CN104718466A - 抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法 - Google Patents

抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104718466A
CN104718466A CN201280076345.4A CN201280076345A CN104718466A CN 104718466 A CN104718466 A CN 104718466A CN 201280076345 A CN201280076345 A CN 201280076345A CN 104718466 A CN104718466 A CN 104718466A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
thickness
sio
deposit
hydrophobic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280076345.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104718466B (zh
Inventor
苏凯
莱斯利·F·斯特宾斯
比尔·曼特切
尤金·C·莱特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
QSPEX TECHNOLOGIES Inc
Original Assignee
QSPEX TECHNOLOGIES Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by QSPEX TECHNOLOGIES Inc filed Critical QSPEX TECHNOLOGIES Inc
Priority claimed from US13/648,642 external-priority patent/US9042019B2/en
Publication of CN104718466A publication Critical patent/CN104718466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104718466B publication Critical patent/CN104718466B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/111—Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种将抗反射涂层施加到模具的光学表面上的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：提供具有光学表面的透镜模具；在所述光学表面上形成厚度约为30nm到40nm的超疏水性材料层，其中所述超疏水性材料含有双臂硅烷；在所述超疏水性材料层上形成抗反射涂层的层状结构；以及形成环状氮杂硅烷偶合剂层，其是使用气相沉积或通过使用环状氮杂硅烷偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积到所述抗反射涂层的层状结构上。

