CH718382A2 - Process for applying an anti-reflective coating by PECVD. - Google Patents

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CH718382A2
CH718382A2 CH00203/21A CH2032021A CH718382A2 CH 718382 A2 CH718382 A2 CH 718382A2 CH 00203/21 A CH00203/21 A CH 00203/21A CH 2032021 A CH2032021 A CH 2032021A CH 718382 A2 CH718382 A2 CH 718382A2
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Meier Julien
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Abstract

L'invention concerne un procédé d'application ainsi qu'un systéme de dépôt d'un revêtement antireflet sur un substrat (5) en matériau inorganique optiquement transparent, caractérisé en ce que des couches alternées d'indices de réfraction différents sont appliquées au substrat (5) au moyen d'une technique de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma. L'invention concerne également un verre de montre, de préférence en saphir, revêtu selon un tel procédé.The invention relates to a method of applying as well as a system for depositing an antireflection coating on a substrate (5) of optically transparent inorganic material, characterized in that alternating layers of different refractive indices are applied to the substrate (5) using a plasma enhanced chemical vapor deposition technique. The invention also relates to a watch glass, preferably made of sapphire, coated according to such a process.

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

[0001] La présente invention concerne un procédé d'application d'un revêtement antireflet à un substrat d'un matériau inorganique optiquement transparent. L'invention concerne en outre un verre obtenu avec un tel procédé et une montre comprenant un tel verre. L'invention concerne également un système de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma. The present invention relates to a method of applying an antireflection coating to a substrate of an optically transparent inorganic material. The invention further relates to a glass obtained with such a process and to a watch comprising such a glass. The invention also relates to a plasma enhanced chemical vapor deposition system.

Contexte de l'inventionBackground of the invention

[0002] Les revêtements antireflet sont connus et sont fabriqués industriellement à travers le monde principalement sur des verres de lunettes naturels ou synthétiques et sur des lentilles de tous types pour diverses applications d'optique de précision. De tels revêtements antireflet peuvent comprendre une couche unique ou plusieurs couches composées de paires de matériaux ayant des indices de réfraction élevés et faibles, comme Ta2O5, TiO2, SiO2, HfO2, MgF2, etc., qui sont de préférence appliqués couramment par évaporation sous vide ou également par pulvérisation cathodique. Les indices de réfraction des matériaux diélectriques précités sont idéaux s'ils sont déposés sur des substrats dont l'indice de réfraction est compris entre 1,4 et 2,3. Le seul inconvénient des revêtements évaporés sous vide est leur dureté relativement faible et donc une abrasion rapide et des rayures des surfaces revêtues dans le cas d'une interaction mécanique avec l'environnement (un problème qui est bien connu des porteurs de lunettes). [0002] Anti-reflective coatings are known and are manufactured industrially throughout the world mainly on natural or synthetic spectacle lenses and on lenses of all types for various precision optical applications. Such anti-reflective coatings may comprise a single layer or multiple layers composed of pairs of materials having high and low refractive indices, such as Ta2O5, TiO2, SiO2, HfO2, MgF2, etc., which are preferably commonly applied by vacuum evaporation. or also by sputtering. The refractive indices of the aforementioned dielectric materials are ideal if they are deposited on substrates whose refractive index is between 1.4 and 2.3. The only drawback of vacuum-evaporated coatings is their relatively low hardness and hence rapid abrasion and scratching of coated surfaces in the event of mechanical interaction with the environment (a problem which is well known to eyeglass wearers).

