DE3026703A1

DE3026703A1 - Verfahren zur herstellung eines antireflexbelages auf einem transparenten material, wie einem optischen glas

Info

Publication number: DE3026703A1
Application number: DE19803026703
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: WILL WETZLAR GmbH
Current assignee: WILL WETZLAR GmbH
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1982-01-28
Also published as: DE3026703C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Antireflexbelages auf transparenten Materialien nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
Zur Herstellung eines Antireflexbelages über einen breiten Spektralbereich etwa zwischen 400 nm und 600 nm ist es bekannt, drei oder mehr Einzelkomponentenschichten auf das transparente Material, vorzugsweise ein optisches Glas, aufzudampfen.
Die erste auf das transparente Material aufgebrachte Schicht hat üblicherweise eine Brechzahl zwischen 1,5 und 1,7, und als Schichtmaterial wird Cerfluorid (CeF3) oder Aluminiumoxyd (Al203) in den Schichtdicken % /4 oder n /2 auf das transparente Material aufgedampft, je nach dem, welche Brechzahl das transparente Material aufweist.
Auf diese Schicht wird eine hochbrechende Schicht aufgedampft, beispielsweise mit einer Brechzahl zwischen 2,o und 2,5. Als Schichtmaterial verwendet man hierfür Zirkonoxyd (ZrO2), Titanoxyd (TiO2) oder Tantaloxyd ( Pa205).
Der Aufdampfungsprozeß für eine derartige Schicht läßt sich nur sehr schwer beherrschen, da die optische Dicke der Schicht etwa der halben Bemessungswellenlänge entspricht und deshalb Schichtdickenänderungen Brechzahländerungen nach sich ziehen.
Um zu besseren Ergebnissen zu kommen, verwendet man deshalb ein tenäres Gemisch für die hochbrechende Schicht, beispielsweise Zirkonoxyd in Verbindung mit Tantaloxyd mit einem gewichtsmäßigen Tantaloxydanteil in der Größenordnung von 30 bis 70 % des tenären Gemisches oder Zirkonoxyd in Verbindung mit Titanoxyd und Aluminiumoxyd mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 10 S sowohl für das Titanoxyd als auch für das Aluminiumoxyd.
Es hat sich gezeigt, daß sich eine derart aufgebaute Schicht nur äußerst schwer homogenisieren läßt, so daß die Brechzahlen über die Schicht ungleichmäßig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Bedampfungsverfahren so zu vereinfachen, daß in einfacher Weise eine homogene tenäre hochbrechende Schicht von konstanter Dicke erhalten wird.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruches 1 gelöst.
Dadurch, daß jetzt die Grundsubstanz, zum Beispiel Z'rO2, in der tenären Schicht in überwiegendem Maße enthalten ist und nur geringfügig ein Stabilisierungsmaterial, beispielsweise Tantaloxyd (Ta2O5) zugesetzt wird, bleibt die Brechzahl des Grundmaterials und damit der tenären Schicht erhalten, und die Schicht wird zwangsläufig homogen.
Die Einhaltung der geforderten Gewichtsanteile der Materialien läßt sich während des Verdampfungsprozesses steuern, indem die Sauerstoffzufuhr während des Verdampfungsprozesses geeignet gesteuert wird, insbesondere, wenn man nicht das Oxyd verdampft, sondern wenigstens teilweise ein Metall, das erst während des Bedampfungsprozesses oxydiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt eine Reihe weiterer Vorteile: Die Prozeßfolge ist sowohl qualitativ als auch quantitativ durch ein optisches Schichtdickenmeßgerät leicht steuerbar.
Es kann ein und dieselbe Schichtfolge für einen weiten Bereich von Glastypen verwendet werden.
Darüber hinaus ist die spektrale Bandbreite variierbar.
Die optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der Schichtfolge entsprechen den J)IN-Vorschriften.
Schließlich ist aber auch die Reflexfarbe der Schichtfolge leicht reproduzierbar.
Ein mit einem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag vergüteten Glas des nd-Bereiches von 1,52 hat in dem Wellenlängenbereich von ca. 400 nm bis 600 nm ein günstiges Reflexionsverhältnis. Das Reflexionsverhältnis ist im Mittel kleiner als o, 'O.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist wegen seiner breiten Verwendungsmöglichkeit hesonders wirtschaftlich und damit insbesondere von sehr großem Wert für die erstellung preisgünstiger vergüteter optischer Elemente.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schichtaufbau; Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Wirkungsweise des Schichtaufbaues.
Mit 1 ist das zu beschichtende optische Glas der Brechzahl 1,57 bezeichnet, mit I eine erste Schicht, bestehend aus CeF oder Al,Ot der Schichtdicke # /4 oder #/2.
Mit II ist die tenäre Mittelschicht mit einer Brechzahl von 2,o5 bezeichnet, welche aus 95 Gewichtsprozent ZrO2 und 5 Gewichtsprozent Pa 205 besteht. Die tenäre Mittelschicht weist eine Dicke von #/2 auf.
Mit III ist eine Schicht der Brechzahl n = 1,38 und der Dicke \/4 bezeichnet, welche aus MgF2 besteht.
Das Reflexionsvermögen dieses Mehrfachbelages ist in Fig. 2 in Abhängigkeit von der Wellenlänge dargestellt.

Claims

Verfahren zur llerstellung eines Antireflexbelages auf einem transparenten Material, wie einem optischen Glas Patentansprüche 1. Verfahren zur herstellung eines Antireflexbelages auf einem transparenten Material, wie einem optischen Glas, bestehend aus mehreren einfachen oder zusammengesetzten Schichten, der nicken 1/2 oder \ /4 mit hochbre benden und niedrigbrechenden Einzelschichten und Schichtgemischen, bei dem die Schichtmaterialien der hochbrechenden Schichten als ternäres Gemisch im Vakuum auf das transparente Material aufgedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugg der hochbrechenden Schicht ein an sich bekanntes Grundmaterial in Oxydform verwendet wird, wie Zirkonoxyd (ZrO2) von etwa 95% oder mehr Gewichtsprozent des tenären Gemisches und im Grundmaterial während des Verdampfungsprozesses ein Stabilisierungsmaterial eingelagert wird mit einem Gewichtsanteil von etwa 55 oder weniger des tenären Gemisches.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisierungsmaterial wenigstens teilweise ein Metall und/oder Oxyd verdampft wird, dem während des Aufdampfprozesses gesteuert Sauerstoff zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial Zirkonoxyd (ZrO2) verwendet wird und als Stabilisierungsmaterial Tantal oxyd (Ta205) in das Zirkonoxyd eingelagert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahl der tenären hochbrechenden Schicht zwischen 2 und 2,5 liegt, vorzugsweise etwa 2,o5 beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahl des transparenten Materials zwischen 1,52 und 1,68 liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das transparente Material eine niedrigbrechende Schicht aus Cerfluorid (CeF3) der Dicke A /4 oder Aluminiumoxyd (A1203) der Dicke 4 /2 aufgedampft wird, je nach Brechzahl des transparenten Materials.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der auf das transparente Material aufgedampften niedrigbrechenden Schicht in Abhängigkeit von der Brechzahl des transparenten Mate-rials variiert wird
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die hochbrechende tenäre Schicht eine A /4-Schicht aus Magnesiumfluorid (MgF2) aufgedampft wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdampfungsvorganges die Schichtdicken laufend gemessen werden.