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CN110168133A - 薄膜的逐层优化方法 - Google Patents

薄膜的逐层优化方法 Download PDF

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CN110168133A
CN110168133A CN201880005736.4A CN201880005736A CN110168133A CN 110168133 A CN110168133 A CN 110168133A CN 201880005736 A CN201880005736 A CN 201880005736A CN 110168133 A CN110168133 A CN 110168133A
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CN
China
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coating
depositing
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CN201880005736.4A
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D·桑希尔
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EssilorLuxottica SA
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Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/545—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
    • C23C14/547—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
    • G—PHYSICS
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
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Abstract

本文提供了一种涂覆基材的方法。所述方法包括：提供至少一个测试基材、b)所述多层涂层的至少一个层的编程物理厚度(T)、以及c)设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的所述至少一个层的目标物理厚度和目标光谱性能；将所述至少一个层沉积到所述测试基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；测量所述施涂层的光谱性能；以及将所述编程物理厚度(T)与所述施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。还披露了一种系统、以及一种通过本文所述的方法生产的光学制品。

Description

薄膜的逐层优化方法
技术领域
本发明涉及改进型薄膜以及形成所述薄膜的方法。改进型薄膜包括在多个层中作为原料提供的并且施涂到基材表面上的薄膜。改进型方法包括用于控制薄膜的期望性质的手段，所述期望性质是诸如薄膜的光谱性能。
背景技术
本领域中的通常做法是将用于基材的涂层制备为薄膜。许多基材可以在其表面中的一个或几个表面上有涂层。例如，光学制品(诸如眼科基材)可以在其主要相反表面中的一个或两个表面上有涂层。涂层可以包括单个涂层或多个涂层，所述涂层中的许多、大部分或全部赋予成品基材在表面、光学和/或机械性能上的改进。用于基材的一种此类涂层是减反射(AR)涂层。AR涂层是应用于降低反射性的薄膜。AR涂层当完整时典型地包括多于一个、并且最高达四个或六个或更多个形成所谓的“堆叠体”的单独薄层。堆叠体中的一些层可以具有不同的材料，并且堆叠体中的一些层可以具有不同的折射率。当施涂到许多基材(诸如聚合物基材)上时，所述一个或多个层可以被安排在表面涂层的顶部上，所述表面涂层通常被称为硬涂层、已被施涂到基材上的涂层。
已经开发了许多工艺和方法以在基材上施涂AR涂层(具有一个或多个层)。基材，其可包括眼科制品，可以是成品或半成品基材(例如，经涂覆的、经部分涂覆的、或未经涂覆的)。基材可以是任何类型的。基材可以是透光的或不透光的。对于眼科制品，基材是透明材料，诸如玻璃材料、宝石、或复合材料(例如，聚合物)。涂层然后被施涂在暴露的基材表面上，确保最终薄膜或堆叠体的期望顺序包括在基材上或最靠近基材的层并且然后自其向外。一个或多个层可以被施涂到基材的后表面和前表面二者上。对于眼科制品，诸如镜片，后表面通常是凹表面，并且当施涂到用于配戴者的眼睛的镜片上时，将是最靠近配戴者的眼睛的基材表面。眼科制品(诸如镜片)的前表面通常是凸表面，并且当施涂到用于配戴者的眼睛的镜片上时，将是最远离配戴者的眼睛的基材表面。
用于施涂AR涂层(作为一个或多个层中的一种或多种材料)的常规工艺包括在真空腔室中将单独原料层顺序地施涂到基材上，如本文进一步描述的。操作者可以根据需要顺序地施涂一个或多个层以构建期望的“堆叠体”。所述工艺然后进一步涉及顺序地接近并且蒸发原料的至少一部分。典型的原料可以包括但不限于，例如，SiO2、MgF2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ITO、Ta2O5、以及类似材料，或由供应商制造的这些原料的共混物。可以但不限于使用高能电子束、溅射沉积或焦耳效应蒸发来完成蒸发工艺，以将原料之一加热到足够的温度使得原料的至少一部分被蒸发，并且所蒸发的材料然后沉积在镜片基材的表面上。
本文所述的工艺可以用于其他类型的多层光学膜，即通过不同折射率层的布置来至少部分地提供期望的透射和/或反射性质的膜。已知通过在真空腔室中将一系列无机材料以光学薄层(“微层”)沉积在基材上来制造此类多层光学膜。例如，在H.A.Macleod，Thin-Film Optical Filters[薄膜滤光片]，第二版，麦克米伦出版公司(Macmilian PublishingCo)(1986)和A.Thelan，Design of Optical Interference Filters[干涉滤光片的设计]，麦格劳-希尔公司(McGraw-Hill，Inc.)(1989)中描述了无机多层光学膜。
上述工艺存在几个缺点。它需要显著的操作者技能，并且往往需要基于整个多层涂层的理论光谱性能曲线对沉积到镜片基材上的层进行操作者试验和误差调整。操作者可能必须进行多次尝试以确定需要在原位(即，实时)调整哪个(哪些)沉积层以满足整个多层涂层的光谱性能要求，从而确保多层涂层将按预期执行，这既耗时又浪费。另外，操作者有时需要仔细管理多层涂层的其他参数，例如，施涂到基材上的原料的量、以及沉积速率。由于这些限制，操作者可能需要重复或纠正各层到基材上的施涂，以获得最终多层涂层的期望结果。这个过程既难以控制，并且又可能具有对产品品质以及制造效率和准确度的不利影响。这些问题中的任一项可能增加在已经冗长的过程中的操作者时间，并且还引入了不可靠性、不一致性以及每个层和/或最终涂层的品质损害。
仍然需要改进AR涂覆工艺的效率以及AR涂层本身。
发明内容
本文所述的内容克服了上述问题。
在一个或多个实施例中，提供了一种对包括眼科基材在内的基材进行涂覆的方法。所述方法包括对至少一个基材涂覆多层涂层，所述方法包括：提供a)至少一个测试基材、b)所述多层涂层的至少一个层的编程物理厚度(T)、以及c)设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的所述至少一个层的目标物理厚度和目标光谱性能；将所述至少一个层沉积到所述测试基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；测量所述施涂层的光谱性能；以及将所述编程物理厚度(T)与所述施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
本文还描述了一种对至少一个基材涂覆多层涂层的系统，所述系统包括：真空腔室，所述真空腔室包括编程物理厚度(T)；设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的至少一个层的目标光谱性能；以及至少一个设备，所述至少一个设备用于将所述多层涂层的至少一个层沉积到所述基材上。所述系统可以用于将AR涂层施涂到基材上，如眼科基材、光学制品、镜片材料、和/或镜片制品。
本文还呈现了一种光学制品。所述光学制品通过本文所述的方法生产。本文所述的方法和系统减少了工艺步骤、操作者错误、操作者交互，并且操作者需要的故障排除量和技能最小。本文所述的方法和系统可以用于提供期望的涂层(如AR涂层)，或提供随着将不同的层施涂到合适的基材上而改变光学性质的任何类型的多层薄膜。本文所述的方法和系统还降低了与制造AR产品相关联的复杂性。
附图说明
在考虑到现将结合附图详细描述的说明性实施例时，如本文所述的优点、性质和各种额外的特征将更加充分地显现。在附图中，贯穿这些视图，类似的附图标记表示类似的部件。
图1展示了如本文所述的在至少一个基材上逐层沉积过程的步骤的流程图；
图2展示了用于将至少一个层沉积到至少一个基材上的示例性真空沉积系统；
图3展示了在将AR堆叠体的第一单独层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)；
图4展示了在将两个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)；
图5展示了在将三个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)；
图6展示了在将四个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)；
图7展示了在将五个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)；并且
图8展示了在将六个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)。
图9展示了在将七个原料层沉积到每个基材上之后两个基材的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)。
具体实施方式
除了在本披露中明确地和清楚地定义的范围之外或除非特定背景另外要求不同的含义，否则本文使用的词语或术语具有其在本披露的领域中的普通、平常的含义。
如果在本披露和可以通过引用结合的一个或多个专利或其他文件中的词语或术语的使用上存在任何冲突，则应采用与本说明书一致的定义。
不定冠词“一个(种)(a/an)”意指一个(种)或多于一个(种)的冠词所引入的部件、零件或步骤。
每当披露具有下限和上限的程度或测量的数值范围时，还旨在具体地披露落入所述范围内的任何数字和任何范围。例如，每一值范围(呈“从a至b”、或“从约a至约b”、或“从约a至b”、“从大约a至b”以及任何类似表述的形式，其中“a”和“b”表示程度或测量的数值)应被理解为阐明涵盖于更广泛的值范围内并且包括值“a”和“b”本身的每一个数字和范围。
术语如“第一”、“第二”、“第三”等可以被任意指定并且仅旨在区分以其他方式在性质、结构、功能或作用方面类似或对应的两个或更多个部件、零件或步骤。例如，词语“第一”和“第二”不用于其他目的并且不是以下名称或描述性术语的名称或描述的一部分。仅仅使用术语“第一”不要求存在任何“第二”类似的或对应的部件、零件或步骤。类似地，仅仅使用词语“第二”不要求存在任何“第一”或“第三”类似的或对应的部件、零件或步骤。此外，应理解仅仅使用术语“第一”不要求元件或步骤是任何顺序中的正好第一个，而是仅仅要求它是这些要素或步骤中的至少一个。类似地，仅仅使用术语“第一”和“第二”不一定要求任何顺序。因此，仅仅使用这类术语不排除在“第一”与“第二”要素或步骤之间的中间要素或步骤等等。
如本文使用的，“减反射堆叠体”或“AR堆叠体”是指形成减反射涂层的多层堆叠体，所述减反射涂层沉积在光学制品基材上。如本文使用的，减反射堆叠体的“最内”层是指多层堆叠体的离基材最近的层，相反，减反射堆叠体的“最外”层是指多层堆叠体的离基材最远的层。换言之，堆叠体形成总体施涂层，包括至少一个施涂层和可选地沉积在所述一个施涂层上的一个或多个添加层(n)，其中n是等于或大于1的整数。
如在本申请中所使用的，当光学制品在其表面上包括一个或多个涂层时，短语“将至少一个层或涂层沉积到至少一个基材上”是指将层或涂层沉积到基材的外涂层(即，离基材最远的涂层)的暴露表面上。如本文使用的，被称为位于基材“上”或已经沉积到基材“上”的涂层或层被定义为以下涂层或层：(i)位于基材上方；(ii)不一定与基材相接触，即一个或多个中间涂层可以位于基材与所关注涂层之间；以及(iii)不必完全覆盖基材，但是完全覆盖是可能的。
如本文所述，在基材上的多个层中的外层或顶层是一个或多个暴露层，或最靠近层与空气界面的(多个)层。此外，如本文所述的组件中的外层或顶层是最外层，或(多个)暴露层，或当定位在组件中或容器(如坩埚)中时最靠近层与空气界面的(多个)层。
如本文所述，术语电介质是指可以是电流的不良导体的任何材料；一般地，这样的材料是电绝缘的。所述术语是如在相关领域中应被理解的术语。总体上，如本文所述的电介质材料可以选自金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、聚合物电介质或陶瓷。代表性实例包括但不限于：SiO、SiO2、MgF2、ZrF4、AlF3、CaF3、CeF3、GdF3、LaF3、LiF、Na3Al3F14、Na3AlF6、TiO、TiO2、PrTiO3、LaTiO3、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Ce2O3、La2O3、Gd2O3、Dy2O5、Nd2O5、HfO2、Sc2O3、Pr2O3、Al2O3、Si3N4、NdF3、以及YF3。电介质材料还可以包括基于硅的聚合物电介质、或有机硅酸盐。
“设计文件”是指包括描述待沉积到至少一个基材上以形成施涂层的特定材料类型的薄膜或层、以及待沉积的材料的特定顺序的数据的文件。设计文件可以包括所述至少一个施涂层的目标物理厚度(以nm为单位)和/或光谱性能曲线。在一个方面，可以使用第三方可商购的设计软件程序来创建设计文件，所述设计软件程序诸如TFCalc、EssentialMacleod、OptiLayer、FilmStar等。这些工具允许使用者使用层的物理厚度单元或光学厚度单元来构建AR堆叠体。设计文件中的信息可以用于对薄膜堆叠体的光谱性能以及逐层沉积过程本身进行故障排除。设计文件显示每个层的光谱曲线或性能的累积数据，从堆叠体的第一层开始，然后是第二层、第三层等的效果，直到表示整个堆叠体为止。换言之，设计文件存储形成堆叠体的所述至少一个层和每个添加层(n)的目标光谱性能的累积演变。这相当于总体施涂层的目标光谱性能。
薄膜的“物理厚度”是指薄膜的厚度，并且典型地以纳米(nm)为单位进行测量。
“光学厚度”本文被定义为是指入射辐射功率与穿过材料的透射辐射功率之比的自然对数，并且光谱光学深度或光谱光学厚度是入射光谱辐射功率与穿过材料的透射光谱辐射功率之比的自然对数。光学厚度“O”还被定义为：O＝RI x t(1)，其中O是光学厚度，RI是光学薄膜的一部分的折射率，并且t是所述光学材料部分的实际物理厚度。由于普通光学材料的折射率大于一，因此普通材料部分所具有的光学厚度典型地大于其相应物理厚度。本文所述的每个层的光学厚度可以在280nm与780nm之间的波长下等于λ/4。“薄膜厚度”是指光学薄膜厚度。
“编程物理厚度”是指有待在真空沉积腔室中沉积到至少一个基材上的薄膜的物理厚度的预定编程值(即，单元数)。编程物理厚度是基于材料参数的预定单元数，足以产生层或薄膜的期望物理厚度或光学厚度。编程物理厚度旨在是指在真空沉积腔室中已编程的物理厚度值。
“平均反射系数”，记为Rm，是如在ISO 13666:1998标准中定义的，并且根据ISO8980-4标准测量，即这是在400nm与700nm之间的整个可见光谱内的(非加权的)光谱反射平均值。Rm通常是针对小于17°、典型地为15°的入射角来测量的，但可以针对任何入射角来评估。
“平均光反射系数”(也被定义为“可见光反射系数”或“亮光反射系数”)，记为Rv，是如在ISO 13666:1998标准中定义的，并且根据ISO 8980-4测量，即这是在380nm与780nm之间的整个可见光谱内的加权光谱反射平均值。Rv通常是针对小于17°、典型地为15°的入射角来测量的，但可以针对任何入射角来评估。
本文所述的本发明允许使用者更有效地对薄膜堆叠体中的哪个(哪些)层可能潜在地破坏至少一个基材(如眼科镜片)上的整个多层涂层的整体光谱性能进行故障排除。本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得清楚。然而，应当理解的是，详细描述和特定实例，虽然说明本发明的特定实施例，但却是通过说明方式给出的，因为根据此详细描述，本文所述的范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将变得清楚。
本文描述了一种对至少一个基材涂覆多层涂层的方法。所述方法包括提供：1)至少一个测试基材；2)多层涂层的至少一个层的编程厚度(T)；3)设计文件，所述设计文件包括多层涂层的所述至少一个层的目标物理厚度和目标光谱性能；以及4)至少一种原料，用于沉积到所述至少一个基材的至少一部分上。
参考图1，所述方法进一步包括：110将至少一种原料的所述至少一个层沉积到测试基材的至少一部分上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；120测量施涂层的光谱性能；以及130将编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。更确切地说，所述方法包括将目标光谱性能与施涂层的光谱性能进行比较，因此将所述至少一个施涂层的编程物理厚度与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。所述方法还包括在进行下一层沉积之前，使用所述数据集(ΔT)来计算足以实现所述基材的所述至少一个施涂层的目标物理厚度的经调整的编程物理厚度(T')。所述方法然后可以包括160将层(n)沉积到所述至少一个基材的一部分上，以形成第一施涂层，其中n是等于或大于1的整数。换言之，所述方法可以包括将层(n)沉积到预先涂覆有所述至少一个层的所述至少一个基材的一部分上，以形成总体施涂层，其中n是等于或大于1的整数。然后可以170从本文所述的系统29中移除所述至少一个基材，并且所述方法然后可以进一步包括180测量所述至少一个基材的施涂层的光谱性能、以及190将施涂层的光谱性能与所述至少一个层的施涂层的来自设计文件的目标光谱性能进行比较。然后可以从本文所述的系统中移除所述至少一个基材，并且所述方法然后可以进一步包括180测量所述至少一个基材的总体施涂层的光谱性能、以及190将总体施涂层的光谱性能与所述至少一个层和每个添加层的来自设计文件的目标光谱性能进行比较。然后200分析镜片的所述至少一个施涂层的光谱性能以确定其是否符合目标光谱性能。如果镜片的所述至少一个施涂层的光谱性能不符合目标光谱性能或与其不匹配，则可以200调整最后一个施涂层的编程物理厚度。换言之，200分析镜片的总体施涂层的光谱性能以确定其是否符合目标光谱性能。如果镜片的总体施涂层的光谱性能不符合目标光谱性能或与其不匹配，则可以200调整最后一个施涂层的编程物理厚度。所述方法在进行下一层沉积之前，使用所述数据集(ΔT)来计算最后一个施涂层的足以实现所述基材的最后一个施涂层的目标物理厚度的经调整的编程物理厚度(T')。如果镜片的所述至少一个施涂层的光谱性能确实符合目标光谱性能或与其匹配，并且它是施涂至镜片的最后一层，则沉积过程完成。如果尚未施涂AR堆叠体的最后一层，则可以150将镜片装载到分光光度计机器中，并且可以重复处理步骤160至190。实际上，所述方法包括使用分光光度计测量施涂层或总体施涂层的光谱性能。
本文所述的一种或多种原料可以单独使用，或者可以包括多层堆叠体的至少一个层，所述多层堆叠体具有至少一个外表面或暴露表面。所述的方法和系统包括从作为用于在基材上形成第一施涂层或薄膜的第一层的一个层上、然后是用于在基材上形成第二施涂层或薄膜的第二层的一个层上移除(多种)原料(全部或其一部分)。此过程可以继续直到达到期望的最终涂层厚度或直到以期望的方式递送第一堆叠体。本文所述的原料可以位于分开的袋内的单一真空腔室中、或在分开的溅射组件上、或在其不同的面上保持不同的堆叠体(靶材)的多面物体上。
如果使用堆叠体，则每个堆叠体可以具有至少两个独立层，其中，每个层包括至少一种原料和至少一个外层。所述至少两个独立层中的每一个用于顺序地沉积在至少一个基材上。所述至少两个独立层中的每一个包括至少一种原料。所述至少一种原材料可以是电介质材料，如但不限于SiO2、MgF2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ITO、SnO2、以及Ta2O5、或其混合物。每个沉积层可以具有相同的厚度或不同的厚度。当在基材上沉积时每个薄膜的厚度由在预制单元或组件上形成的层的初始厚度限定。在组件中的每个层的厚度使得，当移除时(例如，蒸发、加热、溅射等)，最终多层涂层符合如在设计文件中限定的预定设计标准。在一个或多个实施例中，原料层的堆叠体用于将所述原料沉积在光学制品(如眼科镜片)上。每个原料层在沉积时在基材上形成薄膜。多个薄膜形成涂层。
在其上沉积本文所述的涂层的基材可以是能够接纳本文所述的材料的任何基材。在一些实施例中，所述基材可以是透明的。在一些实施例中，所述基材可以是光学制品。所述基材可以是镜片，如眼科镜片或镜片坯件。如本文使用的术语“镜片”总体上是指有机或无机玻璃镜片，优选地有机镜片，包括可以最初涂覆有或部分涂覆有一个或多个不同性质的涂层的镜片基材。
光学基材可以是有机玻璃基材，包括例如热塑性或热固性材料。可以适合用于基材的热塑性材料包括(甲基)丙烯酸(共)聚合物，特别是聚(甲基丙烯酸)甲酯(PMMA)、硫代(甲基)丙烯酸(共)聚合物、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚(硫氨酯)、多元醇碳酸烯丙基酯(共)聚合物、乙烯和乙酸乙烯酯的热塑性共聚物、聚酯(比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT))、多环硫化合物、聚环氧化物、聚碳酸酯和聚酯的共聚物、环烯共聚物(比如乙烯和降冰片烯的共聚物或者乙烯和环戊二烯的共聚物)、以及其组合。
如本文使用的，“(共)聚合物”是指共聚物或聚合物。(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。根据本发明的其他示例性基材包括：例如通过聚合以下材料而获得的基材：(甲基)丙烯酸烷基酯、尤其(甲基)丙烯酸C1-C4烷基酯、(比如(甲基)丙烯酸甲酯(比如聚乙氧基化双酚二(甲基)丙烯酸酯))、烯丙基衍生物(比如脂族或芳族)、直链或支链多元醇烯丙基碳酸酯、硫代(甲基)丙烯酸酯、环硫化物和多硫醇和多异氰酸酯的前体混合物(用于获得聚硫氨酯)。
如本文使用的，“聚碳酸酯”(PC)是指均聚碳酸酯和共聚碳酸酯以及嵌段共聚碳酸酯二者。多元醇烯丙基碳酸酯共聚物的适合实例包括以下各项的(共)聚合物：乙二醇双(烯丙基碳酸酯)、二甘醇双-2-甲基碳酸酯、二甘醇双(烯丙基碳酸酯)、乙二醇双(2-氯碳酸烯丙酯)；丙二醇双(2-乙基烯丙基碳酸酯)、1,3-丁烯二醇双(烯丙基碳酸酯)、1,4-丁烯二醇双(2-溴烯丙基碳酸酯)、二丙二醇双(烯丙基碳酸酯)、三亚甲基甘油双(2-乙基烯丙基碳酸酯)、五亚甲基二醇双(烯丙基碳酸酯)、异丙基双酚-A双(烯丙基碳酸酯)。
特别推荐的基材是通过(共)聚合二甘醇的双烯丙基碳酸酯获得的、例如由PPGIndustries(Essilor镜片)公司以商品名销售的基材。特别推荐的基材还包括通过聚合硫代(甲基)丙烯酸单体获得的、如法国专利申请FR 2734827中描述的基材。基材可以通过聚合上述单体的混合物来获得，或者它们可以进一步包括此类聚合物和(共)聚合物的混合物。示例性基材是由交联材料(热固性材料)制成的；尤其烯丙基、(甲基)丙烯酸酯类、硫代(甲基)丙烯酸酯类或聚(硫代)氨基甲酸乙酯基材。
每个薄膜或层可以施涂到基材的一个或多个主面上，包括前侧(凸表面)、后侧(凹表面)、边缘及其任何组合。并且如本文使用的，基材的“后面”(典型地凹面)是指在最终制品中离使用者的眼睛最近的面。基材的“前面”(典型地凸面)是指在最终制品中离使用者的眼睛最远的面。
本发明的AR堆叠体可以包括改进成品光学制品在至少一部分可见光谱上的减反射特性的任何层或层的堆叠体，由此增加光透射并且减少表面反射。多层减反射涂层的电介质层以与它们应存在于成品光学制品上相反的顺序沉积在光学表面上。沉积到基材上以形成多层减反射(AR)涂层的层的总数典型地可以是2层至9层。
将至少一个层沉积到所述至少一个基材上的步骤进一步包括沉积所述至少一个层或涂层，以形成多层减反射涂层，其中，所述至少一个层由交替的高折射率(HI)和低折射率(LI)材料、即具有高折射率(RI)的HI材料或具有低折射率的LI材料组成。在一个实施例中，多层涂层包括具有低折射率的至少两个层和具有高折射率的至少两个层。
减反射涂层的“层”当其折射率高于或等于1.6、优选地高于或等于1.7、甚至更优选地高于或等于1.8并且最优选地高于或等于1.9且低于2.1时被称为具有高折射率的层。减反射涂层的层当其折射率低于1.55、优选地低于或等于1.48、更优选低于或等于1.47时被称为低折射率层。除非另外指定，本申请中提及的折射率是在25℃、在大气压下且在550nm的波长处来表达。
高折射率层可以包含一种或多种金属氧化物，如但不限于ZrO2、TiO2、Al2O3、Ta2O5、Si3N4、Nd2O5、Pr2O3、PrTiO3、La2O3、Nb2O5、Y2O3、Ce2O3、Dy2O5、HfO2、Sc2O3、及其混合物。低折射率层可以包含但不限于SiO2、MgF2、ZrF4、AlF3、Na3Al3F14、Na3AlF6、及其混合物。
AR多层涂层的每个层被限定为具有大于或等于1nm的厚度。AR堆叠体的每个层可以具有相同的厚度或不同的厚度。一般地，除了AR堆叠体的最内层和最外层之外，HI层和LI层可以具有范围分别为从10nm至160nm(HI)和从10nm至120nm(LI)的物理厚度。多层涂层总厚度可以为约500nm至约1.5μm。实际获得的物理厚度值可能与编程物理厚度值不同。则施涂顶涂层。顶涂层可以是疏水的或亲水的。顶涂层可以是基于DSX的防污涂层，其可以在沉积高折射率和低折射率光学材料层之后沉积到所述至少一个基材上。所得的多层涂层或层可以具有例如14nm的编程厚度。
参考图2，本文所述的是用于将至少一个层沉积到至少一个基材上的系统29。涂覆之前的基材表面可以包括未经涂覆、非成品、半成品或成品表面。用于涂覆基材的示例性方法包括但不限于：使用或不使用离子束辅助的蒸发、离子束溅射、溅射沉积(例如，阴极、RF、反应性、离子束溅射、气流或磁控溅射)、等离子体辅助的气相化学沉积、以及旋涂。对系统29进行编程以实现本发明的方法步骤。系统29包括：真空腔室，所述真空腔室包括编程物理厚度(T)；设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的至少一个层的目标光谱性能；以及至少一个设备，所述至少一个设备用于将所述多层涂层的所述至少一个层沉积到所述基材上，其中，所述设备被配置用于将所述至少一个层沉积到所述基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；以及至少一个光学监测设备。
在至少一个基材上形成时，涂层可以是薄膜涂层、减反射(AR)涂层(即，AR涂层)、反射(镜像)涂层、分束涂层、滤光涂层(例如，带通滤光涂层、二向色滤光涂层、中性密度滤光涂层、长通滤光涂层，以及短通滤光涂层)(统称“涂层”)。
基材可以单独涂覆，或者可以多个基材同时涂覆。为了实现在一个或多个基材(如光学镜片)上的沉积薄层的基本上相等的厚度，将基材定位在腔室内，并且可以组合地使用以下各项中的一项或多项、并且经常几项、或所有：围绕中心轴线旋转(多个)基材以及使用定位在能量源与(多个)基材之间的均匀掩模。还可以修改能量源相对于(多个)基材的布置、(多个)基材在用于将(多个)基材保持在位的支撑物中的安装、以及预制堆叠体(或多个堆叠体，具有或没有容器)相对于能量源如何以及在哪里定位，以确保涂层均匀性。
系统29包括真空腔室31，所述真空腔室具有上部区域19和下部区域27、以及真空端口15。本领域技术人员已知的任何合适的真空腔室系统可适合于使用。代表性机器包括MC 380涂覆系统(由瑞士Satisloh公司(Satisloh AG，Switzerland)注册)、Balzers BAK-600蒸发器系统、配备有电子枪ESV14(8kV)的Leybold 1104机器、或Satis1200DLX涂覆系统。
系统29包括：多层涂层的编程物理厚度(T)和至少一个层的目标光谱性能；设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的至少一个层的目标光谱性能；至少一个设备，所述至少一个设备用于将所述多层涂层的至少一个层沉积到所述基材上，其中，所述设备被配置用于将所述至少一个层沉积到所述基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；以及至少一个光学监测设备。本文披露的监测设备可以包括用于自动或手动监测和控制沉积速率、沉积时一个或多个薄膜的厚度、以及每个层的光谱性能的装置。光学监测设备可以控制每个施涂层的厚度。替代性地，代替光学监测装置，系统29可以包括本文所述的石英晶体监测器，所述石英晶体监测器也能够监测施涂层的厚度。系统29还可以包括用于监测多层涂层的至少一个层的光谱性能与多层涂层的所述至少一个层的目标光谱性能的一致性的装置。用于监视这种一致性的装置可以是软件程序。
系统29包括可操作地定位在腔室31内的能量源25。为了将所述至少一个层沉积到基材上，将足够量的连续或非连续能量从沉积到基材的期望表面上的暴露层自动或手动地递送到供应原料源的至少一部分。本文所述的方法在所述至少一个基材上形成多层涂层。所述至少一个基材可以是眼科镜片基材。
可以使用至少一个真空泵(未示出)在腔室31中产生真空，所述真空泵与腔室31可操作地联接。能量源25可以是发射体，如电子束源(例如，电子束枪，并且可以用于热电子发射，或具有阴极电弧，作为实例，具有或没有离子束辅助)。在一个或多个实施例中，能量源25是磁控溅射源。AR堆叠体可以设置在容器13与基材17之间。在一些实施例中，遮板23可以被安排为选择性地覆盖源25的至少一部分和/或AR堆叠体。遮板23可以是可移动的，在闭合位置或打开位置可操作的。
在一些实施例中，源25被定位在腔室31的下部区域27中。源25可以进一步包括被配置和/或被安排用于提供电子供应的(多个)部件，以用于蒸发AR堆叠体中所包含的两个或更多个层中的每一个中所包含的一种或多种原料。
对于包括电子束源的应用，电子束源的功率水平将取决于原料蒸发温度。电子束源的电源可以范围为从约4kV至约6kV，或从5kV至约8kV，这适用于大多数电介质材料，或者可以提供最高达10kV或更高的功率，这可能是在非常高的沉积速率、或使用诸如导热性材料(如，在大的腔室内)等额外材料的情况下必要的或有用的。射束扫描组件和控制器(未示出)也可以被包括，它们可以辅助这些层的一致分布。作为源25的电子束在许多实施例中是有用的，因为本文所述的许多原料(例如，电介质)，包括常用于可见和近红外涂层的原料，不能通过纯热手段沉积并且需要足够的能量(例如功率)以用于从两个或更多个层中移除(多种)原料。在一个或多个实施例中，如对于光学应用，所递送的能量的量可以是在约150W与1000W之间的量或范围内。它还可以是在约200W与850W之间、或在约250W与800W之间、或在约270W与780W之间。从能量源发射的能量(例如，热发射能量)可以由聚焦单元引导。在一个实施例中，从在顶部的暴露的区域开始，能量顺序地作用于每个层的至少一部分，通过熔化、蒸发或升华形成所述一个层的(多种)原料的至少一部分，然后继续下一层。
真空腔室装置29还可以包括用于接纳一个或任意数量的基材的至少一个支撑物33。(多个)支撑物33被容纳在旋转圆顶35中。所述一个或多个基材可以相对于腔室的中心点或相对于旋转圆顶35的中心轴线旋转，以便获得涂层均匀性。
蒸发速率可能受原料本身影响。蒸发速率、沉积速率、和薄膜厚度或总涂层厚度可以通过监测系统控制，所述监测系统诸如石英晶体监测(QCM)系统、或替代性地光学监测系统(未示出)。
光学监测系统包括单独的监测芯片，其允许在芯片与基材之间的差异的可能性。某一光学监测软件包括提供选择反射或透射模式，以及允许选择大范围的监测波长。光学监测系统可以在目标波长范围内产生光谱数据，例如，在可见光范围、UV范围或其他范围内。光学监测系统可以部分地包含在真空腔室中并且部分地在外部。例如，在腔室中的可以是晶体、传感器头部(具有电连接、水线、热电偶和/或加热元件)和馈入装置(例如，在腔室内部的一个或多个内部部件与腔室外部的那些之间的连接)。腔室的外部物品可以是部件，如来自馈入装置的电缆和配件、振荡器(用于晶体振动)及其附件/测量部件、显示器、以及控制器。
QCM系统可以具有高准确度(±2％)，通常以埃为单位可测量。这些系统可以通过调节反馈回路的输入和输出参数来经由比例积分微分(PID)回路帮助保持沉积速率和层的厚度。真空腔室系统29可以与控制器(未示出)联接，所述控制器基于经由QCM或光学薄膜厚度监测器供给它的膜沉积速率信息使用反馈电路来调节源的功率。薄膜的期望的上升和均热处理参数以及沉积速率或最终物理厚度可以在膜沉积之前进入过程控制器中。过程控制器可以负责开始沉积过程，维持关于源在沉积自身过程中的所有必要的参数，并且一旦达到在基材上的期望的薄膜物理厚度或总涂层厚度时停止沉积。虽然QCM和光学监测系统可能不允许使用者在已经发生蒸发之后进行修正，并且不允许现场修正，或者停止蒸发过程，但在一个或多个实施例中，本文所述的改进的方法和系统允许实时修正。
系统29可以可选地包括分光光度计，以用于测量光学制品的光谱性能。更具体地，光谱性能可以使用定制的或可商购的分光光度计测量，如但不限于具有URA配件(通用反射配件)的Perkin-Elmer Lambda 850。
例如，本文所述的系统可以与本领域已知的硬件和相关软件、以及基于的图形用户界面一起使用。单一仪器可以与控制软件接合以基本上控制大致整个腔室蒸发系统。所述软件可以经编程以具有宽带监测功能，包括监测、和/或允许实时评估蒸发速率和沉积速率或形成薄膜。
在将堆叠体的所述至少一个层沉积到所述至少一个基材上的步骤之后，涂覆所述至少一个基材的方法进一步包括140使用上述数据集(ΔT)来计算足以实现所述至少一个施涂层的目标物理厚度的编程物理厚度(T')。所述方法进一步包括150将至少一个基材(镜片)装载到用于SMR(分光光度计测量反射率)的分光光度计机器中。所述方法进一步包括使用分光光度计测量施涂层的光谱性能。120/180测量光谱性能的方法包括测量施涂层的反射光谱。所述方法进一步包括将施涂层的光谱性能与所述至少一个层的目标光谱性能进行比较，并且调整施涂层的编程厚度，使得其基本上等于所述至少一个层的目标光谱性能(即等于目标物理厚度)。
实例1
参考图3，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表1中是与图3的光谱性能相对应的数据。
表1
表1描述了在将第一原料层“n”沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)，其中基材是镜片。原料是高折射率材料。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。在本实例中，将第一单独高折射率材料层沉积到镜片的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。更具体地，将高折射率层HI-1沉积到位于真空沉积腔室内的两个镜片中的每一个上。一个镜片被定位在真空腔室的内部(IN)位置，并且另一个镜片被定位在其外部(EX)位置。镜片基材的这种定位允许将高折射率层HI-1以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成高折射率原料的施涂层HI-1。HI-1可以是任何高折射率材料，如上述那些。
