KR20020056825A - 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착재료의 제조방법 - Google Patents

고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착재료의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020056825A
KR20020056825A KR1020010086637A KR20010086637A KR20020056825A KR 20020056825 A KR20020056825 A KR 20020056825A KR 1020010086637 A KR1020010086637 A KR 1020010086637A KR 20010086637 A KR20010086637 A KR 20010086637A KR 20020056825 A KR20020056825 A KR 20020056825A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
titanium
oxide
deposition material
weight
mixture
Prior art date
Application number
KR1020010086637A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100875580B1 (ko
Inventor
안테스우베
프리츠마르틴
Original Assignee
플레믹 크리스티안
메르크 파텐트 게엠베하
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 플레믹 크리스티안, 메르크 파텐트 게엠베하 filed Critical 플레믹 크리스티안
Publication of KR20020056825A publication Critical patent/KR20020056825A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100875580B1 publication Critical patent/KR100875580B1/ko

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0015—Pigments exhibiting interference colours, e.g. transparent platelets of appropriate thinness or flaky substrates, e.g. mica, bearing appropriate thin transparent coatings
    • C09C1/0021—Pigments exhibiting interference colours, e.g. transparent platelets of appropriate thinness or flaky substrates, e.g. mica, bearing appropriate thin transparent coatings comprising a core coated with only one layer having a high or low refractive index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/003—Titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
    • C03C17/2456—Coating containing TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0015—Pigments exhibiting interference colours, e.g. transparent platelets of appropriate thinness or flaky substrates, e.g. mica, bearing appropriate thin transparent coatings
    • 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
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/212—TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/228—Other specific oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/23—Mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/151—Deposition methods from the vapour phase by vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C2200/00—Compositional and structural details of pigments exhibiting interference colours
    • C09C2200/10—Interference pigments characterized by the core material
    • C09C2200/102—Interference pigments characterized by the core material the core consisting of glass or silicate material like mica or clays, e.g. kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C2220/00—Methods of preparing the interference pigments
    • C09C2220/20—PVD, CVD methods or coating in a gas-phase using a fluidized bed

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은, TiOx+Z×La2O3(여기에서, x는 1.5 내지 1.8이고, z는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 65중량%임)의 조성을 갖는 소성된 혼합물로 이루어진, 감압하에 산화티탄, 티탄 및 산화란탄의 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료에 관한 것이다. 혼합물의 구성성분은 산화란탄 19 내지 65중량%, 산화티탄 38 내지 74중량% 및 티탄 2 내지 7중량%이다.