[0003] Les revêtements antireflet sont utilisés en horlogerie depuis les années 80, mais au début uniquement sur des verres de montre en verre naturel, c'est-à-dire des verres en matériau inorganique ou minéral, pour des montres-bracelets professionnelles du type chronomètre. Avec l'introduction de verres de montre largement résistants aux rayures constitués de verre de saphir (oxyde d'aluminium monocristallin), les revêtements antireflets sont devenus de plus en plus importants puisque, dans l'état non revêtu, le reflet global de ces verres est supérieur de 6,5 % à celui du verre naturel. Dans le cas du verre de saphir avec sa grande densité optique (indice de réfraction) de 1,77, le reflet s'élève à 7,7 % de chaque côté, soit un total de 15,4 %. La lisibilité du cadran est donc détériorée d'un facteur de 2, ce qui est remarqué et de plus en plus critiqué par les consommateurs. [0003] Anti-reflective coatings have been used in watchmaking since the 1980s, but initially only on watch crystals made of natural glass, that is to say lenses made of inorganic or mineral material, for professional wristwatches in the chronometer type. With the introduction of largely scratch resistant watch crystals made of sapphire (single crystal aluminum oxide) glass, anti-reflective coatings have become increasingly important since, in the uncoated state, the overall reflection of these glasses is 6.5% higher than that of natural glass. In the case of sapphire crystal with its high optical density (refractive index) of 1.77, the reflection amounts to 7.7% on each side, or a total of 15.4%. The readability of the dial is therefore deteriorated by a factor of 2, which is noticed and increasingly criticized by consumers.

[0004] Toujours actuellement, la manière „sure“ de munir des verres de saphir de montre de revêtements antireflet consiste à les appliquer par évaporation sous vide sur le côté intérieur du verre uniquement, avec pour conséquence que le reflet total est réduit de 15,4 % à 7,7 %, ce qui est de l'ordre d'un verre naturel non revêtu (8,4 %). Dans ce cas, le côté extérieur non revêtu conserve la grande résistance aux rayures du verre de saphir. [0004] Still currently, the "safe" way to provide sapphire watch crystals with anti-reflective coatings consists in applying them by vacuum evaporation on the inner side of the glass only, with the consequence that the total reflection is reduced by 15, 4% to 7.7%, which is on the order of uncoated natural glass (8.4%). In this case, the uncoated outer side retains the high scratch resistance of sapphire crystal.

[0005] Des revêtements des deux côtés sont également appliqués. Ceux-ci permettent une lisibilité optimale de l'heure avec un reflet résiduel inférieur à 1 %, ce qui représente une amélioration significative par rapport aux verres de montre qui ne sont pas revêtus des deux côtés. Néanmoins, un revêtement antireflet extérieur déposé par évaporation sous vide poussé conventionnelle a une résistance à l'abrasion sensiblement inférieure à celle du verre de saphir. [0005] Coatings on both sides are also applied. These allow for optimal readability of the time with less than 1% residual reflection, which is a significant improvement over watch crystals that are not coated on both sides. Nevertheless, an exterior anti-reflective coating deposited by conventional high vacuum evaporation has a significantly lower abrasion resistance than sapphire crystal.

[0006] Malgré cela, l'inconvénient de base des revêtements antireflets connus subsiste, en l'occurrence leur résistance sensiblement réduite à l'abrasion depuis le matériau sous-jacent. C'est d'autant plus vrai dans le cas du verre de saphir, qui est utilisé pour des montres précisément en raison de sa résistance mécanique. [0006] Despite this, the basic drawback of known antireflection coatings remains, in this case their substantially reduced resistance to abrasion from the underlying material. This is all the more true in the case of sapphire glass, which is used for watches precisely because of its mechanical resistance.

[0007] Parmi d'autres propriétés, les revêtements antireflets connus se distinguent par leur grande qualité optique (faible reflet résiduel, faible dispersion et absence d'absorption). Puisque la résistance des revêtements de grande qualité optique a été considérée comme secondaire, les revêtements connus de ce type ont une faible résistance mécanique. [0007] Among other properties, known antireflection coatings are distinguished by their high optical quality (low residual reflection, low dispersion and absence of absorption). Since the strength of high optical quality coatings has been considered secondary, known coatings of this type have low mechanical strength.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

[0008] Par conséquent, l'objet principal de la présente invention consiste à proposer un procédé permettant de munir un substrat de verre naturel d'un revêtement antireflet dont une résistance aux rayures correspond approximativement à celle du substrat, plus particulière du verre de saphir, et qui présente une grande qualité optique (plus particulièrement un faible reflet résiduel). Therefore, the main object of the present invention is to provide a method for providing a natural glass substrate with an anti-reflective coating whose scratch resistance corresponds approximately to that of the substrate, more particularly sapphire glass , and which has a high optical quality (more particularly a low residual reflection).

