薄膜的逐层优化方法技术

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。

Layer-by-layer optimization of thin films

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜的逐层优化方法
本专利技术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。
技术介绍
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-FilmOpticalFilters[薄膜滤光片]，第二版，麦克米伦出版公司(MacmilianPublishingCo)(1986)和A.Thelan，DesignofOpticalInterferenceFilters[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。
技术实现思路
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)或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.05 EP 17305013.91.一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：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·桑希尔，
申请(专利权)人：依视路国际公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR