CN115398278B - 具有由自分层硬涂层封装的表面微结构的镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学制品，其包括具有至少一个光学元件或多个光学元件(如微透镜)的基础镜片基底，所述制品展现出良好的光学特性和良好的机械特性。更准确地说，本发明涉及一种光学制品，其包括：‑具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面的基础镜片基底；‑具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层，所述第一保护表面设置在所述第二镜片表面上；以及‑至少一个或多个光学元件，每个光学元件：限定所述第一保护表面和所述第二镜片表面中的一个的一部分；具有在垂直于承载它们的所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度以及小于或等于2.0mm的直径，其中所述保护层由自分层涂层组成，所述自分层涂层具有至少两个不同的层：‑第一层LSSC1，其对应于所述保护层的最里面部分并且具有两个相反表面，一个表面对应于第一保护表面‑和第二层LSSC2，其对应于所述保护层的最外面部分并且具有两个相反表面，一个表面对应于第二保护表面；所述自分层涂层由自分层组合物聚合而成，所述自分层组合物包括至少两种、优选两种不相容的树脂组合物，树脂组合物1和树脂组合物2；所述第一层LSSC1由所述至少两种树脂组合物中的一种‑‑树脂组合物1在固化后‑‑固化的树脂1构成，所述固化的树脂1：‑显示出小于所述至少一个或每个光学元件的折射率nm的折射率nSSC1，使得差nm‑nSSC1大于0.045、优选大于0.10、或甚至大于0.15；所述第二层LSSC2由所述至少两种树脂组合物中的另一种‑‑树脂组合物2在固化后构成，所述固化的树脂2：‑‑显示出与所述折射率nSSC1类似或更高的折射率nSSC2。本发明还涉及一种用于形成此类光学制品的方法。

Description

具有由自分层硬涂层封装的表面微结构的镜片
技术领域
本发明涉及一种包含基础镜片基底的光学制品，所述基础镜片基底具有从其表面突出的至少一个光学元件或多个光学元件，如微透镜、菲涅耳结构等，以及用于形成此类光学制品的方法。
背景技术
光学制品(如镜片)通常包括基础镜片基底和耐磨涂层，该基础镜片基底被成形以提供期望的光焦度，该耐磨涂层覆盖该基础镜片基底的至少一个表面以防止该基础镜片基底被划痕损坏。
根据具有双层结构的优选实施例，耐磨涂层(也称为硬涂层)提供了从基础镜片基底到耐磨涂层的自由表面的硬度梯度。涂层的上层在其自由表面处限定了涂层的最硬部分并且允许抵抗细小颗粒和细小划痕，而涂层的下层限定了底面较不硬部分，可以吸收由较大颗粒提供的冲击并且防止较大划痕的形成。它还提供了基础镜片基底的硬度的过渡，以防止在基底与耐磨涂层之间的界面处形成裂纹。
对于许多应用，已发现期望在基础透镜基底上设置多个光学元件(如微透镜)，从而提供光学制品的焦度的局部变化。例如，从US 2017/0131567已知了一种镜片，该镜片包括在该镜片的表面上形成的多个微镜片，由该微镜片提供的焦度的局部改变能够抑制或减慢近视的发展。
从文献WO 2016/168746还已知了一种具有第一光焦度的镜片，该镜片包括具有第二光焦度的微镜片阵列，这些微镜片允许增加由该镜片提供的矫正(即使镜片的曲率受到限制也是如此)，或者允许形成具有大面积不同光焦度的多焦点镜片，同时不会展现出在微尺度上可见的急剧变化。
参考图1a和图1b，用耐磨涂层覆盖具有微镜片的镜片改变微镜片的焦度并且因此减小或削弱了由微镜片提供的效果。事实上，微透镜的厚度通常为约1μm至2μm，而耐磨损涂层的典型厚度为约3μm。因此，当耐磨涂层覆盖(典型地通过浸涂施加)包括比如微镜片等突出元件的表面时，耐磨涂层的自由表面的曲率与其覆盖的镜片的曲率并不完全相同。相反，突出元件的存在使所述自由表面展现出表面的局部变形。
如图1b所示，入射到这种变形上的光线在进入耐磨涂层时会经历第一折射，并且在与基础镜片基底的微镜片的界面处经历第二折射，并且因此与不存在耐磨涂层的光线路径相比，该光线路径发生了变化(图1a)。
已经提出了一种解决方案，该解决方案包括减小耐磨涂层的厚度，以减小微镜片焦度的这种改变。然而，已经测量出，由于覆盖有此涂层的微镜片的局部焦度P'为约P-0.5(P是没有涂层的微镜片的初始焦度)，因此仍然存在焦度的变化。此外，涂层的防划痕特性大大降低，因此此解决方案并不令人满意。
对于基础镜片基底上存在的其他光学结构，也出现了同样种类的问题。例如，比如菲涅耳环等结构在用耐磨涂层覆盖时也会经历焦度的扰动。
因此，仍然需要具有微结构的光学镜片，例如具有良好光学特性和良好机械特性的微透镜。
发明内容
本发明的目的是提供一种对现有技术中的缺陷的解决方案。
特别地，本发明的一个目标是提供一种光学制品，该光学制品包含基础镜片基底、保护所述基底的保护层、和至少一个光学元件(如微透镜)或多个光学元件，其中所述保护层与现有技术相反，当耐磨涂层在一定程度上再产生表面微观结构时，不会降低或抑制光学元件的光学效果并确保良好的耐磨性。
通过结合独立权利要求中描述的特征实现了上述目的，并且从属权利要求提供了本发明的特定的有利实例。
披露了一种光学制品及其制造方法。
因此，在一个实施例中，披露了一种光学制品，所述光学制品包括：
-具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面的基础镜片基底；
-具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层；以及
-至少一个或多个光学元件，每个光学元件：
限定所述第一保护表面和所述第二镜片表面中的一个的一部分；
具有在垂直于承载它们的所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度以及小于或等于2.0mm的直径。
其中
所述保护层由：
自分层涂层组成，所述自分层涂层具有至少两个不同的层：
-对应于所述保护层的最里面部分并且具有两个相反表面的第一层LSSC1，一个表面对应于第一保护表面
-以及对应于所述保护层的最外面部分并且具有两个相反表面的第二层LSSC2，一个表面对应于第二保护表面
所述自分层涂层由自分层组合物聚合而成，所述自分层组合物包含至少两种、优选两种不相容的树脂组合物，树脂组合物1和树脂组合物2
所述第一层LSSC1由所述至少两种树脂组合物中的一种--树脂组合物1在固化后--固化的树脂1构成，所述固化的树脂1：
-显示出小于所述至少一个或每个光学元件的折射率nm的折射率nSSC1，使得差nm-nSSC1大于0.045、优选大于0.10、或甚至大于0.15；
所述第二层LSSC2由所述至少两种树脂组合物中的另一种--树脂组合物2在固化后构成，所述固化的树脂2：
--显示出与所述折射率nSSC1类似或更高的折射率nSSC2。
本发明的另一个目的是一种制造光学制品或制造根据本发明的光学制品的方法，所述方法包括：
1)提供基础镜片基底，所述基础镜片基底具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面，并且
包括在所述第二镜片表面上的至少一个或多个光学元件，所述光学元件具有在垂直于所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度和小于或等于2.0mm的直径；
2)通过湿沉积在包括至少一个或多个光学元件的基础镜片基底的第二镜片表面上施加适合于形成具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层的可固化自分层组合物；
3)固化用于形成所述保护层的所述可固化自分层组合物；
4)任选地重复步骤2或步骤2和步骤3；
由步骤3或4产生的所述保护层具有与没有光学元件的镜片的第二镜片表面平行的第二保护表面，
所述保护层封装所述至少一个或每个光学元件。
本发明的保护层由自分层涂层组成。换言之，通过固化自分层组合物获得保护层，使得能够在仅一个沉积步骤中得到至少两个不同的层LSSC1和LSSC2。