Description

抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法
相关申请案的交叉参考
本PCT申请案要求2012年10月10日提交的美国专利申请案第13/648,642号的优先权和权益，其自身为由凯C.苏(Kai C.Su)、莱斯利F.斯特宾斯(Leslie F.Stebbins)、比尔·曼其(Bill Mantch)以及尤金C.莱特(EugeneC.Letter)2011年4月15日申请的名称为“抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法(ANTI-REFLECTIVE LENSES AND METHODS FORMANUFACTURING THE SAME)”的美国专利申请案第13/088,199号的部分继续申请案。以上所鉴别的共同待决申请案的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
在本发明的描述中引用并讨论一些参考文献，其可以包括专利、专利申请案以及各种公开案。所述参考文献的引用和/或讨论仅仅为了阐明本发明的描述而提供，并且并不是承认任何所述参考文献是在此所描述的本发明的“在先技术”。在本说明书中引用和讨论的所有参考文献都以全文引用的方式并入本文中，并且以就像每一参考文献都是以引用的方式单独地并入的相同程度。
技术领域
本发明大体上涉及光学表面，且更特定言之抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法。
背景技术
抗反射透镜通常形成有塑料眼用透镜上的抗反射涂层。抗反射(AR)涂层被施加到眼用透镜和其它光学装置的表面以减少反射。尤其是对于眼用透镜来说，减少的反射使其不仅看上去更好，并且更重要的是更好地起作用，因为其通过消除多重反射产生较少的眩光，这在夜晚驾驶或在计算机监视器前工作时尤其明显。减少的眩光意味着佩戴者常常发现他们的眼睛不那么疲倦，尤其是在一天结束时。AR涂层也允许更多的光穿过透镜，这提高了对比度并且因此提高视觉灵敏度。
铸造塑料眼用透镜的技术涉及在两个模具之间导入透镜形成材料，并且随后聚合透镜形成材料以变成固体。将液体塑料制剂，例如CR39单体注入到由前模具与后模具形成的空腔中，所述模具已经具备内部抛光模具表面以用于透镜的加工表面。塑料在模具中固化，并且随后分离模具以产生满足所选择的处方的完成眼用透镜。随后围绕边缘研磨透镜以放入所选择的框架中。涂层可以施加到加工透镜或施加到前模具或后模具内部，接着其将在固化之后粘合到透镜上。
一些验光师提供现场眼镜服务。若干公司已经开发了可以在办公室中现场铸造透镜的方法。然而，将AR涂层施加到眼镜的当前方法要求将其运送到不同的设施，因为AR涂层必须通过真空气相沉积来施加。这当然意味着额外的时间和费用。因此需要现场制造具有AR涂层的眼镜的方法。
用于眼用透镜的一种类型的AR涂层为高折射率材料与低折射率材料的交替堆叠。最常使用的低折射率材料为二氧化硅；二氧化锆和/或二氧化钛常常用作高折射率材料。
AR涂层的一个问题，尤其是在施加到塑料眼用透镜时，是粘着力。AR涂层通常通过真空沉积施加。众所周知，真空沉积涂层与其衬底的粘着力总体而言是有问题的。有机、塑料透镜材料和无机AR材料不容易彼此粘附，从而导致剥落或刮擦。因此，需要新方法来以更大粘着力将AR涂层施加到塑料透镜上。
已经理解若干专利公开使用硅烷将无机基质粘合到有机基质。索恩(Soane)等人的美国专利第5,733,483号教示使用偶合层将由氧化硅制成的AR多层与含丙烯酸酯的透镜粘结在一起。偶合剂具有硅烷氧基头部和丙烯酸酯尾部。其中所用的硅烷的一个实例为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
古森斯(Goosens)的美国专利第4,615,947号教示与有机聚硅氧烷混合以增加有机硅氧烷硬涂层与热塑性衬底的粘着力的丙烯酸。宝田(Takarada)等人的美国专利第5,025,049号也教示了用于增加有机聚硅氧烷层与热塑性衬底的粘着力的底漆。底漆为包括烷氧基甲硅烷基化单体的有机共聚物与其它成分的混合物。
其它专利讨论使用硅烷将有机基质粘合到另一有机基质。沃尔特斯(Walters)等人的美国专利第6,150,430号教示使用有机官能性硅烷以改进有机聚合层与有机聚合性衬底的粘着性。
高见泽(Takamizawa)等人的美国专利第5,096,626号教示具有AR涂层和/或硬涂层的塑料透镜。所述专利讨论在先技术方法的较差粘着力，并且表示其通过使用一组模具形成透镜而实现极好的粘着力，其中首先将AR涂层施加到模具中的一个并且随后将透镜单体倾倒入模具之间并且将其聚合。硬涂层/AR涂层溶液中可以包括硅烷偶合剂，例如甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，其可以含有胶态二氧化硅、胶态氧化锑或胶态二氧化钛。
克列姆(Klemm)等人的美国专利第6,986,857号教示将透镜与顶部涂层、AR涂层、耐刮擦涂层、耐碰撞底漆以及透镜衬底组装的方法。克列姆解决顶部涂层与AR涂层粘着性差的问题的解决方案为以两个SiO2子层的形式施加AR涂层的第一层(其包含四个层的堆叠)。在AR堆叠与耐刮擦涂层之间施加另一SiO2薄层以改进所述两者之间的粘着性。
以上参考文献总体而言使用溶胶凝胶化学方法并且需要较高热(≥80℃)。然而，加热到高温并不适用于在塑料模具中铸造和固化透镜，因为模具的光学表面将会变形。
因此，在所属领域中存在迄今为止未解决的对于解决前述缺陷和不足的需要。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及将AR涂层施加到塑料衬底，例如塑料眼用透镜的方法，其中AR涂层展现与衬底的良好粘着力，其中所述方法在避免高温或升高的温度的情况下实施。本发明的新颖方面为在超疏水性涂层中使用双臂硅烷。出乎意料地，已经发现在透镜模具上的超疏水性涂层中使用有效量的双臂硅烷使AR涂层稳定。如果不使用双臂硅烷或使用极少的双臂硅烷，那么AR涂层在模具上或在透镜上龟裂。
在本发明的另一态样中，其将在本文中进一步详细描述，将环状氮杂硅烷偶合剂层施加到AR涂布模具上以促进硬涂层的粘着力。据信，环状氮杂硅烷在本工业中是第一次并且只有通过本发明的创造性发现而作为偶合剂在非水性光学透镜形成工艺中加以利用。
使用前述特征，本发明涉及现场制造塑料眼用透镜，尤其是具有AR涂层的眼镜透镜的切实可行并且经济上可行的方法。
在一个方面中，本发明涉及将抗反射涂层施加到模具的光学表面的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：提供具有光学表面的透镜模具；在透镜模具的光学表面上形成氟化物或氧化物材料沉积层；在沉积层上形成疏水性材料层，其中疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；在疏水性材料层上形成厚度约为5nm到40nm的第一SiO2层；在第一SiO2层上形成抗反射涂层的层状结构；以及形成硅烷偶合剂层，其是在非质子条件下使用气相沉积或通过使用偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积到抗反射涂层的层状结构上。
在一个实施例中，沉积层被用于提供模具表面与疏水性材料层之间的暂时粘着以使得所有后续层保持彼此粘附。沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。优选地，沉积层是使用离子辅助由MgF2形成并且具有约45nm的厚度。
在一个实施例中，疏水性材料层为厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
在一个实施例中，在超疏水性材料层上形成抗反射涂层的层状结构的步骤可以以下步骤进行：形成第二SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到第一SiO2层上；在第二SiO2层上形成第一ZrO2层，其具有约40nm到50nm的厚度；形成第三SiO2层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到第一ZrO2层上；在第三SiO2层上形成第二ZrO2层，其具有约50nm到70nm的厚度；形成第四SiO2层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到第二ZrO2层上；在第四SiO2层形成第三ZrO2层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及形成第五SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到第三ZrO2层上。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在一个特定实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在另一方面中，本发明涉及具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层。在各种实施例中，所述模具具有沉积到光学表面上的氟化物或氧化物材料沉积层；在沉积层上的疏水性材料层，其中疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；第一SiO2层，其是在不使用离子辅助的情况下沉积并且具有沉积到疏水性材料层上的约5nm到40nm的厚度；沉积在第一SiO2层上的抗反射涂层的层状结构；以及具有单层厚度的硅烷偶合剂层，其是通过气相沉积或通过使用硅烷偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而沉积在抗反射涂层的层状结构上。
在一个实施例中，沉积层被用于提供模具表面与疏水性材料层之间的暂时粘着以使得所有后续层保持彼此粘附。沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。优选地，沉积层是使用离子辅助由MgF2形成并且具有约45nm的厚度。
在一个实施例中，疏水性材料层为厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
在一个实施例中，抗反射涂层的层状结构包括第二SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到第一SiO2层上；沉积到第二SiO2层的第一ZrO2层，其具有约40nm到50nm的厚度；第三SiO2层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到第一ZrO2层上；沉积到第三SiO2层的第二ZrO2层，其具有约50nm到70nm的厚度；第四SiO2层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到第二ZrO2层上；沉积到第四SiO2层的第三ZrO2层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及第五SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到第三ZrO2层上。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在各种实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在另一方面中，本发明涉及光学透镜。光学透镜具有含光学表面的透镜体、在光学表面上的硬涂层以及形成于硬涂层上的抗反射涂层，其中在各种实施例中，抗反射涂层具有在硬涂层上的硅烷偶合剂层，其具有单层厚度；在硅烷偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构；第一SiO2层，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积在偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构上；以及在第一SiO2层上的疏水性材料层，其具有约30nm到40nm的厚度，其中疏水性材料含有双臂硅烷。
在一个实施例中，疏水性材料层为厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在各种实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。在又一方面中，本发明涉及将抗反射涂层施加到模具的光学表面的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：提供具有光学表面的透镜模具；在光学表面上形成厚度约为30nm到40nm的超疏水性材料层，其中超疏水性材料含有双臂硅烷；在超疏水性材料层上形成抗反射涂层的层状结构；以及在抗反射涂层的层状结构上形成具有单层厚度的偶合剂层，其是通过在非质子条件下气相沉积或通过使用偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂。
