DE60117091T2

DE60117091T2 - Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zur Vakuum-Beschichtung, Verbindung zur Vakuumbeschichtung und Herstellungsverfahren für ein optisches Element mit Antireflexschicht

Info

Publication number: DE60117091T2
Application number: DE60117091T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Shinjuku-ku Mitsuishi; Hitoshi Shinjuku-ku Kamura; Kenichi Shinjuku-ku Shinde; Hiroki Shinjuku-ku Takei; Akinori Shinjuku-ku Kobayashi; Yukihiro Shinjuku-ku Takahashi; Yuko Shinjuku-ku Watanabe
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: US20020102414A1; TW544528B; EP1211524A2; JP2002169002A; KR20020042425A; ATE317551T1; HU0104788D0; DE60117091D1; CN1210583C; CA2360617A1; CN1356562A; CN1651938A; HUP0104788A2; KR100496557B1; CA2360617C; AU8555001A; CN1329747C; CN1605888A; EP1211524B9; EP1211524A3

Description

Beschreibung der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Dampfabscheidung und ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes mit einer Antireflexionsschicht sowie ein optisches Element. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung zur Dampfabscheidung und eine Zusammensetzung zur Dampfabscheidung, die sogar bei Niedrigtemperatur-Dampfabscheidung eine Hochrefraktionsschicht bilden kann und daher eine Antireflexionsschicht garantiert, die gute Kratzfestigkeit, gute chemische Beständigkeit und gute Wärmebeständigkeit aufweist und deren Wärmebeständigkeit sich mit der Zeit nur wenig verringert; und sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes mit solch einer Antireflexionsschicht sowie das resultierende optische Element.
Stand der Technik
Zur Verbesserung der Oberflächenreflexionseigenschaften eines optischen Elementes, das ein synthetisches Harz umfasst, ist es bekannt, eine Antireflexionsschicht auf der Oberfläche des synthetischen Harzes zu bilden. Um das Antireflexionsvermögen der Schicht zu verbessern, wird gewöhnlich ein Laminat mit alternierender Niedrigrefraktion und Hochrefraktion verwendet. Um insbesondere den Nachteil zu kompensieren, dass synthetische Harze leicht verkratzen, wird häufig Siliciumdioxid als Dampfquelle verwendet, um Niedrigrefraktionsschichten auf den Substraten zu bilden, weil die gebildete Schicht hart ist. Andererseits werden Zirkoniumdioxid, Tantalpentoxid und Titandioxid als Dampfquellen verwendet, um Hochrefraktionsschichten auf den Substraten zu bilden. Insbesondere zur Bildung einer Antireflexionsschicht mit niedrigem Reflexionsvermögen werden Substanzen mit höherem Refraktionsvermögen für die Hochrefraktionsschichten der Antireflexionsschicht ausgewählt. Dafür wird gewöhnlich Titandioxid verwendet.
Nasu H. et al., J. Ceram. Soc. Jpn. (Japan), Band 104, Seiten 777–780 (1996), offenbart Sol-Gel-Herstellung von amorphen Nb₂O₅-TiO₂-Schichten, die Titandioxid und Niobpentoxid mit den mol%-Verhältnissen von TiO₂ zu Nb₂O₅ von 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 und 50:50 enthalten. Nach dem Trocknen wurden die Schichten bei 300° bzw. 500° wärmebehandelt. Eine 90:10 mol%-TiO₂-Nb₂O₅-Zusammensetzung, die zu dem TiO₂-Nb₂O₅-Gewichtsverhältnis von etwa 2,7:1 äquivalent ist, wurde auch in US 4 940 636 A (Spalte 6, Zeilen 25–33) offenbart. Eines der Herstellungsverfahren der TiO₂:Nb₂O₅-Schichten beinhaltete das gleichzeitige Verdampfen von Titan und Niob als Metalle in zwei Tiegeln mit Hilfe von Elektronenstrahlen und Coabscheidung auf einem erwärmten Substrat in einer reaktiven Sauerstoffatmosphäre. Solche Schichten wurden dann als Schichten mit hohem Brechungsindex in einem optischen Interferenzfilter alternierend mit amorphen SiO₂-Schichten verwendet.
JP 2000119062 offenbart ein Sputtertarget, zusammengesetzt aus 0,01 bis 10 Gew.-% glasbildender Oxide, bestehend aus Nb₂O₅, V₂O₅, B₂O₃, SiO₂ und P₂O₅, 0,01 bis 20 Gew.-% Al₂O₃ + Ga₂O₃ und, wenn notwendig, 0,01 bis 5 Gew.-% ZrO₂ und/oder TiO₂, zur Herstellung einer eine optische Scheibe schützende Schicht mit niedrigem Reflexionsvermögen und hoher Lichtdurchlässigkeit durch abnehmende Partikelerzeugung während des Sputtervorgangs, wobei durch Verringerung der Frequenz des Unterbrechens oder Beendens des Sputtervorgangs eine Erhöhung der Schichtbildungseffizienz bewirkt wurde.
Die durch Sintern von Titandioxidpulver hergestellte Dampfquelle wird jedoch in TiO_(2-x) zersetzt und erzeugt Sauerstoffgas, wenn es zur Verdampfung mit Elektronenstrahlen erwärmt wird, um es auf Substraten abzuscheiden. Das so gebildete Sauerstoffgas existiert in der Atmosphäre um die Dampfquelle herum und oxidiert den TiO_(2-x)-Dampf aus der Quelle, bevor der Dampf die Substrate erreicht. Aus der Dampfquelle wird daher auf den Substraten eine Schicht mit geringer Lichtabsorption gebildet. Andererseits jedoch beeinträchtigt das Sauerstoffgas die Dampfkomponente, die in Richtung der Substrate fließt, und hemmt daher die Schichtbildung auf den Substraten. Außerdem schmilzt die durch Sintern von Titandioxidpulver hergestellte Dampfquelle, wenn sie mit Elektronenstrahlen erwärmt wird, und wird daher gewöhnlich als Liner verwendet. In diesem Stadium erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit des TiO_(2-x)-Dampfes und die Elektronen der auf die Dampfquelle aufgebrachten Elektronenstrahlen strömen daher zum Liner. Dies verursacht einen Elektronenstrahlverlust und das Dampfabscheidungssystem benötigt eine höhere Leistung, die groß genug ist, um den Verlust auszugleichen. Andererseits ist die Geschwindigkeit der Schichtbildung gering, wenn Pellets, die nur aus Titandioxid hergestellt sind, für die Dampfabscheidung verwendet werden. Wenn Elektronenstrahlen aufgebracht werden, bestand das Problem darin, dass die Pellets leicht brechen.
