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Title:
POLYMER LENS COMPRISING A HARDENING LAYER, AN ABSORBENT LAYER, AND AN INTERFERENTIAL MULTILAYER, AND CORRESPONDING PRODUCTION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/106200
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a polymer lens comprising a hardening layer, an absorbent layer, and an interferential multilayer, and to a corresponding production method. Said polymer lens comprises a hardening layer (L), an interferential multilayer (I), and an absorbent layer (A) therebetween. The absorbent layer (A) is formed from a metal, a metal oxide or a metal nitride that can produce a transparent layer by means of sputtering deposition, and also comprises cations of a colouring metal of the group formed by the transition elements that, in an oxidised form, have a cation that absorbs electromagnetic radiation in the visible spectrum. Between 10 atom % and 70 atom % of the cations, in relation to the predominant metallic cation in said absorbent layer (A), are said colouring metal cations.

Inventors:
FERNANDEZ SERRANO RICARDO (ES)
VILAJOANA MAS ANTONI (ES)
DUERSTELER LOPEZ JUAN CARLOS (ES)
GIL ROSTRA JORGE (ES)
YUBERO VALENCIA FRANCISCO (ES)
RODRIGUEZ GONZALEZ-ELIPE AGUSTIN (ES)
Application Number:
ES2010/000100
Publication Date:
September 23, 2010
Filing Date:
March 11, 2010
Export Citation:
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Assignee:
INDO INTERNAT S A (ES)
FERNANDEZ SERRANO RICARDO (ES)
VILAJOANA MAS ANTONI (ES)
DUERSTELER LOPEZ JUAN CARLOS (ES)
GIL ROSTRA JORGE (ES)
YUBERO VALENCIA FRANCISCO (ES)
RODRIGUEZ GONZALEZ-ELIPE AGUSTIN (ES)
Foreign References:
KR20040084607A2004-10-06
JPH01252926A1989-10-09
Attorney, Agent or Firm:
CURELL ÁGUILA, Marcelino et al. (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 - Lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora (L) y una multicapa interferencial (I), donde dicha capa endurecedora (L) tiene un espesor de por Io menos 500 nm y dicha multicapa interferencial (I) está formada por una pluralidad de subcapas donde el espesor de cada una de dichas subcapas es menor de 250 nm, caracterizada porque comprende, adicionalmente, una capa absorbente (A) intercalada entre dicha capa endurecedora (L) y dicha multicapa interferencial (I), donde dicha capa absorbente (A) tiene un espesor comprendido entre 10 nm y 1500 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por aquellos metales, óxidos de metales y nitruros de metales que son aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering, donde dicha capa absorbente (A) comprende, adicionalmente, cationes de un metal colorante del grupo formado por aquellos elementos de transición que, en forma oxidada, presenten un catión que absorba radiación electromagnética en el espectro visible, donde dichos cationes de metal colorante están en una proporción comprendida entre el 10% y el 70% atómico de los cationes respecto del catión metálico predominante en dicha capa absorbente (A), excepto para: [i] el caso en el que dicha capa absorbente está formada a partir de TiO2 y dichos cationes de metal colorante son cationes de Si, donde dichos cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 11 '5% y el 16'5% atómico de los cationes, [ii] el caso en el que dicha capa absorbente está formada a partir de SiO2 y dichos cationes de metal colorante son cationes de Mn, donde dichos cationes de Mn están en una proporción comprendida entre el 37'5% y el 42'5% atómico de los cationes, [iii] el caso en el que dicha capa absorbente está formada a partir de S¡O2 y dichos cationes de metal colorante son cationes de Cr, donde dichos cationes de Cr están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes, y [iv] el caso en el que dicha capa absorbente está formada a partir de Cr2O3 y dichos cationes de metal colorante son cationes de Si, donde dichos cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes. 2 - Lente según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque dicho material del grupo formado por: metales, óxidos de metales y nitruros de metales aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering es un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr2O3, zirconio metálico, ZrO, ZrO2, silicio metálico, SiO, SiO2, titanio metálico, TiO, TiO2, Ti3O5, aluminio metálico, AI2O3, tántalo metálico, Ta2O5, cerio metálico, CeO2, hafnio metálico, HfO2, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y2O3, magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO2, Pr2O3, tungsteno, WO3, nitruros de silicio, oxinitruros de silicio, y mezclas de los anteriores.

3 - Lente según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque dicho metal colorante es un metal del grupo formado por Ni, Cu, Fe, Cr, V, W, Co, Mn, Si y mezclas de los anteriores.

4 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dicha capa absorbente (A) tiene una transmitancia visible comprendida entre el 4% y el 85%.

5 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha capa absorbente (A) comprende una pluralidad de cationes de metales colorantes diferentes.

6 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende una pluralidad de capas absorbentes(A).

