ES2714508T3 - Lente oftálmica que comprende una base de material polimérico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial antireflejante, antiiridiscente y con filtro IR - Google Patents
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Abstract
Lente oftálmica que comprende una base de material polimérico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial antireflejante, antiiridiscente y con filtro IR. Lente oftálmica con una estructura multicapa que comprende una interfase, una primera capa (de 91-169nm) con un índice de refracción superior a 1,8, una segunda capa (de 128-248nm) con un índice de refracción inferior a 1,65, una tercera capa (de 73-159nm) con un índice de refracción superior a 1,8 y una cuarta capa (de 40-138nm) con un índice de refracción inferior a 1,8. El espesor total de la estructura multicapa es menor de 600nm. La estructura puede tener capas intermedias con índices de refracción intermedios, en cuyo caso el doblete formado por dos capas adyacentes que cumplen los espesores anteriores es sustituido por un triplete de tal manera que el espesor y el espesor óptico del triplete difieren de los del doblete en menos de un %, respectivamente.
Description
DESCRIPCION
Lente oftalmica que comprende una base de material polimerico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial antireflejante, antiiridiscente y con filtro IR.
Campo de la invencion
La invencion se refiere a una lente oftalmica que comprende una base de material polimerico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial.
Estado de la tecnica
Es conocida la tecnologfa de las estructuras multicapas para crear efectos interferenciales en las superficies opticas.
En el campo de lentes oftalmicas, es habitual el uso de estructuras multicapas interferenciales para crear superficies antireflejantes o reflejantes de distintas intensidades y colores residuales, habitualmente antireflejantes de color verde con porcentajes de reflexion de luz visible inferiores al 2,5%, o incluso inferiores al 1,5% por cada superficie que incluya una estructura multicapas.
Tambien es conocido el uso de tratamientos para filtrar un porcentaje de la radiacion IRA (infrarroja A) o azul selectivamente. Sin embargo, el filtrado de la luz IR requiere de soluciones complejas que no son facilmente aplicables a lentes transparentes y sin coloracion. En concreto, se pueden aplicar capas de metales que absorben o ayudan a reflejar parte de la radiacion IRA pero estos materiales absorben a la vez luz visible, con lo que no permiten obtener lentes de alta transmitancia visible con estas prestaciones.
Existen filtros interferenciales (por ejemplo los del tipo heat mirror) que se utilizan en aplicaciones para optica de precision sobre lente mineral, y permiten reducir la transmitancia de la radiacion IRA a la vez que mantienen una elevada transmitancia visible: estos filtros tienen una estructura multicapas con entre 40 y 100 capas y presentan un espesor total superior a 1000 nm (nanometros), Estos filtros estan disenados espedficamente para un cierto angulo de incidencia de la radiacion incidente, por lo que si varia el angulo presentan los tfpicos efectos de iridiscencia. Ademas, estos tratamientos suelen presentar una ligera coloracion residual que, en comparacion con las lentes antireflejantes, los hace poco atractivos esteticamente.
La tecnica anterior EP 1249717 A2 divulga un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial sobre las lentes de plastico.
La tecnica anterior US n° 3.738.732 A divulga un recubrimiento que presenta una estructura multicapa interferencial disenada para un sustrato de vidrio.
La tecnica anterior EP 1 808 714 A1 divulga un recubrimiento que presenta una estructura multicapa interferencial.
