DE19963866A1 - Gegenstand mit einem Glassubstrat und mit einer optisch aktiven Beschichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand, bestehend aus einem Substrat und einer interferenz-optischen Beschichtung. DOLLAR A Um den Gegenstand ohne Aufbringen einer besonderen Antistatikschicht antistatisch zu machen, wird gemäß der Erfindung folgendes vorgesehen: DOLLAR A Eine der Schichten der Beschichtung umfaßt ein unter-stöchiometrisches Titandioxid; DOLLAR A die Beschichtung umfaßt wenigstens drei Schichten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand bestehend aus einem Substrat mit einer optisch aktiven Funktion. Ein solcher Gegenstand kann beispielsweise der Bildschirm einer Fernsehröhre sein. Dabei besteht das Substrat zum Beispiel aus Glas, und die Beschichtung ist zum Beispiel eine klassische Anti- Reflex-Beschichtung, die der Entspiegelung dient. Ferner kommen Brillen in Betracht, Bildschirme von Displays, entspiegelte Schaufensterscheiben und anderes mehr.

Die Beschichtung kann drei oder mehr Schichten umfassen. Als Schichtmaterial werden zum Beispiel Titandioxid und Siliciumdioxid bekanntgeworden.

Ein gravierendes Problem bei solchen Gegenständen besteht in deren Eigenschaft, eine elektrostatische Anziehungskraft auf Fremdkörper auszuüben, beispielsweise auf Staub, Fasern, Flusen oder sonstige Fremdstoffe. Diese lagern sich an der Beschichtung an und führen zu einer makroskopisch erkennbaren und störenden Verschmutzung.

Zur Vermeidung derartiger Effekte ist es bekannt, auf die optische Funktionsschichten eine spezielle leitfähige, transparente Schicht aufzubringen, die die statische Anziehung von Fremdteilchen hindert. Hier ist beispielsweise eine Schicht aus Indiumzinnoxid zu nennen, in der Fachsprache als "ITO" bekannt. Das Aufbringen einer solchen besonderen Schicht als Antistatikschicht hat zahlreiche Nachteile. Die Antistatikschicht als solche erhöht die Herstellungskosten. Das Aufbringen macht einen besonderen Arbeitsvorgang notwendig, der wiederum in die Herstellungskosten des Gegenstandes eingeht. Schließlich verringert die Antistatikschicht merklich die Transmission. Bei Bildschirmen wirkt sich dies als Verringerung der Helligkeit aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gegenstand der genannten Art derart zu gestalten, dass die mit dem Aufbringen einer eigenen Antistatikschicht verbundenen Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß lässt sich die Fähigkeit des Gegenstandes, Fremdpartikel elektrostatisch anzuziehen, durch Kombination wenigstens der beiden folgenden Merkmale unterbinden:
Zum einen wird in wenigstens einer der Schichten der Beschichtung ein Titandioxid verwendet, das unter-stöchiometrisch ist. Zum anderen wird die Beschichtung aus wenigstens drei Schichten aufgebaut. Auf diese Weise erfüllt die Beschichtung zwei Funktionen: Zum einen erfüllt sie ihre optische Funktion, beispielsweise als Antireflex-Schicht. Zum anderen erfüllt sie ihre Antistatik-Funktion. Es bedarf daher keiner zusätzlichen Schicht mehr wie zum Beispiel einer ITO-Schicht. Es werden die Kosten für die Schicht als solche eingespart, aber auch die Kosten des Aufbringens einer solchen Antistatikschicht. Es werden außerdem auch die übrigen Nachteile vermieden, die mit einer solchen besonderen Antistatikschicht verbunden sind, zum Beispiel einer Beeinträchtigung der Lichttransmission, der Schärfe des Bildes beim Bildschirm von Fernsehröhren und anderes mehr.

Es war zwar bereits bisher bekannt, dass transparente Beschichtungen dann antistatisch wirken, wenn sie leitfähig gemacht werden. Außerdem war es bekannt, dass die bessere Leitfähigkeit von Titandioxid dann herbeigeführt werden kann, wenn dieses unter-stöchiometrisch ist. Wider Erwarten tritt der Antistatik-Effekt in einem Dünnschichtsystem der beschriebenen Art jedoch erst dann auf, wenn die Beschichtung wenigstens drei Einzelschichten umfasst, wobei mindestens eine unterstöchiometrische TiO₂-Schicht vorhanden sein muß.

Die Antistatik-Eigenschaft einer erfindungsgemäßen Beschichtung läßt sich nahezu beliebig einstellen. Sie kann nach Kundenwunsch "dosiert" werden. Sie hängt vom Maß der Stöchiometrie bzw. Unter-Stöchiometrie des verwendeten Titandioxid ab. Empfehlenswert ist eine Unter-Stöchiometrie von 1,9 bis 2. Hiervon wird die Antistatik-Eigenschaft beeinflusst. Bei einem praktischen Versuch wurde beispielsweise eine Spannung von 100 V an zwei Meßspitzen angelegt, die in einem Abstand von 1 cm auf die Beschichtung aufgesetzt wurden. Der Restwiderstand betrug zwischen 10 kiloohm bis 1000 megaohm. Die Beschichtung ist bei einem derart hohen Widerstand zwar nicht mehr leitend im eigentlichen Sinne, jedoch führt die Anordnung zu einem völligen Abfließen der elektrostatischen Aufladung.

Weitere Merkmale können zur Verbesserung beitragen:
Das Substrat sollte kein Quarz sein.

Die Titandioxid-Schicht sollte einer Temperaturbehandlung unterzogen worden sein. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß als Kristallform Anatas erzielt wird.

Als Beschichtungsverfahren kommen reaktive Verfahren in Betracht, beispielsweise das CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition), ferner das PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition). Ferner kommen in Betracht:
PECVD (= Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor-Deposition);
PICVD ( = Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition);
LPCVD ( = Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition);
TCVD ( = Thermical-Chemical-Vapor-Deposition).

Die praktische Anwendung der Erfindung kommt überall dort in Betracht, wo es auf spezielle optische Transmissions- bzw. Reflexionseigenschaften ankommt, in Kombination mit antistatischen Eigenschaften. Interessante Anwendungsgebiete sind z. B. Bildschirme von Fernsehröhren oder von Monitoren, Brillengläser (jeweils antireflektiv beschichtet), aber auch reflektive, antireflektive, IR-funktionelle und/oder Designbeschichtungen auf Glasscheiben aller Art.

Claims (5)

1. Gegenstand;

• 1. mit einem Substrat;
• 2. mit einer interferenz-optischen Beschichtung;
• 3. die Beschichtung umfaßt eine Schicht mit unter-stöchiometrischem Titandioxid;
• 4. die Beschichtung umfaßt wenigstens drei Schichten.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Titandioxid einer Temperaturbehandlung unterzogen worden ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Titandioxid von der kristallinen Form Anatas ist.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem anderen Material als Quarz besteht.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einem reaktiven Beschichtungsverfahren aufgebracht ist.