HU223735B1 - Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, valamint tükrözésgátló bevonat - Google Patents

Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, valamint tükrözésgátló bevonat Download PDF

Info

Publication number
HU223735B1
HU223735B1 HU0104789A HUP0104789A HU223735B1 HU 223735 B1 HU223735 B1 HU 223735B1 HU 0104789 A HU0104789 A HU 0104789A HU P0104789 A HUP0104789 A HU P0104789A HU 223735 B1 HU223735 B1 HU 223735B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
mixture
layer
oxide
sio
weight
Prior art date
Application number
HU0104789A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Mitsuishi
Hitoshi Kamura
Kenichi Shinde
Hiroki Takei
Akinori Kobayashi
Yukihiro Takahashi
Yuko Watanabe
Original Assignee
Hoya Corp.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp. filed Critical Hoya Corp.
Publication of HU0104789D0 publication Critical patent/HU0104789D0/hu
Publication of HUP0104789A2 publication Critical patent/HUP0104789A2/hu
Publication of HU223735B1 publication Critical patent/HU223735B1/hu

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium

Abstract

A jelen találmány tárgya tükrözésgátló réteg kialakítására szolgálóanyagkeverék, és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására,tükrözésgátló réteg kialakítására szolgáló eljárás, valaminttükrözésgátló bevonat. Az anyagkeverék Nb2O5 formájában számítva 60–90tömeg% nióbium-oxidot, ZrO2 formájában számítva 5– 20 tömeg%cirkónium-oxidot és Y2O3 formájában számítva 5–35 tömeg% ittrium-oxidot tartalmaz. Az anyagkeverék előállítására szolgáló eljáráslényege, hogy (a) nióbium-oxid-port, cirkónium-oxid-port és ittrium-oxid-port (vagy nióbium-oxid-, cirkónium-oxid- és ittrium-oxid-tartalmú anyagok porait) összekevernek, ahol a keverék Nb2O5formájában számított nióbium-oxid-tartalma 60–90 tömeg%, ZrO2formájában számított cirkónium- oxid-tartalma 5–20 tömeg% és Y2O3formájában számított ittrium-oxid-tartalma 5–35 tömeg%; (b) akeveréket adott esetben sajtolásnak vetik alá; és (c) a keveréketszinterelésnek alávetve az anyagkeveréket előállítják. A tükrözésgátlóréteg kialakítására szolgáló eljárásban a találmány szerintianyagkeveréket elpárologtatják, és az így nyert gőzt hordozóraleválasztják. A találmány szerinti tükrözésgátló bevonat váltakozósorrendben egy vagy több szilícium-dioxid-réteget és egy vagy több,találmány szerinti, a tükrözésgátló réteg kialakítására szolgálóeljárással nyert réteget tartalmaz. ŕ

Description

A jelen találmány tárgya tükrözésgátló („antireflex”) réteg kialakítására szolgáló anyagkeverék, és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, tükrözésgátló réteg kialakítására szolgáló eljárás, valamint tükrözésgátló bevonat. A találmány szerinti tükrözésgátló bevonat egyik fő alkalmazási területét a szemüveglencsék jelentik.
Egy műgyantából lévő optikai elem felületi tükrözési tulajdonságainak javítására jól ismert módszer, hogy az optikai elem felületén tükrözésgátló bevonatot képeznek ki. A 116003/1981 számú japán közzétételi irat például egy olyan, dietilénglikol-bisz-allil-karbonát (továbbiakban CR-39) hordozón kialakított tükrözésgátló bevonattal ellátott optikai elemet tárgyal, amelynél a tükrözésgátló bevonat SiO2-ból készített 1,5 λ vastagságú alapréteget, ZrO2-rétegből és SiO2-rétegből felépített mintegy 0,25 λ összvastagságú kétrétegű filmként kialakított első réteget, ZrO2-ből lévő mintegy 0,50 λ vastagságú második réteget, továbbá SiO2-ból lévő 0,25 λ vastagságú harmadik réteget tartalmaz a CR-39 műgyanta hordozóra ezen sorrendben felhordva, ahol λ értéke a 450-550 nm tartományban van, jellemzően pedig 500 nm nagyságú.
Tükrözésgátló bevonatnak gőzfázisú leválasztás útján műgyanta hordozón történő kialakítása esetén a műgyanta hordozó hőállósága nem éri el az üvegből lévő hordozók hőállóságát. Ennek következtében nem mondható el például, hogy egy műgyanta hordozón gőzfázisú leválasztással létrehozott ZrO2-réteg hőállósága kielégítő lenne. Továbbmenve, a ZrO2-réteg hőállósága az idő előrehaladtával jelentős mértékben csökkenhet. Az olyan optikai elemek, amelyek tükrözésgátló bevonatának, mint egésznek, a hőállósága nem megfelelő és az idő előrehaladtával jelentős mértékben romolhat, a gyakorlati, például szemüveglencsék formájában történő alkalmazások szempontjából gyakran problematikusak. Ennek oka, hogy a lencsék szemüvegkeretbe illesztését megelőzően a műanyagból készített szemüvegkereteket felmelegítik, így a hővezetés következtében maguk a keretbe illesztett lencsék is felmelegszenek. Egy alacsony hőállósággal bíró tükrözésgátló bevonat a hőtágulás során gyakran megrepedezik.
A hőállósággal kapcsolatos probléma megoldására a 291502/1990 számú japán közzétételi irat, valamint az US—5,181,141 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom például egyrészt olyan optikai elemet ismertet, amelynek tantál-pentoxidot (Ta2O5), cirkóniumoxidot (ZrO2) és ittrium-oxidot (Y2O3) tartalmazó, gőzfázisú leválasztással nyert erősen fénytörő réteggel rendelkező tükrözésgátló bevonata van. A szóban forgó iratok másrészt Ta2O5-ot, ZrO2-0t és Y2O3-ot tartalmazó réteg gőzfázisú leválasztás útján történő előállítására alkalmas anyagkeveréket is bemutatnak. A tekintett anyagkeverék használata esetén a kívánt tükrözésgátló bevonat kialakításához azonban viszonylag hosszú idő szükséges, ennélfogva a bemutatott anyagkeverék a termelés hatékonysága szempontjából előnytelen.
Különösen a szemüvegek területén kívánatosak olyan tükrözésgátló bevonattal ellátott műanyag lencsék képezte optikai elemek, amelyek hőállósága egyrészt jó, másrészt pedig az idő előrehaladtával nem romlik.
Ennek megfelelően a találmánnyal egyrészt célunk olyan optikai elem kidolgozása, amelynek gőzfázisú leválasztásnak szükségszerűen alacsony hőmérsékleten alávetett műgyanta hordozója és azon kialakított tükrözésgátló bevonata van, ahol a tükrözésgátló bevonat hőállósága jó, és az idő függvényében csupán kismértékben romlik.
Másrészt a találmánnyal célunk olyan anyagkeverék létrehozása, amely egyrészt alkalmas gőzfázisú leválasztásra, másrészt pedig amelyből egy erősen fénytörő réteg rövidebb idő alatt állítható elő anélkül, hogy az így kapott réteg tulajdonságai a rövidebb előállítási idő miatt romlanának. A találmánnyal emellett további célunk még tükrözésgátló bevonat létrehozása is.
Kiterjedt vizsgálataink eredményeként arra a következtetésre jutottunk, hogy ha nióbium-oxidot, és adott esetben alumínium-oxidot is hozzáadunk a gőzfázisú leválasztásra használt, cirkónium-oxidot és ittrium-oxidot tartalmazó hagyományos anyagkeverékhez, továbbá ha az így nyert anyagkeveréket használjuk fel az optikai elemen többrétegű tükrözésgátló bevonat legalább egyik rétegének a kialakítására, akkor végeredményül egy jó hőállóságú tükrözésgátló bevonatot nyerhetünk, amelynél a szóban forgó réteget gőzfázisú leválasztás útján - a találmánnyal összhangban - rövid idő alatt tudjuk létrehozni.
Ennek megfelelően a találmánnyal olyan, tükrözésgátló réteg kialakítására alkalmas anyagkeveréket hoztunk létre, amely Nb2O5 formájában számítva 60-90 tömeg% nióbium-oxidot, ZrO2 formájában számítva 5-20 tömeg% cirkónium-oxidot és Y2O3 formájában számítva 5-35 tömeg% ittrium-oxidot tartalmaz.
A találmány szerinti anyagkeverék előnyösen alumínium-oxidot is tartalmaz, az alumínium-oxid mennyiségének a nióbium-oxid, a cirkónium-oxid és az ittrium-oxid összmennyiségéhez viszonyított aránya célszerűen 0,003:1 és 0,075:1 között van.
A találmánnyal megvalósítottunk továbbá egy, a tükrözésgátló réteg kialakítására alkalmas anyagkeverék előállítására szolgáló eljárást is, amelynél (a) nióbium-oxid-port, cirkónium-oxid-port és ittriumoxid-port (vagy nióbium-oxid-, cirkónium-oxid- és ittrium-oxid-tartalmú anyagok porait) összekeverünk, ahol a keverék Nb2O5 formájában számított nióbium-oxidtartalma 60-90 tömeg%, ZrO2 formájában számított cirkónium-oxid-tartalma 5-20 tömeg% és Y2O3 formájában számított ittrium-oxid-tartalma 5-35 tömeg%;
(b) a keveréket adott esetben sajtolásnak vetjük alá; és (c) a keveréket szinterelésnek alávetve az anyagkeveréket előállítjuk.
A találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra alkalmas anyagkeverék előállítására szolgáló eljárás során a keverékhez az (a) lépésben előnyösen alumínium-oxidot is hozzáadunk; az alumínium-oxid mennyiségének a nióbium-oxid, a cirkónium-oxid és az ittrium-oxid összmennyiségéhez viszonyított aránya előnyösen 0,003:1 és 0,075:1 közé esik.
A találmány szerinti, tükrözésgátló réteg kialakítására szolgáló eljárásnál a találmány szerinti anyagkeveréket elpárologtatjuk, és az így nyert gőzt hordozóra le2
HU 223 735 Β1 választjuk. Hordozóként előnyösen műanyag vagy üveg, adott esetben előzetesen legalább egy bevonóréteggel ellátott hordozót használunk. Előnyösen, a hordozót a gőz rá történő leválasztásával egyidejűleg ionbesugárzásnak vetjük alá.
A találmánnyal megvalósított tükrözésgátló bevonat váltakozó sorrendben egy vagy több szilícium-dioxid-réteget és egy vagy több, a tükrözésgátló réteg képzésére szolgáló, találmány szerinti eljárással kialakított réteget tartalmaz.
A találmány szerinti optikai elem lényege, hogy műanyag hordozón kiképzett kemény védőrétege és ezen kialakított, találmány szerinti tükrözésgátló bevonata van. Az optikai elem előnyösen a szemüveglencsék, a kameralencsék, a gépjárműszélvédők és a szövegszerkesztők kijelzőire felszerelni szándékozott optikai szűrők csoportjából van választva.
Napjainkban a különféle fém-oxidok gőzfázisú leválasztásra külön-külön való alkalmazása jól ismert, ám azok keverékeinek ugyanilyen célú felhasználása már nem. A különböző fém-oxidok keverésével számos olyan tulajdonság válik kiküszöbölhetővé vagy javíthatóvá, amely egy-egy fém-oxid önmagában történő felhasználását előnytelenné teszi.
A találmány szerinti anyagkeveréket például por alakban biztosított nióbium-pentoxid (Nb2O5), cirkónium-oxid (ZrO2) és ittrium-oxid (Y2O3), vagy por alakban biztosított Nb2O5, ZrO2, Y2O3 és alumíniumoxid (A12O3), vagy ilyen vegyületeket tartalmazó anyagok porainak az összekeverésével, majd az így nyert porkeverék szinterelésével állítjuk elő. A kapott anyagkeverék rövidebb bevonat-előállítási időtartamot és magasabb bevonattermelékenységet tesz lehetővé.
A találmány szerinti anyagkeverék három összetevője összekeverésének oka az, hogy a kizárólag nióbium-oxidból lévő pelletek elektronágyúval történő hevítése gyakran a pelletek anyagának szétfföccsenéséhez vezet. A szétfröccsenés eredményeként a például nyerslencsék képezte hordozók felületén finom szemcsék tapadnak meg, ami selejt termékekhez vezet. Továbbmenve, a vékony réteg elszíneződésnek (abszorbeálásnak) van kitéve. Több összetevő keverésével ugyanakkor az alacsony vegyszerállóság, például savés lúgállóság is fokozható.
