专利名称：使用光吸收性物质形成选择性颜色的眼镜片及控制方法
技术领域：
本发明涉及使用光吸收性物质，形成选择性颜色的低反射多层薄膜眼镜片及控制低反射和透射颜色的方法。
玻璃片如图1所示，平均反射率一般为4％左右。按照顺序反复粘贴22次低折射率物质SiO2和高折射率物质ZrO2，使其在460-580nm的波长范围能够100％反射。这种粘贴方式叫做高反射涂层。与此相反最大限度减少反射率，根据以减少的反射率增加透射率为目的。这种粘贴方式叫做低反射涂层。
低反射涂层的结果，如图2所示。低反射涂层也是交叉粘贴SiO2和ZrO2两种物质，根据使用目的调整电介质的粘贴厚度以及适当地调整顺序。其结果是在反射率4％以上的玻璃上粘贴电介质时，可以把反射率降低2％以下，因此平均反射降低，达到透射良好的效果。一般的眼镜片以上述低反射多层粘贴的方法降低反射率，比粘贴前的镜片更加确保透射率。
但是为了使眼镜片最大限度的提高光透射度，设计成低反射，会导致选色很局限，不能满足追求个性的现代人的需求。还有提高透射度时，虽然鲜明度很好，但是在外部环境中使用不自由，保护眼睛的技能尚且不足。
图3是表示利用上色方式形成颜色的过程图。通过眼镜的光透射度会降低，透射的不是自然光，而是添加到眼镜的色素。上述根据上色形成颜色的方法为，把染料直接渗透在眼镜片表面的方法。这个方法是通过滴染(Dipping)的手工工作，现已很普及。
这种产品具有反射性或透射颜色不均匀，工作效率大大下降的缺点。尤其是上色染料的特点上，投入在镜片的吸收剂，由于长期间在有光的外部环境下，产生物性变化，吸收波长的变化，因此导致变色及透射反射的变化，降低涂层膜界面之间的粘贴力，阻碍各涂层薄膜之间的耐久性。
本发明申请人虽然在能够解决利用现有的吸收剂形成颜色的方法上，改善了基本不包括吸收剂，只利用电介质波长特性的“形成选择性颜色的多层薄膜眼镜片及控制颜色的方法”的韩国专利2001-0073886。但是上述发明只利用电介质波长特点，形成选择性颜色，因此具有眼镜使用者侧面的无反射控制不太容易的缺点。
另外，形成金属膜，在其上使用低折射率电介质为保护层的金属膜粘贴方式，透射颜色的特性虽然优秀，但是使用者使用面(镜片的前面，后面)的反射增高，造成使用者侧面反射及虚像，因此具有对于视野有很多障碍的缺点。
于是本发明者开发了本发明的方法。为了同时提高使用者侧面的颜色形成及无反射控制，在眼镜片凹面使用适当的光吸收性物质。只是使用光吸收性物质时，为了弥补镜片前面及后面的反射度增高的缺点，把电介质辅助粘贴，控制降低前、后面的反射。
本发明为了得到可视光线范围的任何颜色，在具有硬膜涂层的眼镜片凸面上，形成以5层电介质薄膜层构成的低反射强度。尤其是在凹面上粘贴由3层构成的电介质薄膜层-光吸收性物质薄膜层-电介质薄膜层。因此给使用者增加侧面范围的低反射及吸收物质的吸收效果。调整电介质的种类及排列顺序、薄膜层的厚度，同时控制所要的反射颜色和透射颜色及控制低反射的方法。
图2为普通玻璃和传统的具有低反射涂层的玻璃的反射率比较图。
图3为通过传统上色方法形成颜色的彩色镜片。
图4为使用传统金属粘贴时的透射反射特性。
图5为使用传统金属粘贴时的透射率和反射率特性。
图6为根据本发明的透射反射特性。
图7为根据本发明粘贴后，镜片的前面、后面的反射率特性。
图8及图9为根据本发明的眼镜片多层薄膜结构。其中1.塑胶镜片2a，2b硬薄膜3a，3b，4a，5a，5b，6a，7a电介质薄膜层 8透明导电性薄膜层9光吸收性物质上述选择性颜色的多层薄膜眼镜片的特征在于在具有硬膜涂层2a，2b的塑胶眼镜片1上。
