CN115427841B - 包含吸光化合物的光学制品及相应的制造方法 - Google Patents

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Abstract

此光学制品包括基材，该基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面。该涂层包括至少一个吸光材料层，该吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得该涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值。

Description

包含吸光化合物的光学制品及相应的制造方法
技术领域
本披露涉及包含吸光化合物的光学制品和相应的制造方法。
在特定实施例中，本披露涉及用于光学制品(如，作为非限制性实例，用于眼科镜片)的吸收性多层干涉反射(也称为“镜面(mirror)”)或减反射(下文称为“AR”)涂层，其具有在O类或类别与4类之间的灵活可控的透光率，使得可以从透明镜片平滑且适应地转换到太阳镜(对于太阳镜应用)。
背景技术
如图1和图2所示，传统的太阳镜生产流程可以从掺杂有特定吸收染料的平光镜片开始(图1)，或者从具有处方的透明镜片开始(图2)。
对于平光镜片，通常添加硬涂层并且然后添加AR涂层或镜面涂层。
对于透明的处方镜片，在现有技术中，着色是生产太阳镜的必需步骤。
换言之，现有技术未提及对于给定的镜片如何在没有任何着色步骤的情况下可达到期望的可见光平均透射因数。
US 7,736,742 B2披露了在不进行这样的常规着色步骤的情况下通过经由真空蒸发工艺来沉积包含基于预定源材料混合物的亚化学计量的钛氧化物层的可见光吸收AR叠层的在光学制品中获得均匀着色的技术。
然而，这样的技术不能以灵活的方式容易地控制着色的光学制品的所得透光率。这是因为在典型的多层干涉AR和/或镜面叠层中，存在至少两个高折射率层(下文称为“HI”层，典型地具有高于或等于1.5的折射率，通常是较薄的一个层以及较厚的一个层)，以及至少两个低折射率层(下文称为“LI”层，典型地具有低于1.5的折射率)。一旦确定了用于涂层的源材料混合物的组成，如果吸收性AR和/或镜面叠层中较薄和较厚的HI层都是吸光层，则难以调整在真空蒸发过程中沉积的涂层的组成并且因此难以调整其吸光度。
即，涂层的吸光度可能取决于源材料混合物的组成，例如，制备这样的源材料混合物时的均匀性和组成波动影响沉积的涂层的光学特性和性能。
因此，利用上述现有技术，难以控制涂层的整体透光率。
因此，未满足的需求是在宽的可见光平均透射因数值范围内和在各种吸收性层配置(即，其中吸收性层是较薄的HI层，或较厚的HI层，或两者，或甚至更多的HI层)中以灵活的方式容易地控制光学制品的AR或镜面涂层的透光率。
发明内容
本披露的目的是克服现有技术的上述限制中的至少一些。
为此，本披露提供了一种光学制品，其包括基材，该基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面，其中该涂层包括至少一个吸光材料层，该吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得该涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值。
这可以被视为太阳镜生产的一种更简单的替代方法。
即，吸光材料可以直接用在任何种类的基底或基材上，而不需要对该基底或基材进行着色。
此外，涂覆的光学制品的透光率TvD65，意指用标准光源D65的可见光平均光谱透射因数，可以从0类至4类灵活控制。
本披露还提供了太阳镜，其中这些太阳镜包括至少一种如上文简述的光学制品。
本披露进一步提供了一种用于制造光学制品的方法，该光学制品包括基材，该基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面，其中该涂层包括至少一个吸光材料层，该吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得该涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值，该方法包括在该基材上沉积预定厚度的该至少一个吸光材料层。
由于根据本披露的太阳镜及制造方法具有与光学制品相同的特定特征和优点，因此在此不详述它们。
附图说明