Ha kizárólag nióbium-oxidból lévő pelletekhez cirkónium-oxidot (ZrO2) keverünk, a gőzfázisú leválasztásnál a tisztán nióbium-oxid-pelletek elektronágyús hevítésekor gyakran megfigyelhető és a bevonat leválásához, továbbá szennyezőszemcsék megtapadásához vezető szétfröccsenés jelentős mértékben mérséklődik, és igen megbízható minőségű bevonatok válnak elérhetővé.
Az ittrium-oxid (Y2O3) hozzáadása a kizárólag nióbium-oxidból, vagy a nióbium-oxid és cirkónium-oxid keverékéből álló pelletekből gőzfázisú leválasztás útján nyert vékony rétegek elszíneződésének (abszorbeálásának) a megelőzése szempontjából rendkívül előnyös.
A találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra alkalmas anyagkeverékben a felsorolt három összetevő mindegyike kifejti a rá külön-külön jellemző hatásokat, és emellett az anyagkeverékből létrehozott tükrözésgátló bevonat hőálló képessége az idő előrehaladtával csak kismértékben csökken, ami egy váratlan jelenség.
Az egyes összetevők ideális keverési aránya a következő. A nióbium-pentoxid mennyisége a gőzfázisú leválasztásra használt anyagkeverék teljes mennyiségének előnyösen 60-90 tömeg%-a, ennél előnyösebben pedig 80-90 tömeg%-a, a cirkónium-oxid mennyisége a gőzfázisú leválasztásra használt anyagkeverék teljes mennyiségének előnyösen 5-20 tömeg%-a, ennél előnyösebben 5-10 tömeg%-a, míg az ittrium-oxid mennyisége a gőzfázisú leválasztásra használt anyagkeverék teljes mennyiségének előnyösen 5-35 tömeg%-a, ennél előnyösebben pedig 5-10 tömeg%-a. Ha az Nb2O5 mennyisége és/vagy a ZrO2 mennyisége és/vagy az Y2O3 mennyisége a megadott előnyös tartományokba esik, a kapott erősen fénytörő réteg különösen előnyös abszorpciós tulajdonságokkal rendelkezik. Ha az Y2O3 a gőzfázisú leválasztásra használt anyagkeverékben 35 tömeg%-nál nagyobb mennyiségben van jelen, javul a kapott tükrözésgátló bevonat savállósága.
A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék a fenti összetevők mellett a fénytörő képesség szabályozása céljából alumínium-oxidot is tartalmazhat.
Az anyagkeverékben az alumínium-oxid mennyiségének a Nb2O5, a ZrO2 és az Y2O3 összmennyiségéhez viszonyított aránya előnyösen 0,003:1 és 0,075:1 közé, ennél előnyösebben pedig 0,003:1 és 0,02:1 közé esik. Az előnyös tartomány alsó határát meghaladó mértékű alumínium-oxid-tartalom a fénytörő képesség szabályozása tekintetében sokkal kielégítőbb eredményekre vezet; a legfeljebb az előnyös tartomány felső határával megegyező mértékű alumíniumoxid tartalom a kapott tükrözésgátló bevonat különösen jó vegyszerállóságát eredményezi. Az A12O3 kiválóan szabályozza a bevonat fénytörő képességét, miközben nem befolyásolja annak a Nb2O5-tól, a ZrO2-tól és az Y2O3-tól származó tulajdonságait; ebből a szempontból az előnyös tartományba eső alumínium-oxid-tartalom különösen kedvezőnek bizonyul.
A találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék további fém-oxidokat, például tantálpentoxidot (Ta2O5), titán-dioxidot (TiO2), valamint az anyagkeverék fentiekben tárgyalt tulajdonságait nem károsító fém-oxidokat is tartalmazhat. Ezen fém-oxidok mennyisége a teljes anyagkeverék legfeljebb 30 tömeg%-a, ennél előnyösebben pedig legfeljebb 10 tömeg%-a lehet. Hozzáadásuk különösen olyan esetekben előnyös, amikor kisebb fényvisszaverő képességű optikai elem létrehozása céljából a tükrözésgátló bevonatban nagyobb törésmutatóval rendelkező, azaz erősebben fénytörő réteg(ek) kialakítása szükséges.
A találmány szerinti többrétegű tükrözésgátló bevonat gyengén fénytörő rétegeként hőállósága okán például szilícium-dioxid (SiO2)-réteget használhatunk.
A tükrözésgátló bevonat felépítését tekintve egy λ/4-λ/4 szerkezetű kétrétegű film, vagy egy λ/4-λ/4-λ/4 vagy λ/4-λ/2-λ/4 szerkezetű háromrétegű film, ahol λ rendszerint a 450-550 nm tartományba esik, jellemzően 500 nm. Nem korlátozódva csupán
HU 223 735 Bl erre, a találmány szerinti tükrözésgátló bevonat tetszőleges egyéb négyrétegű vagy sokrétegű film formájában is megvalósítható. Itt és a továbbiakban λ/4 rétegen olyan réteget értünk, amelynek optikai vastagsága, vagyis törésmutatójának és geometriai vastagságának szorzata a rétegben mért hullámhossz egynegyede. Ehhez hasonlóan, λ/2 rétegen olyan réteget értünk, amelynek optikai vastagsága, vagyis törésmutatójának és geometriai vastagságának szorzata a rétegben mért hullámhossz fele. Továbbmenve, a hordozóhoz legközelebb elhelyezkedő első gyengén fénytörő réteget tetszőleges ismert két- vagy háromrétegű ekvivalens film vagy egyéb többrétegű film képezheti, ahol az „ekvivalens film” megjelölés olyan összetett rétegrendszerre utal, amely legalább két, egymástól különböző stabil anyagból származtatott rétegből épül fel.
A találmány szerinti optikai elem műgyanta hordozóját például metil-metakrilát-homopolimerekből, metil-metakrilát és monomer komponensként egy vagy több további monomer kopolimerjeiből, dietilénglikolbisz-allil-karbonát-homopolimerekből, dietilénglikolbisz-allil-karbonát és monomer komponensekként egy vagy több további monomer kopolimerjeiből, kéntartalmú kopolimerekből, halogéntartalmú kopolimerekből, polikarbonátokból, polisztirolokból, poli(vinil-klorid)-okból, telítetlen poliészterekből, polietilén-tereftalátokból, poliuretánokból, valamint ezekhez hasonló egyéb anyagokból készíthetjük. A szóban forgó hordozó egy lehetséges további kiviteli alakjában üvegből is készülhet.
Speciálisan műgyanta hordozóra történő tükrözésgátló bevonat felhordásánál kívánatos, hogy a műgyanta hordozó felületén merítéses bevonással, forgatásos bevonással, vagy ezekhez hasonló egyéb eljárással először egy szerves szilíciumpolimert tartalmazó kemény védőréteget alakítsunk ki; a tükrözésgátló bevonatot ezen kemény védőrétegre visszük fel. Kemény védőrétegeket, továbbá azok előállítására szolgáló eljárásokat például az EP-1,041,404 számú európai közzétételi irat ismertet. Például a műgyanta hordozó és a tükrözésgátló bevonat közötti tapadás javítása, vagy a karcállóság fokozása céljából a műgyanta hordozó és a tükrözésgátló bevonat között, vagy a műgyanta hordozó felületén kialakított kemény védőréteg és a tükrözésgátló bevonat között kívánatos egy úgynevezett alapréteg elhelyezése. Az alapréteget például gőzfázisú leválasztással nyert szilícium-oxid-réteg képezheti. A találmány szempontjából alkalmas alaprétegeket például az US—5,181,141 számú szabadalom mutatja be.
A jelen találmánynál az előnyös anyagkeverékek nióbium-oxidot, cirkónium-oxidot és ittrium-oxidot tartalmazó háromkomponensű, valamint nióbium-oxidot, cirkónium-oxidot, ittrium-oxidot és alumínium-oxidot tartalmazó négykomponensű anyagkeverékek.
A találmány szerinti anyagkeveréket kívánatosán nióbium-pentoxid-por, cirkónium-oxid-por, ittriumoxid-por, valamint előnyösen alumínium-oxid-por és adott esetben egyéb fém-oxidok porai összekeverésével (az ily módon összekevert porokra a továbbiakban a „porkeverék” megjelöléssel fogunk utalni), majd a kapott porkeverék összesajtolásával és szinterelésével állítjuk elő. Sajtolás és szinterelés útján nyert pellet formájú színtereit anyag alkalmazása sokkal előnyösebb, mivel ilyen esetben a gőzfázisú leválasztáshoz szükséges időtartam csökkenthető. A porkeverékben vagy a színtereit pelletekben az egyes oxidok mennyiségét a kialakítandó erősen fénytörő réteg kívánt tulajdonságait szem előtt tartva megfelelő módon változtathatjuk.
A korábban elmondottak értelmében a találmány szerinti tükrözésgátló réteget nióbium-oxid, cirkóniumoxid, ittrium-oxid és előnyösen alumínium-oxid, valamint adott esetben egyéb fém-oxidok porait tartalmazó porkeverék szinterelésével, az oxidkeverék gőzének előállításával, és az így nyert gőz hordozóra történő leválasztásával alakítjuk ki. A tükrözésgátló réteg előállítási folyamatát célszerűen ionbesugárzással kombináljuk. Ilyen ionbesugárzást ismertet például M. Flindner et al. szerzőknek a Society of Vacuum Coaters Albuquerque (NM, USA) kiadvány 237-242. oldalain 1995-ben megjelent munkája.