通过高真空的离子束辅助粘贴方法，在凸面交叉粘贴了低折射率电介质薄膜层3a，5a，7a和高折射率电介质薄膜层4a，6a，形成可视光线范围的低反射率波长。在凹面交叉粘贴了低折射率电介质薄膜层3b，5b和光吸收性物质9，取得想要得到的透射颜色。同时，在最大限度上降低了凹面的反射率。
本发明由以下构造形成反射颜色。在上述眼镜片的凸面上，为了能够可视光线范围的波长中，被选的任意波长上，起高反射作用，由在硬膜上具有光反射功能的电介质薄膜层和增大反射强度的电介质薄膜层和形成所需颜色的电介质薄膜层构成。
控制透射颜色以及低反射的方法，其包含如下的步骤在凹面上粘贴透射凸面的波长中，吸收任何范围波长的光吸收性物质，形成透射颜色。同时，为了最大限度降低反射率的增加，把光吸收性物质夹在中间，交叉粘贴低折射率电介质薄膜，在最大限度上降低眼镜片的前、后面反射率。
根据本发明的多层薄膜眼镜片的反射颜色和透射颜色表示的作用原理，参考
如下。
作为基板的玻璃或塑胶，在400-700nm的可视光线范围内的反射率几乎一样，不能够观测出特定颜色。与此不同的是，多层粘贴电介质薄膜时，每波长带的反射波长都不同，各波长带的颜色，依据其波长的反射系数，以反射强度刺激到眼睛而观测出颜色。例如，图2中的低反射多层薄膜时，520nm的相对反射比别的波长高，所以观测者看到的是绿色。
仅仅使用光吸收性物质(例如，金属)的情况，如图4能够看出镜片的前、后面反射率大大增加。这种物质大部分被利用于高反射镜或半波镜(half-mirror)等。这样的粘贴透射率和反射率的特性，在图5中示出。
但是，本发明中如图6所示，眼睛片凹面根据光吸收物质的高真空粘贴技术形成薄膜，取得特定波长对应的光吸收效果。同时，交叉粘贴低折射率电介质的低反射层，使其相互作用，在最大限度上控制镜片前、后面的反射，降低使用者的视野负担。图7是表示根据本发明原理粘贴后，控制在镜片的前面、后面的反射率特性。镜片上粘贴吸收600nm程度范围的物质时，虽然入射光是可视光线全范围的波长，但在透射侧面看时，就维持600nm范围的光度。如果把这种透射率适当调整的话，能够同时取得透射色和低反射效果。
如像本发明在电介质薄膜之间粘贴光吸收性物质的话，能够最大限度降低现有的仅仅使用电介质多层粘贴而产生的薄膜之间粘贴力等问题。加倍增加耐久性，形成高真空薄膜，最大限度降低随着时间的物性变化，能够改善现有的上色镜片及只使用电介质的镜片的缺点。
下面表1是复合使用光吸收性物质和电介质，控制颜色及低反射的方法。与传统的技术间的对比。表1根据颜色形成方法的特性比较
下面详细说明，根据本发明的使用光吸收性物质形成选择性颜色的低反射多层薄膜眼镜片的制造方法。硬膜涂层本发明中使用的基板为塑胶镜片1，是具有1.5～1.7的折射率的中折射或是高折射镜片。
为了增强硬膜，使用上述镜片，以滴涂覆(Dip coating)方式在镜片的凸面和凹面上进行硬膜涂层。涂层物质为具有1.55～1.62范围折射率的二氧化硅系列的硬膜，根据使用的基板种类，以2～3μm厚度涂于镜片上。电介质薄膜多层粘贴把上述基板放入真空室内后，使用真空泵真空减压到3.0×10-5Torr之后，并利用氩气体，以由镜片蚀刻方式实施原子单位洗涤，从而得到最佳薄膜紧贴效果。之后，通过使用许可高压的灯丝热电子的电子束方式，冲突电介质，将分子单位的均匀电介质薄膜粘贴在基板上。