Das Problem mit optischen Elementen, die ein synthetisches Harz umfassen, besteht darin, dass die Erwärmungstemperatur bei der Dampfabscheidung für die Strukturen nicht erhöht werden kann. Aufgrund dieser Limitierung kann in solchen optischen Elementen keine zufriedenstellende Dichte der aus Titandioxid gebildeten Schicht erreicht werden, und das Refraktionsvermögen der Schicht ist nicht ausreichend hoch. Außerdem sind die Kratzfestigkeit und die chemische Beständigkeit der Schicht auch nicht ausreichend. Um die Nachteile zu kompensieren, wird gewöhnlich ionenunterstützte Dampfabscheidung angewendet, aber die Ionenstrahleinheit dafür ist teuer und dadurch erhöhen sich die Produktionskosten.
Optische Elemente, die ein synthetisches Harz umfassen, insbesondere Linsen für Brillen, sind gewöhnlich so entworfen, dass eine organische harte Beschichtungsschicht auf einem Plastiklinsensubstrat zur Verbesserung der Kratzfestigkeit der beschichteten Linsen gebildet wird und eine anorganische Antireflexionsschicht auf der harten Beschichtungsschicht gebildet wird. Für Brillenlinsen sind nun neue optische Elemente mit einer Antireflexionsschicht, die ein verbessertes Antireflexionsvermögen aufweisen, gewünscht, wobei erwünscht ist, dass die Antireflexionsschicht eine verbesserte Abriebfestigkeit und gute Wärmebeständigkeit aufweist und dass sich die Wärmebeständigkeit mit der Zeit nicht verringert.
Aufgabe der Erfindung
Wir, die gegenwärtigen Erfinder, haben die Erfindung gemacht, um die oben dargelegten Probleme zu lösen. Die erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine für die Dampfabscheidung geeignete Zusammensetzung bereitzustellen, deren Vorteile darin bestehen, dass die Zusammensetzung sogar auf synthetischen Harzsubstraten, die bei der Dampfabscheidung bei niedrigen Temperaturen bearbeitet werden müssen, innerhalb einer kurzen Zeitdauer und ohne die Verwendung einer Ionenstrahleinheit oder einer Plasmaeinheit eine Hochrefraktionsschicht bilden kann; wobei die guten physikalischen Eigenschaften, die der gebildeten Hochrefraktionsschicht zu eigen sind, nicht beeinträchtigt werden, so dass die gebildete Hochrefraktionsschicht ein hohes Refraktionsvermögen aufweist; dass die Antireflexionsschicht, die die auf solchen synthetischen Harzsubstraten gebildete Hochrefraktionsschicht umfasst, gute Kratzfestigkeit, gute chemische Beständigkeit und gute Wärmebeständigkeit aufweist, und dass sich die Wärmebeständigkeit der Antireflexionsschicht mit der Zeit nur wenig verringert.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Element bereitzustellen, das ein synthetisches Harzsubstrat mit einer darauf gebildeten Antireflexionsschicht bereitstellt, worin die Antireflexionsschicht gute Kratzfestigkeit, gute chemische Beständigkeit und gute Wärmebeständigkeit aufweist und die Wärmebeständigkeit der Antireflexionsschicht sich mit der Zeit nur wenig verringert, und außerdem ein Verfahren für die Herstellung davon bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Wir, die gegenwärtigen Erfinder, haben eifrig geforscht, um Plastiklinsen für Brillen mit den oben erwähnten gewünschten Eigenschaften zu entwickeln, und als ein Ergebnis haben wir gefunden, dass wir dann, wenn eine Antireflexionsschicht durch Dampfabscheidung auf einem Plastiklinsensubstrat aus einer Dampfquelle, hergestellt durch Sintern einer Mischung aus Titandioxid, Niobpentoxid und Zirkoniumdioxid und/oder Yttriumpentoxid als zwingende Bestandteile, gebildet wird, die oben erwähnten Aufgaben lösen konnten, was zur Erfindung führte.
Insbesondere stellt die Erfindung eine Zusammensetzung bereit, erhältlich durch Sintern einer Pulvermischung, die im wesentlichen aus folgendem besteht:

(i) 70–100 Gew.-% einer Mischung aus
(a) 100 Gew.-Teilen TiO₂ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis von TiO₂:Nb₂O₅ von 30:70–75:25,
(b) 3–46 Gew.-Teilen ZrO₂ und/oder Y₂O₃ und
(ii) bis zu 30 Gew.-% anderen Metalloxiden;

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes mit einer Antireflexionsschicht bereit, die Verdampfen der Zusammensetzung und Abscheiden des erzeugten Dampfes auf einem Substrat umfasst, um darauf eine Hochrefraktionsschicht eines Antireflexionsfilms zu bilden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird detaillierter hier im folgenden beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Zusammensetzung zur Dampfabscheidung umfasst Sintern einer Pulvermischung, die im wesentlichen aus folgendem besteht:

(i) 70–100 Gew.-% einer Mischung aus
(a) 100 Gew.-Teilen TiO₂ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis von TiO₂:Nb₂O₅ von 30:70–75:25,
(b) 3–46 Gew.-Teilen ZrO₂ und/oder Y₂O₃ und
(ii) bis zu 30 Gew.-% anderen Metalloxiden.

Das Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes der Erfindung umfasst das Verdampfen der Zusammensetzung und die Abscheidung des erzeugten Dampfes auf einem Substrat, um darauf eine Hochrefraktionsschicht einer Antireflexionsschicht zu bilden.
Das Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Zusammensetzung umfasst das Sintern einer Mischung, die unter anderem Titandioxidpulver und Niobpentoxidpulver enthält. Die Zusammensetzung, die Titandioxid und Niobpentoxid enthält, kann hergestellt werden durch Mischen von Titandioxidpulver und Niobpentoxidpulver. In diesem Verfahren schmilzt Niobpentoxid zuerst, da sein Schmelzpunkt niedrig ist, und danach schmilzt Titandioxid. In dem Schmelz- und Verdampfungsverfahren ist, da der Dampfdruck des geschmolzenen Titandioxids höher ist als der des geschmolzenen Niobpentoxids, die Menge an Titandioxiddampf, die das Substrat erreicht, gewöhnlich höher als die des Niobpentoxiddampfes. Da der Sauerstoffgas-Partialdruck, der aus der Zersetzung des Titandioxids resultiert, niedrig ist, ist außerdem eine schnelle Schichtbildung auf dem Substrat möglich, sogar wenn die Energie der auf die Dampfquelle aufgebrachten Elektronenstrahlen niedrig ist. Das Zusammensetzungsverhältnis von Titandioxid zu Niobpentoxid ist so, dass die Menge an Titandioxid (berechnet als TiO₂) darin von 30 bis 75 Gew.-% ist, bevorzugt von 30 bis 50 Gew.-%, und dass die von Niobpentoxid (berechnet als Nb₂O₅) von 25 bis 70 Gew.-% ist, bevorzugt von 50 bis 70 Gew.-%.
Wenn der Zusammensetzungsanteil von Niobpentoxid größer als 70 Gew.-% ist, erhöht sich die Menge an Niobpentoxid, die das Substrat erreicht, aufgrund Sauerstoffmangels und außerdem nimmt das Sauerstoffgas, das aus der Titandioxidzersetzung resultiert, ab. Unterhalb dieses Wertes ist es möglich, eine besonders niedrige Lichtabsorption der Antireflexionsschicht zu erzielen.
Um die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung herzustellen, kann die Dampfquellenmischung durch jedes geeignete herkömmliche Verfahren gepresst werden. Zum Beispiel kann ein Druck von wenigstens 200 kg/cm² angewendet werden, und die Druckgeschwindigkeit kann so eingestellt werden, dass die gepressten Blöcke keine Lufteinschlüsse enthalten. Die Temperatur, bei der die gepressten Blöcke gesintert werden, variiert abhängig von dem Zusammensetzungsverhältnis der oxidischen Komponenten der Dampfquellenzusammensetzung, aber kann im Bereich von 1.000 bis 1.400°C liegen. Die Sinterzeit kann abhängig von der Sintertemperatur usw. bestimmt werden und kann gewöhnlich im Bereich von 1 bis 48 Stunden liegen.
Wenn mit Elektronenstrahlen erwärmt wird, schmilzt die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung, die Titandioxid und Niobpentoxid umfasst, und bildet häufig Erhebungen und/oder Spritzer. Die Spritzer der Zusammensetzung, wenn sie in dem Verfahren zur Bildung einer Antireflexionsschicht aus der Zusammensetzung gebildet werden, erreichen die Substrate, die in beschichtete Produkte verarbeitet werden, wodurch Pinholes, Schichtabblättern und Defekte durch fremde Materialien verursacht werden. Außerdem verschlechtern die Spritzer die Eigenschaften, einschließlich die chemische Beständigkeit und die Wärmebeständigkeit, der gebildeten Antireflexionsschicht. Um zu verhindern, dass die Zusammensetzung Erhebungen und Spritzer bildet, werden Zirkoniumoxid und/oder Yttriumoxid zu einer Mischung aus Titandioxidpulver und Niobpentoxidpulver zugegeben, und die resultierende Mischung wird in die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung gesintert. Die Gesamtmenge an Zirkoniumoxid (berechnet als ZrO₂) und/oder Yttriumoxid (berechnet als Y₂O₃), das zugegeben werden soll, ist von 3 bis 46 Gew.-Teile, bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-Teile, relativ zu 100 Gew.-Teilen der Gesamtmenge an Titandioxid und Niobpentoxid.
In Bezug auf den Schichtaufbau beinhaltet die Antireflexionsschicht eine zweilagige Schicht von λ/4–λ/4 (in dieser Patentanmeldung, wenn nicht anders spezifiziert, ist λ gewöhnlich im Bereich von 450 bis 550 nm. Ein typischer Wert ist 500 nm) und eine dreilagige Schicht von λ/4–λ/4- λ/4 oder λ/4–λ/2–λ/4. Die Antireflexionsschicht, die nicht darauf limitiert ist, kann jede andere vierlagige oder mehrlagige Schicht sein. Die erste Niedrigrefraktionsschicht, die dem Substrat am nächsten ist, kann irgendeine der bekannten zweilagigen äquivalenten Schichten, dreilagigen äquivalenten Schichten oder anderen Kompositschichten sein.
Das Substrat des optischen Elements der Erfindung ist bevorzugt aus einem synthetischen Harz gebildet. Dafür sind z.B. Methylmethacrylat-Homopolymere verwendbar sowie Copolymere aus Methylmethacrylat und einem oder mehreren anderen Monomeren, Diethylenglykol-bisallylcarbonat-Homopolymere, Copolymere aus Diethylenglykol-bisallylcarbonat und einem oder mehreren anderen Monomeren, schwefelhaltige Copolymere, halogenhaltige Copolymere, Polycarbonate, Polystyrole, Polyvinylchloride, ungesättigte Polyester, Polyethylenterephthalate, Polyurethane usw.
Zum Bilden einer Antireflexionsschicht auf solch einem synthetischen Harzsubstrat ist es wünschenswert, dass eine harte Beschichtungsschicht, die ein Organosiliciumpolymer enthält, zuerst auf der Oberfläche des synthetischen Harzsubstrats durch ein Eintauchverfahren, Spin-Coating oder dergleichen gebildet und anschließend die Antireflexionsschicht auf der harten Beschichtungsschicht gebildet wird. Harte Beschichtungsschichten und ihre Herstellung sind in EP 1 041 404 offenbart. Zur Verbesserung der Haftung zwischen dem synthetischen Harzsubstrat und der Antireflexionsschicht, der Kratzfestigkeit usw. ist es wünschenswert, eine Primer-Schicht zwischen dem synthetischen Harzsubstrat und der Antireflexionsschicht oder zwischen der harten Beschichtungsschicht, die auf der Oberfläche des synthetischen Harzsubstrats gebildet ist, und der Antireflexionsschicht anzuordnen. Die Primer-Schicht kann z.B. eine Dampfabscheidungsschicht aus Siliciumoxid oder dergleichen sein. Geeignete Primer-Schichten sind in EP 0 964 019 offenbart.
Die Antireflexionsschicht kann z.B. auf dieselbe Weise, wie unten erwähnt, gebildet werden.
Bevorzugt wird Siliciumdioxid für die Niedrigrefraktionsschichten der Antireflexionsschicht zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und der Wärmebeständigkeit verwendet; und die Hochrefraktionsschichten können gebildet werden durch Erwärmen von Pellets, die durch Mischen von Titandioxid-(TiO₂)-pulver, Niobpentoxid-(Nb₂O₅)-pulver und Zirkoniumoxid-(ZrO₂)-pulver und/oder Yttriumoxid-(Y₂O₃)-pulver hergestellt wurden, dann Pressen der resultierenden Mischung und Sintern in Pellets und Verdampfen z.B. mit Elektronenstrahlen, um dadurch den resultierenden Dampf auf ein Substrat abzuscheiden. Auf diese Weise wird die Antireflexionsschicht auf dem Substrat gebildet. Die Verwendung solch eines gesinterten Materials ist bevorzugt, weil die Zeit zur Dampfabscheidung verkürzt werden kann.
Wenn gewünscht, kann die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung ferner jegliche andere Metalloxide wie Ta₂O₅, Al₂O₃ und dergleichen enthalten, solange sie die oben erwähnten Wirkungen der Zusammensetzung nicht hemmen. Bevorzugt ist die Gesamtmenge anderer Metalloxide im Bereich von 2 bis 30 Gew.-%.
In dem Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements in der Erfindung können die Hochrefraktionsschichten z.B. durch Verdampfen der Zusammensetzung unter Anwendung irgendeines Verfahrens aus Vakuumverdampfung, Sputtering, Ionenplattieren oder dergleichen unter gewöhnlichen Bedingungen gebildet werden. Konkret wird die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung verdampft, um einen gemischten Oxiddampf zu bilden, und der resultierende Dampf wird auf einem Substrat abgeschieden.
Die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung kann Hochrefraktionsschichten sogar auf einem synthetischen Harzsubstrat, das während der Dampfabscheidung bei niedrigen Temperaturen im Bereich von 65 bis 100°C gehalten werden sollte, bilden, und die Kratzfestigkeit, die chemische Beständigkeit und die Wärmebeständigkeit der so gebildeten Antireflexionsschicht sind allesamt gut, und außerdem verringert sich die Wärmebeständigkeit der Antireflexionsschicht mit der Zeit wenig.
Die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung kann nicht nur als eine Antireflexionsschicht für Linsen für Brillen verwendet werden, sondern auch für Linsen für Kameras, Monitoranzeigen, Windschutzscheiben für Automobile und sogar für optische Filter usw.
Beispiele
Die Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, wobei jedoch nicht beabsichtigt ist, den Umfang der Erfindung darauf zu beschränken.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiel 1 (Herstellung der Zusammensetzung zur Dampfabscheidung):
Titandioxid, Niobpentoxid, Zirkoniumoxid und Yttriumoxid wurden in einem Zusammensetzungsverhältnis, wie in Tabelle 1 gezeigt, gemischt, gepresst und bei 1.250°C für 1 Stunde gesintert, um Pellets als eine Zusammensetzung zur Dampfabscheidung herzustellen.
Unter Verwendung der Pellets wurde eine einlagige Hochrefraktionsschicht mit einer Dicke von 1/2 λ (λ = 500 nm) auf einem flachen Glassubstrat mittels Vakuumverdampfung gebildet. Gemäß den unten beschriebenen Testverfahren wurden die Proben im Hinblick auf (1) die Schmelzbeschaffenheit der Zusammensetzung für Dampfabscheidung, (2) die Beschaffenheit zur Anhaftung von feinen Partikeln, (3) das Absorptionsvermögen, (4) das Refraktionsvermögens und (5) die Geschwindigkeit der Schichtbildung untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
(1) Schmelzbeschaffenheit der Zusammensetzung zur Dampfabscheidung:
Die Schmelzbeschaffenheit der Zusammensetzung zur Dampfabscheidung während der Abscheidung wurde überprüft und gemäß den folgenden Kriterien bewertet:

UA:: nicht gespritzt.
A:: ein wenig gespritzt.
B:: häufig gespritzt.
C:: immer gespritzt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist "spritzen" als Bildung von Tropfen gemeint, die aus der Schmelze ausgestoßen werden.
(2) Beschaffenheit zur Anhaftung feiner Partikel:
Nach der Dampfabscheidung wurde die Beschaffenheit zur Anhaftung feiner Partikel auf dem flachen Glassubstrat durch Spritzen usw. während der Dampfabscheidung untersucht und gemäß den folgenden Kriterien beurteilt:

UA:: keine feinen Partikel gefunden.
A:: 1 bis 5 feine Partikel gefunden.
B:: 6 bis 10 feine Partikel gefunden.
C:: 11 oder mehr als 11 feine Partikel gefunden.

"Feine Partikel" sind in diesem Zusammenhang als auf der beschichteten Oberfläche anhaftende Partikel definiert, die einen Durchmesser von 0,05 bis 3 mm aufweisen und die z.B. durch Spritzen gebildet werden können. Die Anzahl an feinen Partikeln basiert auf der Gesamtoberfläche der Linse, die in dem Test verwendet wurde und die eine kreisförmige Gestalt mit einem Durchmesser von 70 mm aufwies.
(3) Absorptionsvermögen:
Der spektrale Durchlässigkeitsgrad und der spektrale Reflexionsgrad des Substrats, das mit der einlagigen 1/2 λ-Schicht beschichtet war, wurden mit einem Spektrophotometer gemessen. Aus den gemessenen Daten wurden der Lichtdurchlässigkeitsgrad und der Lichtreflexionsgrad erhalten. Das Absorptionsvermögen wurde gemäß einer numerischen Formel erhalten: 100% – (Lichtdurchlässigkeitsgrad + Lichtreflexionsgrad).
(4) Brechungsindex:
Unter Verwendung eines Spektrophotometers wurde der spektrale Reflexionsgrad der auf dem flachen Glassubstrat gebildeten einlagigen 1/2 λ-Schicht gemessen. Der Brechungsindex des Glassubstrats, die verteilten Daten und die gemessenen Daten wurden als Vorgaben in einem optimierten Programm verwendet.
(5) Geschwindigkeit der Schichtbildung:
In dem Verfahren zur Bildung der einlagigen 1/2 λ-Schicht wurden Elektronenstrahlen auf die Schicht unter den unten erwähnten Bedingungen aufgebracht, und die Dicke der auf dem Glassubstrat gebildeten Schicht wurde mit einem Spektrophotometer gemessen. Die Daten wurden durch die tatsächliche Zeit, die für die Schichtbildung aufgewendet wurde, geteilt, um die Geschwindigkeit der Filmbildung (Å/sek) zu erhalten.
Bedingung für die Einstrahlung von Elektronenstrahlen:

Verwendeter JST-3C, hergestellt von

Elektronenstrahlerzeuger: JEOL Ltd.

Beschleunigungsspannung: 6 kV

Heizstrom: 190 mA

Anfangsvakuumgrad: 2,0 × 10^–5 Torr
Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, sind alle Beispiele 1 bis 3 dem Vergleichsbeispiel 1 hinsichtlich Schmelzbeschaffenheit, der Anhaftungsbeschaffenheit für feine Partikel, dem Brechungsindex und der Geschwindigkeit zur Filmbildung überlegen. Beispiele 2 und 3 sind besonders gut hinsichtlich des Brechungsindex und der Geschwindigkeit zur Filmbildung.
Beispiel 4 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Für das synthetische Harz, das mit einer Antireflexionsschicht versehen werden soll, wurde eine Plastiklinse (CR-39: Substrat A) hergestellt, die aus Diethylenglykol-bisallylcarbonat (99,7 Gew.-%) als Hauptkomponente gemacht war und ein UV-Absorptionsmittel, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon (0,03 Gew.-%) enthielt, und die einen Brechungsindex von 1,499 aufwies.
Die Plastiklinse wurde in eine Beschichtungslösung getaucht, die 80 mol% kolloidales Siliciumdioxid und 20 mol% γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan enthielt, und gehärtet, um darauf eine harte Beschichtungsschicht (mit einem Brechungsindex von 1,50) zu bilden.
Die mit der harten Beschichtungsschicht beschichtete Plastiklinse wurde bei 65°C erwärmt, und darauf wurde eine erste Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,5 λ (λ = 500 nm)) durch Vakuumverdampfung von SiO₂ (bei einem Vakuumgrad von 2 × 10^–5 Torr) gebildet. Die erste Schicht ist dem Substrat am nächsten. Als nächstes wurde darauf eine zweite Schicht mit hohem Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,0502 λ) durch Dampfabscheidung von Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenstrahlerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und darauf wurde eine dritte Schicht mit niedrigem Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,0764 λ) ebenfalls durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet. Anschließend wurde darauf eine vierte Schicht mit einem hohen Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,4952 λ) durch Dampfabscheidung von Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenstrahlerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und eine fünfte Schicht mit niedrigem Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,2372 λ) wurde darauf ebenfalls durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet, wodurch eine Antireflexionsschicht gebildet wurde. Ferner wurde die Rückseite der so beschichteten Plastiklinse ebenfalls mit einer Antireflexionsschicht mit demselben Aufbau beschichtet. Beide Oberflächen der Plastiklinse waren so mit einer fünflagigen Antireflexionsschicht beschichtet.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich (6) der Kratzfestigkeit, (7) der Haftfähigkeit, (8) dem Lichtreflexionsgrad, (9) dem Lichtdurchlässigkeitsgrad, (10) dem Absorptionsvermögen, (11) der Wärmebeständigkeit und (12) der Wärmebeständigkeit mit der Zeit gemäß den unten beschriebenen Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
(6) Kratzfestigkeit:
Die Oberfläche der Plastiklinse wurde mit Stahlwolle der #0000 und unter einem darauf ausgeübten Gewicht von 1 kg abgerieben. Nach 10 Reibungsstrichen wurde die Oberflächenbeschaffenheit der Linse überprüft und gemäß den folgenden Kriterien beurteilt:

A:: nicht verkratzt.
B:: leicht verkratzt.
C:: sehr verkratzt.
D:: Beschichtungsschicht blätterte ab.

(7) Haftfestigkeit:
Gemäß JIS-Z-1522 wurde die Oberfläche der mit der Antireflexionsschicht beschichteten Plastiklinse eingeschnitten, wodurch sie 10 × 10 Kreuzschnitte aufwies, und dreimal mit einem Klebeband Cellotape (Handelsname, hergestellt von Nichiban Corp.) hinsichtlich Kreuzschnittabblättern untersucht. Die Anzahl an zurückbleibenden Kreuzschnitten der ursprünglichen 100 Kreuzschnitte wurde gezählt.
(8) Lichtreflexionsgrad:
Unter Verwendung eines automatischen Spektrophotometers U-3410, hergestellt von Hitachi, Ltd., wurde der Lichtreflexionsgrad gemessen.
(9) Lichtdurchlässigkeitsgrad:
Unter Verwendung eines Spektrophotometers U-3410, hergestellt von Hitachi, Ltd., wurde der Lichtdurchlässigkeitsgrad gemessen.
(10) Absorptionsvermögen:
Das Absorptionsvermögen wurde von dem Lichtdurchlässigkeitsgrad (8) und dem Lichtreflexionsgrad (9) abgeleitet. Konkret wird das Absorptionsvermögen durch eine numerische Formel, nämlich 100% – (Lichtdurchlässigkeitsgrad + Lichtreflexionsgrad)dargestellt.
(11) Wärmebeständigkeit:
Sofort nachdem sie mit der Antireflexionsschicht durch Dampfabscheidung beschichtet worden war, wurde die Plastiklinse in einem Ofen für 1 Stunde erwärmt, und es wurde überprüft, ob sie rissig war oder nicht. Konkret wurde sie zuerst bei 50°C für eine Dauer von 60 Minuten erwärmt, und die Temperatur wurde dann mit Intervallen von 5°C erhöht (mit einer Dauer von 30 Minuten für jedes Intervall), und die Temperatur, bei der sie rissig wurde, wurde abgelesen.
(12) Wärmebeständigkeit mit der Zeit:
Die Plastiklinse wurde sofort, nachdem sie mit der Antireflexionsschicht beschichtet worden war, für 2 Monate offener Luft ausgesetzt und dann in einem Ofen für 1 Stunde erwärmt und überprüft, ob sie rissig war oder nicht. Konkret wurde sie zuerst bei 50°C für eine Dauer von 60 Minuten erwärmt, und die Temperatur wurde dann in Intervallen von 5°C erhöht (mit einer Dauer von 30 Minuten für jedes Intervall), und die Temperatur, bei der sie rissig wurde, wurde abgelesen.
Beispiel 5 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 5-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten und vierten Schichten die Pellets, die in Beispiel 3 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben beschrieben, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Vergleichsbeispiel 2 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 beschrieben, wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 5-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten und vierten Schichten die Pellets, die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben beschrieben, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Beispiel 6 (Herstellung eines optischen Elementes mit Antireflexionsschicht):
142 Gew.-Teile einer Organosiliciumverbindung, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, wurden in ein Glasgefäß gegeben, zu der tropfenweise 1,4 Gew.-Teile einer 0,01 N Salzsäure und 32 Gew.-Teile Wasser unter Rühren zugegeben wurden. Nach der tropfenweisen Zugabe wurde für 24 Stunden gerührt, wodurch eine Lösung aus hydrolysiertem γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan erhalten wurde. Zu dieser Lösung wurden 460 Gew.-Teile eines Kompositsols aus Zinnoxid und Zirkoniumoxid (dispergiert in Methanol mit einem Gesamtmetalloxidgehalt von 31,5 Gew.-% und mit einer mittleren Partikelgröße von 10 bis 15 Millimicrons) zugegeben, 300 Gew.-Teile Ethyl-Cellosolv, 0,7 Gew.-Teile Schmiermittel, Silicontensid, und 8 Gew.-Teile eines Härtungsmittels, Aluminiumacetylacetonat. Nachdem gut durchgemischt worden war, wurde filtriert, um eine Beschichtungslösung herzustellen.
Ein Plastiklinsensubstrat (eine Plastiklinse für Brillen, hergestellt von Hoya Corporation, EYAS (ein Handelsname) mit einem Brechungsindex von 1,60) wurde mit einer wässrigen Alkalilösung vorbehandelt und in die Beschichtungslösung eingetaucht. Nachdem sie so darin eingetaucht worden war, wurde sie mit einer Zuggeschwindigkeit von 20 cm/min herausgenommen. Dann wurde sie bei 120°C für 2 Stunden erwärmt, wodurch sich eine harte Beschichtungsschicht bildete.
Die mit der harten Beschichtungsschicht beschichtete Plastiklinse wurde bei 80°C erwärmt und darauf eine erste Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,47 λ (λ = 500 nm)) durch Vakuumverdampfung von SiO₂ (bei einem Druck von 2 × 10^–5 Torr) gebildet. Die erste Schicht ist dem Substrat am nächsten. Als nächstes wurde darauf eine zweite Schicht mit hohem Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,0629 λ) durch Dampfabscheidung der Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und darauf wurde eine dritte Schicht mit niedrigem Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,0528 λ) ebenfalls durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet. Anschließend wurde darauf eine vierte Schicht mit hohem Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,4432 λ) durch Dampfabscheidung der Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und darauf wurde eine fünfte Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,2370 λ) ebenfalls durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet, wodurch eine Antireflexionsschicht hergestellt wurde. Ferner wurde die Rückseite der beschichteten Plastiklinse ebenfalls mit einer Antireflexionsschicht mit demselben Aufbau beschichtet. Beide Oberflächen der Plastiklinse waren so mit einer 5-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben spezifiziert, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 7 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 6 wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 5-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten und vierten Schichten die Pellets, die in Beispiel 3 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben spezifiziert, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Vergleichsbeispiel 3 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 6 wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 5-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten und vierten Schichten die Pellets, die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben spezifiziert, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 8 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
100 Gew.-Teile einer Organosiliciumverbindung, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, wurden in ein Glasgefäß gegeben und 1,4 Gew.-Teile einer 0,01 N Salzsäure und 23 Gew.-Teile Wasser unter Rühren zugegeben. Nach der Zugabe wurde für 24 Stunden gerührt, wodurch eine Lösung aus hydrolysiertem γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan erhalten wurde. Andererseits wurden 200 Gew.-Teile einer anorganischen partikulären Substanz, Kompositsol aus Partikeln, hergestellt aus Titanoxid, Zirkoniumoxid und Siliciumoxid als Hauptkomponenten (dispergiert in Methanol mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 20 Gew.-% und mit einer mittleren Partikelgröße von 5 bis 15 nm, worin das Atomverhältnis von Ti/Si in dem Kern der Partikel 10 und das Gewichtsverhältnis der Schale zum Kern 0,25 betrug) mit 100 Gew.-Teilen Ethyl-Cellosolv, 0,5 Gew.-Teilen Schmiermittel, Silicontensid, und 3,0 Gew.-Teilen eines Härtungsmittels, Aluminiumacetylacetonat, gemischt. Die resultierende Mischung wurde zum hydrolysierten γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan zugegeben und gut gerührt. Es wurde filtriert, um eine Beschichtungslösung herzustellen.
Ein Plastiklinsensubstrat (eine Plastiklinse für Brillen, hergestellt von Hoya Corporation, Teslalid (Handelsname) mit einem Brechungsindex von 1,71) wurde mit einer wässrigen Alkalilösung vorbehandelt und in die Beschichtungslösung eingetaucht. Nachdem sie so darin eingetaucht wurde, wurde sie mit einer Zuggeschwindigkeit von 20 cm/min herausgenommen. Dann wurde die Plastiklinse bei 120°C für 2 Stunden erwärmt, um eine harte Beschichtungsschicht zu bilden.
Die mit der harten Beschichtungsschicht beschichtete Plastiklinse wurde bei 80°C erwärmt, und darauf wurde eine erste Schicht mit niedrigem Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,069 λ (λ = 500 nm)) durch Vakuumverdampfung von SiO₂ (bei einem Druck von 2 × 10^–5 Torr) gebildet. Die erste Schicht ist dem Substrat am nächsten. Als nächstes wurde darauf eine zweite Schicht mit einem hohen Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,0359 λ) durch Dampfabscheidung der Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und darauf wurde eine dritte Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,4987 λ) ebenfalls durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet. Anschließend wurde darauf eine vierte Schicht mit einem hohen Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,0529 λ) durch Dampfabscheidung der Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; eine fünfte Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,0553 λ) wurde darauf durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet; darauf wurde eine sechste Schicht mit einem hohen Refraktionsvermögen (mit einer Dicke von 0,4560 λ) durch Dampfabscheidung der Pellets, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren, gebildet, wofür die Pellets mit einem Elektronenerzeuger (Stromstärke: 180 bis 190 mA) erwärmt wurden; und eine siebte Schicht mit einem niedrigen Refraktionsvermögen (mit einem Brechungsindex von 1,46 und einer Dicke von 0,2422 λ) wurde darauf durch Vakuumverdampfung von SiO₂ gebildet, wodurch. eine Antireflexionsschicht gebildet wurde. Ferner wurde die Rückseite der so beschichteten Plastiklinse ebenfalls mit einer Antireflexionsschicht mit demselben Aufbau beschichtet. Beide Oberflächen der Plastiklinse waren so mit der 7-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben spezifiziert, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiel 9 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 8 wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 7-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten, vierten und sechsten Schichten die Pellets, die in Beispiel 3 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12), wie oben spezifiziert, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Vergleichsbeispiel 4 (Herstellung eines optischen Elements mit Antireflexionsschicht):
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 8 wurden beide Oberflächen des Substrats mit einer 7-lagigen Antireflexionsschicht beschichtet, wofür jedoch zur Bildung der zweiten, vierten und sechsten Schichten die Pellets, die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt worden waren, verwendet wurden und nicht solche, die in Beispiel 1 hergestellt worden waren.
Die mit der Antireflexionsschicht beschichtete Plastiklinse wurde hinsichtlich der Eigenschaften (6) bis (12) wie oben getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Wie in Tabellen 2 bis 4 deutlich wird, sind die mit einer Antireflexionsschicht beschichteten Plastiklinsen der Beispiele 4 bis 9, wofür die Pellets der Beispiele 1 oder 3 verwendet wurden, hinsichtlich Kratzfestigkeit und Wärmebeständigkeit besser als die mit einer Antireflexionsschicht beschichteten Plastiklinsen der Vergleichsbeispiele 2 bis 4, wofür die Pellets aus Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurden, und außerdem verringerte sich die Wärmebeständigkeit mit der Zeit der Ersteren, nachdem sie der Witterung ausgesetzt waren, wenig, verglichen mit der der Letzteren. Aus den Daten der mit einer Antireflexionsschicht beschichteten Plastiklinsen der Beispiele 5, 7 und 9, bei denen der Zusammensetzungsanteil an Niobpentoxid in den Pellets aus Beispiel 3 erhöht wurde, kann gefolgert werden, dass das Refraktionsvermögen und auch das Absorptionsvermögen der beschichteten Linsen erniedrigt wurden.
Die Erfindungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Zusammensetzungen mit Zusammensetzungsverhältnissen zwischen den Zusammensetzungen der Beispiele sind jedoch auch bevorzugt. Ähnlich sind Antireflexionsschichten mit Dicken zwischen solchen, die in den Beispielen offenbart sind, ebenfalls bevorzugt. Schließlich sind optische Elemente mit Schichtstrukturen zwischen solchen, die in den Beispielen offenbart sind, ebenfalls bevorzugt.
Vorteile der Erfindung
Wie oben detailliert beschrieben, kann die Zusammensetzung zur Dampfabscheidung der Erfindung sogar auf synthetischen Harzsubstraten, die bei der Dampfabscheidung bei niedrigen Temperaturen bearbeitet werden müssen, innerhalb einer kurzen Zeitdauer und ohne die Verwendung einer Ionenstrahleinheit oder einer Plasmaeinheit eine Hochrefraktionsschicht bilden, wobei die guten physikalischen Eigenschaften, die der gebildeten Hochrefraktionsschicht zu eigen sind, nicht beeinträchtigt werden, so dass die gebildete Hochrefraktionsschicht ein hohes Refraktionsvermögen aufweist; und die Antireflexionsschicht, umfassend die auf solchen synthetischen Harzsubstraten gebildete Hochrefraktionsschicht, weist gute Kratzfestigkeit, gute chemische Beständigkeit und gute Wärmebeständigkeit auf, und die Wärmebeständigkeit der Antireflexionsschicht verringert sich mit der Zeit nur wenig.
Außerdem weist das mit einer Antireflexionsschicht beschichtete optische Element, erhalten gemäß dem Verfahren der Erfindung, gute Kratzfestigkeit, gute chemische Beständigkeit und gute Wärmebeständigkeit auf und seine Wärmebeständigkeit erniedrigt sich mit der Zeit wenig. Speziell garantiert die Antireflexionsschicht, die das optische Element bedeckt, gute UV-Absorption vom darin enthaltenen Titandioxid, und das beschichtete optische Element ist für Plastiklinsen für Brillen günstig.

Claims

Zusammensetzung, die erhältlich ist durch Sintern einer Pulvermischung, die im wesentlichen aus folgendem besteht: (i) 70–100 Gew.-% einer Mischung aus (a) 100 Gew.-Teilen TiO₂ und Nb₂O₅ in einem Gewichtsverhältnis von TiO₂:Nb₂O₅ von 30:70–75:25, (b) 3–46 Gew.-Teilen ZrO₂ und/oder Y₂O₃ und (ii) 0–30 Gew.-% anderen Metalloxiden.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, worin ZrO₂ und/oder Y₂O₃ in einer Menge von 10–20 Gew.-Teilen vorhanden ist/sind.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2, worin die anderen Metalloxide (ii) ausgewählt sind aus Ta₂O₅ und Al₂O₃.
Zusammensetzung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Pulvermischung vor dem Sintern zu Blöcken gepresst wird.
Zusammensetzung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Sintervorgang bei einer Temperatur von 1.000–1.400°C durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements mit einer Antireflexionsschicht, das das Verdampfen einer Zusammensetzung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 und Abscheidung des erzeugten Dampfs auf einem Substrat umfasst.
Verfahren gemäss Anspruch 6, worin das Substrat ein Kunstharzsubstrat ist.
Verfahren gemäss Anspruch 7, worin das Substrat eine auf seiner Oberfläche erzeugte Hartbeschichtung aufweist.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, worin das Substrat eine oder mehrere darauf ausgebildete Beschichtungsschichten aufweist.
Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, worin die Antireflexionsschicht in einander abwechselnder Weise eine oder mehrere Schichten aus Siliciumdioxid und eine oder mehrere Schichten, die erhalten werden durch Verdampfen und Abscheiden einer Zusammensetzung gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, umfasst.
Optisches Element mit einer Antireflexionsschicht, das erhältlich ist nach dem Verfahren gemäss mindestens einem der Ansprüche 6 bis 10.
Optisches Element gemäss Anspruch 11, das ausgewählt ist aus Linsen für Brillen oder Kameras, Windschutzscheiben für Automobile und optischen Filtern für Textverarbeitungsanzeigen.