Az ionbesugárzással kombinált bevonatolásnak különféle előnyei vannak. Ha például az erősen fénytörő réteget speciálisan oxigénionos besugárzás jelenlétében végzett gőzfázisú leválasztással alakítjuk ki, a kapott optikai elemek abszorpciója még tovább csökkenthető. Ha oxigén- és argongáz keverékét használó ionbesugárzást alkalmazunk, megnövekszik a vegyszerállósság. A gázkeverék előnyösen 90-95% oxigénből és 5-10% argonból áll. Ha az oxigéngáz mennyisége túlságosan alacsony, az így készített bevonatok az optikai tulajdonságokat valószínűleg nem tartják meg. Az argongáz megfelelő mennyiségével a bevonat sűrűségét növelhetjük.
A találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék létrehozásához a porkeveréket tetszőleges hagyományos módon sajtolhatjuk össze. A porkeveréket előnyösen például 19,6 MPa és 39,2 MPa közé eső nyomáson sajtoljuk. A szinterelés hőmérséklete az anyagkeverékben jelen lévő oxidkomponensek arányától függően változik, annak értéke például 1000 °C és 1400 °C közé esik. A szinterelés időtartama egyéb folyamatparaméterek mellett többek között a szinterelés hőmérsékletétől függ, hossza azonban általában 1 óra és 48 óra között változik.
A találmány szerinti anyagkeverék gőzfázisú leválasztása során az erősen fénytörő rétegeket például oly módon alakíthatjuk ki, hogy az anyagkeveréket tetszőleges vákuumpárologtató, porlasztó, ionbevonó vagy ezekhez hasonló egyéb eljárást alkalmazva párologtatjuk el. A szóban forgó hagyományos módszerek részletesen megtalálhatók például a León I. Maissei és Reinhand Glang által szerkesztett Vékonyréteg-technológiai kézikönyv („Handbook of Thin Film Technology”) című munkában. A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverékből tehát oxidkeverékgőzt állítunk elő, majd az így nyert gőzt hordozóra választjuk le. A melegíteni szándékozott, műgyanta hordozó hőmérséklete a műgyanta hőállóságától függően változik, azonban például 70 °C és 85 °C közé esik.
A találmány szerinti eljárás értelmében jó hőállóságú tükrözésgátló bevonatot kaphatunk a hőállóság idő4
HU 223 735 Bl beli csökkenésének elenyésző volta mellett még azokban az esetekben is, amikor az elpárologtatásnál a bevonat kialakítását alacsony, a hordozó melegítési hőmérsékletével kifejezve 70 °C és 85 °C közé eső - például a műgyanta hordozók esetén - hőmérsékleten kell végrehajtanunk.
A találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeveréket nem csupán szemüveglencsék, hanem kameralencsék, monitorok/szövegszerkesztők megjelenítőfelületei, gépjárművek szélvédői, továbbá optikai szűrők tükrözésgátló bevonataként, valamint ezekhez hasonló egyéb eszközök gyártásánál is használhatjuk.
Példák
A találmányt a továbbiakban az alábbi példákhoz kapcsolódóan ismertetjük részletesebben. A következő példákban, valamint összehasonlító példákban előállított, tükrözésgátló bevonattal ellátott optikai elemek fizikai tulajdonságait az alábbiakban részletezendő vizsgálati módszerekkel határoztuk meg.
(1) A leválasztás során megvizsgáltuk a gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverékek olvadékállapotát, amit az alábbi skálának megfelelően osztályoztunk: UA - nem fröccsen;
A - ritkán fröccsen;
B - gyakran fröccsen;
C - egyfolytában fröccsen.
A „fröccsenés” alatt jelen esetben a gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék felületének hirtelen változásait értjük.
(2) Szennyező anyag finom szemcséinek megtapadása
A gőzfázisú leválasztás befejezését követően szabad szemmel megvizsgáltuk a leválasztás során a lencse felületére fröccsenéssel rákerült finom szemcsék tapadását. Megfigyeléseinket egy négyfokozatú skálán foglaltuk össze, ahol az egyes besorolások jelentése a következő:
UA - szennyező szemcsék nincsenek jelen;
A - szennyező szemcsék 1-5 ponton fedezhetők fék
B - szennyező szemcsék 6-10 ponton fedezhetők fel;
C - szennyező szemcsék legalább 11 ponton fedezhetők fel.
(3) Vegyszerállóság °C hőmérsékletű, 10 tömeg%-os vizes NaOHoldatba lencséket áztattunk, majd 30 perc, illetve 60 perc elteltével megvizsgáltuk a lencséket egyrészt abból a szempontból, hogy bevonatuk lemállott-e, másrészt abból a szempontból, hogy a felületük érdessé vált-e. A lencséket ezen két szempont alapján egy ötfokozatú skálán értékeltük, ahol az egyes besorolások jelentése a következő:
UA - néhány lemállott folt figyelhető meg;
A - a lencsék felületeinek egészén apró, legfeljebb
0,1 mm nagyságú lemállott foltok, vagy csupán néhány, körülbelül 0,3 mm átmérőjű lemállott folt figyelhető meg;
B - a lemállott foltok sűrűsége az „A” kategóriához képest nagyobb, továbbá a nagyobb méretű lemállott foltok aránya az „A” kategóriába eső lencséknél megfigyelthez képest nagyobb;
C - a lencsék felületén mindenütt körülbelül
0,3 mm méretű lemállott foltok figyelhetők meg, vagy az apró lemállott foltok sűrűsége rendkívül nagy;
D - a lencsék felületén mindenütt nagyon sok lemállott folt figyelhető meg, és a lencsék felülete fehérnek tűnik; a fenti kategóriákba tartozó mintáknál silányabb valamennyi minta ugyancsak ebbe a kategóriába tartozik.
(4) Karcállóság
A műanyag lencse felületét 1 kg tömegnek megfelelő terhelés alkalmazása mellett ultrafinom acélgyapottal dörgöltük. Szám szerint 20 darab dörgölési ciklust követően megvizsgáltuk a műanyag lencse felületének állapotát és egy négyfokozatú skálán értékeltük azt, amely skálán az egyes besorolások jelentése a következő :
UA - csak kicsit karcolódott;
A - enyhén karcolódott;
B - erősen karcolódott;
C - a bevonat a lencséről felvált.
(5) Tapadóképesség
A JIS-Z-1522 számú japán ipari szabvány szerint a felületet 10x10 darab harántirányú vágással láttuk el, majd az így kapott felületre cellux ragasztószalagot (Cellotape®, gyártó: Nichiban Corp., Japán) ragasztottunk. Ezt követően a ragasztószalagot harántirányban lefejtettük, és megszámoltuk, hogy a felületen a kezdeti 100 darab bevágásból hány darab maradt vissza. A vizsgálatot egymás után háromszor végeztük el.
(6) Fényvisszaverő képesség
Egy, a Hitachi, Ltd. cég által gyártott, U-3410 típusú spektrofotométert használva megmértük a fényvisszaverő képességet.
(7) Fényáteresztő képesség
Egy, a Hitachi, Ltd. cég által gyártott, U-3410 típusú spektrofotométert használva megmértük a fényáteresztő képességet.
(8) Abszorpcióképesség
Az abszorpcióképességet oly módon kaptuk, hogy 100%-ból levontuk a fényvisszaverő képesség és a fényáteresztő képesség százalékban kifejezett értékét.
(9) Hőállóság
Tükrözésgátló bevonattal ellátott optikai elemet közvetlenül a gőzfázisú leválasztással nyert bevonat létrehozását követően szárítószekrényben 1 órán keresztül melegítettünk és megvizsgáltuk, hogy megrepedezett-e. A szóban forgó optikai elemet speciálisan először 60 percen keresztül 50 °C hőmérsékleten melegítettük, majd a hőmérsékletet 30 percenként 5 °C-os lépésekben növeltük, és leolvastuk azon hőmérséklet értékét, amelynél az optikai elemen repedések jelentek meg.
Annak vizsgálata céljából, hogyan függ a hőállóság-vizsgálat eredménye az időtől, tükrözésgátló bevonattal ellátott optikai elemet a gőzfázisú leválasztással nyert bevonat létrehozását követően 2 hónapig szabad levegő hatásának tettünk ki, majd ezt követően a fenti hőállóság-vizsgálatnak vetettünk alá.
HU 223 735 Bl
1. és 4. példa, valamint 1. és 4. összehasonlító példa
Műgyantából lévő hordozó tükrözésgátló bevonattal történő ellátása céljából fő összetevőként 99,97 tömeg% dietilénglikol-bisz-allil-karbonátot és 0,03 tömeg% 2hidroxi-4-n-oktoxi-benzofenon UV-abszorbenst tartalmazó, 1,499 értékű törésmutatóval rendelkező műanyag lencsét (CR-39, „A” jelű hordozó) készítettünk. Kemény védőréteg (nd 1,50) előállítása
A műanyag lencsét 80 mol% kolloidális szilíciumdioxidból és 20 mol% γ-glicid-oxi-propil-trimetoxi-szilánból álló bevonóoldatba áztattuk, majd „A” jelű kemény védőréteg kialakítása céljából kikeményítettük.