[0009] Cet objet est atteint par un procédé selon la revendication 1, dans lequel des couches alternées ayant des indices de réfraction différents sont appliquées au substrat au moyen d'une technique de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma. Le rapport de gaz entre un gaz vecteur et un gaz réactif et la température de traitement et de prélèvement sont choisis de sorte que la résistance aux rayures des couches obtenues soit supérieure ou similaire à celle du substrat. La résistance aux rayures des couches obtenues est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle de la technique d'évaporation conventionnelle de telle sorte que la dispersion de la lumière du revêtement antireflet appliqué, mesurée par le „test de Bayer resserré“ défini dans la description, soit au moins quatre fois inférieure. This object is achieved by a method according to claim 1, wherein alternating layers having different indices of refraction are applied to the substrate by means of a plasma enhanced chemical vapor deposition technique. The gas ratio between a carrier gas and a reactive gas and the treatment and removal temperature are chosen so that the scratch resistance of the layers obtained is greater than or similar to that of the substrate. The scratch resistance of the layers obtained is several orders of magnitude higher than that of the conventional evaporation technique so that the light scattering of the applied anti-reflective coating, measured by the „tight Bayer test“ defined in the description , i.e. at least four times lower.

[0010] Des modes de réalisation préférés du procédé sont définis dans les revendications dépendantes. Cette technique PECVD (plasma-enhanced chemical vapor déposition - dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma) présente une bonne opportunité de n'avoir qu'un très faible sténopé dans/sur les couches de revêtement par rapport à d'autres techniques PVD (physical vapor déposition - dépôt physique en phase vapeur). [0010] Preferred embodiments of the method are defined in the dependent claims. This PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) technique presents a good opportunity to have very little pinhole in/on the coating layers compared to other PVD techniques ( physical vapor deposition).

[0011] Par conséquent, un tel revêtement est essentiellement produit par PECVD. Ces techniques (PECVD) n'ont pas encore été utilisées dans la technologie des couches minces en optique d'horlogerie car la maîtrise de l'épaisseur de couche est plus difficile que dans les techniques conventionnelles d'évaporation sous vide. Néanmoins, le demandeur a constaté que la dureté et la densité des couches appliquées peuvent être augmentées si des matériaux appropriés de dépôt de revêtement sont utilisés. L'emploi de la technologie PECVD permet d'avoir un indice de réfraction spécifique, pas seulement celui qui provient des matériaux stoechiométriques, pour obtenir des propriétés optiques spécifiques (indice de réfraction haut et bas avec une très faible absorption) associées à une grande résistance mécanique. [0011] Consequently, such a coating is essentially produced by PECVD. These techniques (PECVD) have not yet been used in thin film technology in watchmaking optics because controlling the thickness of the film is more difficult than in conventional vacuum evaporation techniques. Nevertheless, the applicant has found that the hardness and density of the applied layers can be increased if suitable coating deposition materials are used. The use of PECVD technology makes it possible to have a specific refractive index, not only that which comes from stoichiometric materials, to obtain specific optical properties (high and low refractive index with very low absorption) associated with high resistance mechanical.

[0012] L'invention concerne également un verre produit avec un tel procédé et une montre comprenant un tel verre. [0012] The invention also relates to a glass produced with such a process and a watch comprising such a glass.

[0013] L'invention concerne également le système de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma configuré pour réaliser un tel procédé, le système comprenant un porte-substrat se déplaçant devant le plasma. Des modes de réalisation préférés du système sont définis dans les revendications dépendantes. The invention also relates to the plasma-enhanced chemical vapor deposition system configured to carry out such a process, the system comprising a substrate holder moving in front of the plasma. Preferred embodiments of the system are defined in the dependent claims.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0014] L'invention va être décrite en détail ci-après au moyen de modes de réalisation exemplaires et en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement un système PECVD selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 illustre schématiquement un système PECVD selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 3 est un tableau présentant des résultats comparatifs obtenus avec la technique d'évaporation standard et le procédé selon l'invention, et la figure 4 représente un empilement type de couches formant un revêtement antireflet sur un substrat transparent.The invention will be described in detail below by means of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 schematically illustrates a PECVD system according to a first embodiment of the invention, FIG. 2 schematically illustrates a PECVD system according to a second embodiment of the invention, FIG. 3 is a table presenting comparative results obtained with the standard evaporation technique and the process according to the invention, and FIG. 4 represents a typical stack of layers forming an antireflection coating on a transparent substrate.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