Exposicion de la invencion
La invencion tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante una lente oftalmica del tipo indicado al principio caracterizada por que la estructura multicapa comprende:
- una interfase, orientada hacia la base, de un material del grupo formado por SiOx, SiO2, Cr, Ni/Cr, SnO2, Al2O3 , AlN, ZnO, SiO/Cr, SiOx/AhOa, ITO, MoO3 , con un espesor comprendido entre los 0 y los 150 nm, preferentemente comprendido entre los 5 y los 25 nm
- una primera capa de alto mdice de refraccion, de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD superior a 1,8,
- una segunda capa de bajo mdice de refraccion, de un material del grupo formado por SiO2, MgF2, A^O3, LaF3 y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD inferior a 1,65,
- una tercera capa de alto mdice de refraccion de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD superior a 1,8,
- una cuarta capa, de un material del grupo formado por SiO2, MgF2, A^O3, LaF3 y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD inferior a 1,8,
donde entre la interfase y la primera capa de alto mdice de refraccion hay una primera capa intermedia de mdice de refraccion nD inferior a 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 160 nm,
donde entre la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion hay una segunda capa intermedia de mdice de refraccion nD comprendido entre 1,65 y 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 100 nm,
donde entre la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion hay una tercera capa intermedia de mdice de refraccion nD comprendido entre 1,65 y 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 110 nm,
donde el espesor total de la estructura multicapa es de como maximo 600 nm, medido desde el inicio de la interfase hasta el final de la cuarta capa, y
donde, en el caso de no haber ninguna de dichas capas intermedias, el espesor de dicha primera capa de alto mdice de refraccion esta comprendido entre 91 y 169 nm, preferentemente entre 101 y 159 nm, el espesor de dicha segunda capa de bajo mdice de refraccion esta comprendido entre 128 y 248 nm, preferentemente entre 138 y 240 nm, el espesor de dicha tercera capa de alto mdice de refraccion esta comprendido entre 73 y 159 nm, preferentemente entre 83 y 147 nm, y el espesor de dicha cuarta capa esta comprendido entre 40 y 138 nm, y, en el caso de haber alguna de dichas capas intermedias, se cumple que:
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una primera capa intermedia, una primera capa de alto mdice de refraccion y una segunda capa de bajo mdice de refraccion tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%, y/o
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una primera capa de alto mdice de refraccion, una segunda capa intermedia y una segunda capa de bajo mdice de refraccion tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%, y/o
- se sustituye el doblete formado por la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una segunda capa de bajo mdice de refraccion, una tercera capa intermedia y una tercera capa de alto mdice de refraccion tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%.
Efectivamente, de esta manera se consigue una estructura multicapa que refleja un porcentaje significativo de la radiacion infrarroja a la vez que mantiene las propiedades antireflejantes en el visible, con una limitada dispersion angular en el reflejo residual, mediante la adaptacion de la tecnologfa estandar de filtros antireflejantes.
Existen en el mercado multicapas para productos oftalmicos que son antireflejantes, con filtro infrarrojo o que limiten la dispersion angular en el reflejo residual, pero no una solucion que agrupe estas cuatro caractensticas en el mismo tratamiento con un espesor total de menos de 600 nm. Ello es debido a que cada uno de los efectos deseados se consigue a base de incluir un grupo de capas espedficamente disenado para cumplir con la funcion espedfica en cuestion (antireflejante, filtro IR o limitador de la dispersion angular en el reflejo residual). De esta manera, el total de la estructura multicapas tiene una pluralidad de capas y un elevado espesor. Este elevado espesor produce efectos mecanicos secundarios (estres residual, agrietamiento, delaminacion) que, si bien se mantienen dentro de unos valores asumibles en el caso de lentes minerales de optica de precision, son inaceptables en el caso de lentes oftalmicas de base organica. Incluso aunque se reduzca la cantidad de luz IRA filtrada, se continua necesitando un espesor global elevado para mantener unas caractensticas estandares de antireflejante en el espectro visible del sector oftalmico.
Sin embargo, se ha descubierto que existe un subconjunto muy concreto de espesores de multicapas interferenciales, con espesor global inferior a 600 nm, que permite a la vez conseguir un tratamiento antireflejante en el visible con baja dispersion angular en el reflejo residual (una reflexion visible inferior al 5% por un angulo de incidencia de 60°, preferentemente inferior al 4%), y parcialmente reflejar la luz IR-A (una transmision promedia entre 780 y 1400 nm inferior a 76%, preferentemente inferior a 70%). La singularidad de este subconjunto de espesores de las capas del tratamiento se demuestra porque al variar el espesor de cada capa dentro de un
rango relativamente pequeno, y sin superar los 600 nm totales, alguno de los tres requisitos deseados deja de cumplirse.
Los rangos de espesores que incluyen el valor “0” (por ejemplo, “de 0 a 150 nm” quieren decir que la capa en cuestion es opcional (el valor “0” equivale a decir que no hay la citada capa).
Preferentemente, en el caso de no haber ninguna de las capas intermedias, el espesor x de la primera capa de alto mdice refraccion, el espesor y de la segunda capa de bajo mdice refraccion, el espesor z de la tercera capa de alto mdice refraccion y el espesor t de la cuarta capa cumplen la siguiente relacion:
donde
y, en el caso de haber alguna de las capas intermedias, se cumple que:
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen la relacion anterior por un triplete formado por una primera capa intermedia, una primera capa de alto mdice de refraccion y una segunda capa de bajo mdice de refraccion tales que el espesor del triplete difiere del espesor del doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico del triplete difiere del espesor optico del doblete en menos de un 5%,
y/o
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen la relacion anterior por un triplete formado por una primera capa de alto mdice de refraccion, una segunda capa intermedia y una segunda capa de bajo mdice de refraccion tales que el espesor del triplete difiere del espesor del doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico del triplete difiere del espesor optico del doblete en menos de un 5%,
y/o
- se sustituye el doblete formado por la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion que cumplen la relacion anterior por un triplete formado por una segunda capa de bajo mdice de refraccion, una tercera capa intermedia y una tercera capa de alto mdice de refraccion tales que el espesor del triplete difiere del espesor del doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico del triplete difiere del espesor optico del doblete en menos de un 5%.
Ventajosamente, el espesor x de la primera capa de alto mdice refraccion, el espesor y de la segunda capa de bajo mdice refraccion, el espesor z de la tercera capa de alto mdice refraccion y el espesor t de la cuarta capa cumplen la siguiente relacion:
donde 
1,53 -10-3 - 3,41-10-4 -1,35-10-4 8,99 -10-5 N
-3,41 -10-4 4,82-4 -1,86-10-5 9,77 -10-6
-1,35-10-4 -1,86-10-5 1,12-10-3 -2,53 -10-4
8,99 -10-5 9,77 -10-6 -2 ,53-10-4 8,44 -10-4 y
y, en el caso de haber alguna de las capas intermedias, preferentemente se cumplen las mismas relaciones anteriores.
Preferentemente, una simulacion de las curvas de reflexion y transmision de la estructura multicapa presenta las siguientes caractensticas:
- una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 15° inferior a 2,5%, preferentemente inferior a 1,5%; calculado como promedio del valor de reflexion en el rango 380-780 nm, ponderado por la funcion de eficacia luminosa espectral para luz diurna y por la distribucion espectral del iluminante D65, segun la norma espanola UNI-EN ISO 13666:1998,
- una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 60° inferior a 5,0%, preferentemente inferior a 4,5%; calculado como en el caso anterior, y
- un valor de transmitancia en el infrarrojo A Tir-a inferior al 76%, preferentemente inferior a 70%; calculado como promedio del valor de transmision en el rango 780-1400 nm segun la siguiente formula:
J T- TL = (A)
Az T
gA 14
donde A _ {780,800,850,900,950,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,1350,1400} Efectivamente, la combinacion de estas tres propiedades dentro de los rangos indicados permite obtener unas lentes con unos resultados optimos. Los parametros indicados son habituales en estado de la tecnica, estan claramente determinados y pueden ser obtenidos de una forma fiable siguiendo las normas especificadas, que incluyen unos procedimientos de determinacion de los valores de los parametros en cuestion de una forma objetiva y comun en estado de la tecnica.
Ventajosamente, una simulacion de las curvas de reflexion y transmision de la estructura multicapa presenta un valor de transmitancia de la luz azul Tazul inferior al 95%, preferentemente inferior al 92%; calculado como promedio del valor de transmision en el rango 410-460 nm segun la formula siguiente:
T ± azul _ y T (a )
AgB
donde B _ {410,420,430,440,450,460}
Efectivamente, una ventaja adicional es que una adecuada definicion de cada una de las capas de la estructura multicapas permite tambien cumplir con un resultado adicional, que es que la (poca) luz visible reflejada se concentra en el espectro azul- violeta. De esta manera la lente ofrece una proteccion adicional al usuario, reduciendo la cantidad de luz azul que llega al ojo del usuario.
Preferentemente, el recubrimiento comprende una capa de laca antirrayado entre la estructura multicapa y la base.
Ventajosamente, la lente tiene una estructura multicapa tanto en la cara interna como en la cara externa de la lente. Efectivamente, de esta manera se consigue incrementar notablemente el efecto del filtrado de la radiacion IRA, con una mejora tambien en la transmitancia en la luz visible.
Preferentemente, la primera capa de alto mdice de refraccion y/o la tercera capa de alto mdice de refraccion tienen un mdice de refraccion no superior a 1,95.
Preferentemente, la segunda capa de bajo mdice de refraccion tiene un mdice de refraccion no inferior a 1,5. Ventajosamente, la cuarta capa tiene un mdice de refraccion no inferior a 1,65.