A műanyag lencsét a rajta kialakított kemény védőréteggel az 1. példában 80 °C hőmérsékletre melegítettük, és a kemény védőrétegen (2,67 χ 10~3 Pa nyomású vákuumban) vákuumpárologtatással SiO2 képezte [1,46 értékű törésmutatóval rendelkező és 0,4875 λ, (λ=500 nm) vastagságú] alapréteget alakítottunk ki. Ezt követően tükrözésgátló bevonattal rendelkező műanyag lencse előállítása céljából az alaprétegen gőzfázisú leválasztásra szolgáló, Nb2O5-por, Zr02-por és Y2O3-por összekeverésével, az így kapott keverék 29,4 MPa nagyságú nyomáson történő sajtolásával, majd 170 mA leadott áramerősséggel üzemelő elektronágyúval 1300 °C hőmérsékleten történő hevítésével nyert színtereit háromkomponensű (Nb2O5:ZrO2:Y2O3=76:16,6:7,4 tömegarányú) „A” jelű anyagkeveréket hevítve egy (2,12 értékű törésmutatóval rendelkező és 0,0502 λ vastagságú) réteget alakítottunk ki, amelyre ezt követően egy SiO2 képezte (1,46 értékű törésmutatóval rendelkező és 0,0764 λ vastagságú) első gyengén fénytörő réteget vittünk fel. Ezen első gyengén fénytörő rétegen a gőzfázisú leválasztásra szolgáló ,,A” jelű anyagkeveréket felhasználva egy (2,12 értékű törésmutatóval rendelkező és 0,4952 λ vastagságú) erősen fénytörő réteget alakítottunk ki, amire ezt követően egy SiO2 képezte (1,46 értékű törésmutatóval rendelkező és 0,2372 λ vastagságú) második gyengén fény törő réteget vittünk fel. A gyengén fénytörő rétegeket és az erősen fénytörő rétegeket ugyanolyan vákuumpárologtató módszerrel állítottuk elő, mint amit az alapréteg készítésénél használtunk.
A 4. példában ugyanezen vákuumpárologtató módszerrel egy olyan tükrözésgátló bevonatot készítettünk, amelynél az erősen fénytörő rétegek kialakításához a gőzfázisú leválasztásra szolgáló „A” jelű anyagkeverékhez 1 tömeg% A12O3 hozzáadásával kapott, gőzfázisú leválasztásra szolgáló „B” jelű anyagkeveréket használtunk fel.
Az 1. összehasonlító példában a műanyag lencse bevonására szolgáló tükrözésgátló bevonat erősen fénytörő rétegeinek előállítására hagyományos ZrO2 párologtatóforrást, míg a 4. összehasonlító példában az említett erősen fénytörő rétegek kialakítására kizárólag nióbiumoxidot tartalmazó párologtatóforrást használtunk.
2. és 5. példa, valamint 2. és 5. összehasonlító példa
Szerves szilíciumvegyületből, nevezetesen γ-glicidoxi-propil-trimetoxi-szilánból 142 tömegrészt üvegedénybe mértünk, majd ehhez keverés mellett cseppenként 1,4 tömegrész 0,01 N hidrogén-kloridot és 32 tömegrészt vizet adtunk. A cseppenkénti hozzáadás befejezését követően hidrolizált γ-glicid-oxi-propil-trimetoxiszilán-oldat előállítása céljából a keveréket 24 órán át kevertük. Az így nyert oldathoz (metanolban diszpergált,
31,5 tömeg% teljes fém-oxid-tartalmú és 10-15 nm átlagos szemcsemérettel rendelkező) 460 tömegrész ón(IV)oxid és cirkónium-oxid képezte kompozit szolt, továbbá 300 tömegrész etil-celloszolvot, 0,7 tömegrész síkosító adalékot, szilikon felületaktív anyagot, továbbá 8 tömegrész öregítő adalékot, nevezetesen alumínium-acetil-acetonátot adtunk. Az elegyet alaposan összekevertük, és ezt követően bevonóoldat előállítása céljából leszűrtük. Kemény védőréteg előállítása
Műanyag nyerslencsét (szemüveggyártásra szolgáló, a Hoya Corporation cég által EYAS 1.60 kereskedelmi néven forgalmazott műanyag lencsét - „B” jelű hordozó) vizes lúgos oldatban kezeltünk, majd a bevonóoldatba áztattunk. A műanyag lencsét a bevonóoldatból az így végrehajtott áztatást követően 20 cm/perc kiemelési sebességgel eltávolítottuk, majd egy „B” jelű kemény védőréteg kialakítása céljából 2 órán keresztül 120 °C hőmérsékleten melegítettük.
Ezt követően - az alábbi 1. táblázatban ismertetett módon - műanyag lencsék készítése céljából ötrétegű tükrözésgátló bevonatot alakítottunk ki, amelynél a 2. és 4. sorszámú erősen fénytörő rétegek létrehozására a
2. példában a gőzfázisú leválasztásra szolgáló „A” jelű anyagkeveréket; az 5. példában a gőzfázisú leválasztásra szolgáló „B” jelű anyagkeveréket; a 2. összehasonlító példában hagyományos ZrO2 párologtatóforrást; míg az 5. összehasonlító példában kizárólag nióbium-oxidot tartalmazó párologtatóforrást használtunk.
3. és 6. példa, valamint 3. és 6. összehasonlító példa
Szerves szilíciumvegyületből, γ-glicid-oxi-propiltrimetoxi-szilánból 100 tömegrészt üvegedénybe raktunk, amihez keverés mellett 1,4 tömegrész 0,01 N hidrogén-kloridot és 23 tömegrész vizet adtunk. A hozzáadást követően a keveréket hidrolizált γ-glicid-oxi-propil-trimetoxi-szilán-oldat előállítása céljából 24 órán át kevertük. Másrészt 200 tömegrész szervetlen szemcsés anyagot, fő komponensekként titán-oxidból, cirkónium-oxidból és szilícium-oxidból álló (metanolban diszpergált, összességében 20 tömeg% szilárd anyagot tartalmazó, 5-15 nm átlagos szemcsemérettel rendelkező) szemcsék (melyeknél a szemcsemagokban a Ti/Si atomszámarány 10, és ahol a burok/mag tömegarány 0,25) kompozit szolját (amely a 270620/1988 számon közzétett japán szabadalmi bejelentésben foglalt kitanítást követve állítható elő) 100 tömegrész etil-celloszolvval, 0,5 tömegrész síkosító adalékkal, szilikon felületaktív anyaggal, valamint 3,0 tömegrész öregítő adalékkal, nevezetesen alumíniumacetil-acetonáttal elegyítettünk. Az így nyert keveréket a hidrolizált γ-glicid-oxi-propil-trimetoxi-szilánhoz adtuk, és az egészet alaposan összekevertük, majd a keveréket bevonóoldat előállítása céljából leszűrtük.
HU 223 735 Bl
Kemény védőréteg készítése
Szemüveggyártásra használatos (a Hoya Corporation cég által Teslalid kereskedelmi néven forgalmazott, 1,71 értékű törésmutatóval jellemzett) műanyag nyerslencsét (továbbiakban „C” jelű hordozó) vizes lúgos oldatban előkezelésnek vetettünk alá, majd a fenti bevonóoldatba áztattunk. Az így beáztatott műanyag lencsét a bevonóoldatból ezt követően 20 cm/perc kiemelési sebességgel eltávolítottuk, majd „C” jelű kemény védőréteg kialakítása céljából 2 órán át 120 °C hőmérsékleten melegítettük.
Ezt követően műanyag lencsék készítése céljából az alábbi 1. táblázatban ismertetett módon - hétrétegű tükrözésgátló bevonatot alakítottunk ki, amelynél a 2.,
4. és 6. sorszámú erősen fénytörő rétegek létrehozására 15 a 3. példában a gőzfázisú leválasztásra szolgáló ,A” jelű anyagkeveréket; a 6. példában a gőzfázisú leválasztásra szolgáló „B” jelű anyagkeveréket; a 3. összehasonlító példában hagyományos ZrO2 párologtatóforrást; míg a 6. összehasonlító példában kizárólag nióbiumoxidot tartalmazó párologtatóforrást alkalmaztunk.
Az 1. táblázatban a példáknak és az összehasonlító példáknak megfelelően a műanyag nyerslencséket, a kemény védőrétegeket, a tükrözésgátló bevonatokat felépítő rétegekhez használt, gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverékeket és az egyes rétegek vastagságát, továbbá a kész lencsék fizikai tulajdonságaival 5 kapcsolatos adatokat foglaltuk össze.
Valamennyi olyan példában, ahol a tükrözésgátló bevonat erősen fénytörő rétegeinek a kialakítására kizárólag nióbium-oxidot használtunk, továbbá a 4-6. összehasonlító példákban, a hordozókat ionbesugárzá10 sós előkezelésnek vetettük alá, továbbá az erősen fénytörő réteg kialakulását ionbesugárzással segítettük elő. Konkrétan ez azt jelenti, hogy az ionokkal végzett előkezelés, valamint az ionbesugárzás esetén egyaránt oxigéngázt használtunk. Az ionokkal végzett előkezelésnél a gyorsítófeszültség 150 V, az áram 100 mA, a besugárzás időtartama pedig 60 másodperc volt. Az ionbesugárzásnál a gyorsítófeszültség 100 V, a gyorsítóáram pedig 20 mA volt. Az 1-3. összehasonlító példákban, amelyeknél a tükrözésgátló bevonat erősen fénytörő ré20 tegének létrehozására hagyományos ZrO2 párologtatóforrást használtunk, a hordozót ionbesugárzásos előkezelésnek nem vetettük alá, továbbá az erősen fénytörő réteg kialakulását ionbesugárzással nem segítettük elő.
7.7. táblázat
Műanyag nyerslcncse 1. példa 2. példa 3. példa 4. példa 5. példa 6. példa
„A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó „A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C’jclű hordozó
Kemény védőréteg „A” „B” „C” „A” „B” „C”
1. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,4875 SiO2 0,0947 SiO2 0,0908 SiO2 0,3871 SÍO2 0,0426 SiO2 0,0727
2. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) „A” 0,0502 „A” 0,0348 „A” 4044 „B” 0,052 „B” 0,0498 „B” 0,0226
3. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,0764 SiO2 0,5839 SiO2 0,5839 SiO2 0,022 SiO2 0,0227 SiO2 0,033
4. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) „A” 0,4952 „A” 0,132 „A” 0,5809 „B” 0,5204 „B” 0,5004 „B” 0,5402
5. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,2372 SiO2 0,0691 SiO2 0,1297 SiO2 0,2572 SiO2 0,0781 SiO2 0,1097
6. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) ,A” 0,1747 „B” 0,0226
7. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,2853 SiO2 0,2527
A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék olvadékállapota UA UA UA UA UA UA
Finom szemcsék megtapadása UA UA UA UA UA UA
Vegyszerállóság UA UA UA UA UA UA
Karcállóság UA UA UA UA UA UA
Bevonat tapadóképessége 100 100 100 100 100 100
Y fényvisszaverő képesség (%) 0,458 0,48 0,5 0,476 0,561 0,486
Z fényáteresztő képesség (%) 99,01 99,223 99,289 99,002 99,23 99,301
Abszorpcióképesség, 100-Y-Z(%) 0,532 0,297 0,211 0,522 0,209 0,213
Hőállóság (°C) 100 100 100 100 100 100
Hőállóság (°C) 2 hónapos, szabad levegőnek való kitételt követően 85 85 85 80 80 80
HU 223 735 Β1
1.2. táblázat
Műanyag nyerslencse 1. példa 2. példa 3. példa 4. példa 5. példa 6. példa
„A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó „A” jelű hordozó „B”jelű hordozó „C” jelű hordozó
Kemény védőréteg „A” „B” „c” „A” „B” „C”
1. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,2444 SiO2 0,3625 SiO2 0,561 SiO2 0,3871 SiO2 0,0426 SiO2 0,0727
2. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) ZrO2 0,0635 ZrO2 0,0636 ZrO2 0,0637 Nb2O5 0,0518 Nb2O5 0,0598 Nb2O5 0,0126
3. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,0587 SiO2 0,0588 SiO2 0,0589 SiO2 0,022 SiO2 0,0227 SiO2 0,033
4. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) ZrO2 0,4204 ZrO2 0,4205 ZrO2 0,4206 Nb2O5 0,5129 Nb2O5 0,5044 Nb2O5 0,5329
5. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,253 SiO2 0,2531 SiO2 0,2832 SiO2 0,2572 SiO2 0,0781 SiO2 0,1097
6. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) ZrO2 0,4206 Nb2O5 0,0526
7. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,253 SiO2 0,2527
A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék olvadékállapota UA UA UA B B B
Finom szemcsék megtapadása UA UA UA B B B
Vegyszerállóság UA-A UA UA UA-A UA-A A
Karcállóság UA-A UA UA UA UA UA
Bevonat tapadóképessége 98 99 98 100 100 100
Y fényvisszaverő képesség (%) 0,476 0,476 0,476 1,025 1,442 1,352
Z fényáteresztő képesség (%) 99,002 99,002 99,002 97,568 96,89 97,063
Abszorpcióképesség, 100-Y-Z(%) 0,522 0,522 0,522 1,407 1,668 1,585
Hőállóság (°C) 85 100 85 85 85 85
Hőállóság (°C) 2 hónapos, szabad levegőnek való kitételt követően 50 50 60 80 80 80
Amint azt az 1. táblázat mutatja, az 1-6. példákban használt találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra szolgáló „A” és „B” jelű anyagkeverékek mentesek voltak a fröccsenéstől és stabilan leválasztódtak. Ennek megfelelően a lencsék felületén finom szemcsék fröccsenés miatti megtapadása nem volt megfigyelhető, továbbá egy kiváló, vékony optikai bevonat keletkezett.
Amint az 1. táblázatból szintén nyilvánvaló, az
1-6. példáknak megfelelő tükrözésgátló bevonattal ellátott műanyag lencsék, amennyiben azokat a találmány szerinti, gőzfázisú leválasztásra szolgáló „A” vagy „B” jelű anyagkeverékek egyikével készítettük, az 1-6. összehasonlító példákban nyert tükrözésgátló bevonattal ellátott műanyag lencsékhez viszonyítva valamennyien jobb hőállósággal rendelkeztek, továbbá hőállóságuk az idő előrehaladtával csak csekély mértékben csökkent.
7-18. példák
Az 1-6. példákban ismertetett módon, azonban ionbesugárzás nélkül, a 2. és 3. táblázatokban szereplő feltételek mellett tükrözésgátló bevonatokat készítettünk, és megvizsgáltuk azok tulajdonságait. Annak ellenére, hogy ionbesugárzást nem alkalmaztunk, a 2. és
3. táblázat szerint jó fizikai tulajdonságokat értünk el.
2. táblázat
Műanyag nyerslencse 7. példa 8. példa 9. példa 10. példa 11. példa 12. példa
„A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó „A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó
Kemény védőréteg „A” „B” „C” „A” „B” „c”
1. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SÍO2 SiO2 SiO2 SÍO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,0971 0,4728 0,0843 0,0501 0,4728 0,0843
2. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék „A” „A” „A” „B” „B” „B”
rétegvastagság (λ) 0,01 0,0759 0,0379 0,0382 0,0759 0,0379
3. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,5783 0,0455 0,5031 0,6107 0,0455 0,5031
HU 223 735 Bl
2. táblázat (folytatás)
Műanyag nyerslencse 7. példa 8. példa 9. példa 10. példa 11. példa 12. példa
„A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó „A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó
Kemény védőréteg „A” „B” „c” „A” „B” „C”
4. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) „A” 0,0533 „A” 0,4209 „A” 0,065 „B” 0,0625 „B” 0,4209 „B” 0,065
5. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,0681 SiO2 0,2315 SiO2 0,0456 SiO2 0,072 SiO2 0,2315 SiO2 0,0456
6. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) „A” 0,4777 „A” 0,4362 „B” 0,5104 „B” 0,4362
7. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék rétegvastagság (λ) SiO2 0,2365 SiO2 0,2347 SiO2 0,2511 SiO2 0,2347
A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék olvadékállapota UA UA UA UA UA UA
Finom szemcsék megtapadása UA UA UA UA UA UA
Vegyszerállóság UA UA UA UA UA UA
Karcállóság UA UA UA UA UA UA
Bevonat tapadóképessége 100 100 100 100 100 100
Y fényvisszaverő képesség (%) 0,86 0,85 0,86 0,86 0,85 0,86
Z fényáteresztő képesség (%) 99,01 99,01 99 99,002 99,02 99
Abszorpcióképesség, 100-Y-Z (%) 0,13 0,14 0,14 0,138 0,13 0,14
Hőállóság (°C) 100 100 100 100 100 100
Hőállóság (°C) 2 hónapos, szabad levegőnek való kitételt követően 85 85 85 85 85 85
3. táblázat
Műanyag nyerslencse 13. példa 14. példa 15. példa 16. példa 17. példa 18. példa
„A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó „A” jelű hordozó „B” jelű hordozó „C” jelű hordozó
Kemény védőréteg „A” „B” „C” „A” „B” „C”
1. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,459 0,4568 0,0698 0,801 0,6121 0,1123
2. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék „A” „A” „A” „A” „A” „A”
rétegvastagság (λ) 0,0458 0,0549 0,0407 0,032 0,0465 0,0287
3. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,0809 0,0671 0,5275 0,102 0,1004 0,5762
4. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék „A” „A” „A” „A” „A” „A”
rétegvastagság (λ) 0,14 0,1194 0,1179 0,143 0,16 0,1035
5. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,0597 0,0543 0,0873 0,0584 0,0519 0,1017
6. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék „A” „A” „A” „A” „A” „A”
rétegvastagság (λ) 0,172 0,1658 0,1731 0,1603 0,1685 0,1484
7. réteg gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék SiO2 SiOj SiO2 SiO2 SiO2 SiO2
rétegvastagság (λ) 0,2795 0,2673 0,2839 0,287 0,2911 0,309
A gőzfázisú leválasztásra szolgáló anyagkeverék olvadékállapota UA UA UA UA UA UA
Finom szemcsék megtapadása UA UA UA UA UA UA
Vegyszerállóság UA UA UA UA UA UA
Karcállóság UA UA UA UA UA UA
Bevonat tapadóképessége 100 100 100 100 100 100
Y fényvisszaverő képesség (%) 0,84 0,84 0,92 0,8 1,02 1,05
Z fényáteresztő képesség (%) 99,01 99 98,9 99 98,74 98,7
Abszorpcióképesség, 100-Y-Z (%) 0,15 0,16 0,18 0,2 0,24 0,25
Hőállóság (°C) 100 110 100 100 110 100
Hőállóság (°C) 2 hónapos, szabad levegőnek való kitételt követően 85 95 85 85 95 85
HU 223 735 BI
Az 1-3. táblázatokban λ az alkalmazott fény hullámhosszát jelöli, speciálisan λ=500 nm. Továbbmenve, a táblázatokban az „A”, illetve a „B” azt jelenti, hogy az adott réteget az „A” jelű, illetve a „B” jelű anyagkeverék használatával alakítottuk ki.
Az előző példák a találmány lehetséges példakénti kiviteli alakjait ismertetik. Mindazonáltal ugyancsak előnyösek azon anyagkeverékek is, amelyek összetételei a példákban megadott összetételek közé esnek. Ehhez hasonlóan a példákban tárgyalt rétegvastagságok közé eső rétegvastagságú tükrözésgátló bevonatok ugyancsak előnyösek. Végezetül a példákban ismertetett rétegszerkezetek közé eső rétegszerkezetekkel ellátott optikai elemek szintén előnyösek.
Amint az előző példákból nyilvánvaló, a találmány olyan tükrözésgátló bevonattal és jó hőállósággal rendelkező optikai elem megvalósítását teszi lehetővé, amelynek hőállósága az idő előrehaladtával még olyan műgyanta hordozón is csak csekély mértékben csökken, amely a gőzfázisú leválasztásnál csak alacsony hőmérséklet vethető alá.
Továbbmenve, a találmány szerinti anyagkeverékeket felhasználva, és a találmány szerinti, tükrözésgátló bevonat előállítására szolgáló eljárás értelmében az erősen fénytörő rétegek rövidebb idő alatt állíthatók elő, és a jó fizikai tulajdonságaik egyáltalán nem romlanak. A találmány szerinti anyagkeverék és eljárás magas termelési hatékonyságot biztosít.

