CN106662671B - 包括在紫外区和可见区内均具有低反射的减反射涂层的光学制品 - Google Patents

包括在紫外区和可见区内均具有低反射的减反射涂层的光学制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在紫外区内具有低反射的眼科镜片，该眼科镜片包括具有正主面和背主面的透明基底，所述背主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括具有高于1.6的折射率的至少一个层和具有低于1.55的折射率的至少一个层的堆叠体，其中：对于35°的入射角，由函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间在所述背面上的平均反射系数RUV是低于或等于5％、优选地低于或等于4％，对于15°的入射角(θ)，反射光的色度C*是等于或低于4、优选地低于或等于3。

Description

包括在紫外区和可见区内均具有低反射的减反射涂层的光学 制品
技术领域
本发明涉及一种在其背面上并且任选地在其正面上包括减反射涂层的光学制品，该减反射涂层大大减小了在UVA和UVB辐射范围内、以及在可见区域内的反射，具有消色差残余反射光。
该光学制品可以是眼科镜片，尤其是眼镜片。
背景技术
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电材料的多个层的交替。当沉积在透明基底上时，此类涂层的功能是减小其光反射并且因此增加其光透射。如此涂覆的基底将因此使其透射光/反射光比值增加，由此提高放置在其后面的物体的可见性。当寻求获得最大减反射效果时，那么优选的是向该基底的两个面(正面和背面)提供这种类型的涂层。
此减反射涂层通常用于眼科领域。因此，传统的减反射涂层被设计并优化为减小在可见区内(典型地在从380至780nm的光谱范围内)在镜片表面上的反射。通常，在眼科镜片的正面和/或背面上的在可见区内的平均光反射系数Rv是在1.5％至2.5％之间。
这些减反射涂层中的一些涂层也可以被设计并优化为减小镜片的背表面上的在从315至400nm的UVA波段和/或从280至315nm的UVB波段内的反射。这些UVA和UVB波段对于视网膜确实特别有害。
对于传统的减反射镜片而言，UVA和UVB区域中的平均反射可以因此达到高水平(最高达60％)。在近年来由大部分制造商销售的通常减反射制品中，对于从30至45°的入射角，UV平均反射范围是从10％至25％。由于来自佩戴者的正面并且可以到达佩戴者眼睛(正入射，0至15°)的大部分UV辐射总体上被眼科镜片基底吸收，所以镜片的正面不存在问题。
相反，如果镜片未配备有在紫外区有效的减反射涂层，那么由位于佩戴者后方的光源造成的UV辐射可以在镜片背面上反射并且到达佩戴者的眼睛，因此潜在地影响佩戴者的健康。这种现象通过具有高直径的时尚太阳眼镜的趋势变得更强，这些高直径增加了杂散反射进入眼睛的风险。
应承认，可以反射到镜片背面并且达到佩戴者眼睛的光线具有狭窄入射角范围，范围为从30至45°(斜入射)。
目前还没有涉及来自背面的UV辐射反射的标准。
此外，优化在整个紫外区内的减反射性能通常显示为不利于在可见区内的减反射性能。相反地，仅优化可见区内的减反射性能不确保在紫外区内可以获得令人满意的减反射特性。
有很多用于制备减反射涂层的专利处理方法，该减反射涂层在可见区是有效的，并且同时最终能够减小UV辐射反射。
例如，申请WO2012/076714描述一种在可见区内具有极低反射率值的眼科镜片。此眼科镜片包括具有正主面和背主面的基底，该背主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括具有高于1.6的折射率的至少一个层和具有低于1.5的折射率的至少一个层的堆叠体。该眼科镜片的特征在于：
-在可见区内在所述背面上的平均反射系数Rm是低于或等于1.15％；
-在可见区内在所述背面上的平均光反射系数Rv是低于或等于1％；
-对于30°的入射角并且对于45°的入射角，由在ISO 13666:1998标准中定义的函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背面上的平均反射系数RUV是低于5％；
-该多层式减反射涂层包括高于或等于3并且低于或等于7、优选地低于或等于6、更优选地低于或等于5层的层数；
-该多层式减反射涂层不包括基于氧化铟的具有高于或等于20nm厚度的任何导电层；并且
-该减反射涂层的外层是基于二氧化硅的层。
此申请中所描述的减反射涂层在可见区中是非常有效的(Rv低于或等于1％)，与此同时能够显著地减小UVA辐射反射，尤其是紫外A线和紫外B线。
然而，将明智的是改善其稳健性及其美学外观，尤其是在斜入射时。
本发明中的术语减反射涂层的“稳健性”被定义为尽管由其制造过程引起变化，其显示出类似性能的能力。例如，这些变化取决于所使用基底的类型、生产机械的设定(温度制度、适当时间、电子枪的设定)和/或其使用模式，所述生产机械被另一个生产机械替换。
事实上，当以工业规模制造多层减反射涂层时，各层通常发生一些厚度变化。这些变化导致不同的反射性能，并且尤其是该多层式减反射涂层的不同感知的残余反射颜色。如果两个镜片的减反射涂层的感知残余反射颜色不同，那么这些镜片将显得不同并且将不能够成对地关联。