在一个实施例中，在超疏水性材料层上形成抗反射涂层的层状结构的步骤可以以下步骤进行：
(1)在超疏水性材料层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其具有约5nm到100nm的厚度；
(2)在第一层上形成由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其和约40nm到50nm的厚度；
(3)在第二层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第三层，其具有约10nm到20nm的厚度；
(4)在第三层上形成由具有第二折射率的第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)在第四层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第五层，其具有约25nm到40nm的厚度；
(6)在第五层上形成由具有第二折射率的第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)在第六层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第七层，其具有约5nm到15nm的厚度。
在一个实施例中，第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在根据上文阐述的方法实施本发明中，在抗反射涂层的层状结构中的每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
还注意到这些抗反射层可以通过所属领域中已知的技术沉积，例如电阻蒸发、电子束蒸发、溅射以及其它已知技术。在一些情况下，需要通过在沉积期间将蒸发流暴露到氩或氧的等离子体来离子辅助蒸发技术。另一方面，在一些其它情况下不需要离子辅助蒸发技术。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在一个特定实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在又一方面中，本发明涉及具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层。在各种实施例中，所述模具具有沉积在模具的光学表面上的疏水性材料层，其中疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；沉积在疏水性材料层上的抗反射涂层的层状结构；以及偶合剂层，其是使用气相沉积并且以沉积在抗反射涂层的层状结构上的单层厚度沉积。在一个实施例中，疏水性材料层为厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在另一方面中，本发明涉及光学透镜。光学透镜具有含光学表面的透镜体和形成在光学表面上的抗反射涂层，其中在各种实施例中，抗反射涂层具有沉积在光学表面上的偶合剂层，其具有单层厚度；沉积在偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构；以及沉积在抗反射涂层的层状结构上的疏水性材料层。在一个实施例中，疏水性材料层为厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
在一个方面中，本发明涉及在透镜制造中可使用的偶合剂。在一个实施例中，硅烷偶合剂包含环状氮杂硅烷。在一个特定实施例中，环状氮杂硅烷包含N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷。
与以下附图结合，本发明的这些以及其它方面将由优选实施例的以下描述变得显而易见，尽管可以在不偏离本发明的新颖观点的精神和范围的情况下在其中做出变化和修改。
附图说明
图1显示与相关技术中用于制造抗反射涂布透镜的偶合剂相关的化学反应。
图2显示根据本发明的一个实施例的与用于制造抗反射涂布透镜的偶合剂相关的化学反应。
图3显示根据本发明的一个实施例的抗反射涂布透镜模具的制备。
图4显示根据本发明的一个实施例的抗反射涂布透镜模具的制备。
图5显示根据本发明的一个实施例的抗反射涂布透镜模具的制备。
图6显示根据本发明的一个实施例的抗反射涂布透镜模具的制备。
具体实施方式
本发明在以下实例中更特定地描述，所述实例打算仅为说明性，因为所属领域的技术人员将显而易见其中的大量修改和变化。现在详细描述本发明的各种实施例。参考附图，在所有图中相同的标号指示相同的部分。除非上下文另外明确规定，否则如在本文中的描述中以及在之后的整个权利要求中所使用，“一(a/an)”和“所述”的意义包括多个引用。另外，除非上下文另外明确规定，否则如在本文中的描述中以及在之后的整个权利要求中所使用，“在……中(in)”的意义包括“在……中(in)”和“在……上(on)”。
本说明书中所用的术语在本发明的上下文内和在使用每一术语的特定上下文中通常具有其在所属领域中的一般意义。以下或在本说明书中的别处讨论用于描述本发明的某些术语以就本发明的描述为从业者提供额外引导。在本说明书中任何地方使用实例(包括本文中所讨论的任何术语的实例)仅是说明性的，并且绝不限制本发明或任何所例示术语的范围和意义。同样地，本发明不限于本说明书中给出的各种实施例。
如在此所用，“大约”、“约”或“大致”应一般指在给定值或范围的20百分比以内，优选地在10百分比以内并且更优选地在5百分比以内。在本文中给出的数字量为大致的，其意味着如果没有明确地陈述，那么可以推断术语“大约”、“约”或“大致”。
本发明的综述
将关于本发明的实施例结合图1到图6中的附图进行描述。根据本发明的目的，如本文中所体现并且广泛描述，本发明涉及AR涂布眼镜透镜、制造AR透镜的组合物和方法。
根据本发明的各种实施例，使用离子辅助将MgF2层施加到塑料模具的清洁光学表面，优选地以约45nm的厚度。随后施加超疏水性材料涂层。按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。在超疏水性涂层之后，施加抗反射(AR)涂层。AR涂层为具有多个介电材料层(4到7层或甚至更多)的层状结构，其通过真空沉积施加以使得第一层和最后一层为离子辅助SiO2。优选地，抗反射涂层为具有多个三种或三种以上介电材料层的层状结构，所述介电材料具有交替的较高和较低折射率。
双臂硅烷可以从盖勒斯特公司(Gelest,Inc.)获得。优选的双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺，其具有式：
将作为硅烷偶合剂的环状氮杂硅烷层施加到AR涂布模具以促进硬涂层的粘着力。偶合剂层必须在非质子条件下施加。这可以使用在当今的透镜工业中通常所实施的方法(例如旋涂、喷涂、浸涂、真空涂布)来进行。分别地，来自偶合剂的硅烷将与抗反射涂层结合并且官能团将与有机硬涂层结合。偶合剂层在室温下施加。
下一个施加到模具的涂层为耐刮擦(硬)涂层。硬涂层可以通过透镜工业中所用的常规方法施加，包括旋涂、喷涂或浸涂，随后进行固化。
上文说明的示例性工艺可以重复地施加到含有前模具和后模具的光学模具组件的不同光学表面上。在将涂层施加到前模具与后模具两者之后，用隔离环组装模具以形成光学模具组件。随后用透镜材料制剂填充组件的空腔并且将其固化。在固化完成之后，从组件去除透镜。将除了MgF2的所有涂层转移到透镜上以使得透镜施加有超疏水性、抗反射和耐刮擦涂层。这一工艺也可以用于制造偏振和光致变色透镜。
因此，在一个方面中，更确切地说，本发明涉及制造具有AR涂层的良好粘着力的AR涂布塑料衬底的方法。塑料衬底在一个实施例中为塑料眼用眼镜透镜。
在另一方面中，本发明涉及现场制造AR涂布塑料眼用眼镜透镜的方法。
AR涂层通常施加到透镜表面以减少反射。通常，AR涂层由多个高折射率和低折射率材料层制成，所述材料例如ZrO2和SiO2。无机二氧化硅AR涂层的一个问题为其不容易粘附到塑料有机透镜。本发明尤其通过使用在无机二氧化硅AR涂层与透镜之间的偶合层成功解决了所述问题。在本发明的一个实施例中，偶合层通过利用环状氮杂硅烷形成。
总体而言，形成上面有AR涂层的眼用透镜的方法包含以下步骤：制备具有彼此面对的光学表面的第一和第二模具。在一较佳实施例中，使用例如在美国专利第7,114,696号中描述的模具和垫圈。各种所需涂层被施加到一个或两个模具的内部。将上面有涂层的模具放置在垫圈组件中，所述垫圈组件在模具之间提供空间。将液体单体放置在所述空间中并且将其固化以提供透镜。
模具可以由能够承受在下文中所用的加工温度并且可以为所制备的光学元件提供所需要的表面类型的任何适合的材料形成。
在本发明的一个实施例中，作为第一步骤，涂层通过电子束沉积法直接施加到塑料模具光学表面上。在第一涂层之后，第二涂层可以在反向施加多层AR涂层之前施加。在本发明的一个实施例中，AR涂层为具有由两种不同材料，一种高折射率材料和一种低折射率材料形成的交替层的多层结构。在本发明的一个较佳实施例中，AR涂层为具有由两种不同材料形成的7个交替层的多层结构，所述不同材料为一种高折射率材料H和一种低折射率材料L，其中H/L比率>1。发现适用于实施本发明的材料为作为高折射率材料的二氧化锆(称为“ZrO2”)和作为低折射率材料的二氧化硅，其具有大致1.46的折射率。
在本发明的一个实施例中，层通过真空沉积施加以使得第一层和最后一层为二氧化硅(SiO2)。优选的是，AR腔室在施加氧化硅最后一层期间是潮湿的。
在AR涂层施加之后，通过气相沉积施加偶合剂环状氮杂硅烷层或膜。环状氮杂硅烷将与二氧化硅层上的表面羟基结合，从而打开环并且产生在表面上的有机分子。这可以在真空下、在室温下进行并且不需要水作为催化剂。
接下来，施加耐刮擦(硬)涂层。硬涂层可以通过真空沉积作为AR涂布工艺的延伸施加或通过旋涂、喷涂或浸涂的更常规方法施加，涂层施加随后是固化。
在将各种涂层施加到模具之后，组装前模具和后模具。随后用透镜材料制剂填充组件的空腔，随后使其固化并且粘合到硬涂层。在固化完成之后，从组件去除透镜。将所有涂层转移到透镜上以使得透镜施加有疏水性、抗反射以及耐刮擦涂层。
环状氮杂硅烷可以从盖勒斯特公司获得。通式包括氮杂硅杂环戊烷，其具有式：
其中R1和R2独立地选自由以下组成的群组：支链和直链、经取代和未经取代烷基、烯基以及烷氧基，并且其中R3选自由以下组成的群组：经取代和未经取代、饱和和不饱和、支链和直链脂肪族烃基；经取代和未经取代、支链和直链芳烷基；经取代和未经取代芳基；以及氢。环状氮杂硅烷也包括二氮杂硅杂环化合物，其具有式：
其中R3选自由以下组成的群组：经取代和未经取代、饱和和不饱和、支链和直链脂肪族烃基；经取代和未经取代、支链和直链芳烷基；经取代和未经取代芳基；以及氢；并且其中R4和R5独立地选自由以下组成的群组：经取代和未经取代支链和直链烷基和烷氧基。
优选的超疏水性化合物为可以从大金(Daikin)获得的奥普托尔(Optool)DSX。这一疏水性化合物不含典型地包括于商业超疏水性制剂中以增加超疏水性材料与塑料透镜的粘着的添加剂。
下文更确切地描述本发明的这些以及其它方面。
本发明的实施和实例
在不打算限制本发明的范围的情况下，以下给出根据本发明的实施例的额外示例性实施例和其相关结果。应注意，为了方便读者，实例中可以使用标题或副标题，其决不应限制本发明的范围。此外，本文中提出并公开了某些理论；然而，无论其是正确的还是错误的，其决不应限制本发明的范围，只要本发明是不考虑任何特定的作用理论或流程根据本发明实施的即可。
实例1：
环状氮杂硅烷
各种类型的环状氮杂硅烷可以用于实施本发明，其包括：
(a)SIB1932.4或N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基硅杂环戊烷，C9H21NO2Si，其具有下式：
(b)SID3543.0或2,2-二甲氧基-1,6-二氮杂-2-硅杂环辛烷，C7H18N2O2Si，其具有下式：
(c)SIA0592.0或N-氨基乙基-氮杂-2,2,4-三甲基硅杂环戊烷，C8H21NSi，其具有下式：
(d)SIA0380.0或N-烯丙基-氮杂-2,2-二甲氧基硅杂环戊烷，C8H17NO2Si，其具有下式：
实例2：
涂层粘合测试
这一实例显示各种用于粘合根据本发明的各种实施例产生的涂层的测试。
划格测试.在划格测试中，用剃刀片在涂层中切割出间隔为相隔1mm的一系列10条线。在涂层中切割出与第一系列的线成直角并且与其重叠的间隔为相隔1mm的第二系列10条线。随后将一片玻璃纸(cellophane)胶带施加在划格图案上并且将其快速拉离涂层。
龟裂测试.在龟裂测试中，将透镜脱模，随后在80℃下退火20分钟。将透镜快速转移到室温水中并且检查其龟裂情况。如果没有明显的龟裂，那么AR/偶合剂系统为可以接受的。
沸腾盐水测试.在沸腾盐水测试中，首先将透镜浸没在含有4.5％NaCl和0.8％NaH2PO4·2H2O的沸腾盐溶液中两分钟。随后，将透镜快速转移到室温(18℃到24℃)去离子水中。如果没有注意到涂层中的龟裂或分层，那么AR/偶合剂系统为可接受的。
实例3：
制备施加到一次性模具上的AR涂层
在这个实例中，尤其根据本发明的一个实施例提供将AR涂层施加到一次性模具上的制备工艺。应注意，在这个实例中，SiO2层是在使用或不使用离子辅助的情况下形成或沉积。
现在参考图3，下文描述的工艺是用标准箱式涂布机和用于蒸发的电子束与具有光学表面304的模具302结合进行。工艺通过使用众所周知的真空操作进行。
程序：
(1)清洁模具302的光学表面304。在本发明的一个实施例中，在模具表面上进行等离子体清洁约2分钟。
(2)在光学表面304上形成MgF2层305，其具有约45nm的厚度。
(3)在层305上形成超疏水性材料层306，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。
(4)形成SiO2层310，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层306上。
(5)形成SiO2层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层310上。
(6)在层312上形成ZrO2层314，其具有约40nm到50nm的厚度。
(7)形成SiO2层316，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到层314上。
(8)在层316上形成ZrO2层318，其具有约50nm到70nm的厚度。
(9)形成SiO2层320，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到层318上。
(10)在层320上形成ZrO2层322，其具有约10nm到25nm的厚度。
(11)形成SiO2层324，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到层322上。
(12)形成偶合剂层326，其是使用浸涂或气相沉积并且以单层厚度沉积到层324上。
应注意，在此实施例中，按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料层306含有约1.7％到8.3％双臂硅烷以使得AR涂层可以是稳定的。双臂硅烷在超疏水性中的浓度实例为每0.6g超疏水性材料含有约0.01g到0.05g双臂硅烷。如果超疏水性材料不使用或使用极少的双臂硅烷，那么AR涂层龟裂并且与模具分离。此外，SiO2层310充当AR层状结构311的保护性密封，并且还充当AR层状结构311与超疏水性材料层306之间的天然粘合表面或“连接”。同样地，SiO2层324提供AR层状结构311与偶合剂层326之间的天然粘合表面或“连接”。应注意，尽管层310与层312都是由SiO2形成，其是以不同工艺形成以使得其彼此粘附但以不同的方式起作用。
实例4：
制备施加到一次性模具上的AR涂层
在这个实例中，尤其根据本发明的另一实施例提供将AR涂层施加到一次性模具上的制备工艺。应注意，在这个实例中，SiO2层在使用离子辅助的情况下形成或沉积。
现在参考图4，下文描述的工艺是用标准箱式涂布机和用于蒸发的电子束与具有光学表面404的模具402结合进行。工艺是通过使用众所周知的真空操作进行。
程序：
(1)清洁模具402的光学表面404。在本发明的一个实施例中，在模具表面上进行等离子体清洁约2分钟。
(2)在光学表面404上形成超疏水性材料层406，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。
(3)形成SiO2层412，其是使用离子辅助并且以约60nm到120nm的厚度沉积到层406上。
(4)在层412上形成ZrO2层414，其具有约40nm到50nm的厚度。
(5)形成SiO2层416，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到层414上。
(6)在层416上形成ZrO2层418，其具有约50nm到70nm的厚度。
(7)形成SiO2层420，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到层418上。
(8)在层420上形成ZrO2层422，其具有约10nm到25nm的厚度。
(9)形成SiO2层424，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到层422上。
(10)形成偶合剂层426，其是使用浸涂或气相沉积并且以单层厚度沉积到层424上。
实例5：
制备施加到一次性模具上的AR涂层
在这个实例中，尤其根据本发明的又一实施例提供将AR涂层施加到一次性模具上的制备工艺。应注意，在这个实例中，SiO2层是在使用或不使用离子辅助的情况下形成或沉积。
现在参考图5，下文描述的工艺是用标准箱式涂布机和用于蒸发的电子束与具有光学表面504的模具502结合进行。工艺是通过使用众所周知的真空操作进行。
程序：
(1)清洁模具502的光学表面504。在本发明的一个实施例中，在模具表面上进行等离子体清洁约2分钟。
(2)在光学表面504上形成超疏水性材料层506，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。
(3)形成SiO2层510，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层506上。
(4)形成SiO2层512，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层510上。
(5)在层512上形成ZrO2层514，其具有约40nm到50nm的厚度。
(6)形成SiO2层516，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约10nm到20nm的厚度沉积到层514上。
(7)在层516上形成ZrO2层518，其具有约50nm到70nm的厚度。
(8)形成SiO2层520，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约25nm到40nm的厚度沉积到层518上。
(9)在层520上形成ZrO2层522，其具有约10nm到25nm的厚度。
(10)形成SiO2层524，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到层522上。
(11)形成偶合剂层526，其是使用浸涂或气相沉积并且以单层厚度沉积到层524上。
实例6：
制备施加到一次性模具上的AR涂层
在这个实例中，尤其根据本发明的另一实施例提供将AR涂层施加到一次性模具上的制备工艺。应注意，在这个实例中，SiO2层是在使用或不使用离子辅助的情况下形成或沉积。
现在参考图6，下文描述的工艺是用标准箱式涂布机和用于蒸发的电子束与具有光学表面604的模具602结合进行。工艺是通过使用众所周知的真空操作进行。
程序：
(1)清洁模具602的光学表面604。在本发明的一个实施例中，在模具表面上进行等离子体清洁约2分钟。
(2)在光学表面604上形成超疏水性材料层606，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。
(3)形成SiO2层610，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层606上。
(4)形成SiO2层612，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层610上。
(5)在层612上形成ZrO2层614，其具有约40nm到50nm的厚度。
(6)形成SiO2层616，其使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到层614上。
(7)在层616上形成ZrO2层618，其具有约50nm到70nm的厚度。
(8)在层618上形成SiO2层620，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积。
(9)在层620上形成ZrO2层622，其具有约10nm到25nm的厚度。
(10)形成SiO2层624，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到层622上。
(11)形成偶合剂层626，其是使用气相沉积并且以单层厚度沉积到层624上。
实例7：
偶合剂的制备和施加
在实例3到6中，本发明尤其是使用施加到AR涂布模具以促进硬涂层的粘着力的偶合剂层来实施。
在材料方面，偶合剂为官能性硅烷，其中硅烷与抗反射涂层结合并且官能团与有机硬涂层结合。根据本发明的一个实施例，环状氮杂硅烷尤其更适用于施加，因为其将在室温下通过开环反应形成硅烷键。这产生具有易于连接到硬涂层的官能团的单层，从而形成有力的AR与硬涂层粘合。据信，环状氮杂硅烷在本工业中是第一次并且只有通过本发明的创造性发现而作为偶合剂在光学透镜形成工艺中加以利用。就如图3到6中所示的实施例而言，其中SiO2用作具有第一折射率的第一材料，利用N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷作为硅烷偶合剂允许在不需要水或热的情况下进行表面结合环打开反应，如图2中所示，从而产生好得多的粘合并且使现场AR透镜形成成为现实。
在程序方面，偶合剂必须在非质子条件下施加并且可以通过使用在当今的透镜工业中通常实施的多种方法来进行，例如旋涂、喷涂、浸涂以及真空涂布。以下提供偶合剂施加的两个具体实例。
A.真空涂布-程序：
(1)将一对包含前模具和后模具的光学模具放置在真空腔室中，其中模具的对应光学表面为如实例3到6中所说明的根据本发明的各种实施例中的一个的AR涂布模具，将所述真空腔室抽空以建立具有预定压力的非质子环境，其中偶合剂在被引入到腔室中时将会汽化。
(2)将偶合剂引入到密封腔室中并且使其涂布每一AR涂层并且与每一AR涂层反应最少10分钟。
(3)将腔室抽空到初始(在偶合剂之前)、预定压力以去除过量偶合剂。
(4)释放真空并且将光学模具组件从腔室去除。随后，可以施加硬涂层。
B.浸涂-程序：
(1)制备偶合剂于非质子溶剂中的溶液(最低0.05％)。非质子溶剂的实例包括甲苯、苯、石油醚或其它烃类溶剂。
(2)在室温下将根据如实例3到6中所说明的本发明的各种实施例中的一个所制备的AR涂布模具暴露于所述溶液(或用其处理)最低5分钟。
(3)将经处理模具从溶液去除并且用乙醇或类似溶剂冲洗。
(4)随后风干模具并且随后可以施加硬涂层。
实例8：
用于制造AR涂布透镜的程序
这一实例根据本发明的一个实施例显示用于制造AR涂布透镜的方法或程序。
根据在实例3中说明的本发明的一个实施例AR涂布光学模具组件的前模具和后模具的对应光学表面。随后使用如上文在实例7中所阐述的浸涂方法在AR表面(324)上形成由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷组成或具有N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷的偶合剂层(326)。制备0.2％偶合剂于石油醚中的溶液。在室温下将光学表面浸没在溶液中5分钟。其随后用乙醇冲洗，用气枪吹干，并且使用旋涂工艺在一小时内硬涂布。在透镜单体铸造和固化之后，将AR和超疏水性涂层从模具转移到透镜上。
实例9：
用于制造AR涂布透镜的程序
这一实例根据本发明的一个实施例显示制造AR涂布透镜的方法或程序。
根据在实例4到6中的一个中说明的本发明的一个实施例AR涂布光学模具组件的前模具和后模具的对应光学表面。随后使用如上文在实例7中所阐述的浸涂方法在AR表面(424、524、624)上形成由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷组成或具有N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷的偶合剂层(426、526、626)。制备0.05％偶合剂于石油醚中的溶液。在室温下将光学表面浸没在溶液中5分钟。随后用乙醇对其进行冲洗，使其风干，并且紧接着使用旋涂工艺硬涂布。在铸造之后，将AR和超疏水性涂层从模具转移到透镜上。
实例10：
用于制造AR涂布透镜的程序
这一实例根据本发明的一个实施例显示制造AR涂布透镜的方法或程序。
根据在实例3中说明的本发明的一个实施例AR涂布光学模具组件的前模具和后模具的对应光学表面。随后将具有AR涂布光学表面的模具放置于在约-28.6英寸汞柱预定压力下的真空腔室底板上。将约0.2mL N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷注入到腔室中并且在预定压力下汽化。给予N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷10分钟与AR涂布表面反应以形成偶合剂层，其后开启真空泵5分钟以便去除任何过量偶合剂。随后紧接着将模具硬涂布并且铸造成为透镜。将AR和超疏水性涂层从模具转移到透镜上。
