[发明专利]具有其低折射率层与高折射率层的厚度比优化的耐温抗反射涂层的光学制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括涂有多层透明抗反射(AR)涂层且具有改善的热阻和良好的耐磨损性的基材的光学制品，特别是眼用透镜和这种光学制品的制造方法。 

背景技术

在透镜基材如眼用透镜或透镜坯(lens blank)的至少一个主表面上涂布若干用于赋予最终透镜额外或改进的光学或机械性质的涂层是本领域常用技术。这些涂层一般称作功能涂层。 

因此，在典型由有机玻璃材料制得的透镜基材的至少一个主表面上依次涂布(从该透镜基材的表面起)耐冲击涂层(耐冲击底层)、耐磨损和/或耐刮伤涂层(硬涂层)、抗反射涂层和任选防污顶涂层是通常技术。在透镜基材的一个或两个表面上也可以施加其它涂层如偏振涂层、光致变色或染色涂层。 

抗反射涂层定义为当沉积在光学制品的表面上时改善其抗反射性的涂层。它减少相对宽的可见光谱波段的光在制品-空气界面的反射。 

抗反射涂层是公知的，并且传统地包括介电材料如SiO₂、SiO、Al₂O₃、MgF₂、LiF、Si₃N₄、TiO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Y₂O₃、HfO₂、Sc₂O₃、Ta₂O₅、Pr₂O₃及其混合物的单层或多层堆叠。它们的性质一般是无机的。 

还公知抗反射涂层优选是包括高折射率层(HI)和低折射率层(LI)交替的多层涂层。 

还已知在基材与第一抗反射层之间插有亚层，以改进所述涂层的耐磨 损性和/或耐刮伤性和它对基材的粘附。 

一般地，传统抗反射(AR)涂层具有高达约70℃的令人满意的耐热性。在该温度以上，AR叠层中，特别在光学制品的基材表面可能出现破裂，而这会损坏AR涂层。在本专利申请中，开始观察到制品或涂层中的破裂时的温度称作临界温度(T_C)。 

在有机玻璃基材(合成树脂)的情况下，抗反射涂层(任选包括亚层)的沉积必须通过适度温度处理工艺进行，以避免基材恶化。在矿物玻璃基材的情况下，这种注意没有用。 

较低温度处理的结果在有机玻璃基材情况下一般是AR涂层耐久性低。 

而且，有机玻璃基材(经涂布或未经涂布的)具有比构成抗反射涂层的各层或亚层的无机材料高的热膨胀系数。结果是它们导致可能形成高应力的制品。这种应力可能在升高温度时在AR涂层中产生肉眼可见的破裂或剥落。 

这种现象在有机基材基于二乙二醇二(碳酸烯丙基酯)单体、环硫化物单体(折射率n≥1.70的材料)或聚硫氨酯(折射率n等于或高于1.60的材料)时特别值得注意。 

在文献中可以找到改善光学制品临界温度的不同方式。 

美国专利申请2005/0219724描述了涂有多层介电膜(如抗反射涂层)，包括交替的高折射率层(TiO₂)和低折射率层(掺杂少量Al₂O₃的SiO₂，n＝1.47)的光学制品。根据该文献，使用SiO₂/Al₂O₃混合物而不是SiO₂可以减小LI层的应力，并因此减小基材表面出现破裂的可能性。 

日本专利H05-011101(Hoya Corporation)描述了初始具有良好的热阻，并且耐热性在若干个月之后保持在高水平的光学制品的制备。这两种特性通过使用在基材与包括HI层和LI层的多层AR涂层之间插入的折射率为1.48-1.52的SiO₂/Al₂O₃亚层来获得。某些LI层由Ta₂O₅+Y₂O₃+SiO₂和任选Al₂O₃的混合物构成，得到1.61-1.62的折射率，这对于LI层相对高。该特定亚层将破裂出现的临界温度提高到初始阶段100-105℃。