[发明专利]多层光学系统的生产方法

说明书

本发明涉及采用一步焙烧法(“叠层焙烧”)而生产多层光学系统的方法。

具有光学效应的多层系统，可通过所谓的溶胶-凝胶法在玻璃上生产；参见例如Dislich等人的DE 1941191。这种生产方法的原理在于通过浸涂法在相应的玻璃基质上涂上溶胶，在提高的温度下进行干燥，并且为了使其致密化而进行焙烧。在＞100℃的温度下预干燥后，还可能通过浸涂而涂上另外的一层，并在一个步骤中对两层进行焙烧。为了提供具有足够化学稳定性的第一层，在提高的温度下进行预干燥是必要的，因为否则它会部分或全部被新的涂层溶胶所溶解。就许多层来说，所能达到的层厚度，在各单独层未经烧结致密化之前约为0.5μm，因为否则它会出现开裂。出现开裂的原因是由于多孔层系统的三维交联已牢固，因为加热时出现的收缩不再因应力的释放而消失。此外，该方法也复杂，因为在各涂层涂覆之后必须进行热处理并且在多层的情况下，在400-500℃温度下进行焙烧也是必不可少。因在特定的光学应用领域(宽波段抗反射涂层、透热镜等)的需要，使多层系统的生产成为劳力特别密集而价格昂贵。

尽管在WO93/24424中已经表明结合松弛机理能同样生产密集层，但是，不能用以获得光学效应，因为它们不能满足四分之一波长(λ/4)层的条件。

本发明的目的在于生产多层光学系统，以产生以后所要求的光学效应的方式，而尽可能没有复杂的中间加热步骤。

根据本发明这一目的是通过生产多层光学系统的方法而实现的，该方法包括下列步骤：

a)把包含纳米无机固体粒子的流动性组合物涂到玻璃基质上，所述粒子含有可聚合和/或缩聚的有机表面基团；

b)固体颗粒的表面基团进行聚合和缩聚作用以形成有机交联层；

c)按照a)将另外组合物涂到有机交联层上以产生与已有组合物不同的折射率；

d)固体粒子的表面基团进行聚合和/或缩聚作用以形成另外有机交联层；

e)如有必要，在已有的有机交联层和/或在基质的其它表面上重复步骤c)和d)一次或多次以形成另外的有机交联层；和

f)多层系统的一步热致密化和通过焙烧去除所存在的有机组分。

使用涂覆可聚合的和/或缩聚基团的纳米粒子，即使在很低的温度下也具有产生化学稳定层的可能性，例如，经光聚合反应，并且通过同样的方法涂覆另外的涂层。完全意外的是，发现了这些多层可以致密化而无裂纹，甚至在具有多达10层或更多单独层的情况下，它们的光学效应可以预先准确地计算。这一点可通过相应涂层系统中的无机成分的含量、所涂覆的量(层厚)和最终热致密化后所获得的折射率而得到。

在本发明的说明书和所附权利要求书中，所用术语“纳米无机固体粒子”表示具有不大于200nm，优选不大于100nm，尤其是不大于70nm平均粒径(平均粒子直径)的粒子。特别好的粒径范围是5-50nm。