为了更全面理解本文提供的说明和其优点，现在结合附图和详细描述参考以下简要说明，其中相同的附图标记代表相同的部分。
已经描述的图1是根据现有技术从平光镜片开始的太阳镜生产流程的流程图。
已经描述的图2是根据现有技术从透明镜片开始的太阳镜生产流程的流程图。
图3是一组曲线图，其示出了在实施例中设置有根据本披露的涂层的多个镜片基底的典型透射光谱。
图4是示出在具体实施例中根据本披露的吸收性SiNx单层涂层的平均光透射因数Tv的计算值的曲线图，示出了Tv对沉积过程中的N2/Ar气体流速比的依赖性。
图5是示出与图4相同的SiNx单层涂层的Tv作为这样的涂层的厚度的函数而变化的曲线图，示出了Tv对涂层厚度的依赖性。
图6是一组曲线图，其示出了在实施例中设置有根据本披露的涂层的多个镜片基底的典型透射光谱。
图7是示出在具体实施例中根据本披露的SiOx单层涂层的Tv的计算值的曲线图，显示了Tv对沉积过程中的O2/Ar气体流速比的依赖性。
图8是示出与图7相同的SiOx单层涂层的Tv作为这样的涂层的厚度的函数而变化的曲线图，示出了Tv对涂层厚度的依赖性。
图9是在具体实施例中根据本披露的太阳镜生产流程的流程图(从处方镜片开始)。
图10是一组两个曲线图，示出了在具体实施例中根据本披露通过磁控溅射沉积的吸光性SiNx和SiOx涂层在550nm处的折射率。
图11是一组曲线图，其示出了根据本披露的十二个着色镜片原型的透射光谱。
图12是说明在具体实施例中本披露涉及的薄膜沉积工艺的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中，附图不一定是按比例绘制的，并且出于清楚和简洁的目的或出于信息目的，某些特征可以以概括或示意性形式示出。另外，尽管在下文详细论述了制造和使用各实施例，但应理解的是，如本文所述提供了可以在多种背景下实施的许多发明构思。本文论述的实施例仅仅是代表性的并且不限制本披露的范围。对于本领域的技术人员来说还显而易见的是，与工艺相关地限定的所有技术特征可以单独或组合地转置到装置，反之，与装置相关的所有技术特征可以单独或组合地转置到工艺，并且不同实施例的技术特征可以与其他实施例的特征交换或组合。
术语“包含(comprise)”(及其任何语法变化形式，比如“包含有(comprises)”和“包含了(comprising)”)、“具有(have)”(及其任何语法变化形式，比如“具有(has)”和“具有(having)”)、“含有(contain)”(及其任何语法变化形式，比如“含有(contains)”和“含有了(containing)”)、以及“包括(include)”(及其任何语法变化形式，比如“包括(includes)”和“包括(including)”)是开放式连接动词。它们用于指明其所述特征、整数、步骤或组分或群组的存在，但不排除其一个或多个其他特征、整数、步骤或组分或群组的存在或加入。因此，“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具备那些一个或多个步骤或要素，但不限于仅具备那些一个或多个步骤或要素。
除非另外指明，否则本文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受术语“约”修饰。
此外，除非另外指明，否则根据本披露的“从X至Y”或“在X与Y之间”的值区间的指示意指包括X和Y的值。
在本披露中，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”旨在意指将层或涂层沉积到制品外涂层(即，其离基底最远的涂层)的外(暴露的)表面上。
据称在基底“上”或沉积到基底“上”的涂层被定义为以下涂层，该涂层(i)定位在该基底上方，(ii)不一定与该基底接触，即，一个或多个中间涂层可以布置在基底与所讨论的涂层之间，并且(iii)不一定完全覆盖该基底。
在具体实施例中，基底上的或沉积到基底上的涂层与基底直接接触。
如本文中所使用的，基底的“后”(或“内”)面旨在意指当使用光学制品时离佩戴者眼睛最近的面。这样的后面或内面通常是凹的。相反，基底的前面是当使用光学制品时离佩戴者眼睛最远的面。它通常是凸的。
此外，“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。光线是例如发光的光源，诸如像在国际比色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。通常的入射角范围是从0°到75°。