实例11：
用于制造AR涂布透镜的程序
这一实例根据本发明的一个实施例显示用于制造AR涂布透镜的方法或程序。
根据在实例3中说明的本发明的一个实施例AR涂布光学模具组件的前模具和后模具的对应光学表面。随后将具有AR涂布光学表面的模具放置于在约-28.6英寸汞柱预定压力下的真空腔室底板上。将0.05mL N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷偶合剂注入到腔室中并且在预定压力下汽化。给予偶合剂10分钟与AR涂布光学表面反应，其后开启真空泵5分钟以便去除任何过量偶合剂。随后紧接着硬涂布并且组装模具，并且将透镜单体铸造并且固化成为透镜。将AR和超疏水性涂层从模具转移到透镜上。
实例12：
用于制造AR涂布透镜的程序
这一实例根据本发明的一个实施例显示用于制造AR涂布透镜的方法或程序。
根据在实例3中说明的本发明的一个实施例AR涂布光学模具组件的前模具和后模具的对应光学表面。随后将具有AR涂布光学表面的模具放置于在约-28.6英寸汞柱预定压力下的真空腔室底板上。制备10％N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷偶合剂于己烷中的溶液。将0.1mL溶液(0.01mL偶合剂)注入腔室中并且在预定压力下汽化。给予偶合剂10分钟与AR表面反应，其后开启真空泵5分钟以便去除任何过量偶合剂。随后紧接着将模具硬涂布并且铸造成为透镜。将AR和超疏水性涂层从模具转移到透镜上。
因此，在另一方面中，本发明涉及将抗反射涂层施加到模具的光学表面的方法。在一个实施例中，参考图3，所述方法包括以下步骤：
提供具有光学表面304的透镜模具302；
在光学表面304上形成MgF2层305，其经离子辅助，具有约45nm的厚度；
在层305上形成超疏水性材料层306，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
形成SiO2层310，其在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层306上；
在层310上形成抗反射涂层的层状结构311；以及
形成偶合剂层326，其是使用气相沉积并且以单层厚度沉积到层324上。
在图3中所示的实施例中，在层310上的抗反射涂层的层状结构311可以通过以下步骤形成：
(1)形成SiO2层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层310上；
(2)在层312上形成ZrO2层314，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)形成SiO2层316，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到层314上；
(4)在层316上形成ZrO2层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)形成SiO2层320，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到层318上；
(6)在层320上形成ZrO2层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)形成SiO2层324，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到层322上。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
更确切地说，在一个实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
此外，在更通用的实施例中，在层310上的抗反射涂层的层状结构311可以通过以下步骤形成：
(1)在层310上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(2)在层312上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层314，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)在层314上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层316，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(4)在层316上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)在层318上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层320，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(6)在层320上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)在层322上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层324，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积；
在一个实施例中，第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在如图3中所示的一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在另一方面中，本发明涉及具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层。在如图3中所示的一个实施例中，所述模具具有：
SiO2层305，其经离子辅助，具有沉积到模具302的光学表面304的5nm到100nm的厚度；
在层305上的超疏水性材料层306，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
SiO2层310，其在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层306上；
沉积到层310上的抗反射涂层的层状结构311；以及
偶合剂层326，其是使用气相沉积并且以沉积到层324上的单层厚度沉积。
在一个实施例中，抗反射涂层的层状结构311具有：
(1)SiO2层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层310上；
(2)ZrO2层314，其具有沉积到层312上的约40nm到50nm的厚度；
(3)SiO2层316，其是使用离子辅助并且以沉积到层314的约10nm到20nm的厚度沉积；
(4)沉积到层316上的ZrO2层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)SiO2层320，其是使用离子辅助并且以沉积到层318上的约25nm到40nm的厚度沉积；
(6)沉积到层320上的ZrO2层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)SiO2层324，其是使用离子辅助并且以沉积到层322上的约5nm到15nm的厚度沉积。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在一个特定实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在一个实施例中，抗反射涂层的层状结构311形成有：
(1)沉积到层310上的由具有第一折射率的第一材料形成的层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(2)沉积到层312上的由具有第二折射率的第二材料形成的层314，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)沉积到层314上的由具有第一折射率的第一材料形成的层316，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(4)沉积到层316上的由具有第二折射率的第二材料形成的层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)沉积到层318上的由具有第一折射率的第一材料形成的层320，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(6)沉积到层320上的由具有第二折射率的第二材料形成的层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)沉积到层322上的由具有第一折射率的第一材料形成的层324，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
在一个实施例中，第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在又一方面中，本发明涉及光学透镜。在一个实施例中，光学透镜具有含光学表面的透镜体，以及形成于光学表面上，或更确切地说从模具(例如上文阐述的模具)转移到光学表面上的抗反射涂层，其中抗反射涂层形成有：
在层305上的超疏水性材料层306，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
SiO2层310，其在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积到层306上；
沉积到层310上的抗反射涂层的层状结构311；以及
偶合剂层326，其是使用气相沉积并且以沉积到层324上的单层厚度沉积并且偶合到光学表面。
在如图3中所示的一个实施例中，抗反射涂层的层状结构311具有：
(1)SiO2层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到层310上；
(2)ZrO2层314，其具有沉积到层312上的约40nm到50nm的厚度；
(3)SiO2层316，其是使用离子辅助并且以沉积到层314的约10nm到20nm的厚度沉积；
(4)沉积到层316上的ZrO2层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)SiO2层320，其是使用离子辅助并且以沉积到层318上的约25nm到40nm的厚度沉积；
(6)沉积到层320上的ZrO2层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)SiO2层324，其是使用离子辅助并且以沉积到层322上的约5nm到15nm的厚度沉积。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在一个特定实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
此外，在更通用的实施例中，光学透镜具有抗反射涂层的层状结构311，其形成有：
(1)沉积到层310上的由具有第一折射率的第一材料形成的层312，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(2)沉积到层312上的由具有第二折射率的第二材料形成的层314，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)沉积到层314上的由具有第一折射率的第一材料形成的层316，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(4)沉积到层316上的由具有第二折射率的第二材料形成的层318，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)沉积到层318上的由具有第一折射率的第一材料形成的层320，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(6)沉积到层320上的由具有第二折射率的第二材料形成的层322，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)沉积到层322上的由具有第一折射率的第一材料形成的层324，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
在一个实施例中，第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在另一方面中，本发明涉及用于在模具的光学表面上制造抗反射涂层的方法。在如图3到6中所示的本发明的各种实施例中，所述方法具有以下步骤：
提供具有光学表面304、404、504或604的透镜模具302、402、502或602；