Claims (14)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására, azzal jellemezve, hogy Nb2O5 formájában számítva 60-90 tömeg% nióbium-oxidot, ZrO2 formájában számítva 5-20 tömeg% cirkónium-oxidot és Y2O3 formájában számítva 5-35 tömeg% ittrium-oxidot tartalmaz.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti anyagkeverék, azzal jellemezve, hogy alumínium-oxidot tartalmaz.
  3. 3. A 2. igénypont szerinti anyagkeverék, azzal jellemezve, hogy az alumínium-oxid mennyiségének a nióbium-oxid, a cirkónium-oxid és az ittrium-oxid összmennyiségéhez viszonyított aránya 0,003:1 és 0,075:1 között van.
  4. 4. Eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására szolgáló anyagkeverék előállítására, azzal jellemezve, hogy (a) nióbium-oxid-port, cirkónium-oxid-port és ittrium-oxid-port (vagy nióbium-oxid-, cirkónium-oxidés ittrium-oxid-tartalmú anyagok porait) összekeverünk, ahol a keverék Nb2O5 formájában számított nióbium-oxid-tartalma 60-90 tömeg%, ZrO2 formájában számított cirkónium-oxid-tartalma 5-20 tömeg% és Y2O3 formájában számított ittrium-oxid-tartalma 5-35 tömeg%;
    (b) a keveréket adott esetben sajtolásnak vetjük alá; és (c) a keveréket szinterelésnek alávetve az anyagkeveréket előállítjuk.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keverékhez az (a) lépésben alumínium-oxidot adunk hozzá.
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alumínium-oxid mennyiségének a nióbium-oxid, a cirkónium-oxid és az ittrium-oxid összmennyiségéhez viszonyított aránya 0,003:1 és 0,075:1 közé esik.
  7. 7. Eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, azzal jellemezve, hogy a 4-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított anyagkeveréket elpárologtatjuk, és az így nyert gőzt hordozóra leválasztjuk.
  8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy hordozóként műanyag vagy üveg, adott esetben előzetesen legalább egy bevonóréteggel ellátott hordozót használunk.
  9. 9. A 7. vagy a 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hordozót a gőz rá történő leválasztásával egyidejűleg ionbesugárzásnak vetjük alá.
  10. 10. Tükrözés gátló bevonat, azzal jellemezve, hogy egy vagy több szilícium-dioxid-réteget és egy vagy több, a 7-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással kialakított réteget tartalmaz váltakozó sorrendben.
  11. 11. A 10. igénypont szerinti tükrözésgátló bevonat alkalmazása optikai elemen.
  12. 12. A 10. igénypont szerinti alkalmazás, amelynél az optikai elem a szemüveglencsék, a kameralencsék, a gépjárműszélvédők és a szövegszerkesztők kijelzőire felszerelni szándékozott optikai szűrők csoportjából van választva.
  13. 13. Optikai elem, azzal jellemezve, hogy műanyag hordozón kiképzett kemény védőrétege és ezen kialakított, 10. igénypont szerinti tükrözésgátló bevonata van.
  14. 14. A 13. igénypont szerinti optikai elem, azzal jellemezve, hogy a szemüveglencsék, a kameralencsék, a gépjárműszélvédők és a szövegszerkesztők kijelzőire felszerelni szándékozott optikai szűrők csoportjából van választva.
HU0104789A 2000-11-13 2001-11-08 Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, valamint tükrözésgátló bevonat HU223735B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000344928 2000-11-13
JP2001128157A JP3779174B2 (ja) 2000-11-13 2001-04-25 蒸着組成物、それを利用した反射防止膜の形成方法及び光学部材