本披露的光学制品在国际比色系统CIE L*a*b*中的比色系数是在380nm与780nm之间计算的(考虑了标准光源D65和观察者(角度为10°))。观察者是如在国际比色系统CIEL*a*b*中定义的“标准观察者”。
表述“自然光”或“可见光”包括任何类型的自然光，尤其是日光或阳光。阳光在整个可见光谱中都有明亮的发射，尤其是在550nm-620nm波长范围内。在一些实施例中，表述“自然光”或“可见光”还包括具有大光谱的人造光，如由一些模仿太阳的LED装置发射的光。
在本发明中，术语装置在一定波长范围内的“吸收(absorbing/absorption)”是指以下情况，其中装置在该波长范围内的平均发射值低于装置在每个相邻的40nm波长范围内平均发射值的50％。
一般而言，根据本披露的光学制品的干涉涂层(取决于所描述的配置，将被称为“减反射涂层”或“反射(或镜面)涂层”)可以沉积到任何基底上，并且优选沉积到有机镜片基底上，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，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。如本文中所使用的，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。
二乙二醇双(碳酸烯丙酯)的均聚物(CR )、烯丙基和(甲基)丙烯酸共聚物(具有在1.54与1.58之间的折射率)、硫代尿烷的聚合物和共聚物、聚碳酸酯是优选的。
在沉积本披露的减反射或镜面涂层之前，可以用一种或多种功能性涂层涂覆基底。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、耐磨损涂层和/或耐划伤涂层、偏振涂层、光致变色涂层或着色涂层。在下文中，基底意指裸基底或这样的经涂覆的基底。
在沉积减反射或镜面涂层之前，通常对所述基底的表面进行物理或化学表面活化处理，以增强减反射或镜面涂层的附着。这种预处理通常在真空下进行。它可以是用高能和/或反应性物质例如用离子束(“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)。
根据本披露的光学制品包括至少一个适用于人类视觉的眼科镜片或滤光片或光学玻璃或光学材料，例如至少一个眼科镜片、或滤光片、或旨在固定在基底上的光学膜或补片、或光学玻璃、或旨在用于眼科仪器中的光学材料(例如用于确定视力和/或物体的折射)、或任何类型的安全装置(包括旨在面对个人眼睛的安全玻璃或安全壁，如保护装置，例如安全镜片或面罩或防护罩)。
光学制品可实施为具有至少部分地包围一个或多个眼科镜片的框架的眼镜设备。作为非限制性实例，光学制品可以是一副眼镜、太阳镜、安全护目镜、运动护目镜、接触镜片、眼内植入物、具有调幅的有源镜片如偏光镜片、或具有调相的有源镜片如自动对焦镜片等。
至少一个适用于人类视觉的眼科镜片或光学玻璃或光学材料可以为用户(即，镜片的佩戴者)提供光学功能。
例如，它可以是矫正镜片，即，用于屈光不正用户的球形、圆柱形和/或附加型的焦度镜片，用于治疗近视、远视、散光和/或老花。该镜片可以具有恒定的焦度，使得它像单光镜片一样提供焦度，或者它可以是具有可变焦度的渐进镜片。
根据本披露的光学制品包括具有至少一个面(即，一侧的表面)的基材，该面涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层。
基材还可以具有经涂覆的相反面，即，另一侧的表面也被涂覆，使得在这种情况下，光学制品的彼此相反的两个面可以被涂覆。
基材可以具有高于95％的可见光平均透射因数。
典型地，如果涂层的平均光反射因数Rv低于2.5％、或优选低于1.5％、或更优选低于1％，则该涂层称为减反射(“AR”)涂层。
否则，如果涂层的平均光反射因数Rv高于2.5％，则该涂层称为高反射涂层或“镜面”涂层。
平均光反射因数Rv可由以下等式定义：
其中R(λ)是波长λ处的反射率，V(λ)是由CIE(国际照明委员会(Commission onIllumination)，法语“Commission Internationale del’Eclairage”)在1931年限定的色空间中的眼睛敏感度函数并且D65(λ)是CIE S005/E-1998标准中限定的日光光源。
根据本披露的涂层可具有减反射特性或高反射(镜面)特性。在任何情况下，根据本发明的涂层包括多层干涉涂层、优选由其组成，该多层干涉涂层包括低折射率(LI)层，和至少一个吸光层(也称为“吸收层”，包括一种或多种吸光化合物)，使得涂层的可见光平均透射因数在95％与5％之间。