Preferentemente, la cuarta capa tiene un mdice de refraccion nD comprendido entre 1,4 y 1,6 y un espesor comprendido entre 50 y 124 nm.
Ventajosamente la primera capa intermedia tiene un espesor comprendido entre 0 y 25 nm.
Ventajosamente, la primera capa de alto mdice de refraccion y/o la tercera capa de alto mdice de refraccion esta formada por dos subcapas de alto mdice de refraccion, preferentemente por una primera subcapa de TiO2 y una segunda subcapa de ZrO2 o viceversa. Efectivamente, el ZrO2 tiene una temperatura de evaporacion elevada y, dado que se debena aplicar una capa de un grosor considerable ello puede provocar problemas de cuarteamiento por estres residual. Una alternativa sena sustituir totalmente esta capa de ZrO2 por una capa de TO 2, que tiene una temperatura de evaporacion menor. Sin embargo, esta capa de TiO2 tiene una dureza menor, por lo que se raya con mas facilidad. La solucion propuesta permite combinar las ventajas de ambos casos. En general, en la presente descripcion y reivindicaciones se debe entender que, cuando se define una capa indicando que los materiales pueden ser “una mezcla de los anteriores”, ello incluye no solo el caso en que una capa comprende una mezcla mas o menos homogenea de dichos materiales sino tambien el caso en el que la capa esta dividida en subcapas, cada una de ellas de uno de dichos materiales. El caso concreto de las dos subcapas de TiO2 y ZrO2 es un ejemplo de ello. Asf, otro ejemplo de solucion ventajosa es cuando la segunda capa de bajo mdice de refraccion y/o la cuarta capa esta formada por dos subcapas de bajo mdice de refraccion, preferentemente por una primera subcapa de SO 2 y una segunda subcapa de AhO3 o viceversa.
Ventajosamente, sobre la cuarta capa hay una capa externa hidrofobica.
Las lentes pueden ser tanto lentes solares (absorbentes en el espectro visible) como lentes substancialmente transparentes en el espectro visible (lentes de interior).
La aplicacion de estas capas se realiza habitualmente mediante tecnicas de PVD (Physical Vapor Deposition) mediante evaporacion con canon de electrones o evaporacion termica, aunque existen otras tecnicas como el Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition (PeCVD) o el Sputtering reactivo con los que tambien se pueden obtener este tipo de capas interferenciales.
Un forma particularmente ventajosa de realizacion de la invencion se obtiene cuando la estructura multicapa comprende:
- una interfase con un espesor comprendido entre los 15 y 45 nm, preferentemente de SO 2,
- una primera capa de alto mdice de refraccion con un espesor comprendido entre 123 y 145 nm, preferentemente de TO 2,
- una segunda capa de bajo mdice de refraccion con un espesor comprendido entre 170 y 217 nm, preferentemente de SO 2,
- una tercera capa de alto mdice de refraccion, dividida en una primera subcapa con un espesor comprendido entre 59 y 67 nm, preferentemente de TiO2, y una segunda subcapa con un espesor comprendido entre 50 y 74 nm, preferentemente de ZrO2,
- una cuarta capa con un espesor comprendido entre 44 y 68 nm, preferentemente de SO 2.
Breve descripcion de los dibujos
Otras ventajas y caractensticas de la invencion se aprecian a partir de la siguiente descripcion, en la que, sin ningun caracter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realizacion de la invencion, haciendo mencion de los dibujos que se acompanan. Las figuras muestran:
Fig. 1, una vista esquematica de una seccion transversal de una forma de realizacion de una lente con un recubrimiento de acuerdo con la invencion.
Fig. 2, una vista esquematica de una seccion transversal de una estructura multicapa de acuerdo con la invencion.
Figs. 3 a 15, grafico en los que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente para las lentes de los ejemplos respectivos.
Descripcion detallada de unas formas de realizacion de la invencion
La Fig. 1 muestra un ejemplo de estructura general de una lente de acuerdo con la invencion. La lente comprende una base P de material polimerico sobre la que hay una capa de imprimacion IM, que es opcional y
que suele tener un espesor comprendido entre 0,3 y 1,5 micras. A continuacion hay una capa endurecedora E (usualmente con un espesor comprendido entre 1 y 4 micras) sobre la que esta dispuesta la estructura multicapa M de acuerdo con la invencion. Esta estructura multicapa M esta compuesta de una pluralidad de capas, que se detallaran mas adelante. La ultima capa de la estructura es una capa hidrofobica H, de un espesor comprendido entre los 3 y los 25 nm. En general esta estructura puede estar presente en las dos caras de la lente o solo en una de ellas. En el caso de estar solo en una de ellas, se puede aplicar cualquier otro recubrimiento convencional en la cara opuesta.
