DE3026703C2

DE3026703C2 - Verfahren zur Herstellung eines Antireflexbelages auf einem transparenten Material, wie einem optischen Glas

Info

Publication number: DE3026703C2
Application number: DE3026703A
Authority: DE
Inventors: Georg 6330 Wetzlar Schmidbauer
Original assignee: Will Wetzlar 6330 Wetzlar De GmbH
Current assignee: Will Wetzlar 6330 Wetzlar De GmbH
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3026703A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Antireflexbelages auf transparenten Materialien nachdem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung eines Antireflexbelages über einen breiten Spektralbereich etwa zwischen 400 mm und mm ist es bekannt, drei oder mehr Einzelkompone:v tenschichten 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 St nahtmaterial wird Cerfluorid (Ce^Fi) oder Aluminiumoxid (AI₂Oi) in den Schichtdicken λ/4 oder λ/auf das transparente Material aufgedampft je nachdem, welche Brechzahl das transparente Material aufweist.

Auf diese Schicht wird eine hochbrechende Schicht aufgedampft, beispielsweise mit einer Brechzahl zwischen 2,0 und 2,5. Als Schichtmaterial verwendet man hierfür Zirkoniumt xid (ZrO₂). Titanoxid (TiO₂) oder Tantaloxid (Ta₂O,).

Als besonders vorteilhaft haben sich Zirkoniumoxidschichten erwiesen, weil diese absorptionsfrei sind, außerdem eine größere Härte besitzen, darüber hinaus chemisch resident sind, und weil die Brechzahl dieser ^Schicht dem Idealwert sehr nahe kommt.

Nachteilig bei diesen Schichten ist jedoch, daß der Aufdampfvorgang nicht beherrschbar ist, indem diese Schichten eine negative Inhomogenität zeigen.

Um diesem Mangel abzuhelfen lagert man in die Zirkoniumoxidschichten ein StabiÜsierungsmalerial ein,

Zum Beispiel wird gemäß DE-OS 29 27 856 Tantaloxid in der Größenordnung von 5 bis 25Gew.»% eingelagert Da Tantaloxid eine größere Brechzahl hat als Zirkoniumoxid, wird bei diesem Verfahren die Brechzahl der Schicht ungünstig beeinflußt.

Gemäß der DE-OS 24 57 474 wird vorgeschlagen, in die Zirkoniumoxidschicht 4 bis 10 Gew.-% Aluminiumoxid (Al₂O₃) sowie 4 bis 10 Gcw.-% Titanoxid (TiO₂) einzulagern und die Verdampfung in reaktiver Atmosphäre durchzuführen. Auch die so gewonnene Schicht konnte nicht zu einem befriedigenden Ergebnis führen.

Gemäß der DE-PS 20 50 556 werden entweder Tantal- und Zirkoniumoxid in oxidierender Atmosphäre aufgedampft oder Tantaloxid und Zirkonium, wobei das Ausgangsgemisch wenigstens 20 Gew.-% der einen Komponente enthält. Auch die so hergestellten Schichten zeigen nicht den angestrebten Erfolg.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Verfahren so zu verbessern, daß Schichten konstanter Dicke ohne negativen Gradientenverlauf erhalten werden.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst

Dadurch, daß jetzt die Grundsubstanz in der Schicht in überwiegendem Maße enthalten ist und nur geringfügig ein Stabilisierungsmaterial zugesetzt wird, bleibt die Brechzahl des Grundmaterials und damit der Schicht erhalten, und die Schicht wird zwangsläufig homogen, insbesondere da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie sich gezeigt hat, im Gegensatz zu den Verfahren nach dem Stand der Technik sehr dichte, feinkörnige Schichten erhalten werden.

Die Einhaltung der geforderten Gewichtsanteile der Materialien, insbesondere der geringe Gewichtsanteil des Tantaloxides, läßt sich während des Verdampfungsprozesses direkt oder indirekt messen, beispielsweise mit Hilfe eines Folometers und/oder Quarzschichtdikkenmeßgerät und durch Regelung der Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit vom vorbestimmten Vakuumverhältnis und der vorbestimmten Raumtemperatur während des Verdampfungsprozesses geeignet ..f-uern, insbesondere, wenn nicht das Oxid verdampft wird, sondern, wie an sich bekannt, wenigstens teilweise das Metall, das erst während des Verdampfungsprozesses oxidiert.

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 wurden.

Darüber hinaus ist die spektrale Bandbreite variierbar Die optischen, mechanischen und chemischen Figenschaften der Schichtfolge entsprechen den DIN-Vorschriften. Schließlich ist aber auch die Reflexfarbe der Schichtfolge leicht reprodu/urbar.

Ein mit einem erfindungsgemäßen Mehrschichtenbelag vergütetes Glas mit der Brechzahl von etwa 1.52 hat in dem Wellenlängenbereich von ca. 400 nm bis 600 nm ein günstiges Reflexionsverhäl'nis. Das Reflexionsverhältnis ist im Mittel kleiner als 0.3%.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist wegen seiner breiten Verwendungsmöglichkeit besonders wirtschaftlich und damit insbesondere von sehr großem Wert für die Herstellung preisgünstiger vergüteter optischer Elemente.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F ί g. 1 den effindUngsgemäßen Schichtaufbau;

Fig,2 ein Diagramm zur Darstellung der Wifkungs-

weise ties Schichtaufbaues.

Mit 1 ist das zu beschichtende optische Glas der Brechzahl 1,52 bezeichnet, mit 1 eine erste Schicht, bestehend aus CeF₃ oder AbO₃ der Schichtdicke λ/4 oderλ/Ζ

Mit II ist die Mittelschicht mit einer Brechzahl von 2,05 bezeichnet, weiche aus 95 Gew.-% ZrO₂ und 5 Gew.-°/o Ta₂Os besteht. Die Mittelschicht weist eine Dicke von λ/2 auf.

Mit III ist eine Schicht der Brechzahl π - 1,38 und der Dicke λ/4 bezeichnet, weiche aus MgF₂ besteht.

Das Reflexionsvermögen dieses Mehrfachbelages ist in F i g. 2 in Abhängigkeit von der Wellenlänge dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Antireflexbelages auf einem transparenten Material, wie einem optischen Glas, bestehend aus mehreren einfachen oder zusammengesetzten Schichten der Dicken λ/2 oder λ/4 mit hochbrechenden und niedrigbrechenden Einzelschichten und Schichtgemischen, bei dem die Schichtmaterialien der hochbrechenden Schichten als Gemisch im Vakuum auf das transparente Material aufgedampft werden und für die Erzeugung der hochbrechenden Schicht Zirkoniumoxid (ZrO₃), und in dieses Grundmaterial während des Verdampfungsprozesses als Stabilisierungsmaterial Tantal undVoder Tantaloxid (Ta₂O₅), eingelagert wird, is dadurch gekennzeichnet, daß dem Stabilisierungsmaterial während des Aufdampfprozesses gesteuert Sauerstoff zugeführt wird und der Anteil des Stabilisierungsmaterials auf etwa 5Gew.-% oder wenig or im Gemisch gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungsvorgang mit einem optischen Schichtdickenmeßgerät gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das transparente Material eine niedrigbrechende Schicht aus Cerfluorid (CeFj) der Dicke λ/4 oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) der Dicke λ/2 aufgedampft wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die hochbrechende Schicht eine Schicht aus .,lagnesiumfluorid (MgF₂) der Dicke λ/4 aufgedampft wird.