[0015] Les figures 1 et 2 décrivent schématiquement deux modes de réalisation d'un système PECVD type 1,10 associés au procédé. Chaque système 1, 10 comprend une enceinte 2, dans laquelle des gaz mélangés provenant d'entrées de gaz 8, 9 sont activés au contact d'un générateur de plasma 3, 13 pour produire un plasma 6. Sur la figure 1, le générateur de plasma 3 comprend une plaque et, sur la figure 2, le générateur de plasma 13 comprend deux tubes. Les figures représentent deux paires d'entrées 8, 9 au sommet de l'enceinte 2 pour deux types de gaz. Le générateur de plasma 3, 13 produit un plasma 6 grâce aux gaz provenant des entrées, et le plasma 6 est diffusé vers un porte-substrat 4. Le mélange de gaz est ionisé à proximité des générateurs de plasma. Les gaz non consommés sont pompés à travers une sortie 7 au bas de l'enceinte 2. Figures 1 and 2 schematically describe two embodiments of a type 1.10 PECVD system associated with the method. Each system 1, 10 comprises an enclosure 2, in which mixed gases from gas inlets 8, 9 are activated in contact with a plasma generator 3, 13 to produce a plasma 6. In Figure 1, the generator Plasma generator 3 comprises a plate and, in Figure 2, the plasma generator 13 comprises two tubes. The figures show two pairs of inlets 8, 9 at the top of enclosure 2 for two types of gas. The plasma generator 3, 13 produces a plasma 6 thanks to the gases coming from the inlets, and the plasma 6 is diffused towards a substrate holder 4. The gas mixture is ionized near the plasma generators. Unconsumed gases are pumped through an outlet 7 at the bottom of enclosure 2.

[0016] Une application préférée du procédé est l'application de revêtements antireflet sur du verre de saphir. Dans ce contexte, le terme „verre naturel“ désigne généralement des matériaux inorganiques optiquement transparents. Des substrats 5 devant être revêtus sont constitués par exemple de verre, et sont maintenus devant le plasma 6. Pour une épaisseur de couche uniforme, ce qui constitue une condition nécessaire d'une grande qualité optique, les substrats 5 sont de préférence déplacés devant le plasma 6, en uniformisant ainsi la croissance de couche. Le porte-substrat 4 est configuré pour se déplacer devant le plasma 6 pour que des couches soient déposées sur les substrats 5. Le porte-substrat 4 supportant les substrats 5 se déplace devant le générateur de plasma 3, 13 à une vitesse prédéfinie. Le porte-substrat 4 se déplace une ou plusieurs fois pour atteindre l'épaisseur de couche optique souhaitée. Le porte-substrat 4 se déplace de préférence dans un mouvement linéaire, de préférence en va-et-vient, comme cela est indiqué par les flèches sur les figures 1 et 2. Le porte-substrat 4 est configuré pour accepter tous les types de formes conventionnelles de substrat 5 sur celui-ci. [0016] A preferred application of the method is the application of anti-reflective coatings on sapphire glass. In this context, the term "natural glass" generally refers to optically transparent inorganic materials. Substrates 5 to be coated consist, for example, of glass, and are held in front of the plasma 6. For a uniform layer thickness, which is a necessary condition for high optical quality, the substrates 5 are preferably moved in front of the plasma 6, thus standardizing the layer growth. The substrate holder 4 is configured to move in front of the plasma 6 so that layers are deposited on the substrates 5. The substrate holder 4 supporting the substrates 5 moves in front of the plasma generator 3, 13 at a predefined speed. The substrate carrier 4 moves one or more times to reach the desired optical layer thickness. The substrate holder 4 preferably moves in a linear motion, preferably back and forth, as indicated by the arrows in Figures 1 and 2. The substrate holder 4 is configured to accept all types of conventional forms of substrate 5 thereon.

[0017] Les différents types de matériaux déposés sont sélectionnés en changeant les mélanges de gaz provenant des différentes entrées 8, 9. Pour obtenir une bonne homogénéité de dépôt, le rapport de gaz type (débit de gaz réactif divisé par débit de gaz vecteur) se trouve dans une plage de 3 à 10, le rapport dépendant des propriétés optiques et physiques nécessaires. The different types of deposited materials are selected by changing the mixtures of gases coming from the different inlets 8, 9. To obtain good deposit homogeneity, the typical gas ratio (reactive gas flow divided by vector gas flow) is in a range of 3 to 10, the ratio depending on the optical and physical properties required.

[0018] En ce qui concerne les matériaux de couches, il a été constaté que, pour obtenir une grande résistance aux rayures, les couches doivent se composer de matériaux ayant la plus grande dureté possible. De préférence, une combinaison de SiOx et de SiNy (oxyde de silicium/nitrure de silicium) répond à ces exigences. [0018] With regard to the layer materials, it has been found that, in order to obtain a high scratch resistance, the layers must be composed of materials having the greatest possible hardness. Preferably, a combination of SiOx and SiNy (silicon oxide/silicon nitride) meets these requirements.

[0019] Un avantage de cette combinaison est qu'un seul gaz vecteur est nécessaire et le type de couche peut être sélectionné en changeant uniquement les gaz réactifs. La séquence et l'épaisseur des couches nécessaires pour un revêtement antireflet sont déterminées en fonction des règles habituelles de l'optique de couches minces. De préférence, au moins deux couches sont revêtues, l'une ayant un grand indice de réfraction, l'autre ayant un petit indice de réfraction. La couche à faible réfraction est appliquée en dernier. Un effet davantage amélioré par rapport à la plage spectrale applicable est obtenu par exemple avec quatre couches, en l'occurrence, en partant du substrat, SiNy/SiOx/SiNy/SiOx. En outre, le revêtement peut toujours être enlevé par l'action de substances chimiques sans endommager le substrat. [0019] An advantage of this combination is that only one carrier gas is needed and the type of layer can be selected by changing only the reactive gases. The sequence and thickness of the layers required for an antireflection coating are determined according to the usual rules of thin film optics. Preferably, at least two layers are coated, one having a high index of refraction, the other having a low index of refraction. The low refractive layer is applied last. A further improved effect with respect to the applicable spectral range is obtained for example with four layers, in this case, starting from the substrate, SiNy/SiOx/SiNy/SiOx. Furthermore, the coating can always be removed by the action of chemical substances without damaging the substrate.

[0020] Une augmentation supplémentaire de la résistance peut être obtenue en appliquant une couche de protection mince supplémentaire sur les couches antireflets. Ladite couche de protection est sensiblement, ou similaire à, la plus mince des couches de revêtements antireflet. [0020] A further increase in strength can be achieved by applying an additional thin protective layer over the anti-reflective layers. Said protective layer is substantially, or similar to, the thinnest of the anti-reflective coating layers.

[0021] Au cours du processus PECVD de l'invention, les substrats atteignent des températures entre 200 °C et 450 °C. Il a été constaté qu'un verre de saphir ainsi que d'autres types de verre naturel sont capables de résister à cette charge thermique, et qu'il est donc possible de produire des couches très denses et donc très dures avec des techniques PECVD. [0021] During the PECVD process of the invention, the substrates reach temperatures between 200°C and 450°C. It has been found that a sapphire glass as well as other types of natural glass are able to withstand this thermal load, and therefore it is possible to produce very dense and therefore very hard layers with PECVD techniques.

[0022] Pour une adhérence améliorée des couches sur les substrats, ceux-ci sont préchauffés avant le processus PECVD. [0022] For improved adhesion of the layers to the substrates, the latter are preheated before the PECVD process.

[0023] Le porte-substrat 4 est de préférence préchauffé. Pour approfondir ce domaine, l'utilisation de matériaux céramiques spécifiques pour le porte-substrat 4, soit en vrac soit dans un revêtement sur celui-ci, comprenant par exemple du carbure de silicium, de l'oxyde d'yttrium, de l'oxyde de zircon ou de l'oxyde d'aluminium permet d'atteindre une très grande qualité de revêtement. The substrate carrier 4 is preferably preheated. To deepen this field, the use of specific ceramic materials for the substrate holder 4, either in bulk or in a coating thereon, comprising for example silicon carbide, yttrium oxide, zirconia or aluminum oxide achieves a very high coating quality.

[0024] Malgré les coûts initiaux élevés, la technique PECVD présente des avantages importants en ce qui concerne des propriétés comme la dureté et la résistance à l'abrasion du revêtement. Par rapport à des revêtements évaporés conventionnellement, la densité et la dureté des revêtements PECVD sont beaucoup plus grandes. [0024] Despite the high initial costs, the PECVD technique has significant advantages with respect to properties such as hardness and abrasion resistance of the coating. Compared to conventionally evaporated coatings, the density and hardness of PECVD coatings are much greater.

[0025] Pour démontrer l'amélioration, par cette technique, de la résistance mécanique du produit final, deux mesures principales sont réalisées : un test de Bayer „resserré“ et un test de nano rayures. La mesure de la dureté d'un tel empilement composé de couches très minces est possible, mais l'effet du substrat et/ou de la couche sous-jacente peut affecter le résultat. To demonstrate the improvement, by this technique, of the mechanical resistance of the final product, two main measurements are carried out: a “tightened” Bayer test and a nano scratch test. It is possible to measure the hardness of such a stack composed of very thin layers, but the effect of the substrate and/or of the underlying layer can affect the result.

[0026] Dans le test d'abrasion de Bayer selon ASTM F735-94, les substrats de test, par exemple du verre synthétique, sont placés au fond d'une cuve métallique et recouverts d'une quantité spécifiée de sable de quartz. Au moyen d'un dispositif d'agitation, la cuve est soumise à 100 à 600 cycles d'agitation („courses“) d'une fréquence spécifiée et d'une amplitude spécifiée. L'augmentation de la dispersion de la lumière par rapport à la surface sans revêtement constitue une mesure de la résistance aux rayures. Le „test de Bayer resserré“ proposé est principalement effectué avec les paramètres suivants : sable de corindon au lieu de sable de quartz, 300 courses au lieu de 600, longueur de course de 30 mm au lieu de 50 mm, hauteur de couche de sable de 25 mm au lieu de 13 mm, fréquence de 180 min-1 au lieu de 300 min-1.[0026] In the Bayer abrasion test according to ASTM F735-94, the test substrates, for example synthetic glass, are placed at the bottom of a metal tank and covered with a specified quantity of quartz sand. By means of a stirring device, the vessel is subjected to 100 to 600 cycles of stirring („strokes“) of a specified frequency and a specified amplitude. The increase in light scattering relative to the uncoated surface is a measure of scratch resistance. The proposed "tight Bayer test" is mainly performed with the following parameters: corundum sand instead of quartz sand, 300 races instead of 600, stroke length of 30 mm instead of 50 mm, sand layer height of 25 mm instead of 13 mm, frequency of 180 min-1 instead of 300 min-1.

[0027] Les résultats de la résistance mécanique du test de Bayer resserré sur des verres de saphir types traités avec revêtement antireflet par différentes techniques de traitement sont indiqués dans le tableau ci-après. Chacun a quatre couches antireflet empilées, et le résultat d'un saphir non revêtu est également indiqué à titre de comparaison. Saphir 0,3 % Saphir revêtu avec technique d'évaporation 2,5 à 3,5 % Saphir revêtu selon l'invention 0,3 à 0,6 %[0027] The results of the mechanical strength of the tightened Bayer test on standard sapphire crystals treated with anti-reflective coating by different processing techniques are indicated in the table below. Each has four stacked anti-reflective layers, and the result of an uncoated sapphire is also shown for comparison. Sapphire 0.3% Sapphire coated with evaporation technique 2.5 to 3.5% Sapphire coated according to the invention 0.3 to 0.6%

[0028] Les résultats du test de nano rayures sont indiqués dans la figure 3, les paramètres de test pour le test comparatif étant : - type de pénétrateur sphéro-conique - rayon de pénétrateur 5 µm - type de chargement progressif - charge de balayage 0,5 mN - charge initiale 0,5 mN - charge finale 100 mN - débit de chargement 199 mN/min - longueur de rayure 0,5 mm - vitesse de rayure 1 mm/min[0028] The results of the nano scratch test are shown in figure 3, the test parameters for the comparative test being: - sphero-conical indenter type - indenter radius 5 µm - progressive loading type - scanning load 0 .5 mN - initial load 0.5 mN - final load 100 mN - loading rate 199 mN/min - scratch length 0.5 mm - scratch speed 1 mm/min

[0029] Comme cela est représenté sur la figure 3, le saphir revêtu selon l'invention est moins rayé qu'un saphir revêtu avec PVD. As shown in Figure 3, the sapphire coated according to the invention is less scratched than a sapphire coated with PVD.

[0030] En tant qu'exemple d'un produit type réalisé avec cette technique, un verre de saphir est placé sur un porte-substrat d'oxyde d'aluminium et muni d'un revêtement antireflet composé de couches alternées de nitrure de silicium et d'oxyde de silicium réalisé par PECVD. Le procédé utilise un gaz vecteur SiH4 et des gaz réactifs NH3, respectivement N2O, avec un rapport de gaz de 6 pour toutes les couches, à une pression de traitement de p = 0,2 mbar. Par conséquent, comme cela est représenté sur la figure 4, sur le verre de saphir 15, les trois premières couches de SiNy 16, SiOx 17 et SiNy 18 ont chacune une épaisseur physique de 20 nm, et la dernière couche de SiOx 19 a une épaisseur physique de 90 nm. [0030] As an example of a typical product made with this technique, a sapphire crystal is placed on an aluminum oxide substrate holder and provided with an anti-reflective coating composed of alternating layers of silicon nitride and silicon oxide produced by PECVD. The process uses carrier gas SiH4 and reactive gases NH3, respectively N2O, with a gas ratio of 6 for all layers, at a process pressure of p = 0.2 mbar. Therefore, as shown in Figure 4, on sapphire crystal 15, the first three layers of SiNy 16, SiOx 17, and SiNy 18 each have a physical thickness of 20 nm, and the last layer of SiOx 19 has a physical thickness of 90 nm.

Claims (17)

1. Procédé d'application d'un revêtement antireflet sur un substrat (5, 15) d'un matériau inorganique optiquement transparent, caractérisé en ce que des couches alternées (16, 17, 18, 19) d'indices de réfraction différents sont appliquées au substrat (5, 15) au moyen d'une technique de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma.1. Method of applying an antireflection coating to a substrate (5, 15) of an optically transparent inorganic material, characterized in that alternating layers (16, 17, 18, 19) of different refractive indices are applied to the substrate (5, 15) using a plasma enhanced chemical vapor deposition technique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites couches (16, 17, 18, 19) comprennent au moins deux des matériaux suivants : SiO2, Si3N4, SiOxNy, de préférence dans leur intégralité.2. Method according to claim 1, wherein said layers (16, 17, 18, 19) comprise at least two of the following materials: SiO2, Si3N4, SiOxNy, preferably in their entirety. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits substrats (5, 15) sont préchauffés avant l'opération de revêtement afin d'améliorer l'adhérence des couches (16, 17, 18, 19).3. Method according to claim 1 or 2, wherein said substrates (5, 15) are preheated before the coating operation in order to improve the adhesion of the layers (16, 17, 18, 19). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (5) est agencé sur un porte-substrat (4) se déplaçant devant le plasma.4. Method according to any one of the preceding claims, in which the substrate (5) is arranged on a substrate holder (4) moving in front of the plasma. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dispersion de la lumière des couches de revêtement antireflet appliquées (16, 17, 18, 19), mesurée dans le „test de Bayer resserré“, n'est pas plus de trois fois supérieure à celle du verre de saphir non revêtu (15).5. A method according to any preceding claim, wherein the light scattering of the applied anti-reflective coating layers (16, 17, 18, 19), measured in the „tight Bayer test“, is not more three times that of uncoated sapphire crystal (15). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une couche de protection est appliquée à la dernière couche (19) afin d'augmenter la stabilité chimique et/ou le nettoyage et/ou la résistance mécanique.6. Method according to any one of the preceding claims, in which a protective layer is applied to the last layer (19) in order to increase the chemical stability and/or the cleaning and/or the mechanical resistance. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite couche de protection se compose de l'un des matériaux suivants : composés organofluorés ou composition de matériaux de couches minces à résistance mécanique supérieure.7. Method according to claim 5, wherein said protective layer consists of one of the following materials: organofluorine compounds or composition of thin film materials with higher mechanical resistance. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (5, 15) comprend du verre naturel ou du verre de saphir, de préférence dans son intégralité.8. A method according to any preceding claim, wherein the substrate (5, 15) comprises natural glass or sapphire glass, preferably in its entirety. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un porte-substrat (4) du substrat (5) comprend un matériau céramique comme suit : carbure de silicium, oxyde d'yttrium, oxyde de zircon ou oxyde d'aluminium, de préférence dans son intégralité.9. A method according to any preceding claim, wherein a substrate holder (4) of the substrate (5) comprises a ceramic material as follows: silicon carbide, yttrium oxide, zircon oxide or aluminum oxide , preferably in its entirety. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport de gaz du débit de gaz réactif sur le débit de gaz vecteur se trouve dans une plage de 3 à 10.10. A method according to any preceding claim, wherein the gas ratio of reactant gas flow to carrier gas flow is in a range of 3 to 10. 11. Verre de montre en verre naturel, de préférence en verre de saphir, dans lequel au moins une partie de la surface ou toute la surface est munie d'un revêtement antireflet produit conformément au procédé selon les revendications 1 à 10, de sorte que la dispersion de la lumière du revêtement antireflet soit au moins quatre fois inférieure à celle du revêtement antireflet produit par la technique d'évaporation conventionnelle dans un test de résistance aux rayures.11. Watch glass made of natural glass, preferably sapphire glass, in which at least part of the surface or the entire surface is provided with an anti-reflective coating produced according to the method according to claims 1 to 10, so that the light scattering of the anti-reflective coating is at least four times lower than that of the anti-reflective coating produced by the conventional evaporation technique in a scratch resistance test. 12. Montre munie du verre de montre selon la revendication 11.12. Watch fitted with the watch glass according to claim 11. 13. Système de dépôt chimique en phase vapeur renforcé par plasma (1, 10) associé au procédé selon les revendications 1 à 10, le système comprenant un porte-substrat (4) se déplaçant devant le plasma (6).13. A plasma enhanced chemical vapor deposition system (1, 10) associated with the process according to claims 1 to 10, the system comprising a substrate carrier (4) moving past the plasma (6). 14. Système selon la revendication 13, dans lequel le porte-substrat (4) est configuré pour accepter tous les types de formes conventionnelles de verre de montre, par exemple plat ou sphérique.14. System according to claim 13, in which the substrate holder (4) is configured to accept all types of conventional shapes of watch glass, for example flat or spherical. 15. Système selon la revendication 13 ou 14, configuré pour réaliser un dépôt sur un côté et sur les deux côtés.15. The system of claim 13 or 14, configured to perform single-sided and double-sided deposition. 16. Système selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, configuré pour atteindre un rendement très élevé par rapport aux machines avec la technique d'évaporation conventionnelle, par exemple de plusieurs ordres de grandeur.16. System according to any one of claims 13 to 15, configured to achieve a very high efficiency compared to machines with the conventional evaporation technique, for example by several orders of magnitude. 17. Système selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, configuré pour réaliser un enlèvement par attaque complet ou partiel de l'empilement de couches.17. A system according to any one of claims 13 to 16, configured to effect full or partial etch removal of the layer stack.
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