根据本发明的干涉涂层可以通过涂覆或通过层压与透明基底(即，可见光平均透射因数低于5％的基底)相关联，并与后者一起定义具有在95％与5％之间的可见光平均透射因数的光学制品。
如此，可以定制根据本发明的干涉涂层，以便与相关的透明基底一起定义具有以下不同可见光平均透射因数的不同色调的太阳镜：
-在80％与95％之间
-在43％与80％之间(称为1类别或类的太阳镜)
-在18％与43％之间(称为2类太阳镜)
-在8％与18％之间(称为3类太阳镜)
-在5％与8％之间(称为4类太阳镜)。
吸收层可以是本领域技术人员已知的并且适用于吸收至少部分可见光的任何层。优选地，吸收层的消光系数大于或等于0.1、或更优选地大于或等于0.3、或者甚至更优选地大于或等于0.5。
在实施例中，涂层包括至少一个具有低于1.55的折射率的层，并且至少一个吸光材料层的消光系数是高于或等于0.1。
在实施例中，至少一个吸光材料层包括具有高于或等于1.55的折射率的亚化学计量的无机材料。
在实施例中，亚化学计量的无机材料可以是SiNx，其中x是低于1的预定数，或者可以是SiOx，其中x是低于2的预定数。
干涉叠层可包括至少一个、或至少两个、或至少三个吸收层。
干涉叠层的吸收层可以是折射率高于或等于1.5，例如至少1.55、优选至少1.60、特别是至少1.65的高折射率(HI)层。
至少一个吸光材料层可以包括选自由以下组成的组的材料：镍氧化物、硅氧化物、钨氧化物和钛氧化物。
HI层可以包括但不限于一种或多种矿物氧化物，如SiN、TiO2、PrTiO3、LaTiO3、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Ce2O3、La2O3、Dy2O5、Nd2O5、HfO2、Sc2O3、Pr2O3、AI2O3、或Si3N4，以及其亚化学计量的化合物，如亚化学计量的SiNx(其中x是预定数并且x＜1)或TiOx(1≤x＜2)，以及亚化学计量的SiOx(x＜2)，以及其混合物。
上面列出的亚化学计量的HI材料可以显示出吸收特性(取决于厚度和它们在与其相关的基底上沉积期间使用的条件)。
吸收层的材料可以是本领域已知并提供所需吸光特性的任何材料。例如，吸收层的材料除以上列出的HI材料外，还可以选自由以下组成的组：NiO、SiO、WO、TiO及其任何混合物，特别地吸收层的材料是NiO。
这样的吸收层的沉积可以通过本领域已知的任何合适的技术进行。例如，它可以通过选自由以下组成的组的方法进行：真空沉积、气相沉积、溶胶-凝胶沉积、旋涂、浸涂、喷涂、流涂、膜层压、贴纸涂覆、辊涂、刷涂、喷漆、溅射、铸造、朗缪尔—布洛吉特沉积(Langmuir-Blodgett deposition)、激光印刷、喷墨印刷、丝网印刷、移印及其任何组合。
每个吸收层的厚度可以在很大程度上变化，例如取决于层的期望特性、层材料、沉积技术和/或叠层中的层位置。例如，吸收层的厚度可以包括在20nm与310nm之间、优选地在20nm与200nm之间。
LI层可以是本领域技术人员已知的任何低折射率层。LI层的折射率优选低于1.55、更优选低于1.50。
在适用于LI层的材料中，可以举出例如但不限于SiO2、SiOx(1≤x＜2)、MgF2、ZrF4、AI2O3、AIF3、锥冰晶石(Na3AI3F14])、冰晶石(Na3[AIF6])、或其任何混合物，优选SiO2或掺杂AI2O3的SiO2(其有助于提高叠层的临界温度)。当使用SiO2/AI2O3混合物时，LI层优选含有从1至10重量％、更优选从1至8重量％的AI2O3(相对于所述层中的SiO2+AI2O3的总重量)。太高量的氧化铝不利于AR涂层的附着。在优选实施例中，LI层是基于SiO2的层。减反射叠层可包括多于一个LI层，其可由相同或不同材料制成。
每个LI层的厚度可以在很大程度上变化，例如取决于层的期望特性、层材料、沉积技术和/或叠层中的层位置。例如，LI层的厚度可以包括在10nm与200nm之间、优选地在20nm与200nm之间。
为了赋予根据本发明的干涉涂层镜面或减反射特性，可以灵活设计HI和LI层的材料、厚度和数量。
当干涉涂层是减反射类型时，它可以是任何适合于减少/避免反射至少部分自然光、尤其是阳光的减反射叠层。
当干涉涂层是高反射类型(镜面)时，它可以是适合于允许/鼓励/增强反射至少部分自然光、尤其是阳光的任何反射叠层。
干涉叠层涂层可以通过传统的光学涂层建模过程来设计，该过程包括基于众所周知的矩阵方法对连续层进行建模。
矩阵方法在本领域中是众所周知的并且其步骤的描述例如由Larouche等人在Applied Optics[应用光学]，2008，47，13，C219-C230中提供。