此外，取决于镜片的曲率和入射值(角度θ)，每种镜片的该多层式减反射涂层的残余反射颜色在该镜片整个表面上似乎颜色不均匀(“变色效果”)。观察者根据入射角θ可以观察到镜片的右部分与左部分之间的不同残余反射颜色，如不同色调“h”的颜色渐变(不同颜色，例如从蓝色转变成红色)或不同颜色强度的颜色渐变(例如，从饱和色转变成较不饱和色，或相反)。在此，希望的是改善此类镜片的美学外观。
例如，文献US2012/075577描述了，为了拥有具有自然美学外观的镜片(即，它对于观察该镜片或眼科系统的使用者的观察者而言不呈现为带色彩的)，希望的是透射光和反射光在xyY系统中具有接近(0.33，0.33)的CIE坐标(x，y)。然而，这篇文献没有提到，知道(0.4；0.4)这一非常接近的坐标对观察者呈现黄色，如何获得这个CIE坐标。
因此，迄今为止开发的大多数减反射涂层已被优化为最小化正入射的光反射，而不考虑多层式减反射涂层的光学外观和美学外观和/或其稳健性特性。
因此，仍然需要提供至少在可见区中并且可能在UVA波段和UVB波段中具有很好的减反射特性的新颖减反射涂层，同时相对于现有技术的减反射涂层而言，这些涂层具有稳健性特性和美学外观。
发明内容
因此本发明的一个目的是通过寻求开发一种透明的光学制品、特别是眼科镜片来弥补上述缺点，该眼科镜片包括矿物或有机玻璃的基底，该基底至少包括减反射涂层，所述减反射涂层在可见区中具有很好的减反射性能，同时保证良好的美学以及高稳健性，并且这样做不影响其制造的经济性和/或工业可行性。
此外，本发明的减反射涂层的另一个方面与裸基底或与包括传统减反射涂层的基底相比，最终能够减小UV辐射反射，特别是紫外A线和紫外B线。
因此本发明涉及一种光学制品、优选地眼科镜片，该眼科镜片包括具有正主面和背主面的透明基底，所述背主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括具有高于1.6的折射率的至少一个层和具有低于1.55的折射率的至少一个层的堆叠体，其中：
-对于35°的入射角，由在ISO 13666:1998标准中定义的函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背面上的平均反射系数RUV是低于或等于5％、优选地低于或等于4％；
-对于15°的入射角(θ)，反射光的如在CIE 1976颜色空间内定义的色度C*是等于或低于4、优选地低于或等于3。
在此，由于本发明的光学制品的特性，并且特别地由于该眼科镜片表面的消色差残余反射颜色(C*≤4)，此种镜片表面的美学外观已经得到改善。这尤其是有色镜片所希望的，因为由暗背景反射的光是良好对比的并且对于镜片佩戴者或观察者是更可见的。
附图说明
将通过参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了在一些镜片(根据本发明的镜片2和4)的正面表面上的反射率R的变化，并且
图2示出了根据本发明的镜片1至5以及根据现有技术的一个镜片在色度系统CIEL*a*b*中的色度系数，用虚线界定了≤4的色度和≤3的色度。
具体实施方式
术语“包括(comprise)”(以及任何其语法变化，例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(以及任何其语法变化，例如“具有(has)”以及“具有(having)”)、“包含(contain)”(以及任何其语法变化，例如“包含(contains)”和“包含(containing)”)、以及包括(include)(以及任何其语法变化，例如“包括(includes)”和“包括(including)”)是开放式连接动词。它们用于指明所陈述的特征、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，“包括”、“具有”、“包含”或“包括”一个或多个步骤或要素的一种方法或一种方法中的一个步骤拥有那一个或多个步骤或要素，但不局限于仅拥有那一个或多个步骤或要素。
除非另外指明，在此使用的所有关于成分、范围、反应条件等的数量的数字或表述应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。
此外除非另外指明，根据本发明，对《从X至Y》或“在X至Y之间”的值的区间的指示意为包括X和Y的值。
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“将一个层或涂层沉积到制品上”旨在是指将一个层或涂层沉积到制品的外涂层的外部(暴露的)表面上，即其距基底最远的涂层。
所述要在基底“上”或沉积到基底“上”的涂层被定义为以下涂层，该涂层(i)放置在该基底上方；(ii)不一定与该基底接触，即一个或多个中间涂层可以安排在所讨论的基底与该涂层之间；并且(iii)不一定完全覆盖该基底。
在一个优选实施例中，基底上的或沉积到基底上的涂层与此基底直接接触。
当“层1位于层2之下”时，旨在是指层2比层1距该基底更远。
如在此所使用的，基底的背(或内)面旨在是指当使用该制品时离佩戴者的眼睛最近的面。它通常是凹面。相反，基底的正面是当使用该制品时离佩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。使用本发明可以涂覆该光学制品的凸主侧(正侧)、凹主侧(背侧)、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”)可沉积到任何基底上，并且优选地沉积到有机镜片基底(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丙烯酯的均聚物和共聚物，诸如二甘醇二(碳酸丙烯酯)(CR)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)旨在是指均聚碳酸酯或者共聚碳酸酯和嵌段共聚碳酸酯。
特别推荐的基底包括通过例如由PPG产业公司(镜片，依视路(ESSILOR))以商品名出售的二乙二醇双-烯丙基碳酸酯的(共)聚合、或者例如通过日本三井(Mitsui)公司在MR系列下出售的聚氨酯、或者烯丙基和(甲基)丙烯酸共聚物获得的具有在1.54和1.58之间的折射率的那些基底。
在减反射涂层沉积到任选涂覆的基底(例如具有耐磨层和/或耐刮擦涂层或具有子层)上之前，所述任选涂覆的基底的表面通常经受物理或化学表面活化处理，以便加强减反射涂层的粘附。这种预处理通常在真空下进行。它可以是用高能和/或反应性物种例如用离子束(“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)。
如之前提到的，如以上描述的透明基底至少在其背面上涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括具有高于1.6的折射率的至少一个层和具有低于1.55的折射率的至少一个层的堆叠体，其中：
-对于35°的入射角，由在ISO 13666:1998标准中定义的函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背面上的平均反射系数RUV是低于或等于5％、优选地低于或等于4％；
-对于15°的入射角(θ)，反射光的色度C*是等于或低于4、优选地低于或等于3.5、尤其是3。对于这个入射角，它优选地低于或等于以下值之一：4、3.5、3、2.5、2或1.5。
具体地，对于15°的入射角(θ)，反射光的色度C*位于由-3<＝a*<＝1并且-4<＝b*<＝1并且(a*+b*)>＝-5所定义的La*b*空间区域内。
根据一个实施例，在同一镜片的两个分开的点上测量的反射光的色度C*相差小于2。
确实，这种国际色度系统尤其使得能够确定颜色变化：CIEΔE76。该参数是根据“CIE 1976L*a*b*颜色空间标准由以下式定义的：
其中：
L1、a1、b1是要比较的第一颜色的CIE Lab颜色空间中的坐标，并且
L2、a2、b2是要比较的第二颜色的坐标。当ΔE76<2时，这种颜色差异是人类视力不可感知的。换言之，色度差异为2(具有相同色调)将是人类视力可感知的并且允许对眼科镜片的美学外观进行比较。
根据本发明，“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法线形成的角度。光线是例如发光的光源，诸如像在国际色度CIE L*a*b*中定义的标准光源D65。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°。
将标准光源D 65和观察者(10°的角度)考虑在内，在280与780nm之间计算本发明光学制品在国际色度系统CIE L*a*b*中的色度系数。可能制备减反射涂层而关于其色调角没有限制。观察者是如在国际色度系统CIE L*a*b*中定义的“标准观察者”。
不受任何理论束缚，看起来根据本发明的减反射涂层具有是非常低颜色饱和的残余反射颜色，这样使得具有此类减反射涂层的眼科镜片将呈现为无色，换言之是消色差的。实际上，申请人确定了，当光学制品的反射光的色度C*位于如图2所示的半径为4的圆内时，这个制品对于大多数观察者呈现为无色。当反射光的色度C*位于图2的区域A(被定义为-3<＝a*<＝1并且-4<＝b*<＝1并且(a*+b*)>＝-5，其中a*在X轴上并且b*在Y轴上)时，所有观察者都认为光学制品是无色的。此外，出乎意料地发现根据本发明的眼科镜片呈现良好的稳健性特性。这意味着，减反射涂层厚度由于工艺变化或者由于眼科镜片曲率而具有的小变化引起对于观察者不可见的差异。换言之：
-在不同批次中或用不同设备生产的镜片将对于观察者而言具有匹配的颜色、并且可以成对地关联；
-在单一眼科镜片上，在该镜片的两个分开的点上，例如在镜片的中心和外围上测量的反射光的色度C*不会相差大于2。
此外，根据本发明的减反射涂层被尤其设计为在可见区具有很好的减反射性能，和/或使紫外辐射(在镜片上具有范围尤其为从30°至45°的入射角)朝向眼睛的反射最小化，并且其优选的特征描述如下。
在本申请中，在280nm与380nm之间由根据ISO 13666:1998标准定义的W(λ)函数加权并且记为RUV的平均反射系数可以通过以下关系式定义：
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。
根据ISO 13666:1998标准定义了能够计算紫外辐射透射系数的光谱函数W(λ)。由于同时考虑了太阳光谱能量Es(λ)(与UVA-射线相比，总体发出更少UVB-射线)和光谱效率S(λ)(UVB-射线比UVA-射线更有害)，所以这使得可能表达对佩戴者的由这种辐射的相对光谱效率调节的紫外线太阳辐射分布。下表1中给出在紫外区中这三个函数的值：
表1
应注意，加权函数W(λ)在280nm与295nm之间为零或几乎为零，这意味着加权平均反射系数在此波长范围内也为零。这意味着即使反射水平高于此光谱范围，在280与380nm之间计算的加权平均反射系数值RUV将没有结果。
根据本发明，对于低于或等于35°、典型地为15°的入射角，在所述背面上的在可见区内的平均反射系数Rm是低于或等于3％、优选地低于或等于2.5％。
在本申请中，“平均反射系数”，记为Rm，是诸如在ISO 13666:1998标准中定义的并且根据ISO 8980-4标准测量的(对于低于17°的入射角，典型地为15°)，即，这是在400与700nm之间的整个可见光谱内的(非加权的)光谱反射平均值。
具体地，对于低于或等于35°、典型地为15°的入射角，在可见区内在所述背面上的平均光反射系数Rv是低于或等于2％、优选地低于或等于1.5％。
“平均光反射系数”，记为Rv，是诸如在ISO 13666:1998标准中定义的，并且根据ISO 8980-4测量，即这是在380与780nm之间的整个可见光谱内的加权光谱反射平均值。Rv通常针对低于17°、典型地为15°的入射角来测量，但可以针对任何入射角来评估。
在280与380nm之间的平均反射系数，记为RmUV，可以类推地定义，这对应于在280与380nm之间的平均光谱反射。根据本发明，这个系数可以在范围可以从30至45°的入射角下测量。类似地，定义了在UVA和UVB范围内的平均反射系数，记为RmUVA和RmUVB，它们的和对应于以上在紫外区(280-380nm)内的平均反射系数，记为RmUV。
根据本发明，沉积到基底的背面上的减反射涂层是使得：
-对于35°的入射角，由根据ISO 13666:1998标准定义的函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背面上的平均反射系数RUV是低于或等于5％。对于这些入射角，它优选地低于或等于以下值之一：4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％。
-对于低于或等于35°的入射角，在光学制品的所述背面上的在可见区内的平均反射系数Rm是低于或等于3％、优选地≤2.5％、更优选地≤2％；
-对于低于或等于35°、典型地为15°的入射角，在光学制品的所述背面上的在可见区内的平均反射系数Rv是低于或等于2％、优选地≤1.5％、更优选地≤1.0％、尤其≤0.85％；*
-对于35°的入射角，在紫外区中的平均反射系数RmUV是低于或等于5％。对于这些入射角，它优选地低于或等于以下值之一：4.5％、4％、3.5％。
本领域具备其一般知识的技术人员完全能够选择适合的材料和厚度用于减反射涂层的不同层，以便具有不同的所需参数Rv、Rm和RUV。
本发明的多层式减反射涂层包括具有高折射率的至少一个层和具有低折射率的至少一个层的堆叠体。
更优选地，它至少包括该减反射涂层，该减反射涂层包括至少两个具有高于1.6的折射率(HI)的层以及至少两个具有低于1.55的折射率(LI)的层。这在此是简单的堆叠体，因为该减反射涂层中的层总数是高于或等于3、优选地高于或等于4并且低于或等于7、更优选地低于或等于6、甚至更优选地低于或等于5、并且最优选地等于5个层。
如在此使用的，该减反射涂层的层被限定为具有高于或等于1nm的厚度。因此，当对减反射涂层中的层数计数时，将不考虑具有低于1nm厚度的任何层。当对减反射涂层的层数计数时，也不考虑子层。
除非另有说明，否则本申请中披露的所有厚度涉及均物理厚度。
HI层和LI层不需要在堆叠体中互相交替，尽管根据本发明的一个实施例它们也可以交替。两个HI层(或更多)可以相互沉积到彼此之上，以及两个LI层(或更多)也可以相互沉积到彼此之上。
在本申请中，当减反射涂层的层的折射率高于或等于1.6、优选地高于或等于1.7、甚至更优选地高于或等于1.8并且最优选地高于或等于1.9时，其被称为具有高折射率(HI)的层。所述HI层优选地具有低于2.1的折射率。当减反射涂层的层的折射率低于1.55、优选地低于或等于1.48、更优选低于或等于1.47时，其被称为低折射率(LI)层。所述LI层优选地具有高于1.1的折射率。
除非另外指定，本申请中提及的折射率是在25℃、在大气压下且在550nm的波长处来表达。
HI层是在本领域中众所周知的传统的高折射率层。它通常包含一种或多种金属氧化物，例如但不限于：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)。任选地，这些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高于或等于1.55的折射率。优选的材料包括TiO2、PrTiO3、ZrO2、Al2O3、Y2O3及其混合物。