由于层LSSC1，保护层具有与光学元件呈现折射率对比的作用，以确保光学元件的光学功能。由于层LSSC2，其作用还在于保护基础镜片基底免受划痕和磨损。保护层尽可能厚，使其能够封装每个光学元件(如微透镜)。
此外，保护层的自由表面(即还对应于LSSC2的最外层表面或与空气接触的LSSC2的表面的保护层的第二保护层)与其覆盖的基础镜片基底的表面(即没有光学元件的镜片的第二镜片表面)完全相同并且具有相同的基弧。换言之，第二保护表面与没有光学元件的镜片的第二镜片表面平行，或者保护层展现出与没有光学元件的基础镜片基底的第二镜片表面的基弧相同的基弧。保护层包含光滑的自由表面(即光滑的第二保护层)。保护层的第二保护层不复制第一保护表面处存在的高度变化。因此，每个光学元件的形状及其光焦度不会被涂层削弱，并且因此不会发生之前披露的与涂层沉积有关的有害影响。此外，保护层由于其如上所述的双层结构以及光滑的表面而显示出良好的耐磨性。当涂层再产生表面微结构时，镜片表面上的意外凹痕滑动遇到凹痕尖端与涂层表面之间角度的多次突变，从而导致划伤硬质涂层表面的划伤概率更高。
保护层的光滑的自由表面还特别有利于随后沉积其他功能性涂层，如抗反射涂层、防污涂层、或防雾涂层，美观且舒适。
选择分别形成保护层的层LSSC1和光学元件的材料以提供大于0.045、优选至少0.1的折射率差，保护层材料的折射指数低于形成光学元件的材料的折射指数。此折射率差距允许获得光学元件的期望的光焦度，同时具有与本领域技术人员用于在镜片表面上生产光学元件的各种技术相关的物理高度，同时不需要光学元件的高的物理厚度并且不会引起光学元件的宏观可见性或不愉快的美感，或者使它们难以通过常见的涂布技术被覆盖。
除非另外指出，否则本发明中的折射率是在25℃、589nm波长下表示的。
附图说明
为了更全面地理解本文提供的描述及其优点，现在请结合附图和详细描述来参考以下简要描述，其中相似的附图标记表示相似的部分。
图1a和1b(已经描述过)描绘了覆盖包含光学元件(微透镜)的基底的保护层对入射光线的路径的影响。
图2a至2d示意性地示出了本发明的光学制品的实例。
图3示意性地示出了根据实施例的用于制造光学制品的方法的旋涂或喷涂步骤。
图4示意性地示出了根据实施例的用于制造光学制品的方法的迈耶(mayer)棒涂覆步骤。
图5也涉及根据实施例的用于制造光学制品的方法的迈耶棒涂覆步骤。
图6示意性地示出了根据实施例的用于制造光学制品的方法的喷墨涂覆步骤
具体实施方式
包括光学元件的光学制品
现在将描述根据本发明的光学制品。
所述光学制品包括
-具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面的基础镜片基底，
-具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层，所述第一保护表面设置在所述第二镜片表面上；和
-至少一个或多个光学元件，每个光学元件限定所述第一保护表面和所述第二镜片表面之一的一部分。
基础镜片基底
基础镜片基底10可以包括单层，或者可以由层压件形成。基础镜片基底10优选地至少包括平光晶片11或提供光焦度的基础镜片12、或这两者，即提供光焦度的基础镜片12和将基础镜片12补充有以如下所述的光学功能的晶片11。在图2a所示的实例中，基础镜片基底10包括平面晶片11和基础镜片12。在图2b所示的实例中，基础镜片基底10仅包括基础镜片12。
平光晶片11不具有光焦度，并且因此不为配戴者提供矫正，但是充当其他层的机械支撑，并且可选地还为成品光学制品提供一种或多种功能特性，比如以下光学功能中的至少一个：
-振幅滤光功能，
-光谱滤光功能(如像短通或长通等边通、或带通滤光、或特定颜色的滤光，例如通过着色、或包含光致变色或电致变色功能、UV吸收、反射镜等实现)，
-偏振功能。
平光晶片11是指由整个单个膜层形成的膜结构或者由彼此附接的多个膜层形成的膜层压结构。更精确地，平光晶片11可以由一个或几个眼科等级功能膜(例如具有极性或光致变色特性)形成、可选地在眼科等级功能膜的一侧或两侧具有眼科等级保护膜。
平光晶片11的厚度可以在20至700微米的范围内，优选为30至600μm。一个或多个保护层(如果有的话)可以具有约50μm的厚度。
用于形成平光晶片(包括功能膜和保护膜)的合适的透明树脂膜或片材包括聚(乙烯醇)(PVA)或酰化纤维素基材料，例如，二乙酸纤维素和三乙酸纤维素(TAC)。其他可用的晶片材料可以包括聚碳酸酯、聚砜、丁酸醋酸纤维素(CAB)或环状油橄榄蛋白共聚物(COC)、聚丙烯酸酯、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸酯与苯乙烯的共聚物以及聚乙烯醇(PVA)。基于聚碳酸酯的材料例如包括聚双酚-A碳酸酯；均聚碳酸酯，如1,1'-二羟基二苯基-苯基甲基甲烷、1,1'-二羟基二苯基-二苯基甲烷、1,1'-二羟基-3,3'-二甲基二苯基-2,2-丙烷，它们的相互共聚物聚碳酸酯和具有双酚A的共聚物聚碳酸酯。
基础镜片12可以由光学塑料形成，例如由热塑性或热固性塑料制成。特别地，热塑性材料可以选自，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：环烯烃共聚物如乙烯/降冰片烯或乙烯/环戊二烯共聚物；直链或支链脂族或芳族多元醇的碳酸烯丙酯的均聚物和共聚物，比如二乙二醇双(碳酸烯丙酯)的均聚物(CR)；可以衍生自双酚A的(甲基)丙烯酸及其酯的均聚物和共聚物；硫代(甲基)丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物，可以衍生自双酚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。如本文中所使用的，(共)聚合物旨在意指共聚物或聚合物。如本文中所使用的，(甲基)丙烯酸酯旨在意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
适用于本发明的基底的示例包括由 和/>树脂(热固性聚硫氨基甲酸酯树脂)获得的那些。基于聚硫代氨基甲酸酯树脂的各种基底由三井东压化学公司(Mitsui Toatsu Chemicals Company)出售，并且尤其在第4,689,387号美国专利、第4,775,733号美国专利、第5,059,673号美国专利、第5,087,758号美国专利和第5,191,055号美国专利中描述了这些基底以及用于制备它们的单体。
基础镜片基底10或基础镜片12可以有利地由光学塑料、优选选自例如以下项的热塑性或热固性塑料制成：聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚碳酸酯的共聚物，聚烯烃、特别是聚降冰片烯，二乙二醇双(碳酸烯丙酯)的均聚物和共聚物，(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物、特别是衍生自双酚A的(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，硫代(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，聚氨酯和聚硫氨酯均聚物或共聚物，环氧聚合物和共聚物以及环硫化物聚合物和共聚物，优选由聚碳酸酯、二乙二醇双(碳酸烯丙酯)聚合物、或折射率为1.60的热固性聚硫氨酯树脂、或折射率为1.67的热固性聚硫氨酯树脂制成，更优选由聚碳酸酯制成。
例如，将有可能使用聚碳酸酯，如由沙特基础工业公司(Sabic)销售的特别地折射率为1.586的Lexan二乙二醇双(碳酸烯丙酯)，如由PPG工业公司(PPGIndustries)销售的特别地折射率为1.5的/>或者聚硫氨酯，如由三井东压公司(Mitsui Toatsu)销售的特别地折射率为1.66的/>
基础镜片12优选地被成形为提供适合于矫正配戴者屈光不正(例如近视或远视)的光焦度。基础镜片12可以是成品镜片、单焦点镜片或多焦点镜片，如多焦点渐变镜片。
基础基底10可以除了基础镜片12和/或平面晶片11以外还包括其他层，比如基础镜片12的前表面上的光致变色层，或者可以沉积在基础镜片或平光晶片上并且包含以下光学功能的任何附加层：
-振幅滤光功能，
-光谱滤光功能(如像短通或长通等边通、或带通滤光、或特定颜色的滤光，例如通过着色、或包含光致变色或电致变色功能、UV吸收、反射镜等实现)，
-偏振功能。
基础镜片12还可以是半成品镜片，这意味着它不提供将由半成品镜片制造的镜片的最终焦度，也称为目标焦度。它可以提供不是目标焦度的焦度，所述目标焦度是通过之后对半成品镜片进行表面处理而获得的。
基础镜片12还可以是未经修整的镜片，这意指其周边形状尚未调整到随后将要插入其中的镜架的形状。
如图2a至2d所示，基础镜片基底10包括两个相反的第一镜片表面和第二镜片表面，两个相反的主表面包括后表面101和前表面102。在图2a的实例中，基础镜片基底10的前表面102由平面晶片11的前表面形成，但在图2b的实例中，基础镜片表面10的前表面102由镜片12的前表面形成。
光学元件或多个光学元件
光学制品1进一步包括至少一个光学元件30或多个光学元件，其具有相反的第一保护表面和第二保护表面，并且限定设置在第二镜片表面上的第一保护表面，例如从基础镜片基底10的一个主表面突出。在优选实施例中，每个光学元件30从基础镜片基底10的前表面102突出。
“突出”意指每个光学元件从基础镜片基底10的表面向外伸出，即远离所述基底。因此每个光学元件都是凸形的。
在一个实施例中，每个光学元件30是由与基础镜片基底10相同的材料形成的并且可以与后者一体形成。如果基础镜片基底10是层压件，则每个光学元件30可以由与突出的层相同的材料形成。
在一个实施例，每个光学元件30由与基础镜片基底10相同的材料形成，并且所述材料例如选自热塑性或热固性光学塑料，如聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚碳酸酯的共聚物，聚烯烃、特别是聚降冰片烯，二乙二醇双(碳酸烯丙酯)的均聚物和共聚物，(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物、特别是衍生自双酚A的(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，硫代(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，聚氨酯和聚硫氨酯均聚物或共聚物，环氧聚合物和共聚物以及环硫化物聚合物和共聚物，优选由聚碳酸酯、二乙二醇双(碳酸烯丙酯)聚合物、或折射率为1.60的热固性聚硫氨酯树脂、或折射率为1.67的热固性聚硫氨酯树脂制成，更优选由聚碳酸酯制成。
在下文中，光学元件是引起光学装置的光焦度局部变化的微观尺度的离散光学元件。
在一个实施例中，光学元件被配置成使得至少沿着镜片的一个区段，光学元件的平均球镜从所述区段的某个点朝向所述区段的周边增大。
根据实施例，光学元件被配置成使得至少沿着镜片的一个区段，例如至少与光学元件的平均球镜增大所沿着的区段相同的区段，平均柱镜从所述区段的某个点(例如，与平均球镜相同的点)朝所述区段的周边部分增大。
根据实施例，光学元件或多个光学元件是微透镜。微透镜可以是球面、复曲面或具有非球面形状。微镜片可以具有单个焦点或柱镜度或非焦点。在优选实施例中，微透镜可以用于防止近视或远视的进展。在此情况下，基础镜片基底包括提供用于矫正近视或远视的光焦度的基础镜片12，并且分别地，如果配戴者近视，则微镜片可以提供大于基础镜片12的光焦度的光焦度，或者如果配戴者远视，则微镜片可以提供小于基础镜片12的光焦度的光焦度。
在本披露的意义上，“微透镜”具有在直径大于或等于0.8mm且小于或等于3.0mm的圆中不可见的外形形状。
例如，微透镜可以沿着以屈光区域的光学中心为中心的圆规则地分布。
可以基于人的视网膜的形状来调整不同微透镜的平均柱镜。
屈光区域可以包括视远参考点、视近参考点、以及连接视远参考点和视近参考点的子午线。例如，屈光区域可以包括渐变多焦点镜片设计，其适于人的处方或适于减慢配戴镜片元件的人的眼睛的屈光异常的发展。
子午线对应于主注视方向与镜片表面的相交处的轨迹。
优选地，根据这样的实施例，当被佩戴者佩戴时，微透镜被配置成使得在标准配戴条件下沿着镜片的任何水平区段，微透镜的平均球镜和/或平均柱镜从所述水平区段与子午线的交叉点朝向镜片的周边部分增大。
沿着区段的平均球镜和/或平均柱镜增大函数可以取决于所述区段沿着子午线的位置而不同。
特别地，沿着区段的平均球镜和/或平均柱镜增大函数是不对称的。例如，在标准配戴条件下，平均球镜和/或平均柱镜增大函数沿着竖直和/或水平区段是不对称的。
当在标准配戴条件下戴着镜片元件时，至少一个微透镜具有不将图像聚焦在人眼的视网膜上的光学功能。
有利地，微透镜的这种光学功能与具有至少一个与处方的光焦度不同的光焦度的屈光区域相组合，从而允许减慢配戴镜片元件的人的眼睛的异常屈光的发展。
微透镜可以是不连续的。
在本发明的意义上，如果对于连接两个微透镜的所有路径，至少可以沿着每个路径的一部分基于人眼的处方来测量屈光力，则这两个微透镜是不连续的。
当两个微透镜在球形表面上时，如果对于连接两个光学元件的所有路径，至少可以沿着每个路径的一部分来测量所述球面表面的曲率，则这两个微透镜是不连续的。
根据实施例，微透镜中的至少一个具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
优选地，至少50％、例如至少80％、例如所有的微透镜具有将图像聚焦在除视网膜之外的位置上的光学功能。
根据实施例，微透镜中的至少一个具有非球面光学功能。
优选至少50％、例如至少80％、例如所有的微透镜具有非球面光学功能。
在本披露的意义上，“非球面光学功能”应理解为不具有单个焦点。
具有非球面光学功能的至少一个微透镜是透明的。
可以将这些微透镜添加到定义的阵列上，像圆形、方形或六边形或随机或其他。
微透镜可以覆盖镜片元件的特定区，像在中心或任何其他区域。
可以根据基础镜片基底的区来调整光学元件密度或焦度量。典型地，微透镜可以定位于基础镜片基底的周边，以增加光学元件对近视控制的影响，从而补偿由于例如视网膜的周边形状引起的周边散焦。
根据实施例，至少一个、例如所有的微透镜的形状被配置为在人的眼睛的视网膜前方形成焦散点。换言之，此类微透镜被配置成使得通过所述微透镜的光通量被集中的每个截面平面(如果有的话)位于人眼的视网膜前面，在平面中以精确的方式，或者在这些截面平面中都不以精确的方式。
根据实施例，至少一个、例如所有的具有非球面光学功能的微透镜是多焦点屈光微透镜。
在本披露的意义上，为“多焦点屈光微透镜”的微透镜包括双焦点(具有两个焦度)、三焦点(具有三个焦度)、渐变多焦点镜片，具有连续变化的焦度，例如非球面渐变表面镜片。
根据实施例，至少一个多焦点屈光微镜片具有复曲面。复曲面是旋转表面，可以通过围绕旋转轴线(最终定位在无穷远处)旋转一个圆或弧来产生，该旋转轴线不穿过其曲率中心。
复曲面镜片具有彼此成直角的两个不同的径向轮廓，因此产生两个不同的焦度。
复曲面镜片的复曲面和球面部件产生像散光束，而不是单点焦点。
根据实施例，至少一个、例如所有的具有非球面光学功能的微透镜是复曲面屈光微透镜。例如，球镜度值大于或等于0屈光度(δ)且小于或等于+5屈光度(δ)并且柱镜度值大于或等于0.25屈光度(δ)的复曲面屈光微透镜。
作为具体实施例，复曲面屈光微透镜可以是纯柱镜，意味着子午线最小焦度为零，而子午线最大焦度严格为正，例如小于5屈光度。
根据实施例，至少一个、例如所有的微透镜具有高阶光学像差的光学功能。例如，微透镜由泽尼克多项式定义的连续表面组成。
本发明的光学元件(典型地微透镜)具有在垂直于承载它们的第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)、优选包括在2与20微米(μm)之间的最大高度和小于或等于2.0mm、包括在0.8与2.0毫米(mm)之间的直径。
回到图2a和2b，可以注意到承载微透镜30的基础镜片基底的表面(典型地前表面102)是凸形的并且由两种外表面形成：第一种是每个光学元件的外表面，其包括由于微透镜的形状而引起的局部曲率变化，而第二种是设置在微透镜之间的基础镜片基底的表面，其展现出较少或者甚至没有局部曲率变化。优选地，与周围的第二种表面相比，由微透镜的局部曲率变化引起的差异为至少1D。
