DE2829279A1

DE2829279A1 - Reflexionsvermindernder mehrschichtenbelag (antireflexbelag) fuer durchsichtige mittelhochbrechende unterlagen

Info

Publication number: DE2829279A1
Application number: DE19782829279
Authority: DE
Inventors: Hans Juergen Rodeck
Original assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Current assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1980-01-17

Description

Reflexionsvermindernder Mehrschichtenbelag'
(Antireflexbelg) für durchsichtige mittelhochbrechende Unterlagen Die Erfindung betrifft einen reflexionsvermindernden Mehrschichtenbelag, einen sogenannten Antireflexbelag, für durchsichtige mittelhochbrechende Unterlagen, insbesondere für Gläser mit einem Brechungsindex zwischen 1,58 und 1,67.
Ein bekannter Antireflexbelag für optisches Glas weist insgesamt drei Schichten auf. Unmittelbar auf dem Glas ist eine erste Schicht mit einer Dicke von a /4 und einem mittleren Brechungsindex von etwa 1,58 - 1,70 angeordnet. Auf dieser Schicht befindet sich eine weitere Schicht mit einer Dicke von / /-2 und einem hohen Brechungsindex von 1,85 - 2,40.
An diese . 3\/2-Schicht schließt sich eine dritte Schicht mit einer Dicke von #/4 und einem niedrigen Brechungsindex von etwa 1,30 - 1,45 an. Die zweite z /2-Schicht besteht aus Einzelschichten mit einer Dicke von jeweils 3 /8, zwischen denen Zwischenschichten mit einer Dicke von 1 - 10 nm und dem niedrigen Brechungsindex, wie ihn die dritte Schicht aufweist, angeordnet sind.
Ein mit einem solchen Antireflexbelag beschichtetes optisches Glas mit einem Brechungsindex von 1,52 weist ein recht günstiges Reflexionsverhältnis in dem allgemein interessierenden Wellenlängenbereich von ca. 400 - 600 nm auf. Allerdings verschlechtert sich das Reflexionsverhältnis bei Wellenlängen um 500 nm gegenüber dem Reflexionsverhältnis bei ca. 400 bzw. 600 nm beträchtlich. Bei einer Wellenlänge von ca. 500 nm beträgt dieses Reflexionsverhältnis noch ungefähr 0,5 %.
Darüber hinaus ist das zur Gewinnung eines solchen behannten Antireflexbelages erforderliche Beschichtungsverfahren für optische Gläser sehr aufwendig. Die Unterteilung der zweiten ;\/2-Schicht in vier Einzelschichten und die Trennung dieser vier Einzelschichten durch Zwischenschichten mit wesentlich niedrigerem Brechungsindex macht es erforderlich, diese i+/2-Schicht in sieben einzelnen Aufdampfungsvorgängen herzustellen, wobei jedesmal das Bedampfungsmaterial gewechselt werden muß. Mit einem solchen Antireflexbelag vergütete Gläser sind daher relativ teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen reflexionsverminderten Mehrschichtenbelag für mittelhochbrechende Unterlagen der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein besseres Reflexionsverhältnis, vor allem unter und oberhalb einer Wellenlänge von 500 nm aufweist, aus möglichst wenig, in sich einheitlichen Schichten besteht und damit einfacher und billiger herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Mehrschichtenbelag der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die an die Unterlage angrenzende erste Schicht eine optische Dicke von 29 nm und einem Brechungsindex von 2,1 aufweist, daß die folgende zweite Schicht eine optische Dicke von 34 nm und einen Brechungsindex von 1,38 aufweist, daß die nachfolgende dritte Schicht den gleichen Brechungsindex aufweist wie die erste Schicht und eine optische Dicke von 273 nm hat und daß die abschließende vierte Schicht den gleichen Brechungsindex wie die zweite Schicht aufweist und eine optische Dicke von 127 nm hat.
Der erfindungsgemäße reflexionsvermindernde Vierschichtenbelag besteht insgesamt nur-aus zwei verschiedenen Materialien, die jeweils in einer bestimmten Reihenfolge und Schichtdicke aufgedampft werden. Die einzelnen Schichten sind in sich einheitlich und bestehen aus gleichem Material.
Jede Schicht kann also in einem einzigen ununterbrochenen Vorgang zusammenhängend aufgedampft werden. Das Verfahren zum Aufbringen eines Mehrschichtenbelags auf ein optisches Glas (Multicoating) wird damit einfacher und preiswerter.
Ein mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag vergütetes mittelhochbrechendes Glas hat in dem angestrebten Wellenlängenbereich von ca. 400 - 600 nm ein sehr günstiges Reflexionsverhältnis. Selbst unterhalb und oberhalb einer Wellenlänge von 500 nm übersteigt das Reflexionsverhältnis eines mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag vergüteten Glases mit den angegebenen Brechungsindizes nicht den Faktor 0,2 °,ht :Je nach Brechungsindex des vergüteten Glases liegt das Reflexionsverhältnis bei einer Wellenlänge von 500 nm bei 0,06 % (Brechungsindex n = 1,58) und 0,14 % (Brechungsindex n = 1,67). Gegenüber dem eingangs beschriebenen Antireflexbelag ist also das Reflexionsverhältnis eines mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag versehenen mittelhochbrechenden Glases wesentlich verbessert.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die erste und dritte Schicht des Mehrschichtenbelags vorzugsweise aus Magnesiumfluorid (Mg F2) und die zweite und vierte Schicht vorzugsweise aus Tantaloxyd (Ta2 05).
Die optische Dicken der einzelnen Schichten sollen einen Toleranzbereich von + 10 % und die Brechungsindizes der einzelnen Schichten sollen einen Toleranzbereich von + 0,05 nicht überschreiten. Gehen optische Dicke und/oder Brechungsindex über diesen Toleranzbereich hinaus, so ist eine deutliche Qualitätsminderung des Reflexionsverhaltens des erfindungsgemäßen mehrschichtenbelags zu erkennen.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen vergrößerten Schnitt eines mit dem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag versehenen Glases, Fig. 2 ein Diagramm für das Reflexionsverhältnis in Abhängigkeit von der Wellenlänge für drei beyschichtete Gläser nach Fig. 1 mit unterschiedlichem Brechungsindex.
Auf einer in Fig. 1 mit 10 bezeichneten durchsichtigen mittelhochbrechenden Unterlage, insbesondere auf einem Glas mit einem Brechungsindex zwischen n = 1,58 und n = 1,67, ist eine erste Schicht 11 aufgebracht. Diese Schicht 11 hat einen Brechungsindex von n = 2,1 und besteht vorzugsweise aus Magnesiumfluorid (Mg F2). Die optische Dicke (n . d) dieser Schicht beträgt 29 nm. Auf dieser ersten Schicht 11 ist eine zweite Schicht 12 angeordnet, die einen Brechungsindex von n = 1,38 aufweist und vorzugsweise aus Tantaloxyd (Ta2 05) besteht. Die optische Dicke der zweiten Schicht 12'beträgt 34 nm. Die an diese zweite Schicht 12 angrenzende dritte Schicht 13 weist den gleichen Brechungsindex auf wie die erste Schicht 11 und besteht auch aus dem gleichen Material wie die erste Schicht 11.
Die optische Dicke beträgt hier 273 nm. Die auf der dritten Schicht 13 sitzende abschließende vierte Schicht 14 weist aden gleichen Brechungsindex wie die zweite Schicht 12 auf und besteht ebenfalls aus dem gleichen Material Tantaloxyd.
Ihre optische Dicke beträgt 127 nm.
Die optische Dicke n d der einzelnen Schichten 11-14 überschreitet dabei nicht einen Toleranzbereich von + 10 %. Der Toleranzbereich der Brechungsindizes n der einzelnen Schichten 11 - 14 liegt bei »n = t 0,05.
Das Reflexionsverhältnis eines solchermaßen beschichteten mittelhochbrechenden Glases nach Fig. 1 in Abhängigkeit von der Wellenlänge ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist das Reflexionsverhältnis, angegeben in % auf der Ordinate und die Wellenlänge A , gemessen in nm auf der Abszisse aufgetragen. In diesem Diagramm sind drei Kurven eingezeichnet. Die Kurven zeigen dabei das Reflexionsverhältnis des nach Fig. 1 beschichteten Glases mit a) einem Brechungsindex von 1,58, b) einem Brechungsindex von 1,62 und c) einem Brechungsindex von 1,67.
Aus dem Diagramm ist deutlich zu erkennen, daß bei einer Wellenlänge von 500 nm das Reflexionsverhältnis für alle drei Gläser nicht größer als 0,14 ,Oo ist. Dieses Reflexionsverhältnis wird in dem gesamten Längenwellenbereich von 440 - 620 nm nicht überschritten. Erst unterhalb einer Wellenlänge von 420 und oberhalb einer Wellenlänge von 640 steigt das Reflexionsverhältnis nennenswert an und erreicht bei 400 bzw. 700 nm etwa 1 %. Mit dem vorstehend beschriebenen reflexionsvermindernden Mehrschichtenbelag (Antireflexbelag) kann somit ein wesentlich reflexärmeres Glas hergestellt werden als mit den bisher bekannten Antireflexbelägen, die-wie der erfindungsgemäße Mehrschichtenbelag-ebenfalls mit einer relativ geringen Zahl von Einzelschichten auskommen. Die Technik der Herstellung der für den erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag benötigten Schichten ist bekannt. In erster Linie kommen Aufdampfen im Vakuum oder Kathodenzerstäubung in Frage, aber auch auf chemischen Wege können bekanntlich absorptionsfreie harte Schichten erhalten werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Reflexionsvermindernder Mehrschichtenbelag (Antireflexbelag) für durchsichtigemittelhochbrechende Unterlagen, insbesondere für Gläser mit einem Brechungsindex zwischen 1,58 und 1,67, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die an die Unterlage (10) angrenzende erste Schicht (11) eine optische Dicke von 29 nm und einen Brechungsindex von 2,1 aufweist, daß die folgende zweite Schicht (12) eine optische Dicke von 34 nm und einen Brechungsindex von 1,38 aufweist, daß die nachfolgende dritte Schicht (13) den gleichen Brechungsindex aufweist wie die erste Schicht (11) und eine optische Dicke von 273 nm hat und daß die abschließende vierte Schicht (14) den gleichen Brechungsindex wie die zweite Schicht (12) aufweist und eine optische Dicke von 127 nm hat.
2. Mehrschichtenbelag nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t. daß die erste und dritte Schicht vorzusweise -CII, 13)/ausWMagnesiumfluorid (Mg F2) und die zweite und vierte Schicht (12, 14) vorzugsweise aus Tantaloxyd (Ta2 05) besteht.
3. Mehrschichtenbelag nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die optische Dicke der einzelnen Schichten ( 11-14 ) einen Toleranzbereich von +10 % und die Brechungsindizes der einzelnen Schichten ( 11-14 ) einen Toleranzbereich von + 0,05 nicht überschreiten.