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CN113671604A - 包括在可见光区域内针对低照度条件的减反射涂层的光学制品 - Google Patents

包括在可见光区域内针对低照度条件的减反射涂层的光学制品 Download PDF

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CN113671604A
CN113671604A CN202111009651.3A CN202111009651A CN113671604A CN 113671604 A CN113671604 A CN 113671604A CN 202111009651 A CN202111009651 A CN 202111009651A CN 113671604 A CN113671604 A CN 113671604A
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CN
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layer
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ophthalmic lens
high refractive
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C·赫费纳
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Rupp and Hubrach Optik GmbH
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Abstract

本发明涉及一种眼科镜片，该眼科镜片包括具有前主面和后主面的透明基材，这些主面中的至少一个主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括由具有大于或等于1.55的折射率的至少一个高折射率层(HI)和具有小于1.55的折射率的至少一个低折射率层(LI)形成的叠层，其特征在于，所述多层式减反射涂层具有：‑至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对明视觉的、小于或等于2.5％、优选地小于或等于0.9％的平均光反射系数Rv；‑至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对暗视觉的、小于或等于0.5％、优选地小于或等于0.4％的平均光反射系数Rv’。

Description

包括在可见光区域内针对低照度条件的减反射涂层的光学 制品
本申请是中国专利申请201580077709.4的分案申请，该中国专利申请的申请日为2015年3月13日，发明名称是“包括在可见光区域内针对低照度条件的减反射涂层的光学制品”。
技术领域
本发明涉及一种光学制品、尤其一种眼科镜片，该眼科镜片包括减反射涂层，该减反射涂层大大减少在可见光区域内的反射并考虑了人类视觉系统的暗视觉特异性。光学制品可以特别是眼镜片。
背景技术
目前在眼科行业中，减反射涂层被广泛用于使镜片的反射最小化，以改善配戴者的舒适性和美观。通常，减反射设计的关键目标是达到尽可能低的反射比，同时考虑到不同的约束，例如制造工艺、颜色稳健性和层数目等。减反射涂层通常由包括多个干涉薄层的多层组成，该多层通常是基于具有高折射率的介电材料和具有低折射率的介质材料的多个层的交替。当沉积在透明基材上时，此类涂层的功能是减小其光反射并且因此增加其光透射。如此涂覆的基材将因此使其透射光/反射光比值增加，由此提高放置在其后方的物体的可见性。此外，不希望的反射(重影、眩光)将被限制，尤其针对来自眼科镜片配戴者后方的光。
当寻求获得最大减反射效果时，那么优选的是向该基材的两个面(前面和后面)均提供这种类型的涂层。
这种减反射涂层通常用于眼科领域。因此，常规减反射涂层被设计并优化为减少镜片表面上在可见光区域(通常在380至780nm的光谱范围内)内的反射。
一般而言，传统的眼镜片在其两个面之一上包括减反射涂层，该减反射涂层在可见光区域内具有低反射率，例如在可见光区域内的平均光反射系数Rv小于2.5％、通常小于1％。这个减反射涂层还具有漂亮的美学外观，即残余反射光具有令人愉悦的主色(典型地，所述残余反射光的颜色是绿色或蓝色)。
由于反射比是波长的函数，并且因为人眼对于各种波长具有不同的敏感度，所以减反射设计的平均光反射率Rv由以下等式描述：
Figure BDA0003238418460000021
其中
R(λ)是在λ波长下的反射率，
V(λ)是在CIE 1931中眼睛的光谱发光效率函数V(λ)，
D65(λ)是在标准CIE S005/E-1998中定义的日光发光体。
然而，已知当照度水平降低时，人类视觉系统不同地起作用，(E.Fred Schubert，LED的详细信息(Detailed Information on LEDs)，第16章：人眼敏感度和光度量)。已经得到证明的是，在降低的照度水平下，暗视觉是主导的。
在这样的条件下，与在正常照度水平(也称为明视觉)下相比，人眼的敏感度不同。实际上，取决于照度幅度，人眼用不同的传感器起作用，即：针对较低照度条件下的白昼视觉(高于10cd/m2的高照度)是主要以视锥起作用，视杆细胞变得重要。而且，在夜视或暗视觉时，人眼仅以灰度等级起作用。人眼还在低照度条件下或在暗视觉情形下对眩光更敏感。
针对暗视觉的光谱发光效率函数例如在1951年在CIE中作为V’(λ)进行了很好的描述。
因此，迄今，所有眼科镜片反射涂层都为了白天在可见光区域内的低反射率进行了优化(其中Rv小于2.5％、通常小于1％)。所测得的这些反射涂层的反射率程度实际上如上述等式所示取决于参考发光体D65以及在CIE 1931中定义的光谱发光效率函数V(λ)。然而，这些参数对于暗视觉是不准确的。值得注意的是，对于光稀少的暗视觉，降低反射比是最重要的。
目前，为了改善眼科镜片的暗视觉或夜视，在现有技术中并且尤其从文献WO2007/147509中已知了提供具有取决于波长的光谱吸收特征的透明光学制品，即：对于小于400nm的波长而言吸收率超过90％、对于在400nm至420nm之间的范围内的波长而言吸收率超过80％、并且对于大于470nm的波长而言吸收率小于20％。
文献WO 2008/059177还描述了一种光学制品，该光学制品能够在该光学制品的特定区域中(即，周边视觉)吸收波长而不降低该光学制品的另一个区域中的光透射。这样的光学制品提供了针对眩光的一些保护、但是减少了光透射。
因此，现有技术中开发的、通过限制眩光来改善暗视觉的解决方案是基于吸收，而不使用总体较低的光透射涂层和减反射涂层。
因此，仍然需要提供与现有技术的减反射涂层相比在可见光区域内具有确切地针对明视觉和暗视觉两者非常好的减反射特性的新颖减反射涂层。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过试图开发一种透明的眼科镜片来解决上述缺点，该眼科镜片包括：至少具有减反射涂层的透明基材，该减反射涂层能够减小在可见光区域内针对明视觉和暗视觉、尤其针对暗视觉的反射率。
因此，本发明涉及一种透明眼科镜片，该眼科镜片包括具有前主面和后主面的透明基材，这些主面中的至少一个主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括由具有大于或等于1.55的折射率的至少一个高折射率层(HI)和具有小于1.55的折射率的至少一个低折射率层(LI)形成的叠层，
其特征在于，所述多层式减反射涂层具有：
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对明视觉的、小于或等于2.5％、优选地小于或等于0.9％的平均光反射系数Rv；
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对暗视觉的、小于或等于0.5％、优选地小于或等于0.4％的平均光反射系数Rv’。
在本发明的含义内，“针对明视觉的平均光反射系数”Rv(并且与上述等式相对应)是如在ISO 13666:1998标准中定义的，并且根据ISO8980-4测量，即，这是在380nm与780nm之间的整个可见光谱内的加权后的光谱反射平均值。Rv通常是针对小于35°、典型地为30°的入射角来测量的，但可以针对任何入射角来评估。
根据本发明，“在可见光区域内针对暗视觉的平均光反射系数”，记为Rv’，是由以下等式限定的：
Figure BDA0003238418460000041
其中：
R(λ)是在λ波长下的反射率，
Ilum(λ)是参考发光体
V’(λ)是如在CIE 1951中针对暗视觉定义的眼睛的光谱发光效率函数、而不是使用在CIE 1931中定义的眼睛的光谱发光效率函数V(λ)(针对明视觉的Rv的计算就是这种情况)。