干涉涂层可以直接涂覆到基材或基底上。可替代地，在基材与减反射涂层之间可以存在至少一个层，如硬涂层。
根据本披露，至少一个吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得该涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值。
在其中涂层包括亚化学计量的HI层作为HI吸收层的实施例中，由于材料的物理气相沉积或化学气相沉积，并且更优选地通过磁控溅射，获得了材料的亚化学计量。
例如，在其中涂层由SiNx制成的实施例中，可以通过在包含N2和Ar的混合物(具有预定的N2/Ar比)的气氛中硅靶的磁控溅射来沉积预定厚度的SiNx层。
在这样的实施例中，涂层的可见光平均透射因数的值取决于SiNx层的厚度值和N2/Ar比的值。
在其中涂层包括由SiOx制成的层作为HI吸收层的实施例中，可以通过在包含O2和Ar的混合物(具有预定的O2/Ar比)的气氛中硅靶的磁控溅射来沉积预定厚度的SiOx层。
在这样的实施例中，涂层的可见光平均透射因数的值取决于SiOx层的厚度值和O2/Ar比的值。
上述硅靶是用于沉积SiNx和/或SiOx吸光材料的源材料的非限制性实例。
在通过磁控溅射的薄膜沉积工艺中，源材料可以是固体块并且称为溅射靶材。作为非限制性实例，溅射靶材可以是纯硅盘，如图12所示。
在实施例中，在沉积过程期间，产生高能氩等离子体并轰击Si靶表面。结果，Si原子或簇被高能Ar+离子从Si靶踢出并且然后沉积到基底表面上以形成层或薄膜。
在溅射过程期间，如果将氮气或氧气引入沉积室，则将沉积氮化硅或氧化硅材料。
如果引入足够量的氮或氧，则可以沉积具有化学计量组成的光学透明的SiN或SiO2材料。
另一方面，根据本披露，只要引入的氮或氧的量不足，可以沉积具有亚化学计量组成的光学吸收性SiNx(x＜1)或SiOx(x＜2)材料。
根据本披露，涂层包括多于一个层，即，它是多层涂层。
在一些实施例中，涂层可以包括至少一个亚化学计量的SiNx和/或SiOx层，其中x是预定数。
在这样的情况中，可以通过在包含N2和Ar的混合物(具有预定的N2/Ar比)的气氛中硅靶的磁控溅射来沉积预定厚度的SiNx和SiN层。类似地，可以通过在包含O2和Ar的混合物(具有预定的O2/Ar比)的气氛中硅靶的磁控溅射来沉积预定厚度的SiOx和SiO2层。
涂覆有一个或多个这样的吸收性层的镜片的透光率可以通过选择其组成和/或其厚度来控制。结果，得到的经涂覆的镜片可以达到O至4类的透射率。
即，涂层的可见光平均透射因数的值取决于：
-SiNx和SiN层的厚度；
-SiOx和SiO2层的厚度；以及
-N2/Ar和O2/Ar比的值。
在实施例中，根据本披露的涂层可以是着色的镜面涂层，即，镜面涂层具有预定颜色。
镜面的颜色可以以非常灵活的方式设计，使得其可以示出至少一种预定颜色，所述颜色具有可见波长范围内的波长，包括蓝色和/或绿色和/或金色和/或紫色和/或粉红色和/或红色和/或任何其他所需的颜色或颜色的混合。
根据本披露的太阳镜可以设置有一个或多个(通常两个)具有上述光学制品特征的镜片。
本披露还提供了一种用于制造如上所述的光学制品的方法。
在一些实施例中，其中光学制品包括基材，该基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面，其中该涂层包括至少一个吸光材料层，该吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得所述涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值，用于制造该光学制品的方法包括在该基材上沉积预定厚度的该至少一个吸光材料层。
在一些实施例中，沉积步骤可以包括在包含N2和Ar的混合物(具有预定的N2/Ar比)的气氛中沉积预定厚度的SiNx。
在这样的实施例中，涂层的可见光平均透射因数的值取决于：
-沉积的SiNx的厚度值；以及
-N2/Ar比的值。
在替代性实施例中，沉积步骤可以包括在包含O2和Ar的混合物(具有预定的O2/Ar比)的气氛中沉积预定厚度的SiOx。
在这样的替代性实施例中，涂层的可见光平均透射因数的值取决于：
-沉积的SiOx的厚度值；以及
-O2/Ar比的值。
图3示出了设置有根据本披露的涂层的八个镜片基底的典型透射光谱。
镜片的一个表面(例如凸表面，表示为Cx)涂覆有厚度为约260nm的单层SiNx涂层，通过在N1+Ar混合物气氛(具有不同的N2/Ar气体流速比)中磁控溅射来沉积这些涂层。