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU0104789D0 HU0104789D0 (en) 2002-01-28
HUP0104789A2 HUP0104789A2 (en) 2002-06-29
HU223735B1 true HU223735B1 (hu) 2004-12-28

Family

ID=26603823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104789A HU223735B1 (hu) 2000-11-13 2001-11-08 Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, valamint tükrözésgátló bevonat

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7106515B2 (hu)
EP (2) EP1801621B1 (hu)
JP (1) JP3779174B2 (hu)
KR (1) KR100553010B1 (hu)
CN (1) CN1235065C (hu)
AT (1) ATE363667T1 (hu)
AU (1) AU752935B2 (hu)
CA (1) CA2360619C (hu)
DE (1) DE60128636T2 (hu)
HU (1) HU223735B1 (hu)
TW (1) TWI231864B (hu)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3708429B2 (ja) * 2000-11-30 2005-10-19 Ｈｏｙａ株式会社 蒸着組成物の製造方法、蒸着組成物及び反射防止膜を有する光学部品の製造方法
JP3952198B2 (ja) * 2002-08-01 2007-08-01 日本ペイント株式会社 金属表面処理方法及び亜鉛めっき鋼板
US20050018297A1 (en) * 2003-07-10 2005-01-27 Konica Minolta Opto, Inc. Optical component and optical pickup apparatus
JP2005302088A (ja) * 2004-04-07 2005-10-27 Konica Minolta Opto Inc 対物レンズ及び光ピックアップ装置
CN100361744C (zh) * 2005-08-23 2008-01-16 福州大学 富氢水煤气变换反应催化剂及该催化剂的制备方法
ES2302661B1 (es) * 2008-02-14 2009-10-29 Indo Internacional S.A. Lente de base polimerica que comprende una capa endurecedora, una multicapa interferencial y una capa dura intercalada entre ambas, y procedimiento de fabricacion correspondiente.
MX2012010842A (es) * 2010-03-22 2013-04-03 Luxxotica Us Holdings Corp Deposicion auxliada por haz ionico de recubrimientos para lentes oftalmicas.
WO2011139856A2 (en) 2010-04-29 2011-11-10 Battelle Memorial Institute High refractive index composition
WO2013082079A2 (en) * 2011-11-29 2013-06-06 Corning Incorporated Yttrium oxide coated optical elements with improved mid-infrared performance
ES2536827B1 (es) * 2013-11-27 2015-12-18 Indo Optical S.L. Lente oftálmica que comprende una base de material polimérico con un recubrimiento con una estructura multicapa interferencial antireflejante, antiiridiscente y con filtro IR
CN205424492U (zh) * 2014-12-05 2016-08-03 嘉兴山蒲照明电器有限公司 Led直管灯
JP6443222B2 (ja) * 2015-05-26 2018-12-26 日亜化学工業株式会社 蒸着材料およびその成形体
KR101916778B1 (ko) 2017-07-28 2018-11-08 현대오트론 주식회사 차량용 카메라 장치
CN110029310A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 北京优美科巨玻薄膜产品有限公司 一种蒸发镀膜材料NbO2及其制备方法
JP7121070B2 (ja) * 2020-05-21 2022-08-17 デクセリアルズ株式会社 反射防止フィルム
JP2022069258A (ja) * 2020-10-23 2022-05-11 東海光学株式会社 プラスチック光学製品及びプラスチック眼鏡レンズ
JP7203147B2 (ja) * 2020-11-09 2023-01-12 ホヤ レンズ タイランド リミテッド 眼鏡レンズの製造方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2276601A1 (fr) * 1974-06-27 1976-01-23 France Etat Filtres de bande et application a la fabrication de lunettes de protection
US4116717A (en) * 1976-12-08 1978-09-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ion implanted eutectic gallium arsenide solar cell
DE2658418A1 (de) * 1976-12-23 1978-06-29 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren zur herstellung von antireflexschichten auf acrylglaesern, nach dem verfahren hergestellter optischer koerper und verwendung des optischen koerpers
US4246043A (en) * 1979-12-03 1981-01-20 Solarex Corporation Yttrium oxide antireflective coating for solar cells
JPS56116003A (en) 1980-02-19 1981-09-11 Hoya Corp Optical part of synthetic resin having reflection preventing film
JPS59148002A (ja) * 1983-02-15 1984-08-24 Agency Of Ind Science & Technol 蒸着およびスパツタ用酸化ジルコニウム組成物およびそれを用いる光学用薄膜の製造方法
JPS59154401A (ja) * 1983-02-23 1984-09-03 Canon Inc 光学薄膜およびその製法
JP2613436B2 (ja) * 1988-06-10 1997-05-28 旭光学工業株式会社 プラスチックレンズ用反射防止膜の形成方法
CA1302547C (en) * 1988-12-02 1992-06-02 Jerzy A. Dobrowolski Optical interference electroluminescent device having low reflectance
ES2075084T3 (es) * 1989-03-31 1995-10-01 Hoya Corp Elemento optico antirreflexion.
US5181141A (en) 1989-03-31 1993-01-19 Hoya Corporation Anti-reflection optical element
JP2561955B2 (ja) 1989-04-28 1996-12-11 ホーヤ株式会社 プラスチックレンズ用多層反射防止膜
JP2776553B2 (ja) 1989-04-28 1998-07-16 ホーヤ株式会社 反射防止膜
CA2067765A1 (en) * 1990-08-30 1992-03-01 Eric R. Dickey Dc reactively sputtered optical coatings including niobium oxide
JPH05188202A (ja) * 1992-01-10 1993-07-30 Canon Inc 多層光学薄膜
US5521759A (en) * 1993-06-07 1996-05-28 National Research Council Of Canada Optical filters for suppressing unwanted reflections
US5846649A (en) * 1994-03-03 1998-12-08 Monsanto Company Highly durable and abrasion-resistant dielectric coatings for lenses
US5579162A (en) * 1994-10-31 1996-11-26 Viratec Thin Films, Inc. Antireflection coating for a temperature sensitive substrate
IT1268814B1 (it) * 1994-12-13 1997-03-06 Calp Spa Miscela vetrificabile per vetri di qualita'
FR2759360B1 (fr) * 1997-02-10 1999-03-05 Commissariat Energie Atomique Materiau polymerique inorganique a base d'oxyde de tantale notamment a indice de refraction eleve, mecaniquement resistant a l'abrasion, son procede de fabrication et materiau optique comprenant ce materiau
CA2318900A1 (en) * 1998-01-27 1999-07-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Adhesion-enhancing coatings for optically functional coatings materials
US6436541B1 (en) * 1998-04-07 2002-08-20 Ppg Industries Ohio, Inc. Conductive antireflective coatings and methods of producing same
US6251813B1 (en) * 1998-04-28 2001-06-26 Hoya Corporation Optical glass and its use
JP2000167969A (ja) * 1998-12-07 2000-06-20 Nitto Denko Corp 透明積層体およびそれを用いたプラズマディスプレイパネル用フィルター
JP3712561B2 (ja) 1999-03-30 2005-11-02 Ｈｏｙａ株式会社 硬化被膜を有する光学部材

Also Published As

Publication number Publication date
ATE363667T1 (de) 2007-06-15
HU0104789D0 (en) 2002-01-28
CN1235065C (zh) 2006-01-04
KR20020037264A (ko) 2002-05-18
US20020089751A1 (en) 2002-07-11
JP3779174B2 (ja) 2006-05-24
EP1801621A2 (en) 2007-06-27
DE60128636D1 (de) 2007-07-12
AU752935B2 (en) 2002-10-03
EP1205774A2 (en) 2002-05-15
CA2360619A1 (en) 2002-05-13
EP1205774B1 (en) 2007-05-30
HUP0104789A2 (en) 2002-06-29
EP1205774A3 (en) 2004-06-09
CA2360619C (en) 2007-06-12
AU8155201A (en) 2002-05-16
JP2002205353A (ja) 2002-07-23
DE60128636T2 (de) 2008-01-31
KR100553010B1 (ko) 2006-02-16
CN1354370A (zh) 2002-06-19
EP1801621A3 (en) 2009-12-02
EP1801621B1 (en) 2012-11-07
TWI231864B (en) 2005-05-01
US7106515B2 (en) 2006-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1184685B1 (en) Optical element having anti-reflection film
KR100496557B1 (ko) 증착 조성물의 제조방법, 증착 조성물 및 반사방지막을갖는 광학부품의 제조방법
HU223735B1 (hu) Anyagkeverék tükrözésgátló réteg kialakítására és eljárás ilyen anyagkeverék előállítására, eljárás tükrözésgátló réteg kialakítására, valamint tükrözésgátló bevonat
US4927239A (en) Anti-reflection film for an optical element consisting of an organic material
KR101050612B1 (ko) 고 굴절률의 광학 층을 제조하기 위한 증착 물질
JP3545359B2 (ja) 反射防止膜を有する光学部材
JP2004300580A (ja) 蒸着組成物の製造方法、蒸着組成物及び反射防止膜を有する光学部品の製造方法
JP3547738B2 (ja) 反射防止膜を有する光学部材
JPH07119844B2 (ja) 反射防止膜を有する光学部品
JPH04110918A (ja) 光学部品

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20041110

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees