範囲内に定義され、製造方法を含む。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態について、次に、同様な部品には同様な参照符号が付与された添付図面を参照して単に一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態による液晶装置の概略図を提供する。
【図２】本発明の一実施形態による液晶装置の概略図を提供する。
【図３】本発明の例示的実施形態による液晶装置の基板の概略図を提供する。
【図４】本発明の例示的実施形態による液晶装置の基板の概略図を提供する。
【図５】本発明の例示的実施形態に従って設計されたレンズにおいて実験的に発見された液晶装置の焦点屈折力Ｐ対印加電圧のプロットを提供する。
【図６】本発明による液晶装置の一実施形態の概略図を提供する。ここで、焦点屈折力の正の変化は、液晶の光学軸が印加電場に対して平行に配向する材料の結果である。
【図７】本発明による液晶装置の一実施形態の概略図を提供する。ここで、焦点屈折力の正の変化は、液晶の光学軸が印加電場に対して垂直に配向する材料の結果である。
【図８】本発明による液晶装置の一実施形態の概略図を提供する。ここで、液晶は、正の誘電異方性を有し、ｂ）印加電場が空洞面に垂直な方向に液晶ディレクタを配向するまでａ）空洞内に平面配向されるように配置される。また示されるのは、負の誘電異方性ネマチック材料の場合であり、ｃ）静止状態はホメオトロピック的に配向され、ディレクタは印加電場に対し垂直に配向する。
【図９】本発明による５ｍｍ径活性アパーチャ全体にわたる液晶空洞の間隔の変化の例のプロットである。
【図１０】空洞間隔（Δｙ）の異なる変化に対するオン状態屈折率（ｎ１）およびオフ状態屈折率（ｎｘ）間の差の関数としてプロットされた異なる曲率を有する空洞の屈折力の変化である。
【図１１】異なる正のネマチック混合物の選択に対する、光焦点屈折力の変化ΔΡ対最大空洞間隔ｈのプロットである。
【図１２】切り替えと非切り替え状態間の屈折率の変化の関数としてΔΡ＝１．５Ｄ、２．０Ｄ、３Ｄの焦点屈折力を目標とする際に必要な空洞間隔変化Δｙの最大差を示す。
【図１３】ネマチック粘度（ｃＰ単位）と複屈折率との近似的関係を示す。
【図１４】本発明により設計された典型的レンズの一連の正のΔεネマチック混合物対最大空洞間隔ｈに対するオン時間の理論的予測を示す。
【図１５】一連の正のΔεネマチック混合物対本発明により設計された典型的レンズの焦点屈折力ΔΡのオン時間の理論的予測を示す。
【図１６】最大焦点屈折力ΔΡが２となるように本発明により設計された例示的レンズに使用される一連の正のΔεネマチック混合物のオン時間の理論的電圧依存性のプロットを提供する。
【図１７】本発明の一実施形態によるＵＶ硬化高分子網目を形成する異なるパーセントの単量体を有する正のネマチック混合物（５ＣＢ）で充填された本発明により設計された一連の等価レンズの室温（２７℃）切り替え閾値電圧Ｖｃの実験結果のプロットを提供する。
【図１８】本発明の一実施形態による正のネマチック内に高分子網目を形成するために使用される単量体の重量パーセントの関数として１５Ｖ印加電場に対する立ち上がり応答時間（ｔｏｎ）、立下り応答時間（ｔｏｆｆ）、平均応答時間（ｔａｖ）を示す。
【図１９】本発明の例示的実施形態による液晶装置の製造の流れ図を提供する。
【図２０】基板配向管の概略図を提供する。
【図２１】本発明の例示的実施形態による液晶装置の概略図を提供する。
【図２２】液晶装置充填システムの概略図を提供する。
【図２３】本発明の例示的実施形態による液晶装置の概略図を提供する。
【図２４】ワイヤレス電源回路の概略図を提供する。
【図２５】単一落下充填を使用した液晶装置の例示的構築工程の流れ図を提供する。
【図２６】偏向無依存液晶装置の例示的構築工程の流れ図を提供する。
【図２７】短絡を防止するために例えば透明導電材料を除去するレーザ切除工程を使用してパターン化される例示的レンズ電極設計の図を提供する。
【図２８】２つの液晶空洞を使用して偏向無依存装置を製造する例示的レンズ設計を提供する。
【図２９】図２８に示す装置へ給電するとともにそれを電気的に接続する例示的設計を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
近年、コンタクトレンズの使用による老眼矯正が研究開発の領域であり無数の設計が今や利用可能である。国際的な処方箋傾向の観点では、４５歳を超えるコンタクトレンズ装着者の大部分は現在、非老眼矯正レンズを装着しており、コンタクトレンズ装着者の一部が単眼視力矯正レンズと多焦点レンズとを利用する。しかし、例えば英国では、単眼視力矯正がよりポピュラーであり、単眼視レンズと同時焦点レンズとを使用することによりほぼ等しい矯正を得る、単眼視レンズから離れて多焦点レンズに向かうシフトが国際的に存在し、これは低い単眼視成功率に起因し得る。眼鏡技師による同時焦点レンズの追加トレーニングと受容と共に新しい矯正製品が利用可能になった。
【００５６】
単眼視レンズの追加欠点としては、コンピュータ使用のための中間視の欠如、にじみ抑制からの不快感、利き眼の流動性から生じる困難性、周辺視力の欠如、および距離感覚の低下が挙げられ得る。様々な研究は、現代の非球面多焦点レンズが患者満足度という意味で単眼視力矯正より著しい利点を有し得るということを示した。単眼視レンズと多焦点レンズとを比較する最近の様々な研究はまた、単眼視レンズを超える多焦点レンズの優位性を報告している。視力の観点では、同時焦点レンズと単眼視レンズ間の差はそれほど明らかではないかもしれない。例えば、一研究は、近方視力に対しより良好に行われる単眼視調整とレンズ近傍の多焦点非球面中心とがより良好な立体視力とより良好な範囲の明瞭な近方視野を提供するということとを示した。他の研究はまた、単眼視レンズ装着者が、同時焦点矯正と比較すると距離感覚に関する困難性を経験し得るということを示し、より多くのユーザが、遠近両用眼鏡に関する困難性の報告と比較した単眼視に関する困難性を報告している。単眼視と同時焦点とを比較すると、単眼視力コンタクトレンズ装着者に関する立体視の低下と共に大抵の場合奥行き知覚度の対応する低下があったということも示された。
【００５７】
同時焦点矯正はしばしば、４５歳を超えたコンタクトレンズ装着者による比較的低い採用により示されるように視覚と快適性との妥協を伴ってきた。非球面レンズは中間視矯正を提供するという理由で市場を支配している。現代の非球面レンズに関するＬｌｏｒｅｎｔｅ−Ｇｕｉｌｌｅｍｏｔらによる研究（Ｃｌｉｎｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｏｐｔｏｍｅｔｒｙ，９５，５４−５９；２０１２）は、眼鏡レンズがコントラスト感度と近方および遠方視力という意味で多焦点コンタクトレンズの性能を依然として上回るということを示した。加えて、微光条件で運転するなどの動的タスクを行う際に多焦点レンズに関する性能の問題が存在することがあり、何人かのユーザは、眼鏡装着者と比較して周辺視野の歪み、ダッシュボードの見にくさ、路面表示の短い可読距離について述べている。例えば、同時焦点レンズに関する課題は、同時焦点レンズが視覚の妥協（特に瞳孔サイズに関係する）に頼るということであり、これは、これらのレンズより眼鏡の性能のほうが上回ることがあるということを意味する。したがって、コンタクトレンズを使用する老眼矯正の比率を改善するためには、新しい手法が、現在の矯正に伴う視覚の妥協無しに必要とされる。
【００５８】
二焦点眼鏡は通常、視野を交互に切り替える原理を利用するが、これはユーザのいくつかの調整を必要とし、完全矯正視野を提供しないことがある。液晶レンズは、一対の眼鏡レンズ内の回折液晶レンズを利用するプロトタイプ装置の最近の開発に伴い老眼矯正の解決策として示唆された。これは、標準的老眼矯正に伴う視覚の妥協に頼らない矯正の形式であり、電圧が印加されると追加の屈折力がレンズにより誘起される。加えて、視力矯正以外にコンタクトレンズに関して新たな注目点があった（例えば、発光ダイオードにより眼圧と増強視力とを測定するために使用されるプロトタイプ装置）。コンタクトレンズ使用に適応化されれば、液晶レンズ装置はコンタクトレンズ矯正に通常伴う視覚の妥協無しに老眼の全視野切り替え可能矯正を提供し得る。
【００５９】
液晶レンズは１９７０年代以後示唆された。例えばＳ．Ｓａｔｏ（１９７９）Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖ１８，ｎｏ．９，ｐｐ１６７９−１６８４では、レンズ焦点屈折力に変化を起こすために、液晶で充填された平凸（ｐｌａｎｏ−ｃｏｎｖｅｘ）および平凹（ｐｌａｎｏ−ｃｏｎｃａｖｅ）レンズ構造が使用された。これらの幾何学形状がより大きなレンズ幾何学形状には非実用的であることと（Ｓ．Ｓａｔｏ，Ｔ．Ｎｏｓｅ，Ｒ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ  ａｎｄ  Ｓ．Ｙａｎａｓｅ（１９８９）Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖ５，ｎｏ．５，ｐｐ．１４３５−１４４２）、セルギャップの過度に大きな変化が使用されない限り焦点屈折力の小さな変化を与えるということとが直ちに理解された。これらの課題は、フレネルレンズ配置を与えるためにパターン基板を使用することによりある程度解決された（米国特許第４９０４０６３号明細書および欧州特許出願公開第０２２９３１３６Ａ２号明細書など）。代替的に、印加電場の影響下で液晶配向からレンズ効果を引き起こすために誘電体層が液晶素子へ追加された平坦液晶層が使用され得る（Ｙｅら（２００２））。このような方法は、レンズに複雑な製造工程を追加し、はるかに高い電圧が必要とされることになる。本発明の利点は、老眼のユーザのための焦点屈折力の十分な変化を有する切り替え可能レンズの低電圧動作を含み、米国特許出願公開第２０１３／０１６６０２５Ａ１号明細書においてコンタクトレンズに使用することが示唆されている。
【００６０】
図１は、本開示の第１の例示的実施形態による液晶装置１００の断面の概略図と上面図を提供する。液晶装置は可視光を集束する。液晶装置は例えば老眼または他の視力矯正のためのコンタクトレンズの光学的活性部分として利用され得る。液晶装置は、湾曲空洞１０４を形成するために配置され互いに接着される複数の基板１０１、１０２から形成される。湾曲空洞１０４は、液晶で充填されると、液晶素子または層と呼ばれることがある液晶レンズを形成する。基板１０１、１０２は、空洞１０４の深さを決定する１つまたは複数のスペーサ１０３により分離され、各基板の曲率は、一組の所望特性を有する液晶レンズとしての使用に適切な厚さの空洞を保証するために若干異なる。例えば、下側または裏側基板１０２の曲率の半径は、上側基板１０１の曲率の半径と異なることになる。異なる曲率は、異なる曲率中心を有する２つの曲線または異なる曲率中心と曲率半径の両方を有する２つの曲線を指す。スペーサは基板と別個であり得る、基板の一部として形成され得る、または基板を互いに接着する接着剤から形成され得、これにより液晶装置の構築を簡単にする。基板は上から見るとほぼ円形であり、少なくとも１つの基板の断面の曲率は人間の角膜の前部曲率とほぼ同様に成形される。これらの形状の組合せは従来のコンタクトレンズの形状と似た形状の装置を生じ、したがって液晶装置がコンタクトレンズと同様なやり方で装着者の眼上へ置かれるまたは液晶装置がコンタクトレンズに含まれるようにする。例えば、下側基板１０２の基部曲率は、市販コンタクトレンズの曲率の典型的範囲であるほぼ７ｍｍ〜１０ｍｍであり得る。空洞１０４は液晶で充填されるように構成され、液晶のバルク屈折率は、空洞とその中に含まれる液晶の両端に印加される電界または電圧に依存する。空洞を形成する基板の一方の面または両面には、液晶層の両端に電圧を印加するように構成された電極１０５、１０６（破線）を形成する導電性皮膜が塗布され得る。基板および液晶の形状、材料および屈折率は、以下にさらに詳細に説明するように可視光を集束するように構成される。
【００６１】
周知のように、そして以下にさらに詳細に説明するように、標準的液晶内の分子の配置（液晶ディレクタ）は、液晶を通過する光の偏光に関する液晶の振る舞いを決定する。例えば、空洞全体にわたって均一に平行に配置されたディレクタを有する単一ネマチック液晶層を有する図１の例示的実施形態を参照すると、液晶ディレクタと平行な偏光を有する光は、電圧が印加されるとｎｅからｎ０への屈折率変化を経験することになる。しかし、液晶ディレクタに対して垂直な偏光を有する光は、電圧に対する屈折率の変化を経験しないこともあり、したがって集束されない。結局、図１に示す例示的実施形態は、１偏光だけの光に主に影響を与える単一液晶層が存在するので、偏光依存である。しかし、別の例実施形態を参照して以下に説明するように、偏光依存液晶層の原理は偏光依存で無いより複雑な装置（例えば、２つの液晶層を有する装置）を形成するために利用され得る。
【００６２】
集束用液晶装置を実現するために、基板１０１、１０２が構築される曲率、厚さおよび材料は、固定焦点屈折力を提供するように組み合わせて構成され、基板はそれぞれほぼ同様なまたは異なる焦点屈折力を提供し得る。例えば、６．５ジオプタの焦点屈折力を実現するために、上側および下側基板は０．５の焦点屈折力と６ジオプタまたは３．２５ジオプタをそれぞれ提供し得る。以下に説明するように、この固定焦点屈折力は、その焦点屈折力が液晶層の両端に印加された電圧を介し制御可能である液晶層または液晶層群により提供される追加の焦点屈折力により補間され得る。例えば、屈折矯正が必要でない老眼矯正では、基板の固定焦点屈折力はほぼ＋２．００ジオプタであり得、液晶レンズの焦点屈折力は、バランスのとれた配置を実現するために非活性状態で−２．００ジオプタと活性状態で０ジオプタとの間で調整されるように動作可能かもしれない。結局、液晶装置の焦点屈折力は０ジオプタから＋２．００ジオプタまで変化し得る。この例は老眼矯正に関わるが、他の例では、基板および液晶層の焦点屈折力はより強くなるようにまたはより弱くなるようにのいずれかで構成され得る。例えば、基板と液晶層は、非活性状態で屈折矯正があるように焦点屈折力を実現するように構成され得、これにより遠方視力または近方視力の矯正、または近方および遠方視力の両方の矯正を可能にする。一例示的実施形態では、基板は６．５ジオプタの焦点屈折力を提供するように構成され得、液晶層は−６．５〜−４．５ジオプタ間で切り替わるように構成され得、これにより０〜＋２ジオプタで切り替わる液晶装置を実現する。
【００６３】
基板は、以下に述べる製造工程に必要な所望焦点屈折力および頑強性を提供し得る任意の好適な材料から形成され得る。いくつかの例示的実施形態では、プラスチックポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は、コンタクトレンズで利用されるとその高い生物学的適合性、快適性および柔軟性のために基板を形成するのに好適な材料であり得る。前述のように、空洞１０４内に含まれる液晶の屈折率は、電極１０５、１０６により液晶の両端に印加される電圧に部分的に依存する。例えば、いくつかの実施形態では、液晶ディレクタに対し平行に偏向された光では、印加電圧が無い場合、液晶は約ｎｅの屈折率を有し、電圧が印加されると屈折率は印加電圧に依存してｎｅ〜ｎ０間で変化する。物質の焦点屈折力は、他の要因の中でも特に物質の形状、物質の屈折率、物質の温度に部分的に依存する。液晶層の焦点屈折力はまた、印加電圧を変更することにより変更され得る。第１の例示的実施形態では、上記要因を制御することにより、液晶層は例えば、印加電圧がほぼ０であるとまたは液晶のバルク屈折率がｎ０へ遷移する所定閾値未満であると基板にほぼ等しくかつ反対極性の焦点屈折力を有するように構成され得る。液晶層と基板の焦点屈折力の組合せは、この例では、ほぼ０の電圧または所定閾値未満の電圧が液晶へ印加されると液晶装置全体の焦点屈折力がほぼ０であるほぼバランスのとれた光学系を生じる。閾値電圧より高い電圧が液晶へ印加されると、液晶装置は、液晶装置全体の焦点屈折力が基板の正の焦点屈折力の寄与のために増加されるように液晶層の焦点屈折力を低減するように構成される。老眼の矯正のためのコンタクトレンズとしての使用の観点では、液晶装置のこれらの特徴は多くの利点を提供する。第１に、液晶装置のバランスのとれた光学系は、遠く離れた対象を見るために液晶装置により少しの電力が消費されるまたはいかなる電力も消費されないように電圧が液晶へ印加されないときに装置を受動状態にする。結局、活性集束系が必要なとき（例えば、老眼矯正が必要とされるとき）だけかなりの電力が消費される。さらに、バランスのとれた配置は、焦点屈折力を２つの非零レベル間で単純に調整する代わりに、液晶装置が効果的にターンオンおよびターンオフされるようにし、これにより、遠方の対象を見る際に０の焦点屈折力が必要なときに老眼矯正に好適となるようにする。前節では、液晶装置の例は「負に」バランスされた装置（すなわち、液晶は、液晶装置がオフ状態であるときに大きさが等しい負の焦点屈折力を基板の焦点屈折力へ提供する）として説明されたが、液晶装置はまた、いくつかの例示的実施形態では「正に」バランスされ得、他の実施形態ではバランスされない。しかし、必要とされる正確なバランスおよび焦点屈折力は、液晶装置をコンタクトレンズに装着するユーザの要件に、または液晶装置が他の業界で利用されれば用途の要件に依存することになる。例えば、基板および液晶層の特性を調整することにより、液晶装置は、２つの正の焦点屈折力など総合焦点屈折力間で、正と負の焦点屈折力間またはその逆で、および２つの負の焦点屈折力間で遷移するように構成され得る。いくつかの例示的実施形態では、液晶層を形成するためにねじれ幾何学形状を有する液晶が使用され得る。このような液晶の使用は液晶装置の偏向依存性を低減し得、したがって無偏向光が集束されるときの液体装置の性能を改善し得る。
【００６４】
図１において、また図２〜図４にも見られるように、基板１０１、１０２、２０１、２０２、２０３は、電気光学液晶装置内に従来見出される平坦または面状基板とは対照的に湾曲している。平行面状または平坦（高い公差の）基板は従来、多くの理由のために使用され、例えば：
・液晶厚さが一様となるので、層の実効複屈折率もまた一様である。これは、特に表示装置の場合のように偏向子が含まれる場合に装置の光学外観にとって重要である。
・液晶層の配向は一様になり、装置の光学外観を最適化する。
・装置厚さに依存する装置の応答時間はより一様となる。
・フォトリトグラフィを含む表示装置を製作するために使用される製作方法は曲面の使用の助けとならない。各パネルは、多数の液晶素子を互いに重ねて形成するように積層されるマザーガラス（またはプラスチック）から作製される。個々のパネルは、バックエンド工程の完了後にだけ個片化される。これは、装置が平坦になるように設計されることと内側面が互いに平行であることとを必要とする。
【００６５】
結局、図１〜図４に含まれるような曲面を組み込みかつ複屈折率に依存する装置は、許容不能な光学外観を有する可能性が高いであろう。このような装置の軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）性能に関係する課題もまた存在するであろう。異なる領域内で装置の応答時間が異なればすなわち一様でなければ、ほとんどの装置もまた許容不能だろう。しかし、本開示の装置では、基板が湾曲していうということと基板が異なる曲率を有する面を有することとが重要である。従来技術では１つの曲面と１つの平坦面が組み合わせて使用され得るが、このような装置では、所望焦点屈折力を得るために必要な曲面幾何学形状がレンズの光学特性を許容不能なものにする可能性が高い。
【００６６】
異なる曲率を有する２つ以上の曲面の使用により、所望焦点屈折力が達成され、したがって適切な集束が得られるようにする。しかし、予想外に、湾曲基板装置に伴う多くの従来の欠点は克服されるまたはコンタクトレンズには重要ではない。例えば、本発明に従って設計されたコンタクトレンズでは、平坦平行表示装置を有する場合とは逆に、軸外要素はあまり重要ではない。また従来の表示装置とは対照的に、散乱を含み得る動力学事象を系が経験し得るということは、表示装置上の動画像などの画像の生成の場合ほど問題ではない。湾曲装置の非一様性のために、切り替え可能レンズの異なる領域において応答時間のわずかな差が存在し得るが、これは、切り替え中に焦点が外れるのでコンタクトレンズの構成では目立たないかもしれない。
【００６７】
図２は、光を集束する偏向無依存液晶装置の断面の概略図と上面図とを提供する。基板および空洞の成形は図１の例示的実施形態のものとほぼ同様であり、したがって、液晶装置はまた、コンタクトレンズとしてのまたはコンタクトレンズの光学的活性素子としての使用に好適である。液晶装置２００は、図１に関して既に述べたものとほぼ同様であるが、人間の眼の角膜曲率にほぼ一致する３つの基板２０１、２０２、２０３を有する。スペーサ１０３と組み合わされた基板は、２つの液晶空洞または層２０４、２０５を形成するように配置され接着される。液晶装置の上側部分は、基板２０１、２０２および電極２０５、２０６から形成され、電圧は電極２０５、２０６により空洞２０４両端の液晶へ印加される。液晶装置の下側部分は、基板２０２、２０３および電極２０７、２０８から形成され、電圧は電極２０７、２０８により空洞２０５両端の液晶へ印加される。中央基板２０２は両側に電極を有する。電圧が電極２０６、２０７へ印加される場合、単一電圧だけが、両方の空洞の両端へ電圧を印加するために必要とされる。例示的配置では、電極２０６、２０７は電極２０５、２０８と同様に互いに短絡される。このやり方では、電界は両方の空洞２０４、２０５の両端に同時に印加される。図１の例示的実施形態と同様に、基板は、例えば老眼矯正のためのコンタクトレンズの場合は正の焦点屈折力であろう固定焦点屈折力を提供するように組み合わせて構成される。いかなる屈折矯正も無い老眼矯正用に構成された例示的実施形態では、液晶層は、閾値電圧未満の電圧が液晶へ印加されると基板により提供される焦点屈折力に大きさがほぼ等しい負の焦点屈折力を提供するように構成され得る。したがって、いかなる電圧も液晶へ印加されないとまたは閾値電圧未満の電圧が液晶へ印加されると、液晶装置は装置の焦点屈折力が光のすべての偏向に対してほぼ０となるようにバランスされる。閾値より高い電圧が液晶層へ印加されると、液晶層の焦点屈折力が光のすべての偏向に対して低下するように、その中に含まれる液体の屈折率の大きな変化が上述のように発生する。したがって、この結果、基板により提供される正の焦点屈折力と２つの液晶層により提供される焦点屈折力との寄与に起因する光のすべての偏向に対する焦点屈折力の増加を実現する液晶装置２００が得られる。装置２００は「負に」バランスされた光学系として説明されたが、基板により提供される焦点屈折力の大きさと液晶レンズにより提供される焦点屈折力の大きさが、装着者またはエンドユーザにより必要とされる視力矯正に依存して等しくない不平衡系としても実現され得る。さらに、基板および液晶はまた、オフ状態で負と正の焦点屈折力をそれぞれ提供するように構成され得、これは、近視などの条件の補正に役立つまたは視力矯正以外の用途で役立つ。液晶装置２００を偏向無依存となるように構成するために、２つの空洞内の液晶ディレクタの配向と電界依存性は注意深く設計されなければならない。最も単純な構成では、２つの空洞内の液晶のディレクタが主として空洞面内に存在し空洞のそれぞれにおいて直交するように空洞の配向面が用意される。このような場合、正の誘電異方性Δεを有するネマチック液晶が選��される。その結果、印加電圧無しにまたは切り替え閾値未満の電圧により、偏向光は、一方の液晶レンズ内でｎｅの屈折率を他方の液晶レンズ内でｎ０の屈折率を経験する。閾値電圧を超える電圧が液晶へ印加されると、装置を通過する光ははるかに低い屈折率を経験する。十分に高い電圧では、各空洞の屈折率は両方の液晶レンズ内でほぼｎ０であり、液晶レンズの屈折力を低減する。したがって基板が正の焦点屈折力を提供するように構成される場合系内に正の屈折力を提供する。いくつかの例示的実施形態では、図１を参照して説明した液晶装置に関しては、偏向無依存液晶装置の液晶層を形成するためにねじれ幾何学形状を有する液晶を使用することができることもある。例えば、各空洞内の摩擦方向は各空洞内で互いに直交するので、面２０３、２０１における好ましい配向方向は互いに平行であるが面２０２、２０４に対し直交する。したがって、ディレクタプロファイルは一方の面から他方の面までに９０°のねじれを経験し、空洞内のねじれはその隣接空洞のねじれと直交する。このようなねじれ液晶の使用により、装置の各空洞内の液晶の偏向依存性を低減し得、したがって、無偏向光が集束される際の液体装置の性能を改善し得る。この例では、各空洞の液晶配向は、正のΔεネマチック液晶中に混合されたカイラルドーパントを含むことにより一様にされる。このドーパントは、ネマチックディレクタのわずかな自然なねじれ（通常は数百マイクロメートルの自然ピッチ）が存在することを保証しなければならない。各空洞の配向方向は、ディレクタのプレチルトがキラルネマチックの自然な螺旋ねじれに一致するように設計される。この設計はさらに、反対の掌性を有するドーパントで２つの空洞２０５、２０６内の液晶をドープすることにより最適化され得る。４つの面のプレチルト方向への正しい調整と共に、装置は、一方の空洞内に左ねじれ方向、他方内に右ねじれ方向を与えるように配置される。このようにして、集束光の軸外成分もまた、２つの制限電圧間の遷移中に補償されることになる。これは液晶材料がレンズの２つの空洞内で異なる本発明の例であるということに留意されたい。
【００６８】
本発明の別の例では、空洞の面は、好ましい配向方向が局所平面に対して垂直でありかつディレクタ構成が垂直配向ネマチック（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ：ＶＡＮ）を形成するホメオトロピック配向を与えるように処理される。このような設計では、電圧が印加されるとディレクタが空洞の面に向くように誘導される負のΔεを有するネマチック材料が選択される。このような例では、ディレクタはランダム配向を有するセルの面中へ傾くことになる。これは、図１に例示するような単一空洞レンズには十分である。しかし、図２に示すような偏向無依存レンズでは、２つの空洞のディレクタが直交することを保証することが重要である。これは、例えば、摩擦されると法線からの極わずかな傾斜（例えば８９．５°）をもたらすホメオトロピック配向剤を使用することにより行われる。このような設計では、レンズは、前の例と同様に直交摩擦により直交配向を与える（面状またはねじれ状のいずれかで）ように構築され得る。
【００６９】
本発明者らは、本発明の教示に従いかつ前の例のＶＡＮ設計を使用すると、慎重に配向される必要があるのは最小間隔を有する各空洞の領域だけであってそのうちのただ１つの面だけであるということを発見した。閾値電圧を超えると、最小間隔を有する空洞の領域が最初に切り替わる。この領域は事前に配向されているので、ディレクタは所望方向に向く。そうでなければランダムな方向に切り替わるこの領域から離れた領域は、空洞の弾性歪みを最小限にするために所望方向に配向される。この配置は、装置の構築を著しく簡単にし、これにより製造歩留りを上げて、装置費用を低減する。例えば、各空洞は、適切に離間されると、液晶で充填された空洞が中心（すなわち円筒対称の軸）において最小間隔を有し、かつ空洞の縁に向かって間隔を徐々に増加するように配置された１つの凹面基板と１つの凸状基板とを有する。本発明者らは、ディレクタの満足な配向がレンズの中央部だけを摩擦することから生じるということと、単一の面だけがホメオトロピック配向のランダム対称性を壊すのに必要であるということとを発見した。これは、摩擦工程が各空洞（２０６、２０８）の凸側だけに対して行われ得、これにより、平坦面用に設計された従来の摩擦方法（本発明の後で説明する新規な方法よりも）が採用され得るようにするということを意味する。さらに、これは、中央基板２０２が１回の摩擦だけを必要とするということを意味する。これはまた、既に規定された敏感な摩擦面を乱すことなく反対側でホメオトロピック配向剤により中央基板が容易に被覆されるので、処理を簡単にする。
【００７０】
これらの利点はまた、一方の面が２つの空洞内で直交方向に配置された摩擦平面であり空洞の他方の内側面がホメオトロピック配向（未摩擦）であるハイブリッド配向ネマチック（ＨＡＮ：ｈｙｂｒｉｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）幾何学形状へ適用可能である。この場合、本発明者らは、一様な配向を実現するために平面全体が摩擦される必要がある（充填工程に起因する表面における表面記憶効果のために）ということを発見した。しかし、ホメオトロピック面から得られるより簡単な工程は有利であるということが分かった。
【００７１】
本発明の記載全体にわたって、用語「摩擦」は、配向方向および関連プレチルトを定義するための例示的手法として使用される。当業者は、光配向、無機層の蒸着、電子ビームまたはイオンビームエッチング、および微細溝配向を含む様々な配向方法が等しく適用され得るということを認識することになる。
【００７２】
図１および図２およびその付随説明は、偏向依存および偏向無依存液晶コンタクトレンズの光学的活性部品をそれぞれ形成し得る液晶装置の構造について述べた。しかし、実際には、装置がコンタクトレンズとして装着される場合には別の追加要素が必要とされ得る可能性が高い。装置を眼上に置く方法は、ＰＭＭＡまたはＲＧＰ材料から構築された内蔵型剛質装置の角膜上への直接設置工程または装置のヒドロゲル表面構造中への実装工程を含み得る。これらの追加工程の第１のものは、装置１００、２００の軟質レンズ中への設置である。ピギーバックとして知られた技術は、この要件に対する解決策を提供し得、既存の剛質ガス透過性（ＲＧＰ：ｒｉｇｉｄ  ｇａｓ  ｐｅｒｍｅａｂｌｅ）レンズを軟質レンズへ取り付けるために現在使用されている。凹部が軟質コンタクトレンズ内にカットされ、ＲＧＰレンズはこの領域内に入れられ、表面張力と機械的力との合成力がレンズを適所に維持する。ほとんどの例では、液晶装置は液晶配向を保証するための剛質構造と電極コンタクトを提供する能力とを必要するので、ＰＭＭＡは好適な材料である。例えばヒドロゲルで作られた軟質コンタクトレンズの上に固体液晶装置をピギーバックすることで、軟質レンズに伴う快適な利点を与え、硬質基板は電子部品の基盤を提供することができる。切り替え空洞内の電気的素子の動作と、レンズ装置を含むすべての関連エレクトロニクスは、そうでなければ性能を劣化させるであろう過湿が無いよう保たれる必要がある。ピギーバック設計はまた、要求される多種多様な設計を最小限にすることにより製造を簡単にする。すなわち、固体レンズが取り付けられるヒドロゲルレンズの外面の形状は個人ユーザ毎に異なる。しかし、これらの利点にもかかわらず、装置の総厚、および前部角膜曲率に一致する曲面上にどのように電気接点を取り付けるかなどいくつかの課題が残り得る。液晶素子の周囲に合わせてヒドロゲルを成型するなどの他の実装方法が、説明した光学装置から軟質コンタクトレンズを形成するために使用され得る。最後に、ヒドロゲル構造を有する剛質装置を直接印刷する、回転塗布する、および浸漬塗布する方法がまた、快適性を改善するとともに眼内の配置を支援するためのヒドロゲル皮膜の設置に使用され得る（Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１４）。
【００７３】
液晶コンタクトレンズの製造および試験は複雑な工程であり得、したがって試験および製造を支援するように設計された本開示の例示的実施形態を使用することが有利かもしれない。図３および図４は、液晶装置の例示的基板の概略設計図であって例えば基板および液晶層の試験、接着技術、および電極などへ給電する技術に使用され得る概略設計図を提供する。図３および図４はまた、液晶装置のマイクロメートル（μｍ）単位の例示的寸法を提供するが、これらの寸法は用途をユーザの眼およびユーザの焦点要件に適合させられ得るので、これらの寸法は基板または液晶装置の形状、寸法、または構造を制限するものとして解釈されるべきでない。図３および図４における基板の一部３０２、４０２の形状は図１および図２のものにそれぞれほぼ対応する。しかし、液晶装置の試験を支援するとともに液晶空洞（その厚さは３０４、４０３により示される）を形成するための基板同士の嵌合を支援するために、基板の縁には平坦部３０１、４０１も存在する。平坦部はまた、基板の表面上に形成され得る電極へ給電するために、配線などの取り付けを支援し得る。実際には、これらの領域は試験後に装置からカットされ、次に製造工程の最終部分へ進み得る。図１および図２を参照して説明した例示的実施形態は、図３および図４の平坦部とは対照的に装置の光集束領域の外側に非光学的領域を有し得る。これらの非光学的領域はユーザの角膜上へ置かれ、配線、電源、制御素子などの電子部品の取り付けに使用され得る。
【００７４】
先に説明したように、空洞内に含まれる液晶の屈折率を変更するために、閾値電圧より高い電圧が液晶の両端に印加される必要がある。液晶はテレビ、時計などの用途において広範囲に使用されており、したがって液晶の振る舞いはよく文書化されており、本明細書では詳細に説明しないものとする。図１および図２を参照して説明した例示的実施形態の動作を可能にする屈折率の大きな変化は、電圧が液晶の両端に印加されると発生する。特に、ｎｅ〜ｎ０の屈折率の遷移を実現しようとすれば一定の閾値を超える電圧が必要である。装置１００、２００のコンタクトレンズへの可能な適用に起因して、電圧の生成を簡単にするためにおよびユーザの眼に入れられる際の装置の安全性を保証するためには、閾値電圧が比較的低いと有利である。閾値電圧を決める主要因は、液晶層内の液晶のタイプ（例えば、ネマチック液晶材料の弾性定数Ｋｉｊおよび誘電異方性Δε）と、電極と液晶層間のすべての誘電体物質である。さらに、ｎｅ〜ｎ０の間で遷移するための液晶層の応答時間を低減するためには液晶層の厚さを可能な限り薄く保つことも有利かもしれない。結局、図１、２に示すような液晶装置を設計する際、屈折率の必要な変化だけでなくこれらの要因も考慮される必要がある液晶の複屈折率は、電圧が印加されたときの屈折率のあり得る変化に影響を及ぼし、より高い複屈折率を有する液晶は一定の幾何学形状を有する液晶層内の屈折率の大きな変化を生じる。結局、高複屈折性液晶から形成された比較的薄い液晶層を有することも有利かもしれなく、液晶層したがって液晶装置の応答時間のさらなる改善が得られ得る。
【００７５】
図５は、図１および図３を参照して説明した例示的実施形態に従って形成された液晶装置の印加された１０ｋＨｚＡＣ電圧に対する焦点屈折力のグラフを提供する。液晶は５ＣＢであり、液晶層は中央厚さ５０μｍを有し、厚さは活性アパーチャの縁で７５ｕｍまで増加する。この設計は、液晶空洞の屈折率がｎ０またはその近傍である垂直配向に向かって切り替わる正のΔε有するネマチック液晶に必要である。図５の結果は、それぞれが互いに平行に配向された空洞の両内側面上に平面配向を有する試料について得られた。図から分かるように、液晶レンズの焦点屈折力は約−２ジオプタ〜０ジオプタの焦点屈折力Ｐ間で切り替わり、０ジオプタの焦点屈折力を実現するには約１．７７Ｖｒｍｓの電圧で十分である。すなわち、焦点屈折力の変化ΔΡは＋２．０ジオプタである。このグラフの結果は、増加された焦点屈折力を有する基板と組み合わせると液晶レンズは２Ｖｒｍｓ未満の閾値電圧で液晶装置が約０〜２ジオプタ間で切り替えることができるようにするということを示す。したがって、この性能は、老眼矯正用コンタクトレンズの光学的活性素子として機能する例示的実施形態の能力を示す。図５の結果は負にバランスされた光学装置に好適であるが、液晶層のｎｅとｎ０を変更することにより、または基板の焦点屈折力を修正することにより、装置は約０〜＋２ジオプタ間（ΔΡ＝＋２）で切り替わるように構成され得る。加えて、面３０５、４０４に対応する基板３０４、４０３の上部曲率半径を変更することで装置のオフ状態に対応する任意の静止焦点屈折力と例えば活性化された際の＋２ジオプタの加算焦点屈折力との間の切り替えを可能にする。通常、静止焦点屈折力は遠方視力矯正に対応し得、装置は、近方視力矯正を提供するように活性化されると加算度数補正を含む。さらに、適切な液晶、液晶層厚、幾何学形状および印加電圧を選択することにより、広範囲の正負両方の焦点屈折力間で切り替わり得る光学的活性液晶装置が形成され得る。印加電圧という意味では、いくつかの例示的実施形態では、印加電圧の大きさは０Ｖ〜５０Ｖｒｍｓであり得る。しかし、上に述べたように、印加電圧が０Ｖｒｍｓ〜１０Ｖｒｍｓなど（好適には５Ｖｒｍｓ未満）のように比較的低いことが有利かもしれない。
【００７６】
＋２のΔΡは老眼者の大多数にとって十分である。しかし、レンズは、空洞がΔΡ＞＋２を生じるように、より高いΔｎおよび／または曲率半径のより大きな差を使用することにより設計され得る。例えば、ΔΡ＞＋３を与えるように設計されたレンズは、空洞へ印加された電圧をそれに応じて変調することによりΔΡ＝＋２のより典型的な要件を有する老眼者により使用され得る。しかし、以下に概説する理由のために、この手法との妥協点（より緩やかな応答速度など）が存在し得るので、いくつかの範囲の性能の空洞設計を提供することが好ましいかもしれない。
【００７７】
本発明に従って設計された正のΔεのコンタクトレンズを考察し、簡単のために球面レンズを使用する。（実際には、例えば乱視の矯正のために他の形状が含まれ得る）。図６は、液晶空洞が半径Ｒ１の下側基板と下側基板と同軸となるように配向された半径Ｒ２の上側基板とから形成される例示的レンズの断面の概略図を示す。（なお、図１、２、３、７、８と同様に、眼はレンズの下にあることと、光はレンズの上から入射されるということとを仮定する）。全体を通じて示される他の例に関しては、空洞は適切な曲率の２つの凸面から形成される。このとき、空洞の厚さは対称性の中心ｈ０における間隔とアパーチャＸの幅とに関係する。下記レンズ方程式は、ｎ１〜ｎｘの屈折率の変化に伴う焦点屈折力の変化ΔΡ（ジオプタＤまたはｍ−１）を与える。
【数１】
0006618469.tif 000002
【００７８】
正のΔを保証するためには、ｎ１はｎ２より高くかつＲ１はＲ２より低く、またはｎ１はｎ２より低くかつＲ１はＲ２より高くなければならない。棒状（ｃａｌａｍｉｔｉｃ）液晶は正の複屈折率Δｎを有する。印加電界が光透過方向と（ほぼ）平行となるように空洞がいずれかの面上の電極と共に設計されれば、正のΔε材料は、屈折率が印加電界により正常成分ｎ０方向に行く（すなわちｎ２→ｎ０）ようにディレクタを電界と平行に配向させる。このとき、正のΔΡは、ｎ１≒ｎｅ（ディレクタと平行な偏向のため）およびＲ１＜Ｒ２となるように平面配向から生じる。この場合、ＬＣ空洞は、同軸面の中心で最小厚さｈ０を有し、そして空洞の活性部の縁でｈの間隔に達するまで空洞の外縁（または作動中アパーチャの活性領域の少なくとも外縁）に向かってより厚くなる。間隔の差をΔＹで示す。レンズは、空洞を横断する光により経験される屈折率が基板を形成するために使用される材料のものと異なるということとΔＹは一定でありかつ０ではないということとを仮定すると、焦点屈折力Ｐを有する。
【００７９】
空洞が図６に示すように曲率Ｒ１、Ｒ２を有する球状断面から形成される例示的配置では、ΔＹは次式により与えられる。
【数２】
0006618469.tif 000003
ここでＸは活性アパーチャの幅である。通常、Ｒ１は角膜の前部の半径（典型的には約７．８ｍｍ）近くとなる。活性アパーチャは眼の瞳孔を覆うように設計されるのでＸは典型的には２．５ｍｍである。Ｘ＜＜Ｒ１であるので、ΔＹは空洞の中心から切り替え領域の外縁までの液晶のセル間隔の変化の合理的な近似である。通常、空洞の中央部もまた距離ｈ０で離間され、セルは同軸的に配向されるので、最大間隔ｈは次式となる。
ｈ＝ｈ０＋ΔＹ          （３）
【００８０】
別の配置を図７に示す。ここでは、系は印加電界が屈折率の低下を引き起こすように選択される。このような系の例は、空洞の両方の内表面上にホメオトロピック配向を有する垂直配向ネマチック（ＶＡＮ）を形成するように配置された負のΔεを有する棒状ネマチック液晶である。負のΔε材料では、印加電界はディレクタの再配向を電界方向に垂直となるように誘起する傾向があり、したがって空洞の屈折率はｎ２≒ｎｅの限界に向かって増加する。ＶＡＮ配置では、初期空洞屈折率ｎ１≒ｎ０である。式（１）は、ΔΡはＲ１＞Ｒ２であれば正であるということと、空洞はアパーチャの同軸中心でより広い間隔を有するということとを示す。この場合、ｈは空洞の最小厚さであり次式で与えられる。
ｈ＝ｈ０−ΔＹ          （４）
【００８１】
図８にネマチック液晶の好ましい実施形態をまとめた。図８ａ）、ｂ）は正のΔεを有するネマチック液晶、図８ｃ）、ｄ）は負のΔεを有するネマチック液晶である。これらの例は典型的な棒状ネマチック液晶の状況を表す。他の実施形態は当業者にとって明らかになる。例えば、円盤状（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）液晶（例えば、ＮＤ相）では、複屈折率Δｎは負であり、配向条件はそれに応じて逆にされる。強誘電性液晶では、ディレクタは印加電界に対して垂直に配向する（スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）層構造により追加される制約条件を所与として）が、配向は電界極性に依存する。
【００８２】
通常、空洞Ｒ１の内半径は約７．８ｍｍの曲率の球面半径を有する眼の前部の曲率に従うことになる。正のＬＣ空洞では、セル間隔の変化ΔＹが空洞Ｒ２の外半径の関数としてプロットされた図９に示すようにＲ２＞Ｒ１である。また示すのは、ｈ０が典型例として５μｍに設定された最大セル間隔ｈの例である。本発明者らは、液晶空洞間隔が１００μｍを超えると液晶配向の品質がいくぶん低下するということを発見した。実際、最良のレンズ品質は、５０μｍ未満の最大間隔ｈを有する正のレンズであることが分かった。図９は、正のレンズの好適な実施形態が１０ｍｍ未満（好適には９ｍｍ未満）である曲率の外径を有するということを示す。さらに、本発明者らは、良質な充填および配向は最小２μｍ（好適には４μｍ）だけ離間されたレンズによってだけ発生するということを発見した。これは、少なくとも２つの同軸基板の配向の公差に起因したが、また、空洞の両端で電気的短絡が発生するのを防止するのを助けた。したがって、本発明者らは、本発明による正のレンズの次式の設計則を提案する。
Ｒ１＋２μｍ  ＜  Ｒ２  ＜  １．２８Ｒ１          （５）
【００８３】
式（５）は本発明による例示的な正のレンズの設計則を与える。しかし、レンズの性能は、レンズの光の透過方向で異なる屈折率成分を誘起することに起因する焦点屈折力の変化ΔΡ（ジオプタＤで測定）に主として依存する。図１０は、Ｒ１＝７．８ｍｍ、Ｘ＝２．５ｍｍに対する式（１）の解を屈折率の変化ｎ２−ｎ１の関数として示す。明らかに、焦点屈折力の変化はｎ２−ｎ１とΔＹの両方が一定であることを必要とする。ＤＰのより大きな変化はより高いｎ２−ｎ１および／またはΔＹに対して発生する。焦点屈折力の極めて大きな変化は式（５）の設計則を使用してもあり得る。例えばｎ２−ｎ１＝０．２５とΔＹ＝１００μｍではΔΡ＝８。
【００８４】
異なるＲ２を有するいくつかの典型的な正のΔεネマチック材料の焦点の変化、ΔΡおよび最大間隔ｈを図１１に示す。これらの理論点は、電圧がディレクタをｎ１＝ｎｅからｎ２＝ｎ０へ完全に切り替えるのに十分であるということと、レンズの最小離間距離ｈ０＝５μｍが選択されたということとを仮定することにより計算された。
【００８５】
目標ΔΡは、本発明に従って設計されたコンタクトレンズの老眼エンドユーザの大多数では２．０である。図１２は、式（５）により与えられる設計則を満たす空洞の焦点屈折力のこの変化を達成するのに必要な液晶の複屈折率がΔｎ＝０．１より大きく（好適にはΔｎ＝０．１５より大きく）なければならないということを示す。目標ΔΡ＝３．０の例外的ケースでは、Δｎ＞０．２２が好ましい。
【００８６】
図１４は、ネマチック切り替えの標準Ｊａｋｅｍａｎ−Ｒａｙｎｅｓ式を使用して計算されたｈ０＝５ｕｍを有するレンズの５Ｖ信号に対する最大応答時間τｏｎ対いくつかの正のΔεネマチック液晶の最大空洞間隔ｈを示す。
【数３】
0006618469.tif 000004
ここでγ１は回転粘度、Ｖｃは切り替え閾値電圧である。明らかに、応答時間は、Ｅ４４などのより高い粘着性の混合物では極めて高くなり得る。しかし、Ｅ４４の複屈折率は図１３に示すように他の例示的混合物よりはるかに高い。したがって、図１５では、本質的により高い粘度を有するにもかかわらず、焦点屈折力のより大きな変化を得るためにはより高い複屈折性材料を使用することが好ましいということが示される。これは、より高い複屈折性混合物がより低いｈで動作し、式（６）の応答時間のｈ２依存性が粘度の増加を十二分に補償するからである。
【００８７】
図１４および図１５と同様に５Ｖを印加することは依然として比較的遅い応答時間につながる。ΔΡ＝＋２の目標レベルを達成するのに必要な応答時間の電圧依存性を図１６に示す。これは、設計のために好適なネマチック材料が選択されるということを条件に１５Ｖを印加することで２００ｍｓ未満の応答時間が容易に達成されるということを示す。前図と同様にＲ１＝７．８ｍｍ、Ｘ＝２．５ｍｍ、ｈ０＝５μｍであるということに留意されたい。
【００８８】
高分子安定化型（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ）液晶は液晶層中の高分子網目を介しより速い切り替え時間を提供し得る。これは、液晶材料内に単量体を（典型的には５％未満）分散させることにより引き起こされ得る。単量体は次に、装置中への配置後に架橋を介し網目を形成するためにＵＶ光を介し重合される。一連のレンズはｈ０＝２μｍおよびΔＹ＝７μｍで構築された。セルは、網目を形成するために種々の重量パーセントの反応性メソゲン単量体ＲＭ２５７が添加され２６４ｎｍ紫外線で重合された正のネマチック化合物５ＣＢで充填された。レンズのすべては０．４〜０．６のΔΡを生じた。図１７は、単量体の濃度を増加することで、したがって高分子網目のより高い密度により発生した閾値電圧の増加を示す。しかし、この増加を打ち消すために十分に高い電圧が使用されれば図１８に示すように平均応答時間の明白な低減が可能である。例えば、３重量％の重合体の使用は２倍を超える応答時間改善をもたらした。
【００８９】
切り換え時間を低減するために使用され得る別の一組の材料は二周波駆動液晶（ｄｕａｌ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）である。これらの材料は異なる周波数電圧の印加によりスイッチオン／オフされることができ、スイッチオン／オフは切り替え周波数により駆動される平面配向とホメオトロピック配向に対応する。したがって、二周波駆動材料は、いくつかの液晶の遅い緩和時間を取り除くす能力を有する。
【００９０】
単一液晶層により偏向無依存矯正を実現するためにいくつかの別の液晶が液晶レンズ、素子または層に使用され得る。例えば、青色相液晶の屈折率のＫｅｒｒ効果ベース光学的等方変化と、いくつかの屈曲型コア（ｂｅｎｔ  ｃｏｒｅ）液晶の暗コングロメラート相の屈折率の光学的等方変化とが、単一液晶空洞を有する液晶装置を切り替えることに使用され得る。高分子分散型液晶は、高分子安定化液晶と同様な材料であって高分子マトリクス内に液晶領域を形成するために液晶に対してより大きな濃度の重合体を有する材料を使用する。材料中の単量体の典型的な濃度は７０％であり、重合体内の液晶液滴の必要な分散は光重合により行われる。電気的不活性状態では、液晶は液滴内で無秩序であり、平均屈折率が観測される。電圧が印加されると、液滴の局所ディレクタは電界に従って配向し、ｎｅが観測される。この原理は、高レベルの散乱が本開示のような固体レンズ装置の光学品質に影響を与えることがあるが回折ベースのレンズにおいて使用されてきた。青色相液晶は、配向を必要とせず、偏向無依存であり、電気的切り替え可能屈折率を有し、液晶レンズ使用に好適となる。しかし、課題は温度範囲と高い動作電圧から生じ得る。
【００９１】
別の光学的切り替え方法を提供するために他の液晶動作モードがレンズ使用に採用され得、そのうちのいくつかは偏向無依存であり得る。いくつかの例は以下のものを含む：
１．摩擦技術または好ましい傾斜方向を有する光配向現象のいずれかを使用する負の誘電体異方性結晶化合物を有する垂直配向ネマチック（ＶＡＮ）モード。
２．負の誘電異方性キラル液晶化合物を有するＶＡＮモードが使用され得る。弱いキラルの場合、ＶＡＮおよびＴＮ状態が実現され得る。
３．１つの基板がホメオトロピック配向および他のホモジニアス配向を示すハイブリッド配向ネマチック（ＨＡＮ：ｈｙｂｒｉｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）モード。最適化のために低および高傾斜角の両方が考慮されることになる。
４．正または負のいずれかの誘電異方性混合物を有するＨＡＮが使用され得る。
５．ねじれネマチック（ＴＮ：ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）モードは、液晶分子が大量にねじられ基板に対して平行である９０度ねじれ配向を利用する。
６．同様に、弱いキラルネマチックがこの幾何学形状で使用され得、その結果、ディレクタは一方の面から他方の面までねじれるだけでなく斜角と屈曲とを有する。
７．青色相と高分子安定化青色相とを含むコレステリック液晶。
８．強誘電体スメクチックＣ＊液晶を含む双安定表示モード、ＺＢＤなどの双安定面モード。これは、動作モードに依存して異なる偏向の光を見る装置の使用を含み得る。
【００９２】
要約すると、複屈折率に加えて、変更され得る他の重要なパラメータは、正常および異常屈折率（ｎｅおよびｎ０）、液晶層間隔の粘性−弾性特性、および光学モードである。装置の動作の温度範囲は狭くかつ約３７℃を中心とし得るということが遵守されなければならない。したがって、低透明点（例えば約５０℃でＴＮＩ）を有するネマチック混合物が表示用途に使用される標準ネマチック混合物より場合によっては低い粘度で設計され得る。
【００９３】
上述のような液晶装置の実現の障害は装置の製造である。本出願における構成部品の新しい配置および液晶技術の利用の理由から、すなわち湾曲基板間の空洞から形成される湾曲液晶層に起因して、多くの新しい技術が必要である。図１９は、図１および図２に示す液晶装置の製造において必要とされ得る主要工程の例示的流れ図を提供する。
Ｓ６０１：人間の眼の前部曲率の形状にほぼ一致するように基板を製造する。例えば、基板は基板が組み込まれ得るコンタクトレンズの対象装着者の角膜曲率に一致するように製造され得る。
Ｓ６０２：液晶層の電極を形成するために導電性皮膜を基板の表面へ塗布する。
Ｓ６０３：液晶配向誘起面を実現するために導電性皮膜を処理する。
Ｓ６０４：空洞を形成するために基板同士を接着する。
Ｓ６０５：空洞を液晶と密封部材で充填する。
【００９４】
上記工程のそれぞれは、図１および図３に示したような単一空洞の例示的実施形態に関し以下にさらに詳細に説明される。以下の説明により与えられるすべての測定、材料および工程は、単なる例示であり、上述の工程または製造工程の適用を制限すると解釈されるべきでない。例えば、以下の方法における工程はまた、適応化され得る、または当該技術分野において周知の等価方法により置換され得（利用可能な場合）、例えば基板は旋盤加工される代わりに成型され得、異なる配向技術が使用され得、別の測定技術が使用され得る。方法における工程または方法自体もまた、前述の液晶装置の実施形態の大量生産のために適応化または置換される必要があり得る。さらに、例えば様々な材料を使用する結果としてまたは異なるエンドユーザ要件のために、方法における工程は分離して使用され得る、または工程はスキップされ得る。
【００９５】
Ｓ６０１に含まれる工程は、工程が基板毎に繰り返される以下の表１内で説明される。
【００９６】
【表１】
0006618469.tif 000005
【００９７】
工程Ｓ６０２では、電極を形成する透明な導電性皮膜が、空洞の壁を形成する基板の表面へ塗布される。液晶装置内のその共用とＰＭＭＡから形成されたプラスチック装置における前の用途の理由で、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は透明な導電性皮膜を形成するための適切な物質であり得る。基板上へＩＴＯを蒸着するいくつかの技術が存在し、最も一般的な技術の例としては電子ビーム蒸着とスパッタリングが挙げられる。基板の性質のために、すなわち低いガラス遷移温度を有するＰＭＭＡのために、冷ＩＴＯ塗布工程が必要である。ＩＴＯスパッタリングは低温で薄いＩＴＯ膜を生成することができ、したがってＰＭＭＡ基板と共に使用するのに好適である。スパッタリングの一般的原理はエネルギー粒子によるターゲットのボンバードメントである。ここでは、射出された粒子が基板上へ蒸着される。系にぶつかるエネルギー粒子の束を制御するために、いくつかの別の技術、例えば、高周波マグネトロンスパッタリング、イオンビーム支援蒸着、化学的蒸着および直流マグネトロンスパッタリングが使用され得る。表面膜は冷真空スパッタリング装置を使用することにより実現され得るが、この処理を単独で使用すると、装置の構築に必要な処理に不十分な接着強度生じ得、わずかな機械的撹拌がＩＴＯ膜を除去する可能性がある。接着強度を増加するために、アクリルなどの物質の追加皮膜が塗布され接着を促進するとともにまた基板を硬質被覆する役目を果たし得る。使用され得る例示的物質は、高エネルギーのＵＶ出力を使用することにより硬化可能な二官能および三官能アクリル酸塩の混合物からなるポリアクリル酸塩である。皮膜からの光学歪みを最小限にするために、被膜の厚さを最小にすることが有利かもしれなく、例えば２μｍの厚さが適切かもしれない。被覆後、基板は、冷真空スパッタリングを使用することによりＩＴＯ被覆され得る。
【００９８】
工程６０３では、電極を形成する透明な導電性皮膜は、液晶配向を誘起する表面を実現するために処理される。他の液晶装置と同様に、液晶内の分子の平均配向を表すディレクタは、液晶層が正しく動作すれば表面配向される必要がある。平坦液晶装置では、ネマチック液晶のホモジニアス配向は通常、液晶の配向方向を提供するように摩擦されるポリミドの配向層を使用することにより実現される。配向層として使用するためにいくつかの材料が利用可能であり、その手順は通常、ポリミドで基板を回転塗布し、その後、材料を硬化し、溶剤を除去することすることを含む。しかし、いくつかの低温実験室ポリイミドは、装置内で使用するのに好適な基板材料が耐え得る温度より著しく高いかもしれない１４０℃〜２５０℃の範囲の硬化温度を必要とする。例えば、基板が製造され得るＰＭＭＡのガラス遷移温度は約９３℃である。
【００９９】
ＰＭＭＡと共に使用するのに好適な低温配向剤の例は、時間スケールに依存して６０℃〜１２０℃でベークされ得るＰＶＡ水溶液（ポリビニルアルコール）である。配向作用のメカニズムは基板上へのＰＶＡの化学吸着であると考えられ、硬化されると基板に対して平行な高分子鎖を生じる。膜を一方向に機械的に摩擦すると、高分子鎖は一様方向に並びしたがって配向誘起面を形成する。ＰＶＡはビニルアルコールと酢酸ビニルの共重合体であり、飽和するまで脱イオン化（ＤＩ）水溶液中に入れられる。固着の等方性および強度は微細溝の層厚および塗布の変動により修正され得るが、ＰＶＡ配向は通常、ポリミド配向より弱い。ＰＶＡ溶液を形成するために、飽和溶液が６０℃まで加熱され、約１時間撹拌される。同溶液はその後冷却するために放置され、その後濾過されいかなる未溶解ＰＶＡも除去する。機械的摩擦を実現するために、面状基板は通常、ビロード面上に置かれ、配向を与えるために一方向に表面に沿って機械的に移動される。しかし、このような方法は前述の例示的実施形態の曲面には適さないこともあり、したがってＰＭＭＡ基板を緩衝液で処理する新しい技術が必要かもしれない。ＰＭＭＡ基板の曲面の場合、下側レンズの凸面は、配向を与えるためにビロード面上で機械的に摩擦され得、左、右および中央領域を磨くために多種多様な運動が必要である。上側基板上の凹面は湾曲ビロード面を必要とする。したがって、例えば適切な曲率を有しビロードで覆われたボールベアリングが表面を摩擦するために使用され得る。ＰＭＭＡ基板の配向層塗布のための基本手順の例について、以下の表内で説明する。ここでは、すべての測定および材料は単なる例示であり、ＰＶＡ溶液を用意するまたは基板を摩擦するために当該技術分野において周知の他の手順が使用され得る。配向剤無しに基板を機械的に摩擦することでまた、均質な配向を生成することに成功することも可能である。一例では、高品質な配向を生成するためにＰＶＡと基板摩擦との組み合わせが使用され得る。装置に影響を与え得るいかなる汚染物質も除去するために配向剤塗布に先立つ洗浄手順も必要かもしれない。ＰＭＭＡ基板の性質のために、溶媒使用は、基板を歪ませ得るまたは破壊し得るので可能でないこともあり、したがって、鉱油が、洗浄溶液として使用するためにはより好ましいかもしれない。鉱油のいかなる痕跡も除去するために、基板は、例えば１：５（洗剤：ＤＩ水）溶液を使用して３０分間超音波槽中で当初洗浄され得る。次に、洗剤除去に適切な脱イオン化水で基板をさらにすすぐことが必要かもしれない。上記工程の概要もまた以下の表２に記載される。
【０１００】
配向に伴うあり得る課題は、湾曲基板上で一様な摩擦を与える際の困難性である。光配向は、その操作において必要とされる機械的作用の欠如のために湾曲基板に対する別の選択肢であり得る。フォトリトグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ、印刷またはエンボス加工などの工程を使用することにより基板上に格子構造を形成することにより、摩擦処理が必要でない配向を与えることも可能かもしれない。無摩擦配向層の別の例は蒸着酸化シリコン層の使用である。前述の例示的実施形態と共に使用され得る別の代替案はホメオトロピック配向材料と負の誘電体異方性を有する液晶材料とを使用することであり、配向層は摩擦工程を必要としない。別の面配向提供法は、表面に接触する液晶の局部加熱を与え高分子表面に等方性液体の気泡を誘起するために、集束レーザビーム（レーザツィーザ（ｌａｓｅｒ  ｔｗｅｅｚｅｒ）により提供されるような）を使用する工程からなる。特定方向にレーザを走査することで、等方性気泡のメニスカスの効果によりレーザビームの走査方向に沿った面配向をもたらす。ビームの焦点の変更により、異なる表面は異なる幾何学形状に有利な異なる方向に配向され得る。
【０１０１】
【表２】
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【０１０２】
配向層としてＰＶＡを使用することについて説明したが、これは当業者に周知の多くの可能な配向材料および技術の一例にすぎない。例えば、ＰＭＭＡ基板を直接摩擦することにより配向層無しに配向を与えることが可能である。特定配向（材料に依存して面配向、ホメオトロピック配向、または傾斜配向であり得る）を促進するためにも使用され得る他の配向材料としては、適温でベークされるように設計され得るポリイミド、ナイロン、または界面活性剤またはシラン材料などの他の重合体が挙げられる。
【０１０３】
工程Ｓ６０４では、基板は液晶空洞を形成するように互いに接着される。面状液晶セルを密閉および離間するための標準的技術は、円形幾何学形状および曲面の理由で実施形態の液晶装置には不適切かもしれない。典型的液晶層またはセルは、ガラス基板を分離するスペーサを含み、ガラス基板は次に縁のうちの２つに沿ってＵＶ硬化性接着剤で密閉される。前述の実施形態における液晶層の場合、２つの基板の配置は、曲面の回転対称のために正しい液晶配向を保証する際に極めて重要である。加えて、空洞を充填するためのいかなるメカニズムも単一の開口を必要とし得る。前述の実施形態の基板を配向するために、図２０に示すように２つのレンズが正しく位置決めされることを保証するために基板は特注配向管を使用することにより組み立てられ得る。配向管７００は、下側基板の後部と逆の形状になるように成形される下側鋳型７０３を固定するために配向管壁７０１とプラグ７０２を含む。ここで、壁とプラグは例えばＰｅｒｓｐｅｘから形成され得る。配向管はまた、上側基板の前部の反対形状に成形される上側鋳型７０４と、上側鋳型を降ろすように構成された機構７０５（例えば、真空取り付け機構であり得る）とを含む。２つの基板の摩擦方向は平行でなければならなく、したがって基板の正しい配向は正しい装置動作にとって極めて重要である。例えばアラルダイトなどのエポキシ接着剤のリングが、液晶材料に対するその化学的不活性と高強度接着性との理由で、装置をスペーサ接合に沿って密閉するために使用され得る。装置が充填されるように小さな区域が密閉されないままとされる。しかし、同様な特性を有する他の接着剤も使用され得る。図２０は、図１を参照して説明した液晶装置の上面図を提供する。ここで、接着剤８０１はハイライト表示され、８０２は液晶による空洞の充填を可能にするために残された隙間を表す。基板の接着工程は、以下の表３に概括される。
【０１０４】
工程Ｓ６０５では、基板の接着により形成された空洞が液晶で充填される。しかし、いくつかの既存の充填技術を例示的実施形態の湾曲基板装置へ適用することは好ましくないかもしれない。既存の平面型装置では、同装置の各端には通常２つの開口が存在し、したがって、装置を充填する簡単な方法として毛管作用が使用され得、液晶材料はセルの開放端のうちの１つの上に蒸着される。装置内の薄い開口の結果、液晶は接着剤と表面張力とを介し空のセルを充填することとなる。本例示的実施形態の湾曲基板の場合、基板の円形幾何学形状は毛細管充填を防止することがあり、したがって別の技術が必要かもしれない。
【０１０５】
【表３】
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【０１０６】
これらの液晶空洞を充填するために使用され得る適切な方法の例は、真空と液晶槽とを利用する工程を含むが、当該技術分野で周知な他の適切な工程も使用され得る。この方法を行うために、装置は室内に入れられ、次に室の空気は真空になるまでポンプで汲み出される。液晶装置内の隙間は真空排気後に液晶材料中に入れられ、空気が空洞に入るのを防止するために完全に浸漬される。次に、系は通気され、空洞の内側と周辺領域との間に圧力差を生じ、装置が充填されるようになる。このような系の主な特長は、ほぼ真空状態下で装置が液晶中に入れられることができなければならないことである。この工程の例示的方法はベロー真空システムを利用し得、これにより装置は液晶中に機械的に降ろされる。装置を液晶中へ降ろすことで充填用隙間８０２を完全に覆い、したがって真空槽が加圧されると真空充填を可能にする。例示的処理の工程毎の説明は、以下の表４に記載される。上記手順を行うために使用され得る例示的充填システム９０の概略図が図２２により与えられる。本システムは、ベローズ９０１、装置ホルダ９０２、液晶槽９０３、および液晶装置９０４を含む。
【０１０７】
【表４】
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【０１０８】
装置を液晶で充填するための別の工程は、基板同士を密閉する前に液晶の液滴を装置へ直接塗布する工程を利用することに関わる。空洞の容積が計算され、ピペットを使用することにより液晶層が基板の表面上へ蒸着される。次に、接着剤が塗布され、装置は表３で先に説明したように構築される。装置が密閉されるので、液晶液滴は液晶層の光学領域を充填するように拡散する。これにより、真空充填工程を除去し、構築を簡単にする。
【０１０９】
構築工程の例を図２５に示し、表５に記載する。本工程は図３に示すような装置の構築に対応する。追加の例示的構築工程を図２６に示し、表６に記載する。本工程は、図４に示すような装置の構築に対応する。
【０１１０】
【表５】
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【０１１１】
いくつかの例では、密閉のための正確な量の接着剤を置くために工程Ｓ１２０９において接着剤用ロボットが使用され得る。
【０１１２】
【表６】
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【０１１３】
いくつかの例では、密閉のために正確な量の接着剤を置くために工程Ｓ１３１０において接着剤用ロボットが使用され得る。さらに、工程Ｓ１３０４のパターン化は、レーザ切除、ＩＴＯの塗布に先立つゴムマスキング、フォトリトグラフィ、物理的マスキングなどのうちの１つまたは複数を使用して行われ得る。しかし、ＩＴＯを塗布する際にガス抜けが低下されれば有用かもしれなく、表面が汚染されればレンズは正しく充填されないかもしれない。いくつかの例では、表面が汚染されればＡｇおよび酸素プラズマを使用して装置の濡れ性を改善するためにプラズマエッチング処理が使用され得る。代替的に、有機汚染物質は表面をＵＶ−Ｏ３へ露出することにより除去され得る。
【０１１４】
上記処理が完了し、図１および図２の液晶装置が製造されると、光学的不活性状態と光学的活性状態間で液晶装置を切り替えるために電極へ電力を供給する必要がある。電気的接続に先立つレンズの作製と構築は、前の章で説明したのと同様である。しかし、互いに基板を接着するために使用される接着剤が電気的絶縁性でなければ、表面界面でレンズを電気的に絶縁するためにレンズ接合部に沿ったリング内に紫外線硬化性接着剤などの物質の薄い透明な絶縁層を塗布することが必要かもしれない。しかし、導電性皮膜のパターン化はまた、表面界面での絶縁を実現するとともに短絡を防止するために使用され得る。
【０１１５】
いくつかの例実施形態では、装置へ動作用配線を接続することが必要かもしれない。しかし、ガラス装置のためにインジウムを使用する従来の半田付けは、その使用に伴う高温と、ＰＭＭＡなどの基板に使用され得る材料の低い溶融温度およびガラス推移温度とのために不適切かもしれない。１つの代替案は、溶媒と室温硬化と高粘度との欠如のために有機ベースの接着剤を配線取り付けのために（脱水後に）使用することである。図２２は、図３に示すものと同様な装置１００１への配線の取り付けを示す。図２２では、炭素接着剤１００３などの接着剤または半田により配線１００２が適切な基板へ取り付けられ得るようにするために基板の一部は各側で切除された。
【０１１６】
コンタクトレンズに使用するのに好適な液晶装置では、配線の使用が実用的であるおよび／または配線を取り付ける平坦面が存在する可能性は低い。一例示的実施形態では、図１および図２の液晶装置はワイヤレスで給電され得る。一方の回路から他方の回路へエネルギーをワイヤレスで転送するために２つの誘導コイルが使用され得る。ここでは、一方のコイルは装置内に組み込まれ、他方は装置の近傍に存在するであろう。このとき、電力は誘導によって転送されるであろう。駆動コイルと受電コイルは同様な電気的共振周波数を有し、この共振同調は回路のインダクタンスとキャパシタンスを調整することにより実現され得る。このようなインダクタ回路の例を図１１に示す。ここでは、駆動回路１１０１がユーザの眼の近傍に配置され、受信回路１１０２は液晶装置またはコンタクトレンズの中に含まれ、誘起電流とその結果として得られる電圧が、電極へ給電するために使用されるであろう。受信コイルのサイズが転送の効率を決定する。理論的研究は、ミリメートル程度の受信コイルがより大きなセンチメートルまたはデシメートルサイズの送信コイルにより給電され得るということを示す。前述の実施形態の低い給電要件のために、このようなシステムは動作を実現することが可能で、また制御問題に対処する。本装置は何らかの内蔵制御機構を有するのと対照的に外部回路に反応する。
【０１１７】
実施形態の別の給電および動作方法は液晶装置内部の電池を使用する工程を含む。このシステムの欠点は、電気制御が依然として必要であるということであり、したがって制御アンテナが液晶装置に含まれる必要があり得る。但し、電池の使用はワイヤレス給電と比較して高周波制御の範囲の増加の理由で有用かもしれない。いくつかの実施形態では、制御回路は、液晶装置が外部制御素子との遠隔相互作用を必要としないように液晶装置内に含まれ得る。例えば、フォトダイオードまたは加速度計の使用により光刺激および／または液晶装置の動きそれぞれに反応する制御回路が、液晶装置を制御する手段として液晶装置に含まれ得る。
【０１１８】
前述の実施形態は、それらの性能にとって有用であり得る多くのやり方で適応化され得る。このような代替案の例は、散乱の低減と切り替え時間の低減につながり得る装置の液晶層の厚さを低減することになるであろう。しかし、薄い（すなわち約５μｍ）液晶層の実現は、絶縁を維持する一方で一様な分離を提供する際の製作技術の制限に依存し得る。上述の実施形態に対する改善は、装置全体にわたる例えばＳＵ−８  ２０００．５などの光硬化性絶縁体の一様な皮膜の使用であり得、給電用配線への接続を必要とする領域は機械的に遮蔽される。但し、絶縁および遮蔽はまた、他の既知の手段および材料を使用することにより実現され得る。一様なカバーを提供するために光硬化性絶縁体層が回転塗布器を使用することにより塗布され得（一様な回転塗布が曲面に適用可能である）、ＵＶ光源に露出され低温で硬化される。このような工程はまた、化学現像を必要としないで設計され得、したがって基板の耐溶剤性の必要性を除く可能性がある。
【０１１９】
電気的絶縁を提供する別の方法はレーザ光を使用することによるＩＴＯ層の直接切除である。図３に示す装置の例示的切除パターン１４０１を図２７に示す。基板は、密閉される際にＩＴＯ被覆面が物理的接触の領域１４０２と接触することができないように配向され、短絡を防止する。加えて、物理的マスクが電極をパターン化するために使用され得る。マスクは、ＩＴＯ被覆の前に基板上へ置かれ得、マスクにより覆われた選択領域のＩＴＯ被覆を防止する。マスクが効果的となるためには、基板との直接接触が必要かもしれなく、好適には材料は真空時には気体を放出してはならない。装置上へ電極をパターン化することはまた、インクジェット印刷を使用することにより実現され得、ＰＥＤＯＴ：ＳＳ（ポリ（３，４−エチレンダイオキシチオフェン）ポリスチレンスルホン酸）などの導電性高分子が基板上へ所望パターンで直接配置され得る。ＰＥＤＯＴの導電率の改善は特殊処理（例えば、ジメチルスルホキシドｅｍｐｌｕｒａ）により達成され得る。加えて、光学領域外の任意の電子的接続は銀ナノ粒子を印刷することにより実現され得る。電極はまた、透明な導電性面を提供するためにグラフェンとグラフェンベース材料を含み得る。
【０１２０】
装置内の基板配向と電気的接続とを実現するためにスロット付き基板システムを使用する例示的装置を図２８および図２９に示す。これらの図における装置では、基板１５０１、１５０２は基板１５０３上の隆起領域（１５０４として示す）の中に入れられるように配置される。これは、基板が正しく配向される可能性を高めるとともに、配向管が必要とされないので図２５および図２６に示すいくつかの構築工程の必要性を除き得る。装置は、落下充填工程を使用することにより構築され、ＵＶ硬化性接着剤を使用することにより密閉され得る。図２８の概略図は、２つの液晶層を利用する偏向無依存レンズが隆起部１５０４を使用することによりどのようにしてスロットに入れられることができるかを示す。表面１５０１と１５０２との間および表面１５０２と１５０３との間に含まれる液晶空洞は負のメニスカスレンズの形状を採り得、液晶ディレクタは各空洞内で垂直である。２つの液晶レンズの組み合わせは、偏光が液晶ディレクタの配向のために集束されるかどうかにかかわらず装置内に同じ屈折力を生じる。装置は装置の縁において密閉される。図２９は、図２８に示すように３つの基板を有するレンズ系上にＩＴＯをパターン化する方法の概略図である。基板１５０１の上部への電気的接触を提供するために隆起部１５０４を使用する一方で、ＩＴＯは、図１５に示すように基板が一緒に置かれる際の短絡を防止するようにパターン化される。１６０１は、１６０３、１６０４が中央電極へ同じ第２の値の電位を供給するために１６０５へ接続される一方で、各電極へ同じ電位を供給するために１６０５へ接続する。１６０５は、装置の上面上に置かれ得るエレクトロニクスへの接続を許容するために基板１５０１へ接続する。
【０１２１】
例示的装置の利点は、電気的接続が隆起部１５０４内の隆起を使用して実現され得るということである。例示的電極パターンおよび接続方式を図２８に示す。同じ電圧が１６０１、１６０２へ印加され、１６０３、１６０４は接地される。異なる光機能のためには、基板への電気的接続の他の実施形態もまた、説明した技術を使用することによりなされ得る。２つの接続タブが設けられる（１６０５）：一方の接続タブは１６０１、１６０２用、他方の接続タブは１６０３、１６０４用。中央の５ｍｍ光学径区域１６０６の外側の基板１５０１上へ操作用エレクトロニクスが配置され得る。エレクトロニクス用のこの領域は異なる電極の動作のために１６０５へ接続され得る。電極のパターン化は、パターン化されたＩＴＯまたは印刷された導電性高分子のいずれかを使用することにより完了され得る。区域１６０６上に含まれるエレクトロニクスは、スーパーキャパシタ、小さな電池、アンテナ、ＲＣ回路、またはレンズを給電する別の方法、導電材料を使用するタブへの接続を含み得る。
【０１２２】
レンズは、大規模商用開発により適したやり方で製造され得る。各レンズマザー基板は、複数ユニットの搭載を許容するチャック（真空チャックなど）上へ取り付けられるだろう。このとき、このチャックは、例えば旋盤または鋳型を使用する各レンズ素子の好適な製作を可能にするだろう。レンズの中心軸は、チャック上の基準マークに対して正確に規定されるだろう。レンズの内側面が形成されると、追加層がレンズ面上へインクジェット印刷され得る。例えば、障壁層、電極膜、および／または接着層は、各レンズがチャック中に搭載されたままである間に、表面上へ取り込まれ得る。第２および第３のレンズ素子が同様なやり方で並行して製造され得る。素子がまとめて搭載される準備ができると、チャックはまとめて正確に中心に集められ得る。真空チャックが使用される場合、一組のレンズ素子がチャックから取り出され、真空チャックへ正圧を印加することにより他のレンズ上の適所にロックされ得る。これは、レンズ毎にまたは並列に行われ得る。単一の落下充填が使用され、正しい量の液晶がレンズ素子のうちの１つの上に蒸着されるシステムでは、レンズを歪めるのに十分な圧力をチャックが採用することを保証することと、ＬＣのうちのいくつかが素子から排気してこれにより気泡が形成されるのを防止することを可能にすることとが好ましいかもしれない。このとき、印刷工程は、第３の素子が同様なやり方で搭載される前に、第２の素子の外面に対して行われ得る。
【０１２３】
加えて、液晶装置用の基板を形成するためにＰＭＭＡの代替物質（様々な剛性ガス透過性（ＲＧＰ：Ｒｉｇｉｄ  Ｇａｓ  Ｐｅｒｍｅａｂｌｅ）材料など）が使用され得る。説明した構築工程は、これらの材料に適切であることが示されたので、眼への改善された酸素輸送を実現し得る。同材料はまた、装置の正常な動作に必要な剛質構造を提供する。加えて、装置は、一般的コンタクトレンズ使用に伴う洗浄に耐えることができる材料を使用することにより構築され得る。
【０１２４】
加えて、屈折率に応じた電界または電圧を保有する他の非液晶材料が現在の装置に使用され得、装置の内部の曲率はゲルマニウムアンチモンテルル合金などの相変化材料の屈折率の同様な変化を生ずることができる（Ｈｏｓｓｅｉｎｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，５１１，２０６−５１１，２０１４）。
【０１２５】
本開示の範囲から逸脱することなく、様々な修正が、ここに既に記載された例示的実施形態に対してなされ得る。例えば、本開示の例示的実施形態は、コンタクトレンズにおける使用を参照し説明されたが、適応可能なレンズまたは集束が必要な顕微鏡検査などの他の用途においても使用され得る。さらに、規定の材料は単なる一例として記載されており、したがって他の好適な材料も使用され得る。液晶装置を製造するためにここに既に説明した工程は単なる例示であり、また、様々な材料と共に使用するために適応化され得る。例えば、工程は、本開示の範囲から逸脱することなくスキップされ得る、置換され得る、または順序が変えられ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ）】
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【図８ｂ）】
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【図８ｃ）】
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【図８ｄ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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