因此，基础镜片基底在微透镜处展现的厚度平均大于远离光学元件处的厚度，并且在微透镜的最大厚度点处达到基底的最大厚度。
根据另一个实施例，至少一个光学元件或多个光学元件是菲涅耳结构、衍射结构(如限定每个菲涅耳结构的微透镜)、永久性技术凸起或相移元件。其也可以是比如微棱镜等屈光光学元件和比如小突起或空腔等光漫射光学元件，或在基底上产生粗糙度的任何类型的元件。
保护层：
本发明的保护层完全封装至少一个或多个光学元件。保护层显示出与没有光学元件的镜片的第二镜片表面平行的第二保护表面。
保护层由自分层涂层组成，该自分层涂层由至少两个不同的层组成：
对应于保护层的最里面部分并且具有一个对应于第一保护表面的表面的第一层LSSC1；
以及
对应于保护层的最外面部分并且具有一个对应于第二保护表面的表面的第二层LSSC2。
通过固化自分层组合物获得保护层，使得能够在仅一个沉积步骤中获得至少两个不同的层LSSC1和LSSC2。由自分层组合物聚合而成的自分层涂层包括至少两种、优选两种不相容的树脂组合物，树脂组合物1和树脂组合物2。
所述至少两种树脂组合物具有不同的表面张力，所述至少两种树脂组合物的表面张力之差大于4mN/m、优选大于10mN/m，并且所述树脂组合物1的表面张力大于所述镜片基底的表面张力。表面能在本申请中通过在以下参考文献中描述的欧文斯-温特(OWENS-WENDT)方法计算：“Estimation of the surface force energy of polymers[聚合物表面力能的估算]”，OWENS D.K.,WENDT R.G.(1969)J.Appl.Polym.Sci[应用聚合物科学杂志],13,1741-1747，使用具有KRUSS-DSA100图像采集和分析的半自动测角仪。
表述“不相容的树脂组合物”意指在“一锅”中产生两相混合物/在形成固体膜后产生至少两个不同的相或两个不同的层。两种不相容的树脂组合物彼此不完全混溶。换言之，可用于本发明的自分层涂层包括两种不相容的树脂组合物、至少部分不相容的树脂组合物，它们混合在溶剂共混物中，并且在施加和固化所述自分层涂层后，在溶剂蒸发时自发分离。发生分离，产生与基础镜片基底和/或要覆盖的至少一个光学元件具有更大亲和力的层和对表面或空气具有更大亲和力的另一个层。
在本发明中，对基础镜片基底和/或至少一个要覆盖的光学元件具有更大亲和力的树脂组合物是树脂组合物1或可固化的树脂组合物1。它的主要属性是低折射率。另一方面，对表面或空气具有更大亲和力的树脂组合物是树脂组合物2或可固化的树脂组合物2。树脂组合物2的主要属性是良好的机械强度、良好的耐磨性和耐刮擦性。因此，第一层LSSC1由树脂组合物1在固化后--固化的树脂1构成，所述固化的树脂1显示出小于至少一个或每个光学元件的折射率nm的折射率nSSC1，使得差nm-nSSC1大于0.045、优选大于0.10、或甚至大于0.15。第二层LSSC2由树脂组合物2在固化后--固化的树脂2构成，所述固化的树脂2显示出与折射率nSSC1类似或更高的折射率nSSC2。
在一个实施例中，形成保护层的第一层LSSC1的材料的折射指数或折射率nSSC1低于形成至少一个或多个光学元件如微结构或微透镜的材料的折射率nm，使得差nm-nSSC1大于0.16、优选大于0.2、0.3或甚至大于0.5。事实上，对于具有给定直径和给定期望光焦度的光学元件(如微透镜)，添加耐磨涂层往往会增加实现所述光焦度所需的光学元件的最大高度。另一方面，形成耐磨损涂层的材料与形成光学元件的材料之间的折射率差异越重要，所述所需的最大高度越低，并且进而基础镜片基底及其微透镜更容易制造。
本发明中的保护层由于其层LSSC1而具有与光学元件呈现折射率对比的作用，以确保光学元件的光学功能。由于其层LSSC2，其作用还在于保护基础镜片基底免受划痕和磨损。
对基底具有更大亲和力的树脂组合物，即树脂组合物1，还应该显示出与镜片基础基底和至少一个或多个光学元件的良好的化学亲和力，以获得良好的粘附、机械和粘合特性。另一方面，对表面/空气具有更大亲和力的树脂组合物，即树脂组合物2，必须展现出与树脂组合物1足够的化学亲和力以在固化后在这两个层之间产生良好的粘附，并且必须在固化的树脂2/空气界面处产生光滑的表面。
展现出低折射率的固化的树脂1可以由包括有机聚合物、单体、或两者的混合物以及任选地交联剂C1和/或无机纳米颗粒NP1的树脂组合物1的固化产生
并且显示出良好耐磨性的固化的树脂2可以由包括有机聚合物、单体、或两者的混合物以及任选地交联剂C2和/或无机纳米颗粒NP2的树脂组合物2的固化产生，前提是：
-树脂组合物1和2彼此不完全混溶，具有不同的表面张力，所述至少两种树脂组合物的表面张力之差大于4mN/m、优选大于10mN/m，并且树脂组合物1的表面张力大于镜片基底的表面张力并且还大于至少一个或多个光学元件的表面张力；
-树脂组合物2展现出与树脂组合物1足够的化学亲和力，从而使这两个层之间产生良好的粘附，并在固化后产生光滑的表面。
树脂组合物1和2可以是在眼科镜片领域中常规用作耐磨损涂层的任何层，前提是：
-树脂组合物1和2彼此不完全混溶，具有不同的表面张力，所述至少两种树脂组合物的表面张力之差大于4mN/m、优选大于10mN/m，并且树脂组合物1的表面张力大于镜片基底的表面张力并且还大于至少一个或多个光学元件的表面张力；
-树脂组合物2展现出与树脂组合物1足够的化学亲和力，从而在固化后在这两个层之间产生良好的粘附，并且必须在固化的树脂2/空气界面处产生光滑的表面。
-并且优选地，前提是包括树脂组合物1和2两者的自分层组合物可以通过湿沉积施加到待涂覆的光学元件上。
固化的树脂1和2可以例如均由两种不同的纳米复合物材料制成，即由固化的基质、任选地交联的和纳米颗粒制成。所述树脂1或2之一或两者可以交联。具有良好的机械强度、良好的耐磨性的和耐刮擦性作为主要属性的树脂2优选是交联的。
固化的树脂1或2的固化基质或固化的树脂1或2的交联基质例如独立地由以下制成：丙烯酸化合物、环氧化合物、环氧丙烯酸化合物、硅烷化合物、环氧硅烷化合物、聚氨酯丙烯酸化合物、硅氧烷化合物以及前述化合物的任何混合物。
选择纳米颗粒以降低树脂的折射率或增加树脂的硬度。在两种情况下，可用于本发明的纳米颗粒显示出小于70nm、优选小于50nm、并且甚至优选小于30nm的直径，并且必须具有与用于形成基质的化合物化学相容的表面。
可用于树脂组合物1的纳米颗粒可以典型地选自具有范围从1.04至1.5的折射率的二氧化硅纳米颗粒(Si02)，例如具有范围从1.05至1.4的折射率的中空二氧化硅纳米颗粒、官能化或表面改性的二氧化硅纳米颗粒、官能化或表面改性的中空纳米颗粒及其混合物。相容的中空二氧化硅纳米颗粒的实例可以是由日挥触媒化成有限公司(JGC C&C)生产的Thrulya，胶体中空二氧化硅纳米颗粒。
可以使用具有范围从1.4至1.5的折射率的二氧化硅颗粒(如Nanocryl C-150(分散在三羟甲基丙烷三丙烯酸酯-TMPTA中的50％纳米二氧化硅)或IPA-ST(以30％wt分散在异丙醇中的10-15nm二氧化硅颗粒))。
可商购的在溶剂中的经表面处理的Si02分散颗粒或单体的其他非限制性实例包括来自赢创工业公司(Evonik Industries,Inc.)(德国)的C-140(在50％己二醇二丙烯酸酯中的50％Si02)、/>C-165(在50％烷氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯中的50％Si02)，以及来自日产化学美国公司(Nissan Chemical America)(帕萨迪纳市，得克萨斯州，美国)的IPA-AC-2101(分散在70wt.％异丙醇中的30wt％Si02)和PM-AC-2101(分散在70wt.％1-甲氧基-2-丙醇中的30wt％Si02)。
可商购的在溶剂中的经表面处理的Si02分散颗粒或单体的其他非限制性实例包括来自赢创工业公司(Evonik Industries,Inc.)(德国)的C-140(在50％己二醇二丙烯酸酯中的50％Si02)、/>C-165(在50％烷氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯中的50％Si02)，以及来自日产化学美国公司(Nissan Chemical America)(帕萨迪纳市，得克萨斯州，美国)的IPA-AC-2101(分散在70wt.％异丙醇中的30wt％Si02)和PM-AC-2101(分散在70wt.％1-甲氧基-2-丙醇中的30wt％Si02)。
在实施例中，可能需要对无机纳米颗粒进行官能化以使它们与试剂相容，以确保颗粒与树脂组合物中包含的有机聚合物、单体和任选的交联剂的亲和力和/或化学相容性。因此在实施例中，可以用试剂A1对树脂组合物1中的无机纳米颗粒NP1进行官能化，以确保颗粒NP1与树脂组合物1中包含的有机聚合物、单体和或任选的交联剂C1的亲和力和或化学相容性。可以用试剂A2对无机纳米颗粒NP2进行官能化，以确保颗粒NP2与树脂组合物2中包含的有机聚合物、单体和任选的交联剂的亲和力和或化学相容性。例如，可以用γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷官能化中空二氧化硅颗粒。还可以例如用苯基三乙氧基硅烷(PhTES)官能化分散在溶剂中的呈胶体形式的二氧化硅纳米颗粒。
在一个实施例中，固化的树脂1由有机聚合物、单体或两者的混合物在交联剂C1的存在下和在纳米颗粒的存在下固化产生，所述纳米颗粒优选为二氧化硅纳米颗粒，并且更优选具有范围从1.04至1.5的折射率的二氧化硅纳米颗粒，例如具有范围从1.04至1.4的折射率的中空二氧化硅纳米颗粒、官能化二氧化硅纳米颗粒，官能化的中空纳米颗粒及其混合物；并且固化的树脂2由有机聚合物、单体或两者的混合物在交联剂C1的存在下，并且优选在纳米颗粒的存在下，并且更优选在官能化二氧化硅纳米颗粒的存在下，并且任选地在交联剂C1的存在下固化产生。
自分层涂层组合物可以有利地包括环氧化合物、交联剂、二氧化硅纳米颗粒、硅氧烷化合物，更特别地倍半硅氧烷以及溶剂或溶剂的混合物。
根据此实施例，环氧化合物有利地选自具有至少一个脂环族或芳基基团且C/O比大于或等于3的环氧化合物的组，例如选自以下项的组：二环戊二烯和苯酚的缩合产物的缩水甘油醚，如来自汽巴公司(Ciba)的556；环氧苯酚酚醛清漆，如来自壳牌化学品公司(Shell Chemical)的/>155、160、861、862或来自CVC特种化学品公司(CVCSpecialty Chemicals)的/>8230、8240、8250、8330、8350；环氧甲酚酚醛清漆，如来自壳牌化学品公司的/>164、RSS-2350或来自汽巴公司的/>ECN 1235、1871、9699；环氧双酚A酚醛清漆，如来自壳牌化学品公司的/>树脂；双酚A二缩水甘油醚；双酚A二缩水甘油醚树脂，如来自壳牌化学品公司的/>828；和4-缩水甘油基氧基-N,N-二缩水甘油基苯胺，更优选地是双酚A二缩水甘油醚。
还根据此实施例，交联剂可以选自以下项的组：多元胺、聚硫醇、多元醇、多元羧酸，优选多元胺，如二亚乙基三胺。纳米颗粒优选地是官能化二氧化硅纳米颗粒或分散在溶剂中的二氧化硅纳米颗粒或其混合物，例如具有范围从1.04至1.4的折射率的中空二氧化硅纳米颗粒、用硅酮偶联剂如γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷官能化的中空二氧化硅纳米颗粒、或用硅酮偶联剂如γ-苯基三乙氧基硅烷官能化的二氧化硅纳米颗粒、或其混合物。硅氧烷化合物选自有机硅氧烷树脂或聚硅氧烷，如芳基硅氧烷或烷基硅氧烷或其混合物，优选倍半硅氧烷，更优选苯基倍半硅氧烷。通常用于制备自分层组合物的溶剂是用于高表面能树脂(本发明中的顶层或树脂组合物2)的具有高挥发性和极性的溶剂，并且优选是用于低表面能树脂(本发明中的底层或树脂组合物1)的具有低挥发性和极性的溶剂。溶剂或溶剂的混合物有利地是乙酸丁酯和二甲苯的混合物。在此特定的情况下，光学制品包括由以下组成的保护层
-由显示出例如在1.43与1.49之间(取决于树脂组合物中纳米颗粒的比例)的折射率的固化的树脂1构成的第一层LSSC1，和
-由显示出例如在1.51与1.53之间(取决于树脂组合物中纳米颗粒的比例)的折射率的固化的树脂2构成的第二层LSSC2。当镜片基础基底和至少一个或多个光学元件(如微透镜)均由聚碳酸酯(如聚碳酸酯(PC)Lexan由沙特基础工业公司销售)制成时，此实施例是特别有利的并且具有1.586的折射率。
在另一个实施例中，自分层涂层可以包括不含任何纳米颗粒的交联树脂作为第一层LSCC1。根据此实施例，可用于形成自分层涂层的自分层涂层组合物可以包括多元醇、聚氨酯树枝状聚合物和交联剂以及溶剂或溶剂的混合物。
还根据此实施例，多元醇例如选自由以下组成的组：氟化聚醚、氟乙烯-烷基乙烯基醚及其组合，优选氟乙烯-烷基乙烯基醚；聚氨酯树枝状聚合物可以选自由以下组成的组：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、异佛尔酮三异氰酸酯(IPTI)、及其组合，优选异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；并且交联剂可以是选自由以下组成的组的异氰酸酯官能化合物：六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基三异氰酸酯缩(HTI)、亚甲基双-(4-环己基异氰酸酯)(HMDI)、HDI缩二脲、HDI异氰脲酸酯、及其组合，优选六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或HDI缩二脲。
在实施例中，保护层由具有两个不同的层LSSC1和LSSC2的自分层涂层组成。(参见例如图2a和2b中所示；保护层20，LSSC1 20a和LSSC2 20b)
在其他实施例中，保护层由自分层涂层组成，除至少两个不同的层LSSC1和LSSC2之外，该自分层涂层还具有中间扩散界面层，该中间扩散界面层包括第一层LSSC1的树脂组合物1的组分的混合物和第二层LSSC2的树脂组合物2的组分的混合物，中间扩散界面相将所述第一层和所述第二层分开，并且根据构成其组成的大部分展现出树脂1或树脂2的属性。(参见例如图2c和2d所示；保护层20，LSSC1 20a，LSSC2 20b和中间扩散界面相20c)
保护层完全封装光学元件。
保护层具有在第一保护表面与第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少2倍与至多10倍之间、优选至少2.5倍与至多5倍之间。
在本发明中，保护层的最大厚度是在第一保护表面与和第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的。这种厚度对应于表面处任意点的最高厚度。它不对应于光学元件上方的厚度，而是对应于总厚度(包括光学元件的高度)，因为保护层也存在于光学元件之间。
典型地，保护层的最大厚度可以是小于或等于或在以下任意两者之间：200微米(μm)、150μm、100μm、90μm、80μm、70μm、60μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm，同时优选地比光学元件或多个光学元件的最大高度大至少2倍、更优选至少5倍，例如在2.5至10倍之间或在2.5至8倍之间。
此外，保护层的最大厚度是在光学元件处测量的，并且更具体地，是在光学元件的最大高度点处测量的。在该点处，保护层的最小厚度(在光学元件的最大高度点处测量的)可以是低于或等于该点处光学元件的高度和低于或等于10μm的高度，取最高值，优选低于或等于光学元件高度的三分之二或甚至一半，优选低于或等于2μm，例如包括在1与5μm之间。
层LSCC1具有在第一保护表面与第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1倍与至多5倍之间、优选至少1.1倍与至多3倍之间。
在本发明中，层LSCC1的最大厚度是在第一保护表面与第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的。这种厚度对应于表面处任意点的最高厚度。它不对应于光学元件上方的厚度。
典型地，层LSCC1的最大厚度可以小于或等于100μm，同时优选地比光学元件或多个光学元件的最大高度大至少1.2倍、更优选至少1.4倍，例如在1.4至3倍之间，取最小值。
层LSCC2具有在第一保护表面与第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1倍与至多5倍之间、优选至少1.1倍与至多3倍之间。
在本发明中，层LSCC2的最大厚度是在第一保护表面与第二保护表面之间在垂直于第一保护表面的方向上测量的。这种厚度对应于表面处任意点的最高厚度。它不对应于光学元件上方的厚度，而是对应于总厚度(包括光学元件的高度)，因为保护层也存在于光学元件之间。
典型地，层LSCC2的最大厚度可以小于或等于100μm，同时优选地比光学元件或多个光学元件的最大高度大至少1.2倍、更优选至少1.4倍，例如在1.4至3倍之间，取最小值。
在特定实施例中，由至少两个层LSSC1(20a)和LSSC2(20b)组成的保护层20覆盖每个光学元件(典型地微透镜)30从其突出的基础镜片基底10的表面，使得每个光学元件被保护层20完全封装。保护层20因此具有第一保护表面22和第二保护表面21，所述第一保护表面对应于与基础镜片基底10和从其突出的每个光学元件接触的层LSSC1的内表面，所述第二保护表面对应于外表面或与空气接触的层LSSC2的表面，与第一保护表面相反。
在实施例中，并且如图2a和2b所示，保护层30覆盖基础镜片基底的前表面或第二镜片表面102。在这种情况下，保护层20与基础镜片基底10之间的界面因此由后表面或保护层20的第一保护表面22和前表面或基础镜片基底的第二镜片表面102形成。
在一个实施例中，保护层与基础镜片基底界面处的表面是凸形的。另一方面，特别是由于如以下将更详细披露的保护层的制造方法，保护层的第二防护表面21，其是保护层20的自由表面并且还对应于外表面或与空气接触的层LSSC2的表面，是凸形且光滑的，并且展现出与基础镜片基底10的表面(没有光学元件的第二镜片表面)的基弧相同的基弧。
保护层20与光学元件30之间的折射率之差可以在保护层与承载光学元件的表面之间的界面处引起反射。然后，光学制品1优选地在基础镜片基底10与光学元件30之间的界面处包括四分之一波长层40，以适合于减少反射量。例如，可以使用具有折射率RI＝(nc.nm)1/2的四分之一波层(也称为λ/4层)。
在申请人的专利US 7008690中披露了λ/4层的详细实例。
最后，特别地参照图2b，光学制品1可以在其前表面和后表面的每一个上包括一个或多个涂层。例如，前表面或保护层的第二表面可以覆盖有至少一个额外涂层50，包括以下中的一个或多个：抗反射涂层、光致变色涂层、防污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、抗静电涂层、抗UV涂层、或防蓝光涂层。
光学制品的制造方法
参照图3至6，现在将披露上述用于形成光学制品的方法。
本发明还涉及一种制造光学制品、尤其是上文披露的光学制品的方法。
所述制造光学制品的方法包括：
1)提供基础镜片基底，所述基础镜片基底具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面，并且
包括在所述第二镜片表面上的至少一个或多个光学元件，所述光学元件具有在垂直于所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度和小于或等于2.0mm的直径；
2)通过湿沉积在包括至少一个或多个光学元件的基础镜片基底的第二镜片表面上施加适合于形成具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层的可固化自分层组合物；
3)固化用于形成所述保护层的所述可固化自分层组合物；
4)任选地重复步骤2或步骤2和步骤3；
由步骤3或4产生的所述保护层具有与没有光学元件的镜片的第二镜片表面平行的第二保护表面，
所述保护层封装所述至少一个或每个光学元件。
本发明的保护层由自分层涂层组成。换言之，通过固化自分层组合物获得保护层，使得能够在仅一个沉积步骤中得到至少两个不同的层LSSC1和LSSC2。
适用于形成可用于本发明方法的保护层的可固化组合物
适用于形成可用于本发明方法的保护层的可固化组合物是以上关于光学制品所述的那些中的任一种。更普遍地，与光学制品有关的上述所有特征也适用于制造制品或所述光学制品的方法，所述方法是本发明的另一个目的。相反，下面结合所述方法描述的所有特征也适用于光学制品。
使用湿沉积技术沉积可固化涂层的
在本发明的方法中，将适用于形成保护层的可固化组合物通过湿沉积技术施加到待涂覆的至少一个或多个光学元件上。
特别地，可固化组合物通过旋涂步骤、喷涂步骤、棒涂步骤、或喷墨射涂覆步骤施加，使得最终固化涂层、保护层呈现出平行于没有光学元件或微结构的基础镜片基底表面的光滑表面。保护层的第二保护层不复制第一保护表面处存在的高度变化。
通过旋涂步骤，大量涂层沉积在镜片的整个表面上，旋转镜片以将厚度设定为目标值。
在旋涂或喷涂步骤中由于倾向于复制基底结构化表面(旋涂、幕涂……)或由于沉积技术本身(喷涂)，涂层可能展现出不光滑的表面(图3)。在这样的实施例中，为了确保获得具有光滑平面(光滑的第二保护表面)的保护层，可以在沉积厚的组合物层之后(即在本发明的方法目的的步骤3与4之间)在低温下对施加的可固化涂层进行后续加热步骤。这种在低于主溶剂/单体的沸点温度的温度下的低温加热步骤使得能够降低可固化组合物的粘度。
任选地，为了确保获得具有光滑表面的保护层，可以向可固化涂层组合物中添加流平剂，以使湿涂料组合物的表面张力均匀。
可以使用迈耶棒(或线绕棒)涂覆法施加可固化涂层。大量涂层沉积在镜片上，迈耶棒(用柔性芯制成)在镜片表面滚动。根据固体含量，棒号在#6与#15之间，以获得高于5微米并且优选高于10微米的硬涂层厚度。(图5)
迈耶棒(或线绕棒)涂覆法的优点在于其填充了光学元件或微结构之间的空间并且在表面S1的顶部施加了涂层厚度。表面S1平行于镜片的均匀表面S0(即第二镜片表面)(没有光学元件)，由光学元件的最高点限定，距S0的距离为h1。距离h1表示光学元件的高度。距离h3是迈耶棒上的绕线之间由液体可固化涂层填充的最高距离。距离h3由迈耶棒的几何形状限定，并且在线绕棒的情况下，由棒周围绕线的直径限定。厚度h2由流平后的h3限定。涂层的最终厚度将取决于h2和固体含量(如图4所示)。在此实施例中，用于施加涂层的棒的轴线平行于或几乎平行于表面S1。对于非常平坦的基底(例如用于高度近视处方的半成品镜片)，可以使用刚性的典型金属棒。然而，优选地，棒具有足够的柔性以遵循由S1限定的曲率。
还可以使用喷墨涂覆技术施加可固化组合物。在这样的实施例中，可固化涂层的沉积以高度微结构的互补图案的图案进行。典型地，湿沉积的步骤包括如图6所示：
-第一步或第一道操作：仅在光学元件的底部沉积有限量或测量量的可固化涂层组合物(仅部分覆盖微结构)，从而产生第一层
-第二步或第二道操作：在第一层的顶部沉积另外有限量的可固化涂层组合物，以覆盖更多、完全覆盖光学元件，然后
-任选地，进行一个或多个额外的操作直至达到相关厚度，典型地直至在垂直于第二基础镜片基底的方向上测量的可固化涂层组合物的最大厚度或高度比光学元件的最大高度大2倍、优选5倍。
还在此实施例中，湿沉积的步骤包括根据局部存在或不存在至少一个光学元件来改变适用于形成保护层的可固化组合物的量。通过由计算机实施的方法可以实现这种控制，例如在EP 19306294.0中披露的方法。
光学元件：
下文结合光学制品描述的所有特征也适用于该方法，特别是关于制造承载微结构的镜片基底。
根据第一实施例，基础镜片基底和所述至少一个或多个光学元件在单个步骤中形成，优选通过注射成型或浇铸。在第二实施例中，多个光学元件可以通过第二镜片表面的表面处理步骤或通过第二镜片表面上的沉积材料步骤制得，优选通过模制或喷墨。第一实施例是优选的。
在实施例中，用于制造光学制品的方法可以进一步包括额外的步骤，如在耐磨损涂层，并且可能地在没有光学元件(微透镜)的基础镜片基底10的主表面上沉积至少一个额外涂层，所述额外涂层包括抗反射涂层、光致变色涂层、防污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、抗静电涂层、抗UV涂层、或防蓝光涂层。没有微透镜的基础镜片基底的主表面还可以涂覆有耐磨损涂层。
如果基础镜片基底10是或包括半成品镜片，则该方法可以进一步包括修整步骤，包括对半成品镜片进行表面处理以获得期望的目标焦度，和/或修整获得的镜片。
实例：
以下所有实例中使用的具有微透镜的镜片由沙特基础工业公司销售的聚碳酸酯(PC)Lexan制得，并且具有1.586的折射率。
实例1：
可固化自分层树脂(保护层)的制备：
成分：
单体树脂1：由西格玛奥德里奇公司(Sigma Aldrich)销售的双酚-A二缩水甘油醚(环氧当量重量172-176)(折射率为1.57)
交联剂C1：由西格玛奥德里奇公司销售的二亚乙基三胺
选择纳米颗粒1(NP1)以降低树脂1的折射率：中空二氧化硅颗粒-甲基异丁基酮分散溶胶(4320，日挥触媒化成有限公司，20％w/w)
试剂A1，确保颗粒NP1与树脂1的亲和力和或化学相容性：由Gelest公司销售的γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷
树脂2：由道康宁公司(Dow Corning)销售的苯基倍半硅氧烷树脂(折射率为1.56)
纳米颗粒2：在溶剂中的二氧化硅纳米颗粒，由日产化学公司(Nissan Chemicals)销售的折射率为1.45的IPA-ST(以30％wt分散在异丙醇中的10-15nm二氧化硅颗粒)。
试剂A2，确保颗粒NP1与树脂2的亲和力和或化学相容性：苯基三乙氧基硅烷(PhTES)
其他溶剂：
乙酸丁酯和二甲苯
方法：
-按照Eslami-Farsani等人在“International Journal of Chemical andMolecular Engineering[国际化学与分子工程杂志]第9卷,第12期,2015中描述的程序，用A1(Glymo)对NP1进行官能化(这些官能化的NP1/A1的折射率＝1.30)
-将NP1/A1转移到BuAc中，然后添加二甲苯，使BuAc:二甲苯(1:1)
-将树脂1溶解在BuAc:二甲苯(1:1)中
-将树脂1和NP1/A1混合以获得30％wt溶液＝溶液1
-按照Eslami-Farsani等人在“International Journal of Chemical andMolecular Engineering[国际化学与分子工程杂志]第9卷,第12期,2015中描述的程序，用A2(PhTES)对NP2进行官能化(这些官能化的NP2/A2的折射率＝1.45)
-将NP2/A2转移到BuAc中，然后添加二甲苯，使BuAc:二甲苯(1:1)
-将树脂2溶解在BuAc:二甲苯(1:1)中
-将树脂2和NP2/A2混合以获得30％wt溶液(树脂2溶液)
-在将C1添加到树脂2的溶液中之前，将其以50％(与树脂1的环氧化物的化学计量比)溶解(溶液2)
-将溶液2缓慢添加到溶液1中
-混合约5min后施加
在通过喷涂将可固化自分层组合物沉积在包括微透镜的镜片上之后(湿涂层厚度：约200微米)，将可固化涂层组合物在室温下加热24小时然后在110℃下持续2H。
最终涂层厚度：约50-70微米
自分层类型1：2个不同且均匀的层
层折射率：(PC＝1.596)
-层1LSSC1：1.43(约50％1.57的BPA环氧化物+约50％1.30的中空二氧化硅)
-层2LSSC2：1.51(约50％1.56的硅酮树脂+约50％1.45的二氧化硅)
实例2：
自分层类型1：2个不同且均匀的层
与实例1相同，但只有30％的NP：
-层1LSSC1：1.49(约70％1.57的BPA环氧化物+约30％1.30的中空二氧化硅)
-层2LSSC2：1.53(约70％1.56的硅酮树脂+约30％1.45的二氧化硅)
实例3：
可固化自分层树脂(保护层)的制备：
成分：
聚合物1：LF200，可交联的氟化聚合物，由AGC化学美国公司(AGCChemicals Americas)销售的在二甲苯中的50％wt氟乙烯乙烯基醚树脂。(折射率＝1.43)
交联剂C1：由科思创公司(Covestro)销售的N75MPA/X，脂肪族硬化剂异氰酸酯或脂肪族聚异氰酸酯75％wt./wt，在1-甲氧基-2-乙酸丙酯/二甲苯的1:1vol./vol混合物中，NCO含量16.5％。
树脂2：由科思创公司销售的4125，非官能直链聚氨酯25％wt./wt，在异丙醇/甲苯/2-甲氧基-1-乙酸丙酯的50:37:13vol./vol混合物中。(折射率＝1.49)
方法：
将3.15g的N75MPA/X(C1)添加到49.5g的/>4125溶液(树脂2)中，确保通过来自Flacktek公司的高速混合器DAC 150在2700rpm下混合45s。
然后将20g的Lumiflon LF200溶液(树脂1)添加到由4125和N75制成的溶液中，并且用来自Flacktek的高速混合器DAC 150在2700rpm下混合45s。
在通过棒涂将可固化自分层组合物沉积在包括微透镜的镜片上之后(湿涂层厚度：150微米)，将可固化涂层组合物在室温下加热24小时然后在80℃下持续2H。
最终涂层厚度：50微米
自分层类型2：空气/树脂界面(层LSSC2)富含Desmolac 4125。镜片/树脂界面(层LSSC1)富含LF200(具有低折射率的氟化树脂)。

Claims (49)

1.一种光学制品，其包括：
-具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面的基础镜片基底；
-具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层，所述第一保护表面设置在所述第二镜片表面上；以及
-至少一个或多个光学元件，每个光学元件：
限定所述第一保护表面和所述第二镜片表面中的一个的一部分；
具有在垂直于承载它们的所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度以及小于或等于2.0mm的直径；
其中
所述保护层由：
自分层涂层组成，所述自分层涂层具有至少两个不同的层：
-对应于所述保护层的最里面部分并且具有两个相反表面的第一层LSSC1，一个表面对应于第一保护表面
-以及对应于所述保护层的最外面部分并且具有两个相反表面的第二层LSSC2，一个表面对应于第二保护表面
所述自分层涂层由自分层组合物聚合而成，所述自分层组合物包含至少两种不相容的树脂组合物，树脂组合物1和树脂组合物2；
所述第一层LSSC1由所述至少两种树脂组合物中的一种--树脂组合物1在固化后构成，所述固化的树脂1：
显示出小于所述至少一个或每个光学元件的折射率nm的折射率nSSC1，使得差nm-nSSC1大于0.045；
所述第二层LSSC2由所述至少两种树脂组合物中的另一种--树脂组合物2在固化后构成，所述固化的树脂2：
显示出与所述折射率nSSC1类似或更高的折射率nSSC2。
2.如权利要求1所述的光学制品，其中所述自分层组合物包含两种不相容的树脂组合物。
3.如权利要求1所述的光学制品，其中所述差nm-nSSC1大于0.10。
4.如权利要求1所述的光学制品，其中所述差nm-nSSC1大于0.15。
5.如权利要求1所述的光学制品，其中：
所述至少一个或每个光学元件选自由以下组成的组：永久性技术凸起和相移元件。
6.如权利要求1所述的光学制品，其中：
所述至少一个或每个光学元件为衍射结构。
7.如权利要求1所述的光学制品，其中：
所述至少一个或每个光学元件为微透镜。
8.如权利要求1所述的光学制品，其中：
所述至少一个或每个光学元件为菲涅耳结构。
9.如权利要求6所述的光学制品，其中所述衍射结构为限定每个菲涅耳结构的微透镜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述保护层具有在所述第一保护表面与所述第二保护表面之间在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少2倍与至多10倍之间。
11.如权利要求10所述的光学制品，其中所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少2.5倍与至多5倍之间。
12.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述层LSCC1具有在所述第一保护表面与所述第二保护表面之间在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1倍与至多5倍之间。
13.如权利要求12所述的光学制品，其中所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1.1倍与至多3倍之间。
14.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述层LSCC2具有在所述第一保护表面与所述第二保护表面之间在垂直于所述第一保护表面的方向上测量的最大厚度，所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1倍与至多5倍之间。
15.如权利要求14所述的光学制品，其中所述最大厚度是所述光学元件中每一个的最大高度的至少1.1倍与至多3倍之间。
16.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中：
所述至少一个或每个光学元件具有在垂直于所述第二镜片表面的方向上测量的包括在2与20微米(μm)之间的最大高度和包括在0.8与2.0毫米(mm)之间的直径。
17.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中：
所述至少两种树脂组合物各自具有不同的表面张力，所述至少两种树脂组合物的表面张力之差大于4mN/m，并且所述树脂组合物1的表面张力大于所述镜片基底的表面张力。
18.如权利要求17所述的光学制品，其中所述至少两种树脂组合物的表面张力之差大于10mN/m。
19.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述固化的树脂1由有机聚合物、单体或两者的混合物在交联剂C1的存在下和在纳米颗粒的存在下固化产生；
并且所述固化的树脂2由有机聚合物、单体或两者的混合物在纳米颗粒的存在下，并且任选地在交联剂C1的存在下固化产生。
20.如权利要求19所述的光学制品，其中所述纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒。
21.如权利要求19所述的光学制品，其中所述纳米颗粒为具有范围从1.04至1.5的折射率的二氧化硅纳米颗粒。
22.如权利要求19所述的光学制品，其中所述纳米颗粒为具有范围从1.04至1.4的折射率的中空二氧化硅纳米颗粒、官能化的二氧化硅纳米颗粒及其混合物。
23.如权利要求19所述的光学制品，其中所述纳米颗粒为官能化的中空纳米颗粒。
24.如权利要求19所述的光学制品，其中所述固化的树脂2由有机聚合物、单体或两者的混合物在官能化的二氧化硅纳米颗粒的存在下，并且任选地在交联剂C1的存在下固化产生。
25.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述自分层涂层组合物包含：
环氧化合物、交联剂、二氧化硅纳米颗粒、硅氧烷化合物以及溶剂或溶剂的混合物。
26.如权利要求25所述的光学制品，其中所述硅氧烷化合物为倍半硅氧烷。
27.如权利要求25所述的光学制品，其中，
所述环氧化合物选自具有至少一个脂环族或芳基基团且C/O比大于或等于3的环氧化合物的组；
所述交联剂选自以下项的组：多元胺、聚硫醇、多元醇、多元羧酸；
所述纳米颗粒是官能化二氧化硅纳米颗粒或分散在溶剂中的二氧化硅纳米颗粒或其混合物；
所述硅氧烷化合物选自有机硅氧烷树脂或聚硅氧烷。
28.如权利要求27所述的光学制品，其中所述环氧化合物选自以下项的组：二环戊二烯和苯酚的缩合产物的缩水甘油醚、环氧苯酚酚醛清漆、环氧甲酚酚醛清漆、环氧双酚A酚醛清漆、双酚A二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚树脂和4-缩水甘油基氧基-N,N-二缩水甘油基苯胺。
29.如权利要求27所述的光学制品，其中所述环氧化合物为双酚A二缩水甘油醚。
30.如权利要求27所述的光学制品，其中所述多元胺为二亚乙基三胺。
31.如权利要求27所述的光学制品，其中所述纳米颗粒是具有范围从1.04至1.4的折射率的中空二氧化硅纳米颗粒。
32.如权利要求27所述的光学制品，其中所述纳米颗粒是用硅酮偶联剂官能化的中空二氧化硅纳米颗粒。
33.如权利要求32所述的光学制品，其中所述硅酮偶联剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
34.如权利要求27所述的光学制品，其中所述纳米颗粒是用硅酮偶联剂官能化的二氧化硅纳米颗粒。
35.如权利要求34所述的光学制品，其中所述硅酮偶联剂为γ-苯基三乙氧基硅烷。
36.如权利要求27所述的光学制品，其中所述硅氧烷化合物选自芳基硅氧烷或烷基硅氧烷或其混合物。
37.如权利要求27所述的光学制品，其中所述硅氧烷化合物为倍半硅氧烷。
38.如权利要求37所述的光学制品，其中所述倍半硅氧烷为苯基倍半硅氧烷。
39.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中：
所述基础镜片基底和所述光学元件均由热塑性或热固性塑料制成。
40.如权利要求39所述的光学制品，其中所述热塑性或热固性塑料选自以下项：聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚碳酸酯的共聚物，聚烯烃，二乙二醇双(碳酸烯丙酯)的均聚物和共聚物，(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，硫代(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，聚氨酯和聚硫氨酯均聚物或共聚物，环氧聚合物和共聚物以及环硫化物聚合物和共聚物。
41.如权利要求40所述的光学制品，其中所述聚烯烃为聚降冰片烯。
42.如权利要求40所述的光学制品，其中所述(甲基)丙烯酸聚合物为衍生自双酚A的(甲基)丙烯酸聚合物。
43.如权利要求39所述的光学制品，其中所述基础镜片基底和所述光学元件均由聚碳酸酯、二乙二醇双(碳酸烯丙酯)聚合物、或折射率为1.60的热固性聚硫氨酯树脂、或折射率为1.67的热固性聚硫氨酯树脂制成。
44.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述基础镜片基底是半成品镜片。
45.如权利要求1至9中任一项所述的光学制品，其中，
所述保护层的第二表面覆盖有至少一个额外的涂层，包括以下中的一个或多个：抗反射涂层、光致变色涂层、防污涂层、防雾涂层、可着色涂层、自修复涂层、防雨涂层、抗静电涂层、抗UV涂层、或防蓝光涂层。
46.一种制造如权利要求1至45中任一项所述的光学制品的方法，所述方法包括：
1)提供基础镜片基底，所述基础镜片基底具有相反的第一镜片表面和第二镜片表面，并且
包括在所述第二镜片表面上的至少一个或多个光学元件，所述光学元件具有在垂直于所述第二镜片表面的方向上测量的小于或等于0.1毫米(mm)的最大高度和小于或等于2.0mm的直径；
2)通过湿沉积在包括所述至少一个或多个光学元件的所述基础镜片基底的第二镜片表面上施加适合于形成具有相反的第一保护表面和第二保护表面的保护层的可固化自分层组合物；
3)固化用于形成所述保护层的所述可固化自分层组合物；
4)任选地重复步骤2或步骤2和步骤3；
由步骤3或4产生的所述保护层具有与没有光学元件的镜片的第二镜片表面平行的第二保护表面，
所述保护层封装所述至少一个或每个光学元件。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述湿沉积为旋涂步骤、喷涂步骤、棒涂步骤、或喷墨涂覆步骤。
48.如权利要求47所述的方法，其中，
所述基础镜片基底和所述至少一个或多个光学元件在单个步骤中形成。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述基础镜片基底和所述至少一个或多个光学元件在单个步骤中通过注射成型或浇铸而形成。
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