可以看出，随着N2/Ar比降低，经涂覆的镜片的透光率显著降低。平均光透射因数Tv(％)可根据下式计算：
其中T(λ)为镜片的光谱透射率，如图3所示，V(λ)为人眼敏感度函数，并且D65(λ)是太阳光谱。
上述吸收性SiNx单层的Tv计算值示于图4中。可以看出Tv与涂层沉积期间的N2/Ar气体流速的比近似成正比。
除了其对于涂层组成的依赖外，SiNx涂层的透光率还取决于涂层厚度。
在这方面，图5示出了平均可见光透射因数Tv作为通过磁控溅射沉积的SiNx涂层厚度的函数的变化，其中N2/Ar气体流速的比固定为0.2。
可以看出，Tv随涂层厚度的增加而降低。
类似地，通过反应磁控溅射沉积的亚化学计量的SiOx(x＜2)涂层显示出光学吸收。
在这方面，图6示出了八个镜片的典型透射光谱，这些镜片的前表面涂覆有厚度为约370nm的单层SiOx涂层，在O：+Ar混合物气氛(具有不同的O2/Ar气体流速的比)中沉积这些涂层。
可以看出，随着O2/Ar比降低，镜片的透光率显著降低，特别是在短波长范围内。
图7示出了SiOx单层涂层的Tv随O2/Ar气体流速的比降低而降低，从而示出SiOx单层涂层的Tv对沉积期间O2/Ar气体流速的比的依赖性。
图8示出了Tv作为通过磁控溅射沉积的SiOx涂层厚度函数的变化，其中O2/Ar气体流速的比固定为0.2。
可以看出，Tv随涂层厚度的增加而降低。
所有上述方法中的沉积步骤可以包括使用硅靶的磁控溅射。
然而，仅以非限制性实例的方式提及磁控溅射。作为变体，可以使用电子束蒸发技术来产生根据本披露的减反射涂层。
在这样的变体中，用于供应N2和/或O2的额外的气体管线可以设置在电子束蒸发减反射涂覆机中。
更一般地，沉积步骤可包括使用化学或物理气相沉积技术。
如上文详述，吸收性材料可掺入多层干涉AR或镜面涂层中。这样的吸收性干涉涂层适用于太阳镜，与现有技术一样具有更简单的生产流程。
即，如自明的图9的流程图所示，不需要着色步骤。
为了设计涉及吸收性SiOx和/或SiNx材料的AR或镜面叠层，通过磁控溅射沉积的不同单层涂层的光学特性可以通过光谱椭圆测量术来确定。
化学计量的SiN(在N2+Ar混合物气氛中沉积，其中N2/Ar气体流速比高于1.0)和SiO2(在O2+Ar混合物气氛中沉积，其中O2/Ar气体流速比高于1.25)涂层在可见光区域(380-780nm)中没有示出明显的吸收。它们在550nm处的折射率分别为1.968和1.462。
图10示出了通过磁控溅射沉积的吸收性SiNx和SiOx涂层在550nm处的折射率。
值得注意的是，亚化学计量的SiNx和SiOx涂层的折射率高于相应的化学计量的SiN和SiO2涂层的折射率。通常，当N2/Ar或O2/Ar气体流速的比降低时，折射率增加。换句话说，当涂层变得越来越缺乏氮或氧时，折射率逐渐增加。
这样的吸收性材料可以与化学计量的SiO2和/或SiN材料结合掺入多层干涉AR或镜面涂层中。
下表1示出了由SiN、SiO2、和吸收性SiOx或SiNx层组成的AR和/或镜面叠层的十六个实例。
这些AR/镜面涂层的反射颜色可以灵活设计在不同的可见色域，如蓝色、绿色、金色等。
表1
AR/镜面叠层实例的每一层的厚度列在相应叠层的第二列中。
对于表1中列出的所有AR/镜面叠层实例，化学计量的SiO2是低折射率材料，而化学计量的SiN和亚化学计量的SiOx和SiNx是高折射率材料。
在本披露中，LI材料可以定义为在550nm波长处具有低于1.60、有时低于1.55的折射率的材料，并且HI材料可以定义为在550nm处具有高于1.6、有时高于1.65的折射率的材料。
化学计量的SiO2(其在550nm处具有1.462的折射率)是LI材料。化学计量的SiN(其在550nm处具有1.915的折射率)是HI材料。参考图10，表1中的叠层实例中的所有亚化学计量的材料(其在550nm处具有高于2.0的折射率)都是HI材料。
在表1中，SiOx(0.2)、SiNx(0.2)、SiNx(0.1)和SiNx(0.05)是指吸光的SiOx或SiNx层(其以等于0.2的O2/Ar气体流速比或分别等于0.2、0.1和0.05的N2/Ar气体流速比沉积)。
制备的原型的透光率由Cary60光谱仪测量。
如上所述，可以通过吸光层的厚度和/或组成将透光率控制为从0类到4类。
图11示出了涂覆有蓝色、绿色和/或金色吸收性镜面涂层的原型的这样的非限制性实例的透射光谱。
这些实例原型的可见光透过率的相应值列于下表2中。
表2