En la fig. 2, se muestra esquematicamente una estructura multicapa M de acuerdo con la invencion con mas detalle.
Comprende una interfase IN (que es opcional) de material metalico u oxido metalico, con escasa repercusion en las propiedades opticas pero critico para las propiedades mecanicas, especialmente las de adherencia y desgaste, y barrera contra la oxidacion y difusion. Preferentemente el material es un material del grupo formado por SiOx, SiO2, Cr, Ni/Cr, SnO2 , A^O3, AlN, ZnO, SiO/Cr, SiOx/A^Oa, ITO y MoO3.
A continuacion, hay una capa de un oxido metalico, nitruro metalico u oxinitruro metalico de mdice de refraccion nD > 1.8 (preferentemente >1.95) necesario para el ajuste de las propiedades opticas y esencial para obtener las propiedades mecanicas de resistencia al rayado. Es la primera capa de alto mdice de refraccion 1A. Preferentemente es de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores.
La siguiente capa es de un oxido o fluoruro metalico de mdice de refraccion nD < 1.65 (preferentemente <1.5) necesario para el ajuste de las propiedades opticas y esencial para obtener las propiedades mecanicas de resistencia al rayado. Conforma la segunda capa de bajo mdice de refraccion 2B. Preferentemente es de un material del grupo formado por SiO2, MgF2, A^O3 , LaF3 y mezclas de los anteriores.
Sobre la segunda capa de bajo mdice de refraccion 2B hay una tercera capa de alto mdice de refraccion 3A, de un oxido metalico, nitruro metalico u oxinitruro metalico de mdice de refraccion nD > 1.8 (preferentemente >1.95). Preferentemente es de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores.
Sobre la tercera capa de alto mdice de refraccion 3A hay una capa de oxido o fluoruro metalico de mdice de refraccion nD < 1.8 (preferentemente <1.65) necesario para el ajuste de las propiedades opticas y esencial para obtener las propiedades mecanicas de resistencia al rayado. Es la cuarta capa 4. Preferentemente es de un material del grupo formado por SiO2, MgF2, A^O3 , LaF3 y mezclas de los anteriores.
El espesor total de la estructura multicapa es menor de 600 nm, medido desde el inicio de la interfase hasta el final de la cuarta capa, y preferentemente es menor de 500 nm.
La simulacion de las curvas de reflexion y de transmision de las multicapas se realiza con el metodo de la matriz de transferencia, presentado por F. Abeles (F. Abeles, J. Phys. Radium 11, 307 (1950)) y descrito en el estado de la tecnica (por ejemplo en H.A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 4th Edition, CRC Press (2010)). Se trata del metodo aplicado por la gran mayona de los programas comerciales (ver, por ejemplo, FilmStartm (www.ftgsoftware.com) o Essential Macleod (www.thinfilmcenter.com)) de simulacion de reflexion de multicapas, y se utiliza conociendo la dispersion de los indices de refraccion complejos de los materiales de cada capa y del substrato, en el rango 380-1400 nm, los grosores de cada capa y el angulo de incidencia de la radiacion luminosa.
Metodos de analisis de una lente con un recubrimiento de acuerdo con la invencion
Los analisis requeridos para analizar una lente de acuerdo con la invencion pueden ser, por ejemplo:
• Propiedades opticas: espectros opticos de transmitancia y reflexion desde 200 hasta 3000 nm. La norma de referencia sera la EN1836
• Espesor de capas y composicion: ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), Microscopfa Electronica, SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy).
Ejemplos
A continuacion, se muestran una serie de ejemplos en los que, en cada caso, se indica la composicion y grosor de las capas y las propiedades opticas obtenidas.
Ejemplo 1: Minimizacion de la reflexion de la radiacion visible
En la Fig. 3, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 2: Minimizacion de la transmision de la radiacion IR-A
En la Fig. 4, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 3: Minimizacion de la reflexion de la radiacion visible a 60°
En la Fig. 5, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 4: Minimizacion de la transmision de la luz azul
En la Fig. 6, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Se obtiene una transmision de la luz azul del 70,6%.