将高折射率层HI-1沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得所述至少一个施涂层的平均色调角(h)为280±3。在使用分光光度计测量出包括高折射率层HI-1的所述至少一个施涂层的光谱性能之后，将所述至少一个施涂层的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。在15度入射角下，平均色度为0.8±3％。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为3.56％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的平均光反射系数Rv为3.52％±3％。如星号所指示的，高折射率层HI-1的色调角(h)、色度C*、Rm(400nm-700nm)、以及Rv不符合与编程物理厚度值T、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。
在本文所述的每个实例中，所述方法可以进一步包括调整施涂层的编程物理厚度(T)并且进一步将至少一个层n沉积到所述至少一个基材上，其中n是等于或大于1的整数。如果施涂层的光谱性能或其他特性不符合目标光谱性能，则可以调整编程物理厚度。可以针对AR堆叠体的沉积到所述至少一个基材上的每个原料层“n”重复此沉积过程。
实例2
参考图4，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表2中是与图4的光谱性能相对应的数据。
表2
表2描述了在将高折射率层HI-1、然后是低折射率原料层LI-1沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)，其中基材是镜片。HI-1层和LI-1层可以选自本文所述的任何高折射率或低折射率层材料。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将高折射率层HI-1、然后是第二低折射率层LI-1沉积到每个镜片基材的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。每个镜片基材的这种定位允许将高折射率层HI-1和第二低折射率层LI-1以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成高折射率层HI-1和低折射率层LI-1的施涂层。
将层HI-1和LI-1沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层HI-1+LI-1的累积平均色调角(h)为265±3。在使用分光光度计测量出层HI-1+LI-1的光谱性能之后，将施涂层HI-1+LI-1的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。
如星号所指示的，施涂层HI-1+LI-1的色调角(h)、Rm(400nm-700nm)、以及Rv(380nm-780nm)不符合与编程物理厚度值T、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。在本实例中，在15°的入射角下，平均色度为6.7±3。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为9.29％±3％。
随着将每个高折射率(HI-1)原料层和低折射率(LI-1)原料层沉积到所述至少一个基材上，每个累积层可以与设计文件中每个层的光谱性能数据进行比较，以查看光谱性能是否与设计文件匹配。如果在沉积不同的层的过程中的任何时间每个层的实际光谱性能与理论光谱性能不同，则实时知晓调整哪个层之后进行下一层的沉积。这允许使用者通过从第一层开始以累积方式沉积和评估每个层并将其与设计文件中累积演变中的每个层的光谱性能数据进行比较来对薄膜堆叠体进行故障排除。
实例3
参考图5，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表3中是与图5的光谱性能相对应的数据。
表3
表3描述了在沉积了三个原料层之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)。所述层包括在至少一个基材上的第一高折射率(HI-1)材料层+第二低折射率(LI-1)材料层+第三高折射率(HI-2)材料层，其中基材是镜片。层HI-1和HI-2中的每一个可以选自本文所述的任何高折射率材料。LI-1层可以选自本文所述的任何低折射率材料。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将这三个层中的每一个沉积到镜片的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，至少两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。每个镜片基材的这种定位允许将层HI-1、LI-1和HI-2以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成HI-1、LI-1和HI-2的施涂层。
将层HI-1、LI-1和HI-2沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层HI-1、LI-1和HI-2的累积平均色调角(h)为259±3。在使用分光光度计测量出包括HI-1、LI-1和HI-2的施涂层的光谱性能之后，将施涂层HI-1、LI-1和HI-2的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。在本实例中，在15度的入射角下，平均色度为6.8±3。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为9.46％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的平均光反射系数Rv为9.13％±3％。如星号所指示的，施涂层HI-1、LI-1和HI-2的色调角(h)、Rm(400nm-700nm)、以及Rv(380nm-780nm)不符合与编程物理厚度值T、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。
实例4
参考图6，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表4中是与图6的光谱性能相对应的数据。
表4
表4描述了在将至少一个高折射率层HI-1+低折射率层LI-1+高折射率层HI-2+另一个原料层LI-2沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)，其中基材是镜片。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2沉积到镜片的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。每个镜片基材的这种定位允许将第一层HI-1、然后是第二至第四层LI-1、HI-2和LI-2以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成施涂层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2。
将层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2的累积平均色调角(h)为326±3。在使用分光光度计测量出施涂层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2的光谱性能之后，将所述至少一个施涂层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。在本实例中，在15度的入射角下，平均色度为8.6±3％。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为10.03％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的平均光反射系数Rv为8.67％±3％。如星号所指示的，施涂层HI-1、LI-1、HI-2和LI-2中的每一个的色调角(h)、Rm(400nm-700nm)、以及Rv(380nm-780nm)不符合与编程物理厚度值T、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。
本文所述的方法可以进一步包括调整施涂层的编程物理厚度(T)并且进一步沉积至少一个层n，其中n是等于或大于1的整数。可以针对沉积到至少一个基材上的每个材料层“n”重复此沉积过程。
实例5
参考图7，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表5中是与图7的光谱性能相对应的数据。
表5
表5描述了在将高折射率(HI-1)层+低折射率(LI-1)层+高折射率(HI-2)层+低折射率(LI-2)层+抗静电层(如ITO(铟锡氧化物))沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)，其中基材是镜片。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将层HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO沉积到镜片基材的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。每个镜片基材的这种定位允许将层HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO的施涂层。
将层HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层的累积平均色调角(h)为308±3。在使用分光光度计测量层出HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO的光谱性能之后，将施涂层HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。在本实例中，在15度的入射角下，平均色度为8.6±3。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为10.03％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的平均光反射系数Rv为8.19％±3％。如星号所指示的，施涂层HI-1、LI-1、HI-2、LI-2和ITO的色调角(h)、Rm(400nm-700nm)、以及Rv(380nm-780nm)不符合与编程物理厚度值(T)、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。随着将每个高折射率原料层或低折射率原料层沉积到至少一个基材上，每个累积层可以与设计文件中每个层的光谱性能数据进行比较，以查看光谱性能是否与设计文件匹配，如上所述。
如上所述，对于每个实例，所述方法可以进一步包括调整施涂层的编程物理厚度(T)并且进一步沉积至少一个层n，其中n是等于或大于1的整数。可以针对沉积到至少一个基材上的每个材料层“n”重复此沉积过程。
实例6
参考图8，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表6中是与图8的光谱性能相对应的数据。
表6
表6描述了在将第一原料层“n”沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)其中基材是镜片。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将高折射率(HI-1)层、然后是第二低折射率(LI-1)层、然后是第三高折射率(HI-2)层、第四低折射率(LI-2)层、抗静电层ITO、以及高折射率(HI-3)层总共6层沉积到镜片的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。每个镜片基材的这种定位允许将HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层的施涂层。
将HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层的累计平均色调角(h)为141±3。在使用分光光度计测量出层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层的光谱性能之后，将施涂层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
在本文所述的每个实例中，将针对每个层测量到的光谱性能和数值与设计文件的光谱性能和数值进行比较，以确定与设计文件的一致性或不一致性。在本实例中，在15°的入射角下，平均色度为12.6±3。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为0.92％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的平均光反射系数Rv为1.09％±3％。如星号所指示的，施涂层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3层的Rv(380nm-780nm)不符合与编程物理厚度值(T)、或与设计文件相关联的任何参数(例如光谱性能)相关联的值。如上所述，随着将AR堆叠体的每个层沉积到所述至少一个基材上，每个累积层可以与设计文件中每个层的光谱性能数据进行比较，以查看光谱性能是否与设计文件匹配。
所述方法可以进一步包括调整施涂层的编程物理厚度(T)并且进一步沉积至少一个层n，其中n是等于或大于1的整数。可以针对沉积到至少一个基材上的每个材料层“n”重复此沉积过程。
实例7
参考图9，展示了使用上述方法和系统，在将单一原料层沉积到至少一个基材上之后的光谱性能(即，针对不同波长的％反射率的图)的曲线图。以下表7中是与图9的光谱性能相对应的数据。
表7
表7描述了在将如下原料沉积到至少一个基材上之后的色调、色度、Rm％(400nm-700nm)、以及Rv％(380nm-780nm)：第一高折射率(HI-1)层+低折射率(LI-1)层+高折射率(HI-2)层+低折射率(LI-2)层+ITO+高折射率(HI-3)+DSX(防污涂层)总共七(7)层，其中基材是镜片。更具体地，镜片基材是ORMA镜片。将HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX层沉积到每个镜片基材的标识面或凹(Cc)表面的至少一部分上。在本实例中，至少两个镜片被定位在真空沉积腔室内，一个镜片被定位在内部(IN)位置，而另一个镜片被定位在外部(EX)位置。镜片基材的这种定位允许将HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX层以基本上均匀的分布沉积在每个镜片的凹表面上，以形成HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX的施涂层。
将层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX沉积到每个镜片的凹表面的至少一部分上，使得施涂层的累积平均色调角(h)为144±3。在使用分光光度计测量出施涂层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX的光谱性能之后，将施涂层HI-1+LI-1+HI-2+LI-2+ITO+HI-3+DSX的编程物理厚度(T)与施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
在本实例中，所有测试的值，即，色调角(h)、色度C*、Rm(400nm-700nm)、以及Rv(380nm-780nm)符合与设计文件的编程物理厚度值(T)相关联的值。具体地，平均色调角(h)为144±3。在15°的入射角下，平均色度为11.0±3％。镜片后面或凹面上的400nm与700nm之间的平均反射系数Rm为0.78％±3％。镜片的后面或凹面上的可见光区域Rv中的380nm与780nm之间的平均光反射系数Rv为0.93％±3％。
因为所有上述值都符合编程值，所以不需要进一步调整任何层或任何其他层的编程物理厚度(T)。所述方法可以进一步包括调整施涂层的编程物理厚度(T)并且进一步沉积至少一个层n，其中n是等于或大于1的整数。可以针对沉积到至少一个基材上的每个材料层“n”重复此沉积过程。
本文所述的涂覆基材的方法和系统提供了若干益处。本文所述的方法和系统允许使用者或制造商更多地控制沉积层的组成以及在每个层沉积到基材上之后测量每个层的光谱性能的能力。这种在真空沉积过程中实时地对每个层的光谱性能进行故障排除的能力消除了操作者例如在得到不正确的堆叠体之后重复所述过程的需要。本文披露的所述方法和系统提供了均匀性和可重复性，从而确保每个薄膜以及最终形成的涂层及其品质的增加的一致性和优化。这还允许使用者更好地验证沉积到所述至少一个基材上的每个沉积层的准确度。
以上披露的具体实例仅是说明性的，因为本发明可以按受益于本文传授内容的本领域技术人员显而易知的不同但是等效的方式来修改和实施。因此明显的是以上披露的具体说明性实例可以改变或修改并且所有这些变化形式被认为在本发明的范围内。根据所披露的要素或步骤的各种要素或步骤能够以要素或步骤顺序的不同组合或子组合来有利地组合或一起实施以便增加可以从本发明获得的效率和益处。
应理解的是，除非另外明确说明，否则以上实施例中的一个或多个实施例可以与其他实施例中的一个或多个实施例组合。本文适当地说明性地披露的本发明可以在缺少未具体披露或要求的任何要素或步骤的情况下实施。此外，并不意图限制本文所示的构造、组成、设计或步骤的细节，除以下权利要求中描述的以外。

Claims (15)

1.一种对至少一个基材涂覆多层涂层的方法，所述方法包括：
提供a)至少一个测试基材、b)所述多层涂层的至少一个层的编程物理厚度(T)、以及c)设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的所述至少一个层的目标物理厚度和目标光谱性能；
将所述至少一个层沉积到所述测试基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层；
测量所述施涂层的光谱性能；以及
将所述编程物理厚度(T)与所述施涂层的光学厚度进行比较，从而生成数据集(ΔT)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积方法进一步包括沉积由高折射率材料或低折射率材料组成的所述至少一个层。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括使用所述数据集(ΔT)来计算足以实现所述至少一个施涂层的目标物理厚度的编程物理厚度(T')。
4.如权利要求1所述的方法，其中，沉积所述至少一个层的所述步骤进一步包括将层(n)沉积到所述至少一个基材上，以形成施涂层，其中n是等于或大于1的整数。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述方法进一步包括测量所述施涂层的光谱性能。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述方法进一步包括将所述施涂层的光谱性能与所述至少一个层的目标光谱性能进行比较。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述方法进一步包括调整所述施涂层的编程物理厚度。
8.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述沉积步骤进一步包括沉积选自下组的至少一种原料，所述组由以下各项组成：SiO、SiO2、SnO2、MgF2、ZrF4、AlF3、CaF3、CeF3、GdF3、LaF3、LiF、Na3Al3F14、Na3AlF6、TiO、TiO2、PrTiO3、LaTiO3、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、Ce2O3、La2O3、Gd2O3、Dy2O5、Nd2O5、HfO2、Sc2O3、Pr2O3、Al2O3、Si3N4、NdF3、ITO、Ta2O5、Nb2O5、YF3、及其混合物。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括使用分光光度计测量所述施涂层的光谱性能。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述方法在至少一个眼科镜片基材上形成所述多层涂层。
11.一种用于对至少一个基材涂覆多层涂层的系统，所述系统包括：
真空腔室，所述真空腔室包括编程物理厚度(T)；
设计文件，所述设计文件包括所述多层涂层的至少一个层的目标光谱性能；以及
至少一个设备，所述至少一个设备用于将所述多层涂层的至少一个层沉积到所述基材上，其中，所述设备被配置用于将所述至少一个层沉积到所述基材上，以形成具有某一光学厚度的施涂层。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述系统进一步包括用于监测所述多层涂层的至少一个层的光谱性能与所述多层涂层的所述至少一个层的目标光谱性能的一致性的装置。
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述系统进一步包括分光光度计。
14.一种通过权利要求1至10所述的方法生产的光学制品。
15.如权利要求14所述的光学制品，其中，所述至少一个基材是眼科镜片。
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