尽管本文已经详细描述了代表性的光学制品、太阳镜和制造方法，但是本领域技术人员将认识到在不背离所附权利要求所描述和限定的范围的情况下可以进行各种替换和修改。

Claims (18)

1.一种光学制品，其包括基材，所述基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面，其中所述涂层包括至少一个吸光材料层，所述吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得所述涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值，
其中，所述至少一个吸光材料层包括具有高于或等于1.55的折射率的亚化学计量的无机材料，并且
其中，所述亚化学计量的无机材料是：SiNx，其中x是低于1的预定数；或SiOx，其中x是低于2的预定数。
2.根据权利要求1所述的光学制品，其中，所述涂层进一步包括至少一个具有低于1.55的折射率的层，并且其中，所述至少一个吸光材料层的消光系数是高于或等于0.1。
3.根据权利要求1所述的光学制品，其中，所述至少一个吸光材料层包括选自由以下组成的组的材料：镍氧化物、硅氧化物、钨氧化物和钛氧化物。
4.根据权利要求2所述的光学制品，其中，所述至少一个吸光材料层包括选自由以下组成的组的材料：镍氧化物、硅氧化物、钨氧化物和钛氧化物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学制品，其中，所述基材具有高于95％的可见光平均透射因数。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光学制品，其中，所述光学制品是眼科镜片、具有旨在面对个人眼睛的安全壁的装置、滤光片、或旨在固定在基底上的光学膜或补片。
7.根据权利要求5所述的光学制品，其中，所述光学制品是眼科镜片、具有旨在面对个人眼睛的安全壁的装置、滤光片、或旨在固定在基底上的光学膜或补片。
8.一种太阳镜，其中，所述太阳镜包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的光学制品。
9.一种用于制造光学制品的方法，所述光学制品包括基材，所述基材具有至少一个涂覆有提供减反射或高反射特性的干涉多层涂层的面，其中所述涂层包括至少一个吸光材料层，所述吸光材料层具有可调节组成和厚度，使得所述涂层的可见光平均透射因数是可控制的以具有在95％与5％之间的值，所述方法包括在所述基材上沉积预定厚度的所述至少一个吸光材料层，
其中，所述至少一个吸光材料层包括具有高于或等于1.55的折射率的亚化学计量的无机材料，并且
其中，所述亚化学计量的无机材料是：SiNx，其中x是低于1的预定数；或SiOx，其中x是低于2的预定数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述涂层进一步包括至少一个具有低于1.5的折射率的层，并且其中，所述至少一个吸光材料层的消光系数是高于或等于0.1。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述沉积包括使用化学或物理气相沉积技术。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述沉积包括使用化学或物理气相沉积技术。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，所述沉积包括使用硅靶的磁控溅射。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，所述至少一个吸光材料层包括选自由以下组成的组的材料：镍氧化物、硅氧化物、钨氧化物和钛氧化物。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个吸光材料层包括选自由以下组成的组的材料：镍氧化物、硅氧化物、钨氧化物和钛氧化物。
16.根据权利要求9至12和15中任一项所述的方法，其中，所述基材具有高于95％的可见光平均透射因数。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述基材具有高于95％的可见光平均透射因数。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述基材具有高于95％的可见光平均透射因数。
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