Ejemplo 5: Minimizacion de la reflexion de la radiacion visible
En el presente ejemplo se han tornado otros materiales para la generacion de las capa de la estructura multicapa.
En la Fig. 7, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 6: Reflejo residual concentrado en el color verde
En la Fig. 8, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 7: solucion segun el estado de la tecnica (que no esta comprendida en el alcance de la invencion)
En este ejemplo se ha reproducido la solucion que se habna obtenido a partir de los conocimientos del estado de la tecnica.
Como puede verse, se emplean mas capas y el espesor es superior a los 600 nm.
En la Fig. 9, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplo 8
En este ejemplo se muestra como, partiendo de una primera estructura multicapa (#8a), se pueden mejorar las propiedades opticas a base de incluir una tercera capa intermedia entre la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion (#8b). Tambien se muestra otra estructura multicapa (#8c) que, sin la presencia de la tercera capa intermedia, tiene practicamente las mismas propiedades opticas. La estructura #8c cumple una relacion de equivalencia entre los grosores ffsicos y los espesores opticos del triplete central de la estructura #8b (capa intermedia de AhO3 y sus dos capas adyacentes) y el doblete de la estructura #8c (la segunda capa de bajo mdice de refraccion (SO2) y la tercera capa de alto mdice de refraccion
(TO2)).
En la Fig. 10, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente para cada uno de los tres casos.
Ejemplo 9
En este ejemplo, al igual que en el ejemplo 8, se muestra como, partiendo de una primera estructura multicapa (#9a), se pueden mejorar las propiedades opticas a base de incluir una capa intermedia. En este caso se trata de una segunda capa intermedia entre la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion (#9b). Tambien se muestra otra estructura multicapa (#9c) que, sin la presencia de la segunda capa intermedia, tiene practicamente las mismas propiedades opticas. Tambien en este caso la estructura #9c cumple una relacion de equivalencia entre los grosores ffsicos y los es opticos del triplete central de la estructura #9b (capa intermedia de AhO3 y sus dos capas adyacentes) y el doblete de la estructura #9c (la primera capa de alto mdice de refraccion (TO2) y la segunda capa de bajo mdice de refraccion (SO 2)).
En la Fig. 11, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente para cada uno de los tres casos.
Ejemplo 10
En este ejemplo, la estructura multicapa tiene una interfase (de SiO2 y 15 nm de espesor), y la tercera capa de alto mdice de refraccion esta subdividida en dos subcapas (una de TO 2 y una de ZrO2).
Esta solucion es una forma de realizacion preferente de la invencion.
En la Fig. 12 se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Ejemplos 11 y 12
En estos ejemplos, al igual que en los ejemplos 8 y 9, se muestra como, partiendo de una primera estructura multicapa (#11a, #12a), se pueden mejorar las propiedades opticas a base de incluir una capa intermedia (una tercera capa intermedia en el ejemplo 1l y una segunda capa intermedia en el ejemplo 12). Son las estructuras #11b y #12b, respectivamente. Tambien se muestra otra estructura multicapa (#11c, #12c) que, sin la presencia de la segunda capa intermedia, tiene practicamente las mismas propiedades opticas. Tambien en estos casos las estructura #l1c y #12c cumplen una relacion de equivalencia entre los grosores ffsicos y los espesores opticos del triplete de las estructuras #11b y #12b y los dobletes correspondientes de las estructuras #11c y #12c.
En la Fig. 13 se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente para cada uno de los tres casos del ejemplo 11.
En la Fig. 14, se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente para cada uno de los tres casos del ejemplo 12.
Ejemplo 13: Triplete y doblete de capas de alto mdice sin interfase con reflejo residual concentrado en el color verde
• La interfase entre la base y la primera capa de alto mdice de refraccion presenta un espesor de 0 nm, es decir, no hay una capa interfase
• La primera capa de alto mdice es un triplete compuesto de 41.8 nm ZrO2 + 92.7 nm TiO2 + 28.8 nm ZrO2 (total 162.9 nm), en este orden a partir de la base
• La segunda capa de bajo mdice es de 153.4 nm de SiO2
• La tercera capa de alto mdice es un doblete formado por 15.0 nm ZrO2 + 105.1 nm TO 2
• La cuarta capa esta formada por 78.8 nm de SO 2.
La base presenta un mdice de refraccion de 1.6
En la Fig. 15 se observa un grafico en el que se muestra la reflexion (en %) en funcion de la longitud de onda (A, en nm) de la radiacion incidente.
Claims (16)
1. Lente oftalmica que comprende una base (P) de material polimerico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial, (M), caracterizada por que dicha estructura multicapa comprende en el siguiente orden: - una interfase (IN), orientada hacia la base, de un material del grupo formado por SiOx, SiO2, Cr, Ni/Cr, SnO2, Al2O3, AlN, ZnO, SiO/Cr, SiOx/Al2O3, ITO, MoO3, con un espesor comprendido entre los 0 y los 150 nm, preferentemente comprendido entre los 5 y los 25 nm,
- una primera capa (1A) de alto mdice de refraccion, de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD superior a 1,8,
- una segunda capa (2B) de bajo mdice de refraccion, de un material del grupo formado por SiO2, MgF2 , Al2O3 , LaF3 y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD inferior a 1,65,
- una tercera capa (3A) de alto mdice de refraccion de un material del grupo formado por oxidos, nitruros u oxinitruros de Zr, Ti, Sb, In, Sn, Ta, Nb, Hf y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD superior a 1,8,
- una cuarta capa (4), de un material del grupo formado por SiO2, MgF2, A^O3, LaF3 y mezclas de los anteriores, con un mdice de refraccion nD inferior a 1,8,
donde entre la interfase y la primera capa de alto mdice de refraccion hay una primera capa intermedia de mdice de refraccion nD inferior a 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 160 nm,
donde entre la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion hay una segunda capa intermedia de mdice de refraccion nD comprendido entre 1,65 y 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 100 nm,
donde entre la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion hay una tercera capa intermedia de mdice de refraccion nD comprendido entre 1,65 y 1,8 y con un espesor comprendido entre 0 y 110 nm,
donde el espesor total de dicha estructura multicapa es de como maximo 600 nm, medido desde el inicio de la interfase hasta el final de la cuarta capa, y
donde, en el caso de no haber ninguna de dichas capas intermedias, el espesor de dicha primera capa de alto mdice de refraccion esta comprendido entre 91 y 169 nm, el espesor de dicha segunda capa de bajo mdice de refraccion esta comprendido entre 128 y 248 nm, el espesor de dicha tercera capa de alto mdice de refraccion esta comprendido entre 73 y 159 nm, y el espesor de dicha cuarta capa esta comprendido entre 40 y 138 nm, y, en el caso de haber alguna de dichas capas intermedias, se cumple que:
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una primera capa intermedia, una primera capa de alto mdice de refraccion y una segunda capa de bajo mdice de refraccion tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%, en el que la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion del triplete son del mismo material y presentan el mismo mdice de refraccion que la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion del doblete;
y/o
- se sustituye el doblete formado por la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una primera capa de alto mdice de refraccion, una segunda capa intermedia y una segunda capa de bajo mdice de refraccion, tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%, en el que la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion del triplete son del mismo material y presentan el mismo mdice de refraccion que la primera capa de alto mdice de refraccion y la segunda capa de bajo mdice de refraccion del doblete;
y/o
- se sustituye el doblete formado por la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion que cumplen dichos espesores por un triplete formado por una segunda capa de bajo mdice de refraccion, una tercera capa intermedia y una tercera capa de alto mdice de refraccion, tales que el espesor de dicho triplete difiere del espesor de dicho doblete en menos de un 5%, y tales que el espesor optico de dicho triplete difiere del espesor optico de dicho doblete en menos de un 5%.
en el que la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion del triplete son del mismo material y presentan el mismo mdice de refraccion que la segunda capa de bajo mdice de refraccion y la tercera capa de alto mdice de refraccion del doblete,
y en el que una simulacion de las curvas de reflexion y transmision de dicha estructura multicapa presenta las caractensticas siguientes:
- una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 15° inferior a 2,5%, calculado como promedio del valor de reflexion en el rango 380- 780 nm, ponderado por la funcion de eficacia luminosa espectral para luz diurna y por la distribucion espectral del iluminante D65, segun la norma espanola UNI-EN ISO 13666:1998,
- una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 60° inferior a 5,0%; calculado como en el caso anterior.