7 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque por Io menos una de dichas capas absorbentes (A) tiene cationes de un metal colorante diferente que las otras capas absorbentes.

8 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque dicha capa absorbente (A) tiene un espesor comprendido entre 100 nm y 600 nm 9 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque dicha capa absorbente (A) tiene un espesor mayor de 300 nm.

10 - Lente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque comprende, adicionalmente, una capa dura (D) intercalada entre dicha capa endurecedora (L) y dicha capa absorbente (A), donde dicha capa dura (D) tiene un espesor mayor que 300 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr2O3, zirconio metálico, ZrO1 ZrO2, silicio metálico, SiO, SiO2, titanio metálico, TiO1 TiO2, Ti3O5, aluminio metálico, AI2O3, tántalo metálico, Ta2O5, cerio metálico, CeO2, hafnio metálico, HfO2, óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y2O3, magnesio, MgO1 carbono, praseodimio, PrO2, Pr2O3, tungsteno, WO3, nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio, y porque dicha capa absorbente (A) es obtenible a partir de Ia polimerización de precursores volátiles de metales de Ia familia del silicio, de Ia familia del zirconio, de Ia familia del titanio y de Ia familia del tántalo, mediante un procedimiento de PECVD y/o sputtering.

11 - Procedimiento de fabricación de una lente de base polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende una etapa [a] de formación de dicha capa endurecedora (L), una etapa [b] de formación de dicha capa absorbente (A), y una etapa [c] de formación de dicha multicapa interferencial (I), donde dicha etapa [b] se realiza mediante un sputtering conjunto de dicho material del grupo formado por aquellos metales, óxidos de metales y nitruros de metales que son aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering y dichos cationes de dicho metal colorante del grupo formado por aquellos elementos de transición que, en forma oxidada, presenten un catión que absorba radiación electromagnética en el espectro visible.

12 - Procedimiento según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque dicha etapa [b] de sputtering se hace en una atmósfera que comprende por Io menos uno de los componentes del grupo formado por O2, N2, Ar, precursores volátiles de metales de Ia familia del silicio, de Ia familia del zirconio, de Ia familia del titanio y de Ia familia del tántalo. 13 - Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 1 ó 12, caracterizado porque comprende una etapa [b2] de formación de una segunda capa absorbente.

14 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque dicha etapa [b] de sputtering comprende el uso de un cátodo de Si en el que se ha recubierto parcialmente su superficie con una lámina de uno de dichos metales colorantes.

15 - Procedimiento según Ia reivindicación 14, caracterizado porque se ha recubierto entre un 3% y un 15% de Ia superficie de dicho cátodo con dicha lámina.

16 - Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque se ha recubierto parcialmente su superficie con por Io menos una segunda lámina de un segundo metal colorante.

17 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque dicha etapa [b] de sputtering comprende el uso de un cátodo que comprende Si y uno de dichos metales colorantes.

18 - Procedimiento según Ia reivindicación 17, caracterizado porque dicho cátodo comprende, adicionalmente, un segundo metal colorante.

19 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque dicha etapa [b] de sputtering comprende el uso de varios cátodos, donde por Io menos uno de ellos comprende uno de dichos metales colorantes, en un proceso de deposición simultánea.

20 - Procedimiento según Ia reivindicación 19, caracterizado porque por Io menos uno de dichos cátodos comprende un segundo metal colorante.

Description:
LENTE DE BASE POLIMÉRICA QUE COMPRENDE UNA CAPA

ENDURECEDORA, UNA CAPA ABSORBENTE Y MULTICAPA INTERFERENCIAL

Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN CORRESPONDIENTE

DESCRIPCIÓN

Campo de Ia invención

La invención se refiere a unas lentes de base polimérica, que comprenden una capa endurecedora y una multicapa interferencial, donde Ia capa endurecedora tiene un espesor de por Io menos 500 nm (nanómetros) y Ia multicapa interferencial está formada por una pluralidad de subcapas donde el espesor de cada una de dichas subcapas es menor de 250 nm. La invención se refiere también a unos procedimientos de fabricación de estas lentes.

Estado de Ia técnica

Es bien conocida Ia técnica de coloración de lentes poliméricas mediante técnicas de inmersión en baños de agua destilada donde se encuentran disueltos o dispersos los pigmentos a temperaturas cercanas a 100°C, habitualmente en el intervalo comprendido entre 9O 0 C y 98 0 C. Se utiliza un baño con Ia mezcla de pigmentos preestablecida para conseguir el color deseado. Una vez los pigmentos adecuados están disueltos o en suspensión en el baño de agua destilada, se introducen las lentes un tiempo dado en función del tono deseado. A mayor- tiempo, se obtiene un tono más oscuro. El color se consigue introduciendo los pigmentos en el interior de Ia base polimérica de Ia lente. Este sistema está bien implantado a nivel industrial y permite obtener una gran diversidad de colores. Sin embargo Ia obtención del color deseado mediante este sistema necesita en ocasiones de un ajuste final mediante baños de los tres colores primarios puros (amarillo, rojo y azul) basado en Ia prueba y error de tiempos de inmersión en cada uno de los baños. Es, en resumen, un sistema muy dependiente de Ia experiencia del operario y tremendamente irreproducible, lo cual es un grave problema y más teniendo en cuenta que las lentes se fabrican por parejas.

En ocasiones se realiza un proceso de activación previo para acelerar el proceso de coloración de las lentes que consiste en Ia inmersión de las mismas en un baño de agua desionizada con alcohol bencílico al 10% y un tensoactivo al 10% también. El baño se encuentra entre 92 0 C y 96 0 C y los tiempos de inmersión entre 30 segundos y 60 segundos en función del estado del baño de color.

Usualmente estas lentes coloreadas son posteriormente lacadas (es decir, se les adiciona de una capa endurecedora) y curadas térmicamente previamente al recubrimiento con una multicapa interferencial que, adecuadamente dimensionada, puede formar un apilamiento antireflejante AR, en las máquinas de alto vacío.

Para lentes poliméricas es posible utilizar también un proceso de recubrimiento mediante técnicas de depósito en alto vacío PVD con evaporador resistivo o de cañón de electrones. Para aplicar este método, se coloca el material a evaporar en unos crisoles dispuestos a tal fin y se evapora en las condiciones adecuadas para realizar Ia capa coloreada sobre Ia lente. La utilización de esta técnica está restringida por los materiales de evaporación disponibles en el mercado. En general, es una técnica compleja y poco flexible, por Io que existen en el mercado únicamente unos colores muy concretos, obtenidos a partir de unas composiciones muy concretas. Específicamente, los únicos casos conocidos por los inventores son los siguientes:

- color gris, obtenido a partir de una capa formada a partir de TiO2 con una inclusión de cationes de Si, donde los cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 11 '5% y el 16'5% atómico de los cationes en Ia capa,

- color rosa, obtenido a partir de una capa formada a partir de SiO2 con una inclusión de cationes de Mn, donde los cationes de Mn están en una proporción comprendida entre el 37'5% y el 42'5% atómico de los cationes de Ia capa, - color marrón, obtenido a partir de una capa formada a partir de SiO2 con una inclusión de cationes de Cr, donde los cationes de Cr están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes de Ia capa; de hecho, este color puede entenderse también como obtenido a partir de una capa formada a partir de Cr2O3 con una inclusión de cationes de Si, donde los cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes.

Como ya se ha comentado anteriormente, es conocido el hecho de recubrir lentes poliméricas con un apilamiento de capas con una funcionalidad antireflejante (o interferencial) que permitan reducir Ia cantidad de luz visible reflejada por Ia lente o por un apilamiento interferencial con funcionalidad de espejo que permite aumentarla. Para conseguir estos resultados, habitualmente se realiza un apilamiento de entre 4 a 6 capas de espesores entre 10 nm a 150 nm cada una. Ello se hace habitualmente mediante técnicas de PVD (Physical Vapor Deposition) mediante cañón de electrones o evaporación térmica aunque existen otras técnicas como el Plasma enhanced Chemical Vapor Deposition (PeCVD) o el Sputtering.

Por otro lado, en el caso de depositar materiales cuyo espesor y características intrínsecas introduzcan unas tensiones residuales muy elevadas en Ia estructura, es bien conocida Ia aparición de problemas de adherencia de estos recubrimientos sobre substratos poliméricos. Igualmente es conocido cómo mediante Ia introducción, en Ia estructura multicapa de recubrimiento de lentes orgánicas, de capas en las que se introduce algún precursor volátil de un metal, como por ejemplo el HMDSO (precursor volátil de silicio), durante el proceso de sputtering reactivo de silicio en presencia de oxígeno se generan unas capas suficientemente flexibles para conseguir una buena adherencia de Ia estructura multicapa total. Ver, por ejemplo, las solicitudes de patente EP 1.655.385 y ES P200800387.

El recubrimiento de lentes, y en particular de lentes oftálmicas, de naturaleza polimérica u orgánica, con capas endurecedoras para mejorar Ia resistencia a Ia abrasión de las mismas, se realiza debido a que Ia resistencia al rayado de este tipo de lentes poliméricas es mucho menor que el de las lentes minerales. Este recubrimiento endurecedor (laca) se aplica usualmente por inmersión en un baño (poli)siloxánico, acrílico, metacrílico o poliuretánico y su posterior curado en un horno a temperaturas entre 100 0 C y 13O 0 C. Mediante este procedimiento se obtienen capas endurecedoras de espesores entre 1 miera a 3 mieras. Otra técnica posible para realizar el recubrimiento endurecedor es mediante Ia aplicación de lacas por Ia técnica de spinning (centrifugado) y curado mediante radiación ultravioleta, con características mecánicas similares a las anteriores pero con un proceso productivo que realiza únicamente una cara de Ia lente por etapa.

En Ia presente descripción y reivindicaciones se debe entender por lente todo sistema óptico compuesto por al menos una superficie y que presenta propiedades dióptricas y/o catóptricas. Es decir, todo sistema óptico basado en fenómenos de refracción (sistemas dióptricos) o fenómenos de reflexión (sistemas catóptricos). Asimismo se deben considerar lentes aquellos sistemas ópticos que combinen ambos efectos, como por ejemplo sistemas ópticos con una primera superficie refractante y una segunda superficie reflectante, superficies ópticas con superficies semitransparentes, etc.

Sumario de Ia invención

La invención tiene por objeto una nueva lente de base polimérica coloreada. Concretamente una lente de base polimérica que comprende una capa endurecedora y una multicapa interferencial, donde Ia capa endurecedora tiene un espesor de por Io menos 500 nm y Ia multicapa interferencial está formada por una pluralidad de subeapas donde el espesor de cada una de las subeapas es menor de 250 nm, caracterizada porque comprende, adicionalmente, una capa absorbente intercalada entre Ia capa endurecedora y Ia multicapa interferencial, donde Ia capa absorbente tiene un espesor comprendido entre 10 nm y 1500 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por aquellos metales, óxidos de metales y nitruros de metales que son aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering, donde Ia capa absorbente comprende, adicionalmente, cationes de un metal colorante del grupo formado por aquellos elementos de transición que, en forma oxidada, presenten un catión que absorba radiación electromagnética en el espectro visible (es decir, entre los 400 y los 750 nm (nanometros)), donde los cationes de metal colorante están en una proporción comprendida entre el 10% y el 70% atómico de los cationes respecto del catión metálico predominante en Ia capa absorbente (A) 1 excepto para: [i] el caso en el que Ia capa absorbente está formada a partir de TiO2 y los cationes de metal colorante son cationes de Si, donde los cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 11 '5% y el 16'5% atómico de los cationes, [ii] el caso en el que Ia capa absorbente está formada a partir de SiO2 y los cationes de metal colorante son cationes de Mn 1 donde los cationes de Mn están en una proporción comprendida entre el 37'5% y el 42'5% atómico de los cationes, [iii] el caso en el que Ia capa absorbente está formada a partir de SiO2 y los cationes de metal colorante son cationes de Cr, donde los cationes de Cr están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes, y [iv] el caso en el que Ia capa absorbente está formada a partir de Cr2O3 y los cationes de metal colorante son cationes de Si, donde los cationes de Si están en una proporción comprendida entre el 47'5% y el 52'5% atómico de los cationes.

En toda Ia presente descripción y reivindicaciones, los % de cationes de metal colorante son siempre respecto del catión metálico predominante en Ia capa absorbente.

Efectivamente, las lentes de acuerdo con Ia invención tienen unas capas, en particular una capa abosobente, de un espesor determinado de gran precisión. Además, tienen un contenido de metal colorante asimismo de gran precisión. Lo que permite obtener una amplia gama de colores y permite reproducir un determinado resultado con facilidad.

En general, Ia obtención de una capa colorante significa Ia formación de óxidos o nitruros mixtos de dos (o más) cationes metálicos. Suelen ser compuestos complejos, de proporciones molares complejas, por ejemplo del tipo Si x Ti y O z , donde x, y y z pueden tener valores diversos. Usualmente hay un catión predominante y otro en menor proporción, si bien ambos pueden contribuir a Ia coloración final. Por ello, en Ia presente descripción y reivindicaciones se define Ia capa absorbente como formada a partir de "un material" (del grupo formado por aquellos metales, óxidos de metales y nitruros de metales que son aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering) y de "cationes de metal colorante", sin especificar con detalle Ia estructura concreta que se forma durante el proceso de deposición. Como característica adicional, se indica el % atómico entre los átomos (concretamente los cationes) del metal colorante y los átomos (cationes) del metal predominante presente en Ia capa absorbente. Esto es, se indica una relación (en %) entre los átomos metálicos procedentes del metal colorante y los átomos metálicos del metal predominante presente en Ia capa absorbente.

Como ya se ha dicho anteriormente, se excluyen de Ia presente invención los tres casos concretos conocidos de lentes fabricadas mediante técnicas de depósito en alto vacío PVD con evaporador resistivo o de cañón de electrones. En general, se debe entender que se excluyen de Ia presente invención todos aquellos casos concretos de lentes fabricadas mediante técnicas de depósito en alto vacío PVD con evaporador resistivo o de cañón de electrones.

Preferentemente el material del grupo formado por: metales, óxidos de metales y nitruros de metales aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering es un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr 2 O 3 , zirconio metálico, ZrO, ZrO 2 , silicio metálico, SiO, SiO 2 , titanio metálico, TiO, TiO 2 , Ti 3 O 5 , aluminio metálico, AI 2 O 3 , tántalo metálico, Ta 2 O 5 , cerio metálico, CeO 2 , hafnio metálico, HfO 2 , óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y 2 O 3 , magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO 2 , Pr 2 O 3 , tungsteno, WO 3 , nitruros de silicio, oxinitruros de silicio, y mezclas de los anteriores.

Ventajosamente el metal colorante es un metal del grupo formado por Ni, Cu, Fe, Cr, V, W, Co, Mn, Si y mezclas de los anteriores.

Preferentemente Ia capa absorbente tiene una transmitancia visible comprendida entre el 4% y el 85%, medida según Ia norma ISO 8980/3 (2003). Ventajosamente la capa absorbente comprende una pluralidad de cationes de metales colorantes diferentes, ya que de esta manera se puede conseguir prácticamente cualquier coloración, gracias a Ia suma de efectos de cada uno de los cationes.

La lente de acuerdo con Ia invención puede comprender una pluralidad de capas absorbentes, distribuyendo así el efecto deseado entre todas ellas. Efectivamente, debe tenerse en cuenta que las lentes pueden tener una pluralidad de capas que cumplen unas funciones determinadas (ver el documento ES P200800387, citado anteriormente, en especial pág. 4 lin. 22 a pág. 10 Nn. 3). Es posible aprovechar alguna o varias de estas capas para añadirles los cationes colorantes. En este sentido, es posible que haya varias capas con los mismos cationes colorantes (de manera que se "sumen" los espesores de las capas en cuestión por Io que se refiere al efecto colorante) o también es posible que por Io menos una de las capas absorbentes tenga cationes de un metal colorante diferente que las otras capas absorbentes, en cuyo caso se combinarían los efectos colorantes de cada una de las capas.

Preferentemente Ia capa absorbente tiene un espesor comprendido entre 100 nm y 600 nm y es particularmente ventajoso que tenga un espesor mayor de 300 nm. Efectivamente, en este último caso, Ia capa absorbente puede hacer, al mismo tiempo, Ia función de Ia capa que en el documento ES P200800387 (pág. 4 Nn. 22 a pág. 5 Nn. 14) se denomina Ia capa dura.

Ventajosamente Ia lente de acuerdo con Ia invención comprende, adicionalmente, una capa dura intercalada entre Ia capa endurecedora y Ia capa absorbente, donde Ia capa dura tiene un espesor mayor que 300 nm y está formada a partir de un material del grupo formado por: cromo metálico, Cr 2 O 3 , zirconio metálico, ZrO, ZrO 2 , silicio metálico, SiO, SiO 2 , titanio metálico, TiO, TiO 2 , Ti 3 O 5 , aluminio metálico, AI 2 O 3 , tántalo metálico, Ta 2 O 5 , cerio metálico, CeO 2 , hafnio metálico, HfO 2 , óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y 2 O 3 , magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO 2 , Pr 2 O 3 , tungsteno, WO 3 , nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio, donde Ia capa absorbente es obtenible a partir de Ia polimerización de precursores volátiles de metales de Ia familia del silicio, de Ia familia del zirconio, de Ia familia del titanio y de Ia familia del tántalo, mediante un procedimiento de PECVD y/o sputtering. En este caso, Ia capa absorbente puede hacer, al mismo tiempo, Ia función de Ia capa que en el documento ES P200800387 (pág. 5 lin. 16 a pág. 6 lin. 9) se denomina Ia capa flexible. De hecho, como puede verse, Ia capa colorante puede hacer, al mismo tiempo, Ia función de otra (u otras) de las capas presentes en Ia lente (tal como se han definido en el documento ES P200800387, pág. 5 Hn 1 a pág. 7 lin. 26): Ia función de Ia capa dura, de Ia capa flexible e incluso de algunas de las capas interferenciales (en particular las que comprenden SiO2). Preferentemente Ia capa colorante hace, simultáneamente, Ia función de Ia capa flexible.

La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de fabricación de una lente de base polimérica de acuerdo con Ia invención, caracterizado porque comprende una etapa [a] de formación de Ia capa endurecedora, una etapa [b] de formación de Ia capa absorbente, y una etapa [c] de formación de Ia multicapa interferencial, donde Ia etapa [b] se realiza mediante un sputtering conjunto del material del grupo formado por aquellos metales, óxidos de metales y nitruros de metales que son aptos para generar una capa transparente en el espectro visible mediante una deposición por sputtering, y los cationes del metal colorante del grupo formado por aquellos elementos de transición que, en forma oxidada, presenten un catión que absorba radiación electromagnética en el espectro visible. Efectivamente, este procedimiento es mucho más versátil y fácil que aplicar que las técnicas de depósito en alto vacío PVD con evaporador resistivo o de cañón de electrones. Se pueden obtener una gran variedad de coloraciones y transmitancias, y los materiales necesarios para el procedimiento son más fácilmente obtenibles. Se pueden obtener los espesores deseados con una gran precisión, y las composiciones (los % de catión añadido) asimismo con una gran precisión. Todo ello implica una gran reducción en Ia dispersión de los resultados obtenidos.

Preferentemente Ia etapa [b] de sputtering se hace en una atmósfera que comprende por Io menos uno de los componentes del grupo formado por 02, N2, Ar, precursores volátiles de metales de Ia familia del silicio, de Ia familia del zirconio, de Ia familia del titanio y de Ia familia del tántalo. Por consiguiente, en esta etapa se polimeriza el precursor volátil del metal, realizándose simultáneamente un procedimiento de sputtering y un procedimiento de PeCVD de radiofrecuencia, donde el sputtering es con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de oxígeno, y en dicho PeCVD el plasma es de radiofrecuencia y se inyecta el precursor volátil del metal.

Ventajosamente el procedimiento comprende una etapa [b2] de formación de una segunda capa absorbente.

Preferentemente Ia etapa [b] de sputtering comprende el uso de un cátodo de Si en el que se ha recubierto parcialmente su superficie con una lámina de uno de los metales colorantes. Ventajosamente se ha recubierto entre un 3% y un 15% de Ia superficie del cátodo con Ia lámina. Como puede verse, es una forma extremadamente sencilla de preparar los materiales de partida, permite hacerlo fácilmente con cualquier metal colorante y garantiza que los resultados obtenidos sean muy similares entre sí, reduciendo así Ia dispersión de resultados.

Si se desea que una capa absorbente tenga un mezcla de más de un metal colorante, se puede recubrir parcialmente Ia superficie del cátodo con por Io menos una segunda lámina de un segundo metal colorante.

Alternativamente, o en combinación con los métodos anteriores, en Ia etapa [b] de sputtering se puede usar un cátodo que comprende Si y uno de los metales colorantes, o incluso puede comprender un segundo metal colorante.

Otra posibilidad ventajosa consiste en que en Ia etapa [b] de sputtering se usen varios cátodos, donde por Io menos uno de ellos comprende uno de los metales colorantes, en un proceso de deposición simultánea. Además, alguno de los cátodos puede comprender un segundo metal colorante.

Ventajosamente Ia multicapa interferencial comprende una pluralidad de capas o subcapas, preferentemente entre 4 y 6 capas, donde cada capa tiene un espesor comprendido entre los 10 nm y los 220 nm de los materiales del grupo cromo metálico, Cr 2 O 3 , zirconio metálico, ZrO, ZrO 2 , silicio metálico, SiO, SiO 2 , titanio metálico, TiO, TiO 2 , Ti 3 O 5 , aluminio metálico, AI 2 O 3 , tántalo metálico, Ta 2 O 5 , cerio metálico, CeO 2 , hafnio metálico, HfO 2 , óxido de indio y estaño, ytrio metálico, Y 2 O 3 , magnesio, MgO, carbono, praseodimio, PrO 2 , Pr 2 O 3 , tungsteno, WO 3 , nitruros de silicio, y oxinitruros de silicio.

Preferentemente Ia capa endurecedora es de base polisiloxánica, acrílica, metacrílica o poliuretánica.

Ventajosamente Ia lente de acuerdo con Ia invención tiene una capa final hidrofóbica, preferentemente perfluorada y de un espesor comprendido entre 5 nm y 40 nm.

Preferentemente Ia etapa [a] es una etapa de sputtering con atmósfera de gas inerte, preferentemente argón, en presencia de alternativamente oxígeno o nitrógeno y a potencias eléctricas comprendidas entre 100 W y 2500 W dando lugar a tensiones de entre 100 V y 1000 V.

Ventajosamente el procedimiento comprende una etapa [d] de generación de una capa final hidrofóbica, donde Ia etapa [d] tiene lugar después de Ia etapa [c].

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y características de Ia invención se aprecian a partir de Ia siguiente descripción, en Ia que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realización de Ia invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:

Figs. 1 y 2, una vista esquemática de una sección transversal de las capas dispuestas sobre el substrato polimérico de Ia lente, de acuerdo con dos formas de realización de Ia invención.

Figs. 3A y 3B, una vista esquemática frontal y lateral, respectivamente, de un cátodo de una máquina de sputtering de acuerdo con Ia invención, con unas tira metálicas colocadas sobre el cátodo.

Fig. 4A, Espectro de transmitancia en el intervalo visible de Ia muestra descrita en el ejemplo de realización lente con color verde con coordenadas colorimétricas (0.331 , 0.358, 0.311 ) según CIE (x,y,z) 1931 sobre una lente de MR7 previamente lacada. Asimismo se incluyen las coordenadas de color.

Fig. 4B, Evolución de Ia parte real (n) e imaginaria (k) del índice de refracción de Ia muestra descrita en el ejemplo de realización lente con color verde con coordenadas colorimétricas (0.331 ,0.358,0.311 ) según CIE (x,y,z) 1931 sobre una lente de MR7 previamente lacada.

Fig. 5, Espectro XPS general y de los niveles Cu2p, S¡2p, Cu3p, 01 s de Ia muestra descrita en el ejemplo de realización lente con color verde con coordenadas colorimétricas (0.331 ,0.358,0.311 ) según CIE (x,y,z) 1931 sobre una lente de MR7 previamente lacada y recubrimiento con una multicapa antireflejante Descripción detallada de unas formas de realización de Ia invención

En Ia Fig. 1 se muestra Ia forma básica de realización de Ia invención. El punto de partida consiste en una lente de base polimérica que tiene un substrato S polimérico sobre el cual se ha depositado una capa endurecedora L. Sobre Ia capa endurecedora L se ha depositado una capa absorbente A y sobre Ia capa absorbente A se ha depositado una multicapa interferencial I.

Como ya se ha dicho anteriormente, Ia capa absorbente puede hacer, además de su propia función absorbente (colorante), alguna otra función. Por ejemplo, tal como se describe en el documento ES P200800387 (pág. 10 lin. 30 a pág. 11 lin. 12 y pág. 12 lin. 19 a pág. 13 lin 4), puede hacer Ia función de Io que en dicho documento se denomina capa dura D.

En Ia Fig. 2 se muestra el caso en el que se ha añadido una capa dura D entre Ia multicapa interferencial I y Ia capa absorbente A. En este caso, y siguiendo con los descrito en el documento ES P200800387 (pág. 10 Nn. 30 a pág. 11 Nn. 12 y pág. 12 Nn. 8 a Nn 17), Ia capa absorbente puede hacer Ia función de Io que en dicho documento se denomina Ia capa flexible F

En Ia Fig. 3A se observa un cátodo C, por ejemplo de Si, con dos láminas metálicas M1 , M2, por ejemplo de cobre, dispuestas sobre el cátodo C.

En Ia Fig. 3B se muestra una vista lateral del cátodo C en Ia que se aprecia Ia placa de soporte P (que sirve de sistema de refrigeración), Ia pastilla de Si PM y una de las láminas metálicas M1.

En el caso de emplear cátodos C con láminas de metales colorantes M1 , M2 sobre los mismos, las láminas M1 , M2 se colocan preferentemente mediante una fijación mecánica asegurando el mayor contacto posible entre las láminas M1 , M2 y el cátodo C, aprovechando Ia fijación del mismo al sistema de refrigeración P de Ia máquina. En función de las dimensiones de las láminas M1 , M2, Ia geometría y el posicionamiento de las mismas se co-depositará una mayor o menor cantidad de metal colorante en el proceso. La relación entre el área del cátodo C (por ejemplo, de silicio) y de las láminas utilizadas se encuentra preferentemente en el intervalo [3% - 15%]. Como ya se ha comentado anteriormente, una alternativa a Ia colocación de las láminas M1 , M2 es Ia utilización de un cátodo C en el que estén contenidas ciertas partes del metal puro a co-depositar o Ia utilización de un sistema multitarget de deposición simultanea.

La estructura de capas interferenciales se deposita por sputtering de un cátodo de silicio con argón, en presencia de oxígeno para conseguir Ia característica antireflejante o de espejo. Las condiciones de depósito son flujos de Argón de entre 1 y 50 sccm, con presencia alternada de oxígeno o nitrógeno entre 3 sccm y 50 sccm y una potencia eléctrica de entre 500W y 3000W dando lugar a voltajes de entre 300 V y 1000 V. La presión inicial se ha fijado en 2.0 10 '6 mbar. Las presiones habituales de trabajo se encuentran en el intervalo [10 3 - 10 "4 ] mbar.

En todos los pasos anteriores, el cátodo de silicio (también denominado blanco o, en inglés, target) que es necesario oxidar o nitrurar se puede sustituir por un cátodo de óxidos como por ejemplo (SiO 2 , Ta 2 O 5 , etc.) multitarget. En ese caso el aporte de oxígeno para conseguir Ia estequiometría adecuada es menor y el control de proceso mejor.

Finalmente se deposita, mediante técnicas de alto vacío por evaporación mediante efecto joule o cañón de electrones o procesos a presiones atmosféricas de dipping, una capa con funcionalidad hidrofóbica, preferentemente una capa perfluorada de entre 5 y 40 nm, que reduce el coeficiente de fricción mejorando Ia facilidad de limpieza de Ia lente.

Ejemplos:

a) Realización de una lente con color verde con coordenadas colorimétricas (0.331 ,0.358,0.311 ) según CIE (x,y,z) 1931 sobre una lente de MR7 previamente lacada y recubrimiento con una multicapa antireflejante. La lente lacada con laca DN1600 convenientemente lavada y desgasificada durante 2 horas a 80 0 C se introduce en Ia máquina de sputtering. Se realiza vacío en Ia cámara de Ia máquina de sputtering hasta un valor de 10 '5 mbar. A continuación se realiza en un equipo de alto vacío el proceso de activación de Ia superficie del conjunto lente lacada mediante Ia aplicación de un plasma de Argón y oxígeno. A continuación y sin romper el vacío se deposita una capa de SiO 2 mediante sputtering de 10 sccm de argón de un cátodo de silicio puro y una tira de cobre sobre el cátodo colocada como se ha descrito previamente. Se ha utilizado como blanco un cátodo de Silicio de Ia empresa GENCOA- Kurk J. Lesker (Gencoa Part number PV00198). La cinta de cobre empleada fue suministrada por GoodFellow (número de catálogo Cu000652. Cobre semi-duro al 99,9%). Las dimensiones de Ia tira de cobre utilizada fueron: 1.4 mm de ancho y 0.25 mm de espesor. La posición de Ia lámina en el cátodo está descrita en Ia figura 1. El proceso de sputtering se realiza en presencia de oxígeno (10 sccm) a una potencia eléctrica de 300 W dando lugar a un voltaje de alrededor de 520 V. El proceso de co-depósito durará 2700 segundos en las condiciones indicadas para dar lugar a un espesor de 1200 nm que proporciona el color verde mostrado en Ia figura x2. De esta manera se consigue un contenido en Cu frente a (Si+Cu) del 39% según los resultados de análisis de XPS.

A continuación y sin romper el vacío en ningún momento hasta el final del proceso, se deposita una capa de SiO 2 mediante sputtering de 6 sccm de argón de un cátodo de silicio puro en presencia de oxígeno (9 sccm) a una potencia eléctrica de 2200W dando lugar a un voltaje de alrededor de 700 V.

Sobre esta capa de adherencia se deposita una capa flexible en Ia que se mezclan los procesos de sputtering y de PeCVD de radiofrecuencia introduciendo en cámara durante el proceso de sputtering (de argón del cátodo de silicio en presencia de oxígeno) un precursor de silicio volátil, preferentemente HMDSO. Las diluciones de los tres componentes, Argón, oxígeno y HMDSO serán:

- 40 sccm de argón. - 12 sccm de oxígeno. - 8 sccm de HMDSO.

La presión total será idealmente de 8'0x10 '4 mbar y aplicando una potencia eléctrica de 1750W y un voltaje de alrededor de 420 V.

El grosor total de esta capa flexible ha de ser aproximadamente de 900 nm. Es posible repartir esta capa con funcionalidad de acomodación de tensiones en varias partes del proceso.

Posteriormente se deposita una capa dura de SiO 2 de aproximadamente 530 nm de espesor mediante sputtering de un cátodo de silicio con argón. Las condiciones de depósito serán flujo de argón de 9 sccm, con presencia de oxígeno de alrededor de 12 sccm y una potencia eléctrica de 1750W. El voltaje resultante es de 550 V.

A continuación se aplica Ia estructura de capas interferenciales (preferentemente 4) para construir Ia multicapa interferencial depositada por sputtering de un cátodo de silicio con argón, en presencia de oxígeno/nitrógeno alternativamente para conseguir Ia característica antireflejante. Las condiciones de depósito son flujos de argón de 9 sccm, con presencia alternada de oxígeno o nitrógeno de alrededor de 12 sccm y una potencia eléctrica de 2000W en todos los casos. Los voltajes de las capas de SiO 2 son de 550 V y los de las capas de Si 3 N 4 son de 450 V. El espesor total de Ia multicapa interferencial es de 220 nm.

Gracias al espesor de Ia capa polimerizada por plasma de 900 nanómetros en las citadas condiciones de depósito y de Ia capa de SiO 2 de 530 nm, se obtiene una resistencia a Ia abrasión del conjunto de alrededor de BR=47 sobre substrato MR7.

Finalmente se deposita mediante EBPVD una capa con funcionalidad hidrofóbica, preferentemente una capa perfluorada de alrededor de 15 nm. TABLAS:

(Los valores de flujo son en sccm)

1.- Condiciones de activación de laca mediante plasma en alto vacío

3.- Condiciones de depósito de Ia capa flexible por PeCVD de alto vacío