图8及图9为在基板的前面和后面上形成电介质的表示图，+为凸面(前面)部分，-为凹面(后面)部分。把电介质SiO2薄膜层3a，在考虑了光反射的情况下，粘贴倒影薄膜2a上后，电介质ZrO2薄膜层4a和电介质SiO2的薄膜层5a，为了加大被选的波长反射强度，在粘有电介质SiO2薄膜层3的表面上与调整了能量、把氧气电离化的粒子束粘贴。使其构造周密、坚固，同时提高薄膜均匀性和耐久性。
根据本发明的眼镜片凸面中，为了增强镜片的抗静电效果及导电性，把透明导电性物质8In2O3粘贴70左右，使其眼镜片应用于电脑。
对于反射颜色的形成，电介质ZrO2薄膜层6a及SiO2薄膜层7a，在能够取得所要的颜色的情况下，形成薄膜后，粘贴在静电防止层In2O3的薄膜层8表面。
支持透射颜色形成的镜片凹面上为了能够切断短波长范围的透射，在硬膜涂层2b表面上粘贴电介质SiO2薄膜层3b后，在其上面为了能够形成适当的透射颜色，反复粘贴了光吸收性物质9。为了得到低反射效果再在其上面粘贴SiO2薄膜层5b。同时，确保使用者的鲜明视野及适当的视野色彩，因此策划出了视力保护的低反射构造设计。
本发明中通过上述过程，在基板上面粘贴薄膜，这些薄膜形成反射及透射板，能够控制反射及透射板的主要要素为电介质的选择、电介质薄膜厚度、电介质排列顺序、真空粘贴室内部的温度、电介质粘贴方式、真空室内的真空度、光吸收性物质的厚度、氧气分压、光吸收性物质和电介质排列等。
在这些要素当中控制本发明中颜色和低反射的重要要素为电介质的选择、电介质薄膜厚度及电介质排列的顺序、包括吸收的物质选择、光吸收性物质厚度及排列等。
作为本发明中的一个实施例，选择的电介质使用了SiO2及ZrO2，但也可以使用折射率相似的电介质。可使用的电介质为代替折射率1.46的SiO2，也可使用折射率相似的MgF2(n折射率n＝1.35)，LiF(n＝1.36)，NaF(n＝1.34)，CeF3(n＝1.59)，CeF2(n＝1.23)，Al2O3(n＝1.56)。代替折射率2.06的ZrO2，也可使用折射率相似的TiO2(n＝2.2)，ITO(n＝2.2)，Y2O3(n＝1.82)，ZnS(n＝2.35)，La2O3(n＝1.95)。
尤其是粘贴于镜片凹面而形成的光吸收性物质，可以使用纯粹的金属(镍(Ni)，络(Cr)，银(Ag)，铁(Fe)等)也可以使用金属和电介质混合物(例如，铬和低折射率电介质的混合物)。
电介质的排列顺序根据被选择电介质的折射率而决定粘贴顺序，电介质薄膜厚度是根据薄膜的设计，以适当的厚度形成电介质薄膜。
这样的电介质排列顺序及厚度可以用各波长范围的光学性导纳来计算，也可以根据制造薄膜的目的而制作。通常，以基准波长的1/4长度为准，对此长度进行微量改变而设计。
电介质排列顺序和厚度随着选择的波长而变更，也可以随着真空室的真空度、真空室的温度或薄膜粘贴状态变更。
通过上述过程选择的电介质、排列顺序及厚度，对于入射光强度来说，在各层反射强度、透射强度及光的状态产生变化，最终根据各层的作用决定反射强度及透射强度，考虑光吸收性物质、吸收系数及折射率等，因与电介质交叉粘贴，可以适当调整吸收的大小和反射强度及透射强度等。
下面通过实施例及比较例更加详细地说明本发明，但本发明的范围并不限定于下面实施例。
尤其是，镜片后面，为了增强透射颜色及低反射特性，把具有光学性质的铬(Cr)和SiO2按1∶4混合。把这种混合物构成的光吸收性物质放在中间，上下粘贴低折射率物质SiO2，如图4。其顺序和厚度如表3。表2镜片凸面(+)的薄膜构成