在光学表面304、404、504或604上形成超疏水性材料层306、406、506或606，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
在层306、406、506或606上形成抗反射涂层的层状结构311、411、511或611；以及
形成偶合剂层326、426、526或626，其是使用浸涂或气相沉积并且以单层厚度沉积在抗反射涂层的层状结构311、411、511或611上。
在层308、408、508或608上形成抗反射涂层的层状结构311、411、511或611的步骤可以以下步骤进行：
(1)在层306、406、506或606上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层312、412、512或612，其具有约5nm到100nm的厚度；
(2)在层312、412、512或612上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层314、414、514或614，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)在层314、414、514或614上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层316、416、516或616，其具有约10nm到20nm的厚度；
(4)在层316、416、516或616上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层318、418、518或618，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)在层318、418、518或618上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层320、420、520或620，其具有约25nm到40nm的厚度；
(6)在层320、420、520或620上形成由具有第二折射率的第二材料形成的层322、422、522或622，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)在层322、422、522或622上形成由具有第一折射率的第一材料形成的层324、424、524或624，其具有约5nm到15nm的厚度。
在一个实施例中，第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在如图3中所示的一个实施例中，在于光学表面304上形成超疏水性材料层306的步骤之前，进行在光学表面304上形成厚度低于约45nm的MgF2层305的步骤，以使得层305形成于层306与光学表面304之间。
此外，在如图3中所示的一个实施例中，在于层306上形成抗反射涂层的层状结构311的步骤之前，进行形成SiO2层310的步骤，所述层是在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度沉积在层306上，以使得层310形成于层306与层312之间。
在如图5和6中所示的实施例中，在于层506或606上形成抗反射涂层的层状结构511或611的步骤之前，进行形成SiO2层510、610的步骤，所述层是在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度沉积在层506、606上，以使得层510、610形成于层506、606以及层512、612之间。
在根据上文阐述的方法实施本发明中，每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
在一个实施例中，双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
在一个实施例中，偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在一个特定实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在又一方面中，本发明涉及具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层。在如图3到6中所示的各种实施例中，所述模具具有：
沉积在模具302、402、502或602的光学表面304、404、504或604上的超疏水性材料层306、406、506或606，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
沉积在层306、406、506或606上的抗反射涂层的层状结构311、411、511或611；以及
偶合剂层326、426、526或626，其是使用浸涂或气相沉积并且以沉积在抗反射涂层的层状结构311、411、511或611上的单层厚度沉积。
如图3到6中所示，抗反射涂层的层状结构311、411、511或611具有：
(1)沉积在层306、406、506或606上的由具有第一折射率的第一材料形成的层312、412、512或612，其具有约5nm到100nm的厚度；
(2)沉积到层312、412、512或612上的由具有第二折射率的第二材料形成的层314、414、514或614，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)沉积到层314、414、514或614上的由具有第一折射率的第一材料形成的层316、416、516或616，其具有约10nm到20nm的厚度；
(4)沉积到层316、416、516或616上的由具有第二折射率的第二材料形成的层318、418、518或618，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)沉积到层318、418、518或618上的由具有第一折射率的第一材料形成的层320、420、520或620，其具有约25nm到40nm的厚度；
(6)沉积到层320、420、520或620上的由具有第二折射率的第二材料形成的层322、422、522或622，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)沉积到层322、422、522或622上的由具有第一折射率的第一材料形成的层324、424、524或624，其具有约5nm到15nm的厚度。
第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在一个实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在如图3中所示的一个实施例中，此外，在光学表面304上沉积经离子辅助的具有5nm到100nm厚度的MgF2层305，以使得层305形成于层306与光学表面304之间。另外，在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度在层306上沉积SiO2层310，以使得层310形成于层306与层312之间。
在如图5和6中所示的各种实施例中，替代地，在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度在层506、606上沉积SiO2层510、610，以使得层510、610形成于层506、606以及层512、612之间。
在抗反射涂层的层状结构中的每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。在如图3到6中所示的各种实施例中，偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
在另一方面中，本发明涉及光学透镜。光学透镜具有含光学表面的透镜体和形成于光学表面上的抗反射涂层，其中在如图3到6中所示的各种实施例中，抗反射涂层具有：
沉积在模具302、402、502或602的光学表面304、404、504或604上的超疏水性材料层306、406、506或606，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷；
沉积在层306、406、506或606上的抗反射涂层的层状结构311、411、511或611；以及
偶合剂层326、426、526或626，其是使用气相沉积并且以沉积在抗反射涂层的层状结构311、411、511或611上的单层厚度沉积并且偶合到光学表面。
抗反射涂层的层状结构311、411、511或611形成有：
(1)沉积在层306、406、506或606上的由具有第一折射率的第一材料形成的层312、412、512或612，其具有约5nm到100nm的厚度；
(2)沉积到层312、412、512或612上的由具有第二折射率的第二材料形成的层314、414、514或614，其具有约40nm到50nm的厚度；
(3)沉积到层314、414、514或614上的由具有第一折射率的第一材料形成的层316、416、516或616，其具有约10nm到20nm的厚度；
(4)沉积到层316、416、516或616上的由具有第二折射率的第二材料形成的层318、418、518或618，其具有约50nm到70nm的厚度；
(5)沉积到层318、418、518或618上的由具有第一折射率的第一材料形成的层320、420、520或620，其具有约25nm到40nm的厚度；
(6)沉积到层320、420、520或620上的由具有第二折射率的第二材料形成的层322、422、522或622，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(7)沉积到层322、422、522或622上的由具有第一折射率的第一材料形成的层324、424、524或624，其具有约5nm到15nm的厚度。
第一折射率L和第二折射率H满足比率H/L>1。换言之，第二折射率的值大于第一折射率的值。
在如图3到6中所示的各种实施例中，具有第一折射率的第一材料包含SiO2，并且具有第二折射率的第二材料包含ZrO2。
在如图3中所示的一个实施例中，在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度在层306上沉积SiO2层310，以使得层310形成于层306与层312之间。
在如图5和6中所示的各种实施例中，在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度在层506、606上沉积SiO2层510、610，以使得层510、610形成于层506、606以及层512、612之间。
在又一方面中，本发明涉及在透镜制造中可使用的偶合剂。在一个实施例中，偶合剂包含环状氮杂硅烷。在一个特定实施例中，环状氮杂硅烷包含N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷。应注意，在使用中，环状氮杂硅烷以溶剂形式施加。就如图3到6中所示的实施例而言，其中SiO2用作具有第一折射率的第一材料，利用N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷作为偶合剂允许在不需要水或热的情况下进行表面结合环打开反应，如图2中所示，从而产生好得多的粘合并且使现场AR透镜形成成为现实。这与图1中显示的方法相比好得多，所述图1中的方法尤其需要高热。
另外还注意到，在实施本发明中，上文给出的用于每一实施例的步骤可以按如所给的顺序，或以不同次序进行。
在另一方面中，本发明涉及光学透镜。在一个实施例中，光学透镜具有含光学表面的透镜体、在光学表面上的硬涂层以及在光学表面上的抗反射涂层。
在一个实施例中，抗反射涂层具有在硬涂层上的偶合剂层，其具有单层厚度；在偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构；SiO2第一层，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积在偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构上；以及在SiO2第一层上的超疏水性材料层，其具有约30nm到40nm的厚度，其中按相对于超疏水性材料的重量计，超疏水性材料含有约1.7％到8.3％双臂硅烷。双臂硅烷可以是双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
已经仅出于说明和描述的目的呈现本发明的示例性实施例的前述描述，并且并不打算是穷举的或将本发明限制到所公开的精确形式。鉴于以上教示，许多修改和变化是可能的。
选择和描述实施例以便解释本发明的原理和其实际应用，以便使得所属领域的技术人员能够利用本发明和各种实施例并且伴以适合于所预期的特定用途的各种修改。替代性实施例将对于所属领域的技术人员变得显而易见，本发明在不偏离其精神和范围的情况下涉及所述替代性实施例。因此，本发明的范围是由所附权利要求书而非前述描述和其中所描述的示例性实施例定义。

Claims (67)

1.一种用于将抗反射涂层施加到模具的光学表面上的方法，其包含以下步骤：
(a)提供具有光学表面的透镜模具；
(b)在所述透镜模具的所述光学表面上形成氟化物或氧化物材料的沉积层；
(c)在所述沉积层上形成疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；
(d)在所述疏水性材料层上形成厚度约为5nm到40nm的第一SiO2层；
(e)在所述第一SiO2层上形成抗反射涂层的层状结构；以及
(f)形成硅烷偶合剂层，其是在非质子条件下使用气相沉积或通过使用硅烷偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积到所述抗反射涂层的层状结构上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积层被用于提供所述模具表面与所述疏水性材料层之间的暂时粘着以使得所有后续层保持彼此粘附。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述沉积层是使用离子辅助由MgF2形成并且具有约45nm的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述疏水性材料层是厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且所述双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述在所述第一SiO2层上形成抗反射涂层的层状结构的步骤进一步包含以下步骤：
(a)在所述第一SiO2层上形成第二SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(b)在所述第二SiO2层上形成第一ZrO2层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)在所述第一ZrO2层上形成第三SiO2层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(d)在所述第三SiO2层上形成第二ZrO2层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)在所述第二ZrO2层上形成第四SiO2层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(f)在所述第四SiO2层上形成第三ZrO2层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)在所述第三ZrO2层上形成第五SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述硅烷偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述在所述第一SiO2层上形成抗反射涂层的层状结构的步骤进一步包含以下步骤：
(a)在所述第一SiO2层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(b)在由所述第一材料形成的第一层上形成由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)在由所述第二材料形成的第二层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(d)在所述第三层上形成由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)在所述第四层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(f)在所述第五层上形成由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第五层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)在所述第六层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满足比率H/L>1。
12.根据权利要求11所述的方法，其中具有所述第一折射率的所述第一材料包含SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料包含ZrO2。
13.一种具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层，所述模具包含：
(a)沉积到所述光学表面上的氟化物或氧化物材料的沉积层；
(b)在所述沉积层上的疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；
(c)沉积到所述疏水性材料层上的第一SiO2层，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积；
(d)沉积到所述第一SiO2层上的抗反射涂层的层状结构；以及
(e)沉积在所述抗反射涂层的层状结构上的硅烷偶合剂层，其是使用气相沉积，或通过使用硅烷偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积。
14.根据权利要求13所述的模具，其中所述沉积层被用于提供所述模具表面与所述疏水性材料层之间的暂时粘着以使得所有后续层保持彼此粘附。
15.根据权利要求13所述的模具，其中所述沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。
16.根据权利要求14所述的模具，其中所述第一沉积层是使用离子辅助由MgF2形成并且具有约45nm的厚度。
17.根据权利要求13所述的模具，其中所述疏水性材料层是厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的所述量是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
18.根据权利要求13所述的模具，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)第二SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到所述第一SiO2层上；
(b)沉积到所述第二SiO2层上的第一ZrO2层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)第三SiO2层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到所述第一ZrO2层上；
(d)沉积到所述第三SiO2层上的第二ZrO2层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)第四SiO2层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到所述第二ZrO2层上；
(f)沉积到所述第四SiO2层上的第三ZrO2层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)第五SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到所述第三ZrO2层上。
19.根据权利要求13所述的模具，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
20.根据权利要求13所述的模具，其中所述硅烷偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
21.根据权利要求20所述的模具，其中所述硅烷偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
22.根据权利要求13所述的模具，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)沉积到所述第二SiO2层上的由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(b)沉积到所述由所述第一材料形成的第一层上的由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)沉积到所述由所述第二材料形成的第二层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(d)沉积到所述第三层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)沉积到所述第四层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(f)沉积到所述第五层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)沉积到所述第六层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
23.根据权利要求22所述的模具，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满足比率H/L>1。
24.根据权利要求23所述的模具，其中具有所述第一折射率的所述第一材料包含SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料包含ZrO2。
25.一种光学透镜，其包含：
具有光学表面的透镜主体；
在所述光学表面上的硬涂层；以及
在所述光学表面上的抗反射涂层，其中所述抗反射涂层包含：
(a)在所述硬涂层上的硅烷偶合剂层，其具有单层厚度；
(b)在所述硅烷偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构；
(c)在所述硅烷偶合剂层上的所述抗反射涂层的层状结构上的第一SiO2层，其是在不使用离子辅助的情况下并且以约5nm到40nm的厚度沉积；以及
(d)在所述第一SiO2层上的疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比。
26.根据权利要求25所述的光学透镜，其中所述疏水性材料层是厚度约为30nm到40nm的超疏水性层，并且双臂硅烷的所述量是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
27.根据权利要求25所述的光学透镜，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)第二SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积到所述第一SiO2层上；
(b)沉积到所述第二SiO2层上的第一ZrO2层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)第三SiO2层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积到所述第一ZrO2层上；
(d)沉积到所述第三SiO2层上的第二ZrO2层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)第四SiO2层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积到所述第二ZrO2层上；
(f)沉积到所述第四SiO2层上的第三ZrO2层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)第五SiO2层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积到所述第三ZrO2层上。
28.根据权利要求25所述的光学透镜，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
29.根据权利要求25所述的光学透镜，其中所述硅烷偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
30.根据权利要求29所述的光学透镜，其中所述硅烷偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
31.根据权利要求25所述的光学透镜，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)沉积到所述第二SiO2层上的由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其是使用离子辅助并且以约5nm到100nm的厚度沉积；
(b)沉积到所述由所述第一材料形成的第一层上的由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)沉积到所述由所述第二材料形成的第二层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其是使用离子辅助并且以约10nm到20nm的厚度沉积；
(d)沉积到所述第三层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)沉积到所述第四层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其是使用离子辅助并且以约25nm到40nm的厚度沉积；
(f)沉积到所述第五层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)沉积到所述第六层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其是使用离子辅助并且以约5nm到15nm的厚度沉积。
32.根据权利要求31所述的光学透镜，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满足比率H/L>1。
33.根据权利要求32所述的光学透镜，其中具有所述第一折射率的所述第一材料包含SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料包含ZrO2。
34.一种用于将抗反射涂层施加到模具的光学表面上的方法，其包含以下步骤：
(a)提供具有光学表面的透镜模具；
(b)在所述光学表面上形成疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；
(c)在所述疏水性材料层上形成抗反射涂层的层状结构；以及
(d)形成偶合剂层，其是在非质子条件下使用气相沉积或通过使用偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积到所述抗反射涂层的层状结构上。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述疏水性材料层为超疏水性层，并且所述双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述在所述层上形成抗反射涂层的层状结构的步骤进一步包含以下步骤：
(a)在所述超疏水性材料层上形成由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其具有约5nm到100nm的厚度；
(b)在所述第一层上形成由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)在所述第二层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其具有约10nm到20nm的厚度；
(d)在所述第三层上形成由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)在所述第四层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其具有约25nm到40nm的厚度；
(f)在所述第五层上形成由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；以及
(g)在所述第六层上形成由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其具有约5nm到15nm的厚度。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满比率足H/L>1。
38.根据权利要求37所述的方法，其中具有所述第一折射率的所述第一材料为SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料为ZrO2。
39.根据权利要求34所述的方法，所述在所述光学表面上形成所述疏水性材料层的步骤之前，其进一步包含在所述透镜模具的所述光学表面上形成氟化物或氧化物材料的沉积层的步骤。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。
41.根据权利要求38所述的方法，在所述疏水性材料层上形成所述抗反射涂层的层状结构的所述步骤之前，其进一步包含形成第八SiO2层的步骤，其是在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度沉积在所述疏水性材料层上，以使得所述第八SiO2层形成于所述超疏水性材料层与所述由所述第一材料形成的第一层之间。
42.根据权利要求38所述的方法，其中每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
43.根据权利要求34所述的方法，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
44.根据权利要求34所述的方法，其中所述偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
46.一种具有光学表面的模具，所述光学表面具有可转移到透镜的光学表面的抗反射涂层，所述模具包含：
(a)沉积在所述模具的光学表面上的疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比；
(b)沉积在所述疏水性材料层上的抗反射涂层的层状结构；以及
(c)偶合剂层，其是使用气相沉积或通过使用偶合剂于非质子溶剂中的溶液浸涂而以单层厚度沉积在所述抗反射涂层的层状结构上。
47.根据权利要求46所述的模具，其中所述疏水性材料层为超疏水性层，并且所述双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
48.根据权利要求46所述的模具，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)沉积在所述疏水性材料层上的由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其具有约5nm到100nm的厚度；
(b)沉积到所述第一层上的由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)沉积到所述第二层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其具有约10nm到20nm的厚度；
(d)沉积到所述第三层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)沉积到所述第四层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其具有约25nm到40nm的厚度；
(f)沉积到所述第五层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；
(g)沉积到所述第六层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其具有约5nm到15nm的厚度。
49.根据权利要求48所述的模具，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满足比率H/L>1。
50.根据权利要求49所述的模具，其中具有所述第一折射率的所述第一材料为SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料为ZrO2。
51.根据权利要求47所述的模具，其进一步包含在所述疏水性材料层与所述光学表面之间形成的氟化物或氧化物材料的沉积层。
52.根据权利要求51所述的模具，其中所述沉积层由LiF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LaF3、CeF3、HfF4、NdF4、SiO2、ZrO2、Al2O3、Cr2O3、HfO2、In2O3、Ta2O5、TiO2、Y2O3或其组合形成。
53.根据权利要求48所述的模具，其进一步包含SiO2层，其是在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度沉积于所述疏水性材料层上，以使得所述SiO2层形成于所述疏水性材料层与所述由所述第一材料形成的第一层之间。
54.根据权利要求50所述的模具，其中每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
55.根据权利要求46所述的模具，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
56.根据权利要求46所述的模具，其中所述偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
57.根据权利要求56所述的模具，其中所述偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
58.一种光学透镜，其包含：
具有光学表面的透镜主体；
在所述光学表面上的硬涂层；以及
形成于所述光学表面上的抗反射涂层，其中所述抗反射涂层包含：
(a)沉积在所述光学表面上的偶合剂层，其具有单层厚度；
(b)沉积在所述偶合剂层上的抗反射涂层的层状结构；以及
(c)沉积在所述抗反射涂层的层状结构上的疏水性材料层，其中所述疏水性材料含有一定量的双臂硅烷，所述量是所述疏水性材料的相对百分比。
59.根据权利要求58所述的光学透镜，其中所述疏水性材料层为超疏水性层，并且所述双臂硅烷的量按重量计是所述超疏水性材料的约1.7％到8.3％。
60.根据权利要求58所述的光学透镜，其中所述抗反射涂层的层状结构包含：
(a)沉积在所述疏水性材料层上的由具有第一折射率的第一材料形成的第一层，其具有约5nm到100nm的厚度；
(b)沉积到所述第一层上的由具有第二折射率的第二材料形成的第二层，其具有约40nm到50nm的厚度；
(c)沉积到所述第二层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第三层，其具有约10nm到20nm的厚度；
(d)沉积到所述第三层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第四层，其具有约50nm到70nm的厚度；
(e)沉积到所述第四层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第五层，其具有约25nm到40nm的厚度；
(f)沉积到所述第五层上的由具有所述第二折射率的所述第二材料形成的第六层，其具有约10nm到25nm的厚度；
(g)沉积到所述第六层上的由具有所述第一折射率的所述第一材料形成的第七层，其具有约5nm到15nm的厚度。
61.根据权利要求60所述的光学透镜，其中所述第一折射率L和所述第二折射率H满足比率H/L>1。
62.根据权利要求62所述的光学透镜，其中具有所述第一折射率的所述第一材料为SiO2，并且具有所述第二折射率的所述第二材料为ZrO2。
63.根据权利要求60所述的光学透镜，其进一步包含SiO2层，其是在无离子辅助的情况下并且以5nm到40nm的厚度沉积在所述疏水性材料层上，以使得所述SiO2层形成于所述超疏水性材料层与所述由所述第一材料形成的第一层之间。
64.根据权利要求62所述的光学透镜，其中每一SiO2层都是使用离子辅助或在不使用离子辅助的情况下沉积。
65.根据权利要求58所述的光学透镜，其中所述双臂硅烷包含双(三甲氧基硅烷基丙基)胺。
66.根据权利要求58所述的光学透镜，其中所述偶合剂层是由包含环状氮杂硅烷的组合物形成。
67.根据权利要求66所述的光学透镜，其中所述偶合剂层是由N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基-硅杂环戊烷形成。
CN201280076345.4A 2012-10-10 2012-10-10 抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法 Expired - Fee Related CN104718466B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2012/059534 WO2014058420A1 (en) 2012-10-10 2012-10-10 Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
US13/648,642 US9042019B2 (en) 2011-04-15 2012-10-10 Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
US13/648,642 2012-10-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104718466A true CN104718466A (zh) 2015-06-17
CN104718466B CN104718466B (zh) 2016-07-06

Family

ID=50477732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280076345.4A Expired - Fee Related CN104718466B (zh) 2012-10-10 2012-10-10 抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2906971B1 (zh)
JP (1) JP5987117B2 (zh)
CN (1) CN104718466B (zh)
AU (1) AU2012392166B2 (zh)
CA (1) CA2887662C (zh)
ES (1) ES2784553T3 (zh)
WO (1) WO2014058420A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107735696A (zh) * 2015-07-02 2018-02-23 东海光学株式会社 光学制品、塑料镜片和眼镜

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI738743B (zh) 2016-03-23 2021-09-11 美商道康寧公司 金屬-聚有機矽氧烷
KR20220069619A (ko) 2020-11-20 2022-05-27 삼성전자주식회사 조성물, 이로부터 형성된 필름, 표시 장치, 물품 및 물품 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733483A (en) * 1995-01-13 1998-03-31 Soane Technologies, Inc. Method for formation of on-site coated and tinted optical elements
US20030122269A1 (en) * 2001-05-29 2003-07-03 Essilor International Compagnie Generale D'optique Method for forming on-site a coated optical article
US20060079388A1 (en) * 2003-05-23 2006-04-13 Optima, Inc. Ultra low residual reflection, low stress lens coating
CN1777823A (zh) * 2003-04-21 2006-05-24 精工爱普生株式会社 复合透镜用树脂组合物、复合透镜的制造方法、复合透镜及透镜系统
US20080055540A1 (en) * 2004-03-02 2008-03-06 Essilor International Compagnie Generale D'optique Ophthalmic Lens With An Optically Transparent Composite Film Exhibiting Both Impact-Resistance Property And Polarizing Property, And A Process For Its Manufacture

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268179B2 (en) * 1997-02-03 2007-09-11 Cytonix Corporation Hydrophobic coating compositions, articles coated with said compositions, and processes for manufacturing same
AU6855500A (en) * 1999-09-10 2001-04-17 Reflec Plc Retroreflective materials
US6986857B2 (en) * 2001-05-29 2006-01-17 Essilor International Compagnie Generale D'optique Method for preparing a mold part useful for transferring a coating onto an optical substrate
CA2450296A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Essilor International Compagnie Generale D'optique Method for transferring from a mold a hydrophobic top coat onto an optical substrate.
JP2005060657A (ja) * 2003-04-21 2005-03-10 Seiko Epson Corp ハイブリッドレンズ用樹脂組成物、ハイブリッドレンズ及びレンズ系
JP2007199409A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Fujifilm Corp 光学フイルム、偏光板、及びそれを用いた画像表示装置
JP2010276782A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像表示装置
JP2010282012A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像表示装置用表示粒子および画像表示装置
JP2011002644A (ja) * 2009-06-18 2011-01-06 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像表示装置用表示粒子および画像表示装置
US9221076B2 (en) * 2010-11-02 2015-12-29 Ut-Battelle, Llc Composition for forming an optically transparent, superhydrophobic coating

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5733483A (en) * 1995-01-13 1998-03-31 Soane Technologies, Inc. Method for formation of on-site coated and tinted optical elements
US20030122269A1 (en) * 2001-05-29 2003-07-03 Essilor International Compagnie Generale D'optique Method for forming on-site a coated optical article
CN1777823A (zh) * 2003-04-21 2006-05-24 精工爱普生株式会社 复合透镜用树脂组合物、复合透镜的制造方法、复合透镜及透镜系统
US20060079388A1 (en) * 2003-05-23 2006-04-13 Optima, Inc. Ultra low residual reflection, low stress lens coating
US20080055540A1 (en) * 2004-03-02 2008-03-06 Essilor International Compagnie Generale D'optique Ophthalmic Lens With An Optically Transparent Composite Film Exhibiting Both Impact-Resistance Property And Polarizing Property, And A Process For Its Manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107735696A (zh) * 2015-07-02 2018-02-23 东海光学株式会社 光学制品、塑料镜片和眼镜

Also Published As

Publication number Publication date
CN104718466B (zh) 2016-07-06
CA2887662A1 (en) 2014-04-17
EP2906971B1 (en) 2020-01-15
JP2015537238A (ja) 2015-12-24
AU2012392166A1 (en) 2015-05-14
EP2906971A4 (en) 2016-04-20
CA2887662C (en) 2018-01-16
ES2784553T3 (es) 2020-09-28
EP2906971A1 (en) 2015-08-19
AU2012392166B2 (en) 2015-10-29
WO2014058420A1 (en) 2014-04-17
JP5987117B2 (ja) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10073194B2 (en) Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
KR101410433B1 (ko) 저 굴절률 층과 고 굴절률 층의 두께 비율을 최적화시킨, 내열성의 반사 방지 코팅을 갖는 광학 물품
EP1963891B1 (en) Optical article having an antistatic, antireflection coating and method of manufacturing same
CN101784915B (zh) 涂覆有包括部分在离子辅助下形成的子层的抗反射涂层的光学物品及其制造方法
JP4918101B2 (ja) 二層構造の耐スクラッチおよび耐摩耗被膜を含む光学物品、およびこれを生産する方法
CN103597377B (zh) 用于获得具有超级耐磨损特性的光学物品的方法，以及根据这样的方法制备的涂覆物品
CN104054009B (zh) 用具有随时间稳定特性的干涉涂层涂布的物品
US20090169859A1 (en) Article Comprising a Mesoporous Coating Having a Refractive Index Profile and Methods for Making Same
CN107111000A (zh) 包括在紫外区域具有高反射率的干涉涂层的光学物品
US20120262790A1 (en) Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
CN104718466B (zh) 抗反射透镜和制造所述抗反射透镜的方法
WO2015009349A1 (en) Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
JP2007078780A (ja) 光学物品およびその製造方法
US10082607B2 (en) Anti-reflective lenses and methods for manufacturing the same
CN104321688B (zh) 用于在适合于安排在眼镜架中的眼镜片的光学表面上添加功能涂层的方法
CN107848229B (zh) 用于层压包括有机/无机层的干涉涂层的方法以及由此获得的物品
JP2007025631A (ja) 光学部品の製造方法及び光学部品
JP2007248998A (ja) 光学製品の製造方法および光学製品

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160706

Termination date: 20201010

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee