[发明专利]减反射涂层及涂覆制品

说明书

发明背景

本发明一般涉及改进经过光学材料如眼镜的光的透光率，同时减少来自光学材料的导致眩光的杂散光的反射。本发明还涉及控制从光学材料表面反射的光的被感知的色彩。

所有未涂覆的光学透明材料都反射一部分入射光。反射的量随光的波长、偏振和入射角及材料的与波长有关的折射率n的变化而改变。菲涅耳反射由光学领域中实施的有关电磁辐射的麦克斯韦尔(Maxwell)方程描述，并由M.Born和E.Wolf在纽约Pergammon出版社1980年出版的Principles of Optics(光学原理)中有记载。众所周知，具有不同于基片的折射率的透射材料层可减少反射量。该量的减少取决于涂覆材料的与波长有关的折射率和它们的厚度及光的波长、偏振和入射角。这些减反射(AR)涂层的设计和制造全都在H.A.McLeod的Thin Film Optical Filters的第3章和第9章，New York，McGraw-Hill(1989)中有记载。

人的视觉系统的灵敏度也随光波长和进入人眼的光线的角度而改变，例如由Gunter Wyszecki和W.S.Stiles(New York：Wiley)(1982)在ColorScience：Concepts and Methods，Quantitative Data and Formulae和由Nicholas Wade和Michael Swanston(London：Routledge)(1991)在VisualPerception中所披露的。因此，问题在于选择涂覆厚度和组份以使来自涂覆制品的由人的视觉系统所感知的菲涅耳反射的角度和波长改变被最小化。

公知的AR涂层使用了一或多个无机氧化物、氮化物、或氟化物的薄层，以实现反射的减少。一般的用于这种AR涂层的薄膜材料在Mcleod的第9章和附录I进行阐述，并包括有Al、Sb、Be、Bi、Ce、Hf、La、Mg、Nd、Pr、Sc、Si、Ta、Ti、Th、Y和Zr的氧化物。McLeod的图表中还包括Bi、Ca、Ce、Al、La、Na、Pb、Li、Mg、Nd、Na和Th的氟化物，以及很少的硫化物和硒化物。类似的图表也出现在Optics ofMultilayer Systems(Sh.A.Furman如A.V.Tikhonravov，Editions Frontieres：Gif-sur Yvette Cedex-France，1992)第179页的表格4.1中。层数和其组份一般根据那些与现有光学涂覆领域所使用的相同的包括硬度或抗刮力、黏度、耐久性、沉积的难易度、成本等因素来选择。但是层厚通常被调节，使以法向入射的一或多个特定的波长的反射的入射光部分最小化。因此，问题是选取一系列层厚，以便最小化或极大地减小在整个相关角度和波长范围内能被人的视觉系统所感知的反射光量。

如上所述，来自涂覆制品的反射量随角度和波长而改变。当戴上未被涂覆的眼镜时，观看该戴眼镜者的人便会感知来自环境光的反射，即“眩光”。对未涂覆的镜片，该反射光的颜色一般是环境光源的颜色，因为来自来涂覆眼镜的反射随波长而改变是很小的。该结论对于轻度色散光学材料如玻璃、聚碳酸脂、聚乙基丙烯酸甲酯(Polymethylemethacrylate)和其它眼镜用材料通常是正确的。图1示出了玻璃的波长和角度与反射率关系的曲线。

来自AR涂覆制品的反射光量随波长和角度有更显著地变化，以致于该反射被感知的颜色可能不同于光源的颜色。由于这一颜色影响了眼镜和其它光学基片的美观质量，因此，理想的是在控制反射光被感知的颜色的同时减小该反射。

发明概述