LI层也是众所周知的并且可以包括但不限于：SiO2、或二氧化硅与氧化铝的混合物(尤其是掺有氧化铝的二氧化硅)，后者有助于增加减反射涂层耐热性。LI层优选地是相对于层总重量包括按重量计至少80％的二氧化硅、更优选地按重量计至少90％的二氧化硅的层，并且甚至更优选地包括二氧化硅层。优选地，减反射涂层中的LI层不是MgF2层。
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低于1.55。
当使用包括SiO2与Al2O3的混合物的LI层时，该层优选地包括相对于这种层中的SiO2+Al2O3总重量的按重量计从1％至10％、更优选地从1％至8％并且甚至更优选地从1％至5％的Al2O3。
例如，可以采用掺有按重量计4％(或更少)Al2O3的SiO2、或者掺有8％Al2O3的SiO2。可以使用可在市场上获得的SiO2/Al2O3混合物，如由优美科(Umicore)材料公司出售的(在550nm，折射率n＝1.48-1.50)，或由德国默克(Merck KGaA)公司出售的(在500nm，折射率n＝1.48)。
减反射涂层外层必须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)，并且甚至更优选地包括二氧化硅层。
通常，HI层具有范围为从10至160nm的物理厚度，并且LI层具有范围为从10至100nm的物理厚度。
通常，减反射涂层总厚度低于1微米、优选地低于或等于800nm、更优选地低于或等于500nm以及甚至更优选地低于或等于250nm。该减反射涂层总厚度通常高于100nm、优选地高于150nm。
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。具体地，该减反射涂层被沉积在具有从100至300nm厚度的基于二氧化硅的子层上。
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/或为了增强其到基底或底层涂层的粘附而使用的相对厚的涂层。
如果子层直接沉积到基底上，那么由于其相对高的厚度，该子层通常不参与减反射光学活性，尤其是当它具有接近于底层涂层(通常是抗磨损和抗刮擦涂层)或基底的折射率的折射率时。
该子层应具有足够促进减反射涂层耐磨性的厚度，但优选地未达到能够引起光吸收的程度(这取决于该子层性质，能够显著地减小相对透射系数v)。其厚度通常低于300nm、更优选地低于200nm，并且通常高于90nm、更优选地高于100nm。
该子层优选地包括基于SiO2的层，此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，并且甚至更优选地包括二氧化硅层。这种基于二氧化硅的层的厚度通常低于300nm、更优选地低于200nm，并且通常高于90nm、更优选地高于100nm。
在另一个实施例中，此基于SiO2的层是以如上文所定义的量掺有氧化铝的二氧化硅层，优选地包括掺有氧化铝的二氧化硅层。
在一个具体实施例中，该子层包括SiO2层。
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堆叠体中来使本发明的光学制品抗静电，即不保留和/或发展大量静电荷。
根据本发明，该减反射涂层包括至少一个导电层，该导电层能够在对该减反射涂层的表面施加静电荷之后具有500ms或更少的放电时间。
该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(通常是一种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1到15nm、更优选地从1到10nm变化。优选地，导电层包括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，掺杂锡的氧化铟)、掺杂铝的氧化锌(ZnO:Al)、氧化铟(In2O3)以及氧化锡(SnO2)。在一个最优选的实施例中，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。
根据以下方法的任一种，减反射涂层的不同层和任选的子层优选地在真空下通过化学气相沉积进行沉积：i)通过任选地离子束辅助的蒸发；ii)通过离子束溅射；iii)通过阴极溅射；iv)通过等离子辅助的化学气相沉积。在以下的参考文献“薄膜工艺(Thin FilmProcesses)”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蒸发。
优选地，减反射涂层的各层和任选子层的沉积通过真空下蒸发来进行。
优选地，本发明的减反射涂层包括由折射率高于或等于1.6的1个层、2个层或3个层组成的第一层或叠加层，其涂覆有由折射率低于1.55的1个层或2个层组成的第二层或叠加层。任选地，该第二层或叠加层涂覆有由折射率高于或等于1.6的1个层或2个层组成的第三层或叠加层，该第三层或叠加层自身涂覆有由折射率低于1.55的1个层或2个层组成的第四层或叠加层。
根据具体实施例，该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从8至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至40nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从80至115nm、更优选地从85至110nm的厚度的层，任选地具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从65至95nm的厚度的层。
在特定实施例中，该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从10至18nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从25至35nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从95至110nm的厚度的层，任选地具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从75至85nm的厚度的层。
在另一个特定实施例中，该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从18至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至25nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从85至95nm的厚度的层，任选地具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从70至90nm的厚度的层。
在另一个优选的实施例中，具有高于或等于1.6的折射率的层是由至少氧化锆制成的，并且具有低于1.55的折射率的层是由至少二氧化硅制成的。
因此本发明提供一种具有改进的构思的减反射涂层，该减反射涂层包括由多个薄层制成的堆叠体，选择该堆叠体的厚度和材料以便在可见区以及在紫外区两者中获得令人满意的减反射性能，同时既具有美学外观(尤其是残余反射光的低色度)又具有稳健性特性。
正面和背面的抗-UV减反射涂层可以相同或不同。
例如，光学制品的背面可能涂覆有减反射涂层，该减反射涂层在UVA波段和UVB波段中比基底的正面的减反射涂层更加有效(根据上述特征)，尤其是在从30°至45°的入射角下。
抗UV、减反射涂层可以直接沉积到裸基底上。在一些应用中，优选的是该基底的主面在沉积本发明的减反射涂层之前涂覆有一个或多个功能性涂层。惯常用于光学器件中的这些功能性涂层可以是并不限于，耐冲击底漆层、耐磨涂层和/或耐刮擦涂层、偏光涂层、光致变色涂层或着色涂层。
通常，减反射涂层将沉积于其上的基底的正主面和/或背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。
抗磨损涂层和/或耐刮擦涂层优选地是基于聚(甲基)丙烯酸酯或硅烷的硬涂层，这些硬涂层通常包括一种或多种矿物填料，一旦固化，这种或这些矿物填料旨在增加涂层的硬度和/或折射率。
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，诸如疏水涂层和/或疏油涂层(防污顶涂层)。这些涂层被沉积到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底，在该基底的背面依次地涂覆有耐冲击底漆层，抗磨损和耐刮擦层，根据本发明的抗UV、减反射涂层，并且涂覆有疏水和/或疏油的涂层，或者涂覆有提供防雾特性的亲水性涂层或防雾前体涂层。根据本发明的眼科镜片优选地是一种用于眼镜的眼科镜片(眼镜片)、或用于眼科镜片的毛坯。该镜片可以是偏光镜片、光致变色镜片或太阳镜片，可能是着色或不着色，是矫正或未矫正的。
该眼科镜片的基底的正面可以依次涂覆有耐冲击底漆层、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抗UV、减反射涂层)以及疏水和/或疏油的涂层。
在一个实施例中，根据本发明的光学制品在可见区不吸收或吸收不多，这在本申请的上下文中意味着其在可见范围内的透射系数τV(也称为在可见范围内的相对透射系数)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％。
系数τV应该如由国际标准化定义(ISO 13666:1998标准)所定义的来理解并且根据ISO 8980-3标准进行测量。在从380到780 nm的波长范围内将其定义。
优选地，根据本发明涂覆的制品的光吸收低于或等于1％。
以下实例以更详细但非限制方式说明本发明。
实例
在这些实例中，已制备了根据本发明的五个镜片(镜片1至5)以及根据现有技术的两个镜片(对比实例1和2)。
1.通用程序
在根据本发明的实例中所使用的眼科镜片包括镜片基底，该镜片基底具有65mm的直径、1.5或1.67的折射率以及-2.00屈光度的光焦度，涂覆有折射率1.5(诸如在EP0614957中所描述的那些)的硬涂层并且其正面涂覆有由SiO2制成的子层(镜片1至4)。
对于实例5，制备了来自多个不同基底的镜片并且表征为：
-由(从PPG可获得的材料，称为n＝1.5)制成的8个镜片
-由(从三井化学公司(Mitsui Chemicals)可获得的材料，称为n＝1.6)制成的2个镜片
-由(从三井化学公司可获得的材料，称为n＝1.67)制成的2个镜片
ITO层是由锡掺杂10％的氧化铟构成的。
不加热基底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(镜片1至4)或Satis 1200(镜片5)机器，该机器配备有用于蒸发氧化物的电子枪(ESV14(8kV))，并且装备有用于初步阶段的离子枪(Commonwealth Mark II)以便使用氩离子(IPC)准备基底表面。
借助石英微量天平来控制这些层的厚度。在具有URA配件(通用反射配件)的可变入射分光光度计(variable incidence-spectrophotometer)Perkin-Elmer Lambda 850上进行光谱测量。
2.测试程序
用于制备光学制品的方法包括：引入基底的步骤、借助氩离子束(阳极电流：1A，阳极电压：100V，中和电流：130mA)活化该基底的表面、关闭离子辐射、在基底上通过蒸发形成子层(对于镜片1至4)、然后随后通过连续蒸发形成减反射涂层的各个层的步骤、以及最后的通风步骤。
3.结果
下文中详述了在实例1至实例5中分别获得的眼科镜片1至眼科镜片5的结构特征和光学性能。
这些反射平均系数值是正面的那些反射平均系数值。对于15°、35°或45°的入射角θ提供了系数Rv、Rm、Rmuv和Ruv，并且将多个不同入射角θ下的标准光源D 65和观察者(10°角)(用于所有实例)考虑在内，在380与780nm之间计算在国际色度系统CIE L*a*b*中本发明的光学制品的色度系数。15°下的色度值和35°下的Ruv是平均值。
还制备了多个对比镜片。已经重复了现有技术公开文献WO2012/076714中的实例4和10(分别称为对比实例1和对比实例2)。结果在下表2中给出。
表2
对于15°、35°和45°的入射角，镜片1、2和4的性能
表3
从表2和3可以观察到，在实例1至5中获得的根据本发明的镜片1至5在可见区中具有非常好的减反射特性(Rv≤0.30％)，而没有不利于紫外区中的减反射性能(对于35°的入射角，对于镜片5，Ruv≤5％并且<3％)。
事实上，如同样在图1中所示的，分别由实例2和4获得的镜片2和4减小了UVB辐射反射、并且与此同时非常有效地减小了可见区中的反射。值得注意的是，这个结果可以以轻微不同的反射率曲线获得：镜片2具有低至355nm的非常低的反射率并且当波长减小时反射率急剧增加，而镜片4在整个[280nm-380nm]范围内具有非常适中的反射率(小于6％)。
此外，在实例1至5中获得的镜片具有出色的透明特性。这些涂层到基底的粘着性也是非常令人满意的。
与这些对比实例相比，根据本发明的镜片1至5具有非常低的色度：小于2，而这些对比实例的色度高于8.5。因此，即使色调h°改变，多层式减反射涂层的感知颜色仍不是人眼可收集的。图2示出了，镜片1至5位于La*b*空间的非常窄的区域内，而色度低于3并且通常位于颜色几乎不被观察者注意到的区域A内。
镜片1、2和4的稳健性
进行模拟以便测试根据本发明的多层式减反射涂层的稳健性。因此进行500次迭代以便评估由制造工艺引起的变化(正常分布中的+-2.2％)，这些变化可能影响包括相同结构(相同组成和厚度的层)的两个不同镜片的性能和特性，诸如对于15°入射角(光源D65并且观察者为10°)而言的残余反射颜色(h°，C*)和光学系数Rv、Rm、Ruv。
表4
此表4显示根据本发明的镜片1、2和4具有很好的稳健性。事实上，500次不同迭代不影响本发明的眼科镜片的光学系数或反射颜色。

Claims (21)

1.一种眼科镜片，包括具有正主面和背主面的透明基底，所述背主面涂覆有多层式减反射涂层，该多层式减反射涂层包括具有高于1.6的折射率的至少一个层和具有低于1.55的折射率的至少一个层的堆叠体，其中：
-对于35°的入射角，由函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背主面上的平均反射系数RUV是低于或等于5％，
-对于15°的入射角(θ)，反射光的色度C＊是等于或低于3.5并且位于由-3<＝a＊<＝1并且-4<＝b＊<＝1并且(a＊+b＊)>＝-5所定义的L＊a＊b＊空间区域内，
其中所述多层式减反射涂层是消色差的。
2.根据权利要求1所述的镜片，其中对于35°的入射角，由函数W(λ)加权的在280nm与380nm之间的在所述背主面上的平均反射系数RUV是低于或等于4％。
3.根据权利要求1或2所述的镜片，其中对于15°的入射角(θ)，反射光的色度C＊是低于或等于3。
4.根据权利要求1或2所述的镜片，其中在同一镜片的两个分开的点上测量的反射光的色度C＊相差小于2。
5.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该多层式减反射涂层包括高于或等于3并且低于或等于7的层数。
6.根据权利要求5所述的镜片，其中该多层式减反射涂层包括高于或等于4并且低于或等于6的层数。
7.根据权利要求1或2所述的镜片，其中对于低于或等于35°的入射角，在可见区内在所述背主面上的平均反射系数Rm是低于或等于3％。
8.根据权利要求7所述的镜片，其中对于低于或等于35°的入射角，在可见区内在所述背主面上的平均反射系数Rm是低于或等于2.5％。
9.根据权利要求1或2所述的镜片，其中对于低于或等于35°的入射角，在可见区内在所述背主面上的平均光反射系数Rv是低于或等于2％。
10.根据权利要求9所述的镜片，其中对于低于或等于35°的入射角，在可见区内在所述背主面上的平均光反射系数Rv是低于或等于1.5％。
11.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层被沉积在具有从100至300nm厚度的基于二氧化硅的子层上。
12.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层包括至少两个具有高于1.6的折射率的层以及至少两个具有低于1.55的折射率的层。
13.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层包括至少一个导电层。
14.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从8至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至40nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从80至115nm的厚度的层，以及具有低于1.55的折射率和从65至95nm的厚度的层。
15.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从8至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至40nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从80至115nm的厚度的层，具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从65至95nm的厚度的层。
16.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从8至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至40nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从85至110nm的厚度的层，以及具有低于1.55的折射率和从65至95nm的厚度的层。
17.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从8至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至40nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从85至110nm的厚度的层，具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从65至95nm的厚度的层。
18.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从10至18nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从25至35nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从95至110nm的厚度的层，以及具有低于1.55的折射率和从75至85nm的厚度的层。
19.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从10至18nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从25至35nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从95至110nm的厚度的层，具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从75至85nm的厚度的层。
20.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从18至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至25nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从85至95nm的厚度的层，以及具有低于1.55的折射率和从70至90nm的厚度的层。
21.根据权利要求1或2所述的镜片，其中该减反射涂层在背离该基底的方向上包括：具有高于1.6的折射率和从18至25nm的厚度的层，具有低于1.55的折射率和从15至25nm的厚度的层，具有高于1.6的折射率和从85至95nm的厚度的层，具有从3至10nm的厚度的导电层，以及具有低于1.55的折射率和从70至90nm的厚度的层。
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