在此所使用的参考发光体可以是在眩光反射中考虑的高照度源，像由D65(λ)表示的日光光谱或在驾驶条件下遇到的人工照明的光谱，如灯泡或照明LED；或者是低照度源，像根据该源的表面温度定义的黑体光谱(例如月光)。
实际上，如图1上所展示的，将CIE 1931中的V(λ)与CIE 1951中的V’(λ)进行比较，光谱发光效率函数V(λ)具有高斯形状，其中峰值在555nm附近，而针对暗视觉的光谱发光效率函数也具有高斯形状并且显示出明显的蓝移，其中峰值在507nm附近。因此，在CIE 1931中的眼睛的光谱发光效率函数V(λ)对于暗视觉是不准确的。
如本文所使用的，“入射角”(符号θ)是由入射在眼科镜片表面上的光线与入射点处表面的法线形成的角度。光线是例如发光体光源。总体上，入射角从0°(正入射)至90°(掠入射)变化。入射角的常见范围是0°至75°。
附图说明
将通过参照附图更详细地描述本发明，其中：
-图1示出了根据在可见光区域[380nm-780nm]中的波长、在CIE 1931中进行归一化的眼睛针对明视觉的光谱发光效率“V(λ)”以及在CIE 1951中进行归一化的眼睛针对暗视觉的光谱发光效率“V’(λ)”；
-图2示出了根据在UV-可见光区域[280nm-780nm]的波长、在本申请的实例中制备的若干个镜片的、以及根据现有技术的镜片的前表面上的反射(R，％)的变化。
具体实施方式
术语“包含”(及其任何语法变化形式，例如“包含有(comprises)”和“包含了(comprising)”)、“具有”(及其任何语法变化形式，例如“有(has)”和“具有(having)”)、“含有”(及其任何语法变化形式，例如“含(contains)”和“含有了(containing)”)、以及“包括”(及其任何语法变化形式，例如“包括有(includes)”和“包括了(including)”)都是开放式连接动词。使用它们来指定所陈述的特征、整数、步骤或组分或其群组的存在，但不排除存在或添加一种或多种其他特征、整数、步骤或组分或其群组。其结果是，“包含”、“具有”、“含有”或“包括”一个或多个步骤或要素的方法、或方法中的步骤局部那一个或多个步骤或要素、但不局限于仅具备那一个或多个步骤或要素。
除非另外指明，在此使用的关于成分、范围、反应条件等的量的所有数字或表述应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。
另外除非另外指明，否则根据本发明的区间值“从X至Y”或“在X至Y之间”的指示意指包括X和Y的值。
当与术语“包含”结合使用时，使用词语“一个/一种”可以是指“一个”，但也与“一个或多个”、“至少一个”以及“一个或多于一个”的含义一致。
在本申请中，当光学制品在其表面上包括一个或多个涂层时，表述“将层或涂层沉积到制品上”旨在是指将层或涂层沉积到制品的外涂层的外部(暴露的)表面上，即其距基材最远的涂层。
所述要在基材“上”或沉积到基材“上”的涂层被定义为以下涂层，该涂层(i)放置在该基材上方；(ii)不一定与该基材接触，即一个或多个中间涂层可以安排在所讨论的基材与涂层之间；并且(iii)不一定完全覆盖该基材。
在一个优选实施例中，基材上的或沉积到基材上的涂层与此基材直接接触。
当“层1位于层2之下”时，旨在是指层2比层1距该基材更远。
如在此所使用的，基材的后(或内)面旨在是指当使用该制品时离配戴者的眼睛最近的面。它通常是凹面。相反，基材的前面是当使用该制品时离配戴者的眼睛最远的面。它通常是凸面。
根据本发明制备的光学制品是一种透明的光学制品、优选地是镜片或镜片毛坯、并且更优选地是眼科镜片或镜片毛坯。可以使用本发明的方法涂覆光学制品的凸主侧(前侧)、凹主侧(后侧)、或两侧。
总而言之，根据本发明的光学制品的减反射涂层(将称为“减反射涂层”)可沉积到任何基材上，并且优选地沉积到有机镜片基材(例如热塑性或热固性塑料材料)上。
热塑性塑料可以选自，例如：聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜；聚碳酸酯及其共聚物；聚(对苯二甲酸乙二酯)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
热固性材料可以选自，例如：环烯共聚物，诸如乙烯/降冰片烯或乙烯/环戊二烯共聚物；直链或支链脂肪族或芳香族多元醇的碳酸烯丙基酯的均聚物和共聚物，诸如二乙二醇双(碳酸烯丙基酯)的均聚物；(甲基)丙烯酸及其酯的均聚物和共聚物，其可以来源于双酚A；硫代(甲基)丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物，可以来源于双酚A或邻苯二甲酸和烯丙基芳烃如苯乙烯的烯丙基酯的聚合物和共聚物，尿烷和硫代尿烷的聚合物和共聚物，环氧树脂的聚合物和共聚物，以及硫化物、二硫化物和环硫化物的聚合物和共聚物，以及其组合。
如在此所使用的，(共)聚合物旨在是指共聚物或聚合物。如在此所使用的，(甲基)丙烯酸酯旨在是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。如在此所使用的，聚碳酸酯(PC)旨在意指均聚碳酸酯或者共聚碳酸酯和嵌段共聚碳酸酯。
具体而言，该减反射涂层沉积在具有大于或等于1.5的折射率的基材上。这种基材可以例如由二甘醇双(碳酸烯丙基酯)
Figure BDA0003238418460000071
制成。
在其他实施例中，该减反射涂层沉积在具有大于或等于1.59的折射率的基材上。这种基材可以例如由聚碳酸酯、聚硫代(甲基)丙烯酸酯、聚硫胺甲酸酯(聚环氧化物、聚环硫化物)、或其共聚物及其共混物制成。
如前面提及的，根据本发明的眼科镜片包括具有前主面和后主面的透明基材，这些主面中的至少一个主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括由具有大于或等于1.55的折射率的至少一个高折射率层(HI)和具有小于1.55的折射率的至少一个低折射率层(LI)形成的叠层，
其特征在于，所述多层式减反射涂层具有：
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对明视觉的、小于或等于2.5％、优选地小于或等于0.9％的平均光反射系数Rv；
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对暗视觉的、小于或等于0.5％、优选地小于或等于0.4％、典型地小于或等于0.3％的平均光反射系数Rv’。
申请人实际上已经发现，本发明的新型减反射设计能够给出对较短波长的更多考虑，这将减少在暗视觉的低照度条件下的感知反射。进而，镜片的整体透射率可以增加，这对于夜视特别重要。此外，本发明的减反射涂层设计使得能够在低照度条件下、即：在暗视觉的情形下避免眩光。
实际上，如在下文所描述的实例中将示出的，与现有技术的典型减反射叠层相比，针对暗视觉的平均光反射系数Rv’以及在可见光区域内的平均光反射系数Rv已经通过本发明的减反射设计得到改善。
此外，对于在从20°至50°范围内的入射角，所述多层式减反射涂层优选地在280nm与380nm之间具有小于5％的、由根据ISO 13666:1998标准定义的函数W(λ)加权的平均反射系数RUV。
在本申请中，由根据ISO 13666:1998标准定义的W(λ)函数加权的在280nm与380nm之间的平均反射系数RUV可以通过以下关系式定义：
Figure BDA0003238418460000081
其中
R(λ)表示在给定波长下的镜片光谱反射系数，并且
W(λ)表示等于太阳光谱辐照度Es(λ)和效率相对光谱函数S(λ)的乘积的加权函数。
能够计算紫外线辐射透射系数和/或反射系数的光谱函数W(λ)是根据ISO 13666:1998标准定义的。由于同时考虑到太阳光谱能量Es(λ)(与UVA-射线相比总体发出更少UVB-射线)和频谱效率S(λ)(UVB-射线比UVA-射线更有害)，所以这使得可以表示由这种辐射对配戴者的相对频谱效率调节的紫外线太阳辐射分布。
如上文所述，沉积在基材上的多层式减反射涂层包括至少一个高折射率层(HI)和至少一个低折射率层(LI)形成的叠层。
更优选地，它包括具有低折射率(LI)的至少两个层和具有高折射率(HI)的至少两个层。这在此是简单的叠层，因为减反射涂层中的层总数大于或等于3、优选地大于或等于4以及小于或等于7、更优选地小于或等于6、甚至更优选地小于或等于5、以及最优选地等于5或6个层。
如在此使用的，减反射涂层的层被限定为具有大于或等于1nm的厚度。因此，当对减反射涂层中的层数计数时，将不考虑具有小于1nm厚度的任何层。
除非另有说明，否则本申请中披露的所有厚度涉及物理厚度。
HI层和LI层不需要在叠层中互相交替，尽管根据本发明的一个上述实施例它们也可以交替。两个HI层(或更多)可以沉积到彼此之上，以及两个LI层(或更多)也可以沉积到彼此之上。
然而，通常，离基材最近的层是HI层。
具体地，高折射率片材(HI)沿背离基材的方向位于所述基材与第一低折射率层(LI)之间并且至少包括如下一种或多种材料：SiOx，其中x＜2；TiO2或SiOx+TiO2(即，包括以下两个层的片材：基于SiOx的层、相邻的基于TiO2的层)。
根据本发明的实施例，所述沿背离该基材的方向位于所述基材与所述第一低折射率层(LI)之间的高折射率片材是双层并且包括：
-具有约5nm至15nm厚度、与该基材直接接触的SiOx层L1，其中x＜2，
-具有约5nm至15nm厚度、与L1层直接接触的TiO2层L2。
优选地，L1和L2具有小于或等于10nm的物理厚度并且尤其严格地小于10nm的物理厚度。
根据本发明的另一个实施例，沿背离该基材的方向位于所述基材与所述第一低折射率层之间的所述高折射率片材是具有大约8nm至20nm的厚度的TiO2层，该层与该基材直接接触。
在本申请中，当减反射涂层的层的折射率大于或等于1.55、优选地大于或等于1.6、甚至更优选地大于或等于1.7、甚至更优选地大于或等于1.8并且最优选地大于或等于1.9时，其被称为具有高折射率(HI)的层。当减反射涂层的层的折射率小于1.55、优选小于或等于1.50、更优选小于或等于1.48并且最优选小于或等于1.47时，其被称为低折射率层(LI)。
除非另外指定，否则本申请中提及的折射率是在25℃、530nm波长下表达的。
HI层是在本领域中众所周知的传统的高折射率层。该层通常包括一种或多种金属氧化物，如(但不限于)氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化钕(Nd2O5)、氧化镨(Pr2O3)、钛酸镨(PrTiO3)、氧化镧(La2O3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)、硅氧化物(SiOx)(其中x＜2)。
因此，HI层可以进一步包含具有低折射率的二氧化硅或其他材料，条件是它们具有如上文所指示的大于或等于1.55的折射率。优选的材料包括TiO2、PrTiO3、ZrO2、Al2O3、Si3N4、Y2O3、硅氧化物(SiOx)(其中x＜2)、及其混合物。
具体而言，这些金属氧化物选自：氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、或硅氧化物(SiOx)(其中x＜2)。
LI层也是众所周知的并且可以包含(但不局限于)MgF2或从以下各项中选择的一种或多种金属氧化物：二氧化硅(SiO2)；或硅和铝的混合物，后者有助于增加减反射涂层耐热性。低折射率层(LI)优选地是相对于层总重量包含按重量计至少80％的二氧化硅、更优选地按重量计至少90％的二氧化硅的层，并且甚至更优选地由二氧化硅层SiO2组成。
任选地，LI层可以进一步包含具有高折射率的材料，条件是产生的层的折射率小于1.55。
在本发明的一个实施例中，该减反射涂层外层(与离基材最远的层相对应)是低折射率层。具体而言，这个外层是基于二氧化硅的层，相对于层总重量优选地包括按重量计至少80％的二氧化硅、更优选地按重量计至少90％的二氧化硅(例如，掺有氧化铝的二氧化硅层)，并且甚至更优选地由二氧化硅层组成。
尤其，该外层是单层并且具有最多100nm、优选在40nm至88nm之间并且特别是从60nm至83nm的厚度。
可以通过将至少一个电荷消散导电层结合到存在于制品表面的叠层中来使本发明的光学制品抗静电，即不保留和/或形成大量静电荷。
该电荷耗散导电层必须足够薄以不改变该减反射涂层的透明度。该导电层优选地是由一种导电的且高度透明的材料(通常是任选地掺杂的金属氧化物)制成。在这种情况下，其厚度优选地从1nm到15nm、更优选地从1nm到10nm变化。
优选地，导电层包含任选地掺杂的金属氧化物，其选自铟、锡、锌氧化物及其混合物。优选氧化锡铟(In2O3:Sn掺锡氧化铟)、掺铝氧化锌(ZnO:Al)、氧化铟(In2O3)以及氧化锡(SnO2)。在具体的实施例中，导电层和任选的透明层是氧化铟锡层，记为ITO层或氧化锡层。典型地，ITO层由按重量计大约10％的氧化锡以及按重量计大约90％的氧化铟构成。
根据实施例，根据本发明的多层式减反射涂层在背离基材的方向上包括，
-如上文所定义的所述高折射率片材；
-一个具有从16nm至36nm的物理厚度的低折射率层(LI)；
-一个具有从80nm至120nm的物理厚度的高折射率层(HI)；
-任选地，具有从3nm至10nm厚度的导电层；以及
-一个具有从68nm至88nm的物理厚度的低折射率层(LI)。
在另一个实施例中，本发明的多层式减反射涂层在背离基材的方向上可以包括，
-如上文所定义的所述高折射率片材；
-一个具有从21nm至31nm的物理厚度的低折射率层(LI)；
-一个具有从85nm至110nm的物理厚度的高折射率层(HI)；
-任选地，具有从3nm至10nm厚度的导电层；以及
-一个具有从73nm至83nm的物理厚度的低折射率层(LI)。
减反射涂层的不同层优选地根据以下方法中的任一种方法在真空下通过气相沉积而沉积：i)任选地离子束辅助的蒸发；ii)离子束溅射；iii)阴极溅射；iv)等离子辅助的气相沉积；v)磁控溅射；vi)电子束辅助的蒸发；vii)热蒸发。在以下的参考文献“薄膜工艺(Thin Film Processes)”和“薄膜工艺II(Thin Film Processes II)”，Vossen&Kern编辑，学术出版社(Academic Press)，1978年和1991年中分别描述了这些不同的方法。特别推荐的方法是在真空下进行的热或电子束辅助的蒸发。
在将减反射涂层沉积到基材上之前，该基材任选地经受物理或化学表面活化处理，以便增强减反射涂层的附着力。这种预处理通常在真空下进行。它可以是用高能和/或反应性组分例如用离子束(“离子预清理”或“IPC”)或用电子束进行的轰击、电晕放电处理、离子散裂处理、紫外线辐射处理或真空下等离子体介导处理(通常使用氧或氩等离子体)。它还可以是酸性或碱性处理和/或基于溶剂的处理(水，过氧化氢或任何有机溶剂)。
因此，本发明提供了一种眼科制品，该眼科制品具有改进的概念的减反射涂层，该减反射涂层包括由多个薄层制成的叠层，该叠层的厚度和材料已被选择为在暗视觉和明视觉条件下在可见光区域内获得令人满意的减反射性能。
此外，本发明的眼科镜片的多层式减反射涂层还具有美学外观。
实际上，对于30°的入射角(θ)，来自所述多层式减反射涂层的残余反射光具有如在比色CIE L*a*b*中定义的、等于或小于15、优选地小于或等于12的色度C*。
此外，对于30°入射角(θ)，该残余反射光具有如在比色CIE L*a*b*中所定义的在20°与60°之间(橙色)的色调(h)。
本发明的另一个美学方面是黄度指数(YI)。如果透射过眼科镜片的光的YI低，则对于配戴者而言颜色感知将是非常令人愉悦的。否则，颜色会以某种方式修改。
本发明提供了以下眼科镜片：眼科镜片具有根据国际比色系统CIE(观察者角度10°)测量的、小于或等于6、优选地小于或等于3、更优选地小于或等于2的透射光黄度指数。
优选地，眼科镜片的后主面和前主面涂覆有相似的或不同的根据本发明的所述多层式减反射涂层。前面和后面的多层式减反射涂层实际上可以相同或不同。
例如，光学制品的后面可能涂覆有减反射涂层，该减反射涂层在暗视觉和/或明视觉条件下比基材的前面更加高效(根据上述特征)。
减反射涂层可以直接沉积到裸基材上。在一些应用中，优选的是该基材的主面在沉积本发明的减反射涂层之前用一个或多个功能性涂层涂覆。惯常用于光学器件中的这些功能性涂层可以是但并不限于耐冲击底漆层、耐磨涂层和/或耐刮擦涂层、偏振涂层、光致变色涂层、着色涂层、或子层。
通常，减反射涂层将沉积于其上的基材前主面和/或后主面涂覆有耐冲击底漆层、抗磨损涂层和/或抗刮擦涂层、或用抗磨损涂涂层和/或抗刮擦涂层涂覆的耐冲击底漆层。
本发明的抗UV、减反射涂层优选地沉积到抗磨损涂层和/或抗刮擦涂层上。该抗磨损涂层和/或耐刮擦涂层可以是眼科镜片领域中传统地用作抗磨损涂层和/或抗刮擦涂层的任何层。
在沉积耐磨涂层和/或耐刮擦涂层之前，有可能将底漆涂层施用到基材上以提高最终产品中的后续层的耐冲击性和/或粘附。此涂层可以是惯常用于透明聚合物材料的制品如眼科镜片的任何耐冲击底漆层。
在本发明的一个实施例中，减反射涂层沉积到子层上。应注意，这种减反射涂层子层不属于减反射涂层。
如在此所使用的，减反射涂层子层或粘附层旨在是指为了提高所述涂层的机械特性诸如耐磨性和/或耐擦伤性和/或为了增强其到基材或底层涂层的粘附而使用的相对厚的涂层。
根据本发明的光学制品还可以包括形成在减反射涂层上并能够改变其表面特性的涂层，如疏水性涂层、疏油性涂层、和/或亲水性涂层(防污着、防雾、防雨、防变色表面涂层)。这些涂层优选地沉积到该减反射涂层的外层上。
典型地，根据本发明的眼科镜片包括基材，在该基材的后面上依次涂覆有抗磨损和耐刮擦层、根据本发明的减反射涂层、以及疏水性、疏油性和/或亲水性涂层。根据本发明的眼科镜片优选地是用于眼镜的眼科镜片(眼镜片)、或用于眼科镜片的毛坯。
光学制品基材的前面可以依次涂覆有耐磨层和/或耐刮擦层、减反射涂层(可以是或不是根据本发明的减反射涂层)、以及疏水性、疏油性、和/或亲水性涂层。
在一个实施例中，根据本发明的光学制品在可见光区域不吸收或吸收不多，这在本申请的上下文中意味着其在可见光范围内的透射系数(又称为在可见光范围τv内的相对透射系数)高于90％、更优选地高于95％、甚至更优选地高于96％并且最优选地高于97％。
该系数τv应该按照国际标准化定义(ISO 13666:1998标准)所定义的进行理解并且根据ISO 8980-3标准进行测量。其被定义在从380nm到780nm的波长范围内。
优选地，根据本发明涂覆的制品的光吸收率小于或等于1％。
以下实例以更详细但非限制方式说明本发明。
实例
1.一般程序
以实现最小Rv’为目标而设计、生产并测试根据本发明的光学制品。
根据本发明的实例中所使用的光学制品包括镜片基材，该镜片基材具有65mm的直径、1.50(由
Figure BDA0003238418460000141
制成)、1.60(由
Figure BDA0003238418460000142
制成)或1.67(由
Figure BDA0003238418460000151
制成)的折射率、以及-2.00屈光度的焦度，涂覆有折射率与下面的基材相匹配的硬涂层并且在其前面上涂覆有本发明的减反射涂层(参见表1)。对于镜片1至3，离基材最近的HI片材是由第一SiO层L1和第二TiO2层制成的双层。对于镜片4，离基材最近的HI片材是单一TiO2层。
作为对比目的，根据现有技术，用减反射涂层来制备另一种光学制品。这个对比镜片包括以下镜片基材：该镜片基材具有65mm的直径、1.50(由
Figure BDA0003238418460000152
制成)的折射率、以及-2.00屈光度的焦度，涂覆有折射率与下面的基材相匹配的硬涂层并且在其前面上涂覆有现有技术的减反射涂层(参见表1)。离基材最近的HI片是单一ZrO2层。这个镜片在下文中被称为“对比镜片”。
Figure BDA0003238418460000153
表1
ITO(掺锡氧化铟)层由90％氧化铟组成。
加热基材而通过在真空下蒸发(蒸发源：电子枪)来沉积减反射涂层的层。
沉积框架是Leybold 1104机器，该机器配备有用于蒸发氧化物的电子枪，并且装备有用于初步阶段的离子枪(Mark II)以便使用氩离子或氧离子(IPC)制备基材表面。
借助石英微量天平来控制这些层的厚度。这些光谱测量在安捷伦科技公司(Agilent technologies)的Cary6上进行。
2.测试程序
用于制作光学制品“镜片1至4”和“对比镜片”的方法包括：将硬质经涂覆的基材引入沉积机器中的步骤；借助于离子束来活化基材的表面、关闭离子辐射、随后通过连续蒸发形成减反射涂层的不同层的步骤；以及最后的通风步骤。
3.结果
下文中详述了“镜片1至4”和“对比镜片”的结构特征和光学性能。在图2中示出所制备的一些制品在280nm与780nm之间的反射曲线图。
反射平均系数值是前面的反射平均系数值。对于30°入射角(θ)提供系数Rv和Rv’，并且将在30°入射角下的标准发光体D65和观察者(10°的角度)(对于所有实例)考虑在内，在380nm与780nm之间计算在国际比色系统CIE L*,a*,b*中本发明光学制品的比色系数、色度(C*)和色调(h*)。还记录了透射光(观察者角度10°)的黄度指数(参见
表2)。
镜片1 镜片2 镜片3 镜片4 对比镜片
L* 4,94 7,39 8,23 6,45 7,96
C* 12,7 11,8 12,3 10,8 11,48
h° 36 50 53 36 145
黄度指数 1,15 0,73 2,08 2,01 1,21
Rv’(暗) 0,17 0,44 0,50 0,41 0,93
Rv(明) 0,58 0,86 0,95 0,74 0,89
Ruv 1,18 2,4 2,42 3,96 15,07
表2
与现有技术的减反射相比，根据上述实例的镜片1至4在可见光区域内对明视觉和暗视觉两者具有非常良好的减反射特性。实际上，根据本发明，镜片1至4的Rv和Rv’小于这些对比镜片之一。具体而言，根据本发明的减反射Rv’极其低、小于约0.5％，其中镜片1的最小值为0.17％；如表2所示，这非常有望用于夜视和夜间活动应用。

Claims (14)

1.一种眼科镜片，该眼科镜片包括具有前主面和后主面的透明基材，这些主面中的至少一个主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括由具有大于或等于1.55的折射率的至少一个高折射率层(HI)和具有小于1.55的折射率的至少一个低折射率层(LI)形成的叠层，
其特征在于，所述多层式减反射涂层具有：
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对明视觉的、小于或等于2.5％的平均光反射系数Rv；
-至少对于小于35°的入射角，在可见光区域内针对暗视觉的、小于或等于0.5％的平均光反射系数Rv’，和
其中高折射率片材沿背离该基材的方向位于所述基材与第一低折射率层之间，其中在构成减反射涂层的所述LI层、所述HI层或所述HI片材中，所述高折射率片材离基材最近，
所述高折射率片材包括SiOx或TiO2，其中x<2，并且具有8nm至20nm的厚度，或
所述高折射率片材包括由基于SiOx的第一层和相邻的基于TiO2的第二层组成的双层，并且沿背离所述基材的方向包括：
-具有5nm至15nm厚度、与该基材直接接触的SiOx层L1，其中x<2，
-具有5nm至15nm厚度、与所述L1层直接接触的TiO2层L2。
2.根据权利要求1所述的眼科镜片，其特征在于，所述高折射率片材与所述基材直接接触。
3.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其特征在于，L1和L2具有小于或等于10nm的物理厚度。
4.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其特征在于，沿背离所述基材的方向位于所述基材与所述第一低折射率层之间的所述高折射率片材是与该基材直接接触的TiO2层。
5.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，所述多层式减反射涂层沿背离该基材的方向包括：
-如以上权利要求1至4定义的所述高折射率片材；
-一个具有从16nm至36nm的物理厚度的低折射率层(LI)；
-一个具有从80nm至120nm的物理厚度的高折射率层(HI)；
-任选地，具有从3nm至10nm厚度的导电层；以及
-一个具有从68nm至88nm的物理厚度的低折射率层(LI)。
6.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，所述多层式减反射涂层沿背离该基材的方向包括：
-如以上权利要求1至4定义的所述高折射率片材；
-一个具有从21nm至31nm的物理厚度的低折射率层(LI)；
-一个具有从85nm至110nm的物理厚度的高折射率层(HI)；
-任选地，具有从3nm至10nm厚度的导电层；以及
-一个具有从73nm至83nm的物理厚度的低折射率层(LI)。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的眼科镜片，其中，高折射率层(HI)包括从以下各项中选择的一种或多种金属氧化物：氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化钕(Nd2O5)、氧化镨(Pr2O3)、钛酸镨(PrTiO3)、氧化镧(La2O3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)、二氧化硅(SiOx)、氮化硅(Si3N4)；优选地，这些金属氧化物选自氧化锆(ZrO2)或二氧化钛(TiO2)。
8.根据权利要求5和6中任一项所述的眼科镜片，其中，该低折射率层(LI)包括MgF2或从以下各项中选择的一种或多种金属氧化物：SiO2、或二氧化硅与氧化铝的混合物；优选地该低折射率层(LI)由二氧化硅SiO2组成。
9.根据权利要求5和6中任一项所述的眼科镜片，其中，所述任选的导电层包括氧化铟、二氧化锡、氧化锌、或其混合物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的眼科镜片，其中，该基材是由聚碳酸酯、聚硫代(甲基)丙烯酸酯、聚硫胺甲酸酯(聚环氧化物、聚环硫化物)、或其共聚物及其共混物制成。
11.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，对于在从20°至50°范围内的入射角，所述多层式减反射涂层在280nm与380nm之间具有小于5％的平均反射系数RUV。
12.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，对于30°的入射角(θ)，来自所述多层式减反射涂层的残余反射光具有如在比色CIE L*a*b*中定义的、等于或小于15色度C*。
13.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，对于30°的入射角(θ)，来自所述多层式减反射涂层的残余反射光具有如在比色CIE L*a*b*中所定义的在20°与60°之间的色调(h)。
14.根据权利要求1或2所述的眼科镜片，其中，该眼科镜片的后主面和前主面涂覆有相似的或不同的所述多层式减反射涂层。
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