表3镜片凹面(-)的薄膜构成
表4光吸收性物质(铬(Cr)和SiO2的1∶4混合物(w/w)的光学性特点。
以上述方法粘贴电介质多层薄膜后，测定的反射波谱变化如图7所示。起低反射的镜片后面的透射颜色，因低反射范围的影响，使用者感觉到的是褐色Brown，镜片前面及后面的反射率能够平均降低为2.0％，3.5％。比较例1上色眼镜片和根据本发明的多层薄膜眼镜片的透射率比较。
上述实施例1中制造的褐色多层薄膜眼镜片和传统的上色眼镜片的透射率及只粘贴普通金属时的透射率的比较结果是根据本发明的眼镜片，呈现出80％左右的透射率，上色镜片及只粘贴金属的镜片，呈现出60～65％的透射率。本发明中的多层薄膜眼镜片表示了更加良好的透射率。
根据本发明的眼镜片不管是在室内还是在室外都可以方便地使用，使用电脑或在阳光强烈的野外使用时，能够减少疲惫感。发明效果通过上述实施例及比较例的结果得知，上色镜片在可视光线范围的透射显著下降，很难控制波长选择。与此相反的是本发明的多层薄膜眼镜片，适当地排列粘贴光吸收性物质和电介质，因此能够调和彩色镜片的透射率，保护使用者的视野，在最大限度上降低反射率，确保鲜明的视野。
在本发明中比现有的上色镜片有以下优点。根据本发明的独立的薄膜层构成吸收层，体现出透射颜色，因此能够弥补因吸收导致的透射率损失。在自然光中根据颜色的变化及透射度，随着时间的经过几乎不产生反射率。
本发明中利用上述特性，自由调整可视光线范围的透射板，可以多方面使用，如夜间司机、休闲及电脑操作者等用。适当地设定紫外线等短波长范围的反射和透射率，比仅仅使用上色染料的太阳镜或上色镜片，使用金属的金属镜片，具有良好的低反射特点和能够确保高透射特点。
权利要求
1.一种形成选择性颜色的低反射多层薄膜眼镜片，其特征在于包含在具有硬膜涂层的塑胶眼镜片上，通过高真空的离子束辅助粘贴方法，在凸面交叉粘贴了低折射率电介质薄膜层和高折射率电介质薄膜层，形成可视光线范围的低反射率波长特性，在凹面交叉粘贴低折射率电介质薄膜层和光吸收性物质，取得想要得到的透射颜色，同时，在最大限度上降低凹面的反射率，形成选择性颜色。
2.根据权利要求1所述的多层薄膜眼镜片，其特征在于还包含在低折射率电介质薄膜层上形成透明导电性薄膜层，增强防静电功能。
3.一种控制多层薄膜眼镜片的选择性颜色的方法，其特征在于眼镜片的凸面上粘贴具有导电性的物质，使其具有低反射效果；眼镜片的凹面上，粘贴透射凸面的波长中吸收任何范围波长的光吸收性物质，形成透射颜色，同时，为了最大限度降低反射率的增加，把光吸收性物质夹在中间，以交叉粘贴低折射率电介质薄膜的方式，最大限度降低眼镜片的前、后面反射率。
全文摘要
本发明涉及使用光吸收性物质，形成选择性颜色的低反射多层薄膜眼镜片及控制低反射和透射颜色的方法。在具有硬膜涂层的塑胶眼镜片上，交叉粘贴了具有低折射率和高折射率的电介质，插入光吸收性薄膜形成选择性颜色的低反射多层薄膜眼镜片，根据本发明的眼镜片，使用眼镜者侧面透射颜色的形成和低反射性良好、可以调整色彩以及确保鲜明的视野、减轻眼睛疲惫感，是适用于多种用途的眼镜片。
文档编号G02C7/00GK1439910SQ0310724
公开日2003年9月3日 申请日期2003年3月19日 优先权日2003年3月19日
发明者裴在九, 玄盛焕 申请人:韩独Optec(株)