2. Lente segun la reivindicacion 1, caracterizada por que, en el caso de no haber ninguna de dichas capas intermedias, el espesor x de dicha primera capa de alto mdice refraccion, el espesor y de dicha segunda capa de bajo mdice refraccion, el espesor z de dicha tercera capa de alto mdice refraccion y el espesor t de dicha cuarta capa cumplen la siguiente relacion:
donde
3. Lente segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el espesor x de dicha primera capa de alto mdice refraccion, el espesor y de dicha segunda capa de bajo mdice refraccion, el espesor z de dicha tercera capa de alto mdice refraccion y el espesor t de dicha cuarta capa cumplen la siguiente relacion:
donde
1,53 -10-3 - 3,41-10-4 -1,35-10-4 8,99 -10-5 N
-3,41 -10-4 4,82-4 -1,86-10-5 9,77 -10-6
-1,35-10-4 -1,86-10-5 1,12-10-3 -2,53 -10-4
8,99 -10-5 9,77 -10-6 -2 ,53-10-4 8,44 -10-4 ,
4. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que una simulacion de las curvas de reflexion y transmision de dicha estructura multicapa presenta las siguientes caractensticas:
- una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 15° inferior a 1,5%; calculado como promedio del valor de reflexion en el rango 380-780 nm, ponderado por la funcion de eficacia luminosa espectral para luz diurna y por la distribucion espectral del iluminante D65, segun la norma espanola UNI-EN ISO 13666:1998,
una reflexion visible Rvis por un angulo de incidencia de la luz de 60° inferior a 4,
5%; calculado como en el caso anterior, y
un valor de transmitancia en el infrarrojo A Tir-a inferior al 76%, preferentemente inferior a 70%; calculado como promedio del valor de transmision en el rango 780-1400 nm segun la siguiente formula:
T ir - a
=
X X&A T1W4
donde A = {780,800,850,900,950,1000,1050,1100,1150,1200,1250,1300,1350,1400} 5. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que una simulacion de las curvas de reflexion y transmision de dicha estructura multicapa presenta un valor de transmitancia de la luz azul Tazul inferior al 95%; calculado como promedio del valor de transmision en el rango 410-460 nm segun la formula siguiente:
T ± azul = y T (^)
XgB
donde B = {410,420,430,440,450,460}
6. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que entre dicha estructura multicapa y dicha base comprende una capa de laca antirrayado.
7. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que tiene una estructura multicapa tanto en la cara interna como en la cara externa de la lente.
8. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que dicha primera capa de alto mdice de refraccion y/o dicha tercera capa de alto mdice de refraccion tienen un mdice de refraccion nD superior a 1,95.
9. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que dicha segunda capa de bajo mdice de refraccion tiene un mdice de refraccion nD inferior a 1,5.
10. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que dicha cuarta capa tiene un mdice de refraccion nD inferior a 1,65.
11. Lente segun la reivindicacion 10, caracterizada por que dicha cuarta capa tiene un mdice de refraccion nD comprendido entre 1,4 y 1,6 y un espesor comprendido entre 50 y 124 nm.
12. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que dicha primera capa intermedia tiene un espesor comprendido entre 0 y 25 nm.
13. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que dicha primera capa de alto mdice de refraccion y/o dicha tercera capa de alto mdice de refraccion esta formada por dos subcapas de alto mdice de refraccion, por una primera subcapa de TiO2 y una segunda subcapa de ZrO2 o viceversa.
14. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por que dicha segunda capa de bajo
mdice de refraccion y/o dicha cuarta capa esta formada por dos subcapas de bajo mdice de refraccion, por una primera subcapa de SiO2 y una segunda subcapa de A^O3 o viceversa.
15. Lente segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por que sobre dicha cuarta capa hay una capa externa hidrofobica.
16. Lente segun la reivindicacion 1, caracterizada por que dicha estructura multicapa comprende:
- una interfase con un espesor comprendido entre los 15 y 45 nm, preferentemente de SO 2,
- una primera capa de alto mdice de refraccion con un espesor comprendido entre 123 y 145 nm, de TO 2, - una segunda capa de bajo mdice de refraccion con un espesor comprendido entre 170 y 217 nm, de SO 2, - una tercera capa de alto mdice de refraccion, dividida en una primera subcapa con un espesor comprendido entre 59 y 67 nm, de TiO2 , y una segunda subcapa con un espesor comprendido entre 50 y 74 nm, preferentemente de ZrO2,
- una cuarta capa con un espesor comprendido entre 44 y 68 nm, de SO 2.
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