Description

고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착 재료의 제조방법{VAPOUR-DEPOSITION MATERIAL FOR THE PRODUCTION OF HIGH-REFRACTIVE-INDEX OPTICAL LAYERS, AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF THE VAPOUR-DEPOSITION MATERIAL}
본 발명은 감압하에 산화티탄, 티탄 및 산화란탄의 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료, 및 이 증착 재료의 제조방법에 관한 것이다.
산화물 층은 공업, 특히 광학 분야에서 보호층으로서 또는 광학 기능성 목적을 위해 널리 사용된다. 이들은 렌즈, 거울, 프리즘, 대물렌즈(objective) 등과 같은 광학 부품 및 장치의 표면의 코팅으로서, 또는 부식 및 기계적 손상에 대한 보호층으로서 작용한다. 또한, 산화물 층은 반사를 증가 또는 감소시키기 위한 고굴절률, 중간 굴절률, 저굴절률 광학 층을 제조하기 위해 사용된다. 가장 중요한 용도는 스펙터클 렌즈, 쌍안경용 카메라 렌즈, 레이저 기술용 광학 부품 및 광학 장치상에 반사방지 층을 형성하는 것이다. 다른 용도는 예컨대 간섭 거울, 빔 스플리터, 열 필터 및 무열광(cold-light) 거울용으로 특정 굴절률 및/또는 특정 광학 흡수성을 갖는 층을 제조하는 것이다.
DE 42 08 811 A1 호에서는 감압하에 기재의 증착 코팅에 의해 고굴절률 광학 층을 형성시키기 위한 증착 재료를 개시하고 있다. 이 물질은 일반식 La2Ti2O7-x(여기에서, x는 0.3 내지 0.7임)의 화합물, 특히 식 La2Ti2O6.5의 화합물이다. 란탄과 티탄의 산화물 및 금속 티탄을 상응하는 화학량론적 비로 혼합하고, 고진공하에 융점 미만에서 이 혼합물을 소성함으로써, 이러한 유형의 증착 재료를 제조한다.
독일 특허 1 228 489 호는 감압하에서 산화물 및/또는 산화성 물질을 특히 유리 기재상에 증착시킴으로써, 광학 목적을 위해 가시광 파장 영역에서 필수적으로 비흡수성인 산화물 박층을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 필요한 경우, 증착은 산화성 분위기의 존재하에 수행될 수 있다. 이트륨, 란탄 및 세륨을 비롯한 희토류로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 원소 및/또는 산화물을 산화물 및/또는 산화성 물질로 증착시킨다. 여기에서, 출발물질은 혼합물로서 또는 서로 별도로 증발된다. 사용되는 산화물 및/또는 산화성 물질은 티탄 및/또는 산화티탄이다.
약 2 정도의 광학 굴절률을 갖는 고굴절률 층을 제조하는데 적합한 출발물질의 선택은 제한된다. 이 목적에 가능한 출발물질은 필수적으로 티탄, 지르코늄, 하프늄 및 탄탈의 산화물, 및 이들의 혼합된 시스템이다. 고굴절률 층에 바람직한 출발물질은 이산화티탄이다.
산화 티탄 외에, 종래 기술에서는 산화탄탈, 산화지르코늄, 산화하프늄 및황화아연 같은 화합물, 및 산화물의 혼합물, 예를 들어 산화지르코늄과 산화티탄, 산화티탄과 산화프라세오디뮴 및 산화티탄과 산화란탄을 사용한다.
이들 물질은, 예를 들어 이산화티탄이 고굴절률을 갖고, 산화하프늄과 산화지르코늄이 낮은 흡수율을 갖는 잇점을 나타낸다. 이들 공지 물질의 단점은 이산화티탄의 격렬한 기체 발생 및 분출(spitting), 산화탄탈(Ta2O5) 및 산화티탄과 산화프라세오디뮴의 경우 비교적 높은 흡수율, 및 산화지르코늄, 이산화하프늄 및 산화지르코늄과 이산화티탄의 혼합물의 불완전환 용융, 및 예컨대 황화아연의 경우 낮은 경도이다. 산화티탄과 산화란탄의 혼합물에서는, 낮은 흡수율, 기체 비-발생, 비-분출, 및 비교적 양호한 용융의 잇점이 얻어진다. 그러나, 이 유형의 혼합물의 굴절률은 이산화티탄과 황화아연의 경우보다 상당히 더 낮다. 실제적인 공정의 관점에서, 이들 물질이 서로 비교적 근접한 높은 융점 및 비점을 갖는 것도 불리하다. 균일하고 적절한 증발 속도를 확실히 얻기 위하여, 증착 재료가 상당히 증발되기 전에 완전히 용융될 필요가 있다. 이 조건은 증착 코팅될 대상에 균질하고 균일하게 두꺼운 층이 형성될 수 있도록 하는데 필요하다. 그러나, 이는 지르코늄 및 하프늄의 산화물 및 티탄/지르코늄 혼합 산화물 시스템의 경우 실제적인 사용 조건하에서는 그렇지 않다. 상기 언급한 물질은 전형적인 작업 조건하에서 용융되지 않거나 또는 완전히 용융되지 않으며, 이들은 완전히 증발되기 힘들고, 증착된 층에서 두께 변동 문제가 발생한다. 종래 기술에서의 목적은 적절한 첨가제에 의해 기제 물질의 융점을 낮추는 것인데, 이들 첨가제는 생성된 층의 굴절률을 특정 한도 내에서 변화시키고 굴절률을 특정 값으로 설정하는 역할도 한다. 이러한 목적에 적합한 첨가제의 선택은 비흡수성 조건에 의해 제한된다. 따라서, 상응하는 첨가제로서 적합한 유일한 금속 산화물은 가시광 영역에서 UV 파장 범위 근처까지, 즉 약 320nm 이하에서 비흡수성인 것이다.
출발 물질로서, 상기 산화물은 가시광 파장 영역에서 흡수성을 거의 또는 전혀 갖지 않는데, 이는 상응하는 광학 용도에 기본적인 선결조건이다. 그러나, 고진공 증발동안 산소의 손실 및 산소 함량에 대해 화학량론적인 산화티탄 층의 침착이 이루어진다. 이는, 특별한 예방 수단 없이도, 이들 물질을 진공 증발시킴으로써 박층을 제조하면 가시광 영역에서 높은 흡수율을 갖는 층이 생성된다는 의미이다. 전술한 독일 특허 1 228 489 호에 따라, 5×10-5내지 5×10-4mbar의 특정 잔류 산소압하에(즉, 산화성 분위기를 확립함) 진공 증발시킴으로써 이 문제를 해결한다. 이 문제를 해결하기 위한 다른 방법은 생성된 층을 산소 또는 공기 중에서 후-컨디셔닝시키는 것이다.
적합한 첨가제 선택 또는 상응하는 물질의 혼합물의 선택을 통해 전술한 문제가 해결될 수 있다 하더라도, 혼합된 시스템을 진공 증착 기술에 사용하는 것은 바람직하지 않다. 그 이유는 혼합된 시스템이 일반적으로 일치되지 않게 증발되기 때문이다. 즉, 이들은 증발 공정동안 조성 변화를 일으키고 이에 따라 증착된 층의 조성도 변화하기 때문이다. 혼합된 시스템이 물질 변화 없이 증발하고 재응축되는 별개의 화학적 화합물로 구성된다면, 이러한 문제를 피할 수 있다.
본 발명의 목적은 가능한 가장 높은 굴절률 및 낮은 흡수율을 갖는 광학 층을 형성할 수 있는, 도입부에서 기재한 유형의 증착 재료(이는 매우 양호한 용융 및 증발 행태를 나타내고, 필수적으로 기체 발생 또는 분출 없이 증발될 수 있다)를 제공하는 것이다.
이 목적은, 재료가 TiOx+z×La2O3(여기에서, x는 1.5 내지 1.8이고, z는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 60중량%이다)의 조성을 갖는 소성된 혼합물인 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 실시태양에서, 혼합물은 산화란탄 19 내지 65중량%, 산화티탄 38 내지 74중량% 및 티탄 2 내지 7중량%를 포함한다. 본 발명의 특정 실시태양에서, 혼합물은 산화란탄 58.9중량%, 산화티탄 37.9중량% 및 티탄 3.2중량%로 이루어진다. 혼합물이 산화란탄 63.2중량%, 산화티탄 33.9중량% 및 티탄 2.9중량%로 이루어진 실시태양도 마찬가지로 제안된다.
본 발명의 실시태양에서는, 산화티탄(TiO2)과 티탄의 비에 의해, 산화티탄(TiOx)(여기에서, x는 1.5 내지 1.8임)중의 산소에 대한 화학량론이 결정된다. 여기에서, 산화티탄:산화란탄 중량비는 산화란탄을 산화티탄과 티탄의 혼합물과 혼합함으로써 결정될 수 있다. 감압하에 소성시킴으로써, 산소에 대한 혼합물의 화학량론은 확실히 변화하지 않는다. 본 발명에 따른 증착 재료는 기제 화합물인 란타늄 티타네이트(이는 정확한 화학량론적 조성을 갖는다)와 비교하여 상기 제시된 화학식 정의의 범위내에서 산소 결손을 갖는다. 본 발명에 따른 증착 재료중에 산소 결손을 의도적으로 만듦으로써, 첫째 용융된 증착 재료의 바람직하지 못한 분출을 야기하는 산소의 방출이 감압하에 증발하는 동안 더 이상 발생하지 않는다. 둘째, 선택된 산소 결손 범위는 진공 증발 방법의 통상적인 작업 조건하에 비흡수성 층이 자동적으로 형성되도록 하는 범위이다. 비교적 소량의 산화란탄을 첨가하여도 용융 및 증발 동안 행태를 개선시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 혼합물은 산소에 대해 최적의 화학량론을 설정함으로써 기체의 분출 또는 발생 없이 전자빔 증발기에서 용융 및 증발될 수 있다. 생성되는 층의 광학 특성은 감압하에 증발되는 동안 잔류 산소압의 변동에 의해 본질적으로 영향을 받지 않는 것으로 밝혀졌다. 비교하면, 산화티탄(IV)(TiO2)의 경우 및 TiO1.7, Ti3O5또는 Ti4O7같은 티탄 하위산화물(suboxide)의 경우에는 용융동안 분출이 완전히 방지될 수 없다. 본 발명에 따른 증착 재료를 사용하여 제조된 층의 굴절률은 순수한 산화티탄 층의 경우보다 약간 더 낮다. 특히, 굴절률은 산화탄탈, 산화지르코늄, 산화하프늄 또는 산화물의 혼합물(예: 산화지르코늄과 산화티탄, 산화티탄과 산화프라세오디뮴 및 산화티탄과 산화란탄)의 층의 경우보다 상당히 더 높다. 양호한 용융 행태로 인해 증착 재료의 증발을 위해 편평한 용융 표면이 형성 및 유지될 수 있다. 이에 의해, 코팅될 기재에 균일하고 재생가능한 층-두께 분포가 설정될 수 있다.이는 불량한 용융 행태를 갖는 물질, 예를 들어 산화하프늄, 산화지르코늄 또는 산화지르코늄과 산화티탄의 혼합물을 사용할 때 매우 어렵거나 심지어 불가능하다.
본 발명의 다른 목적은 분출 및 기체의 발생 없이 고굴절률의 광학 층으로 전환될 수 있는 증착 재료를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은, TiOx+Z×La2O3(여기에서, x는 1.5 내지 1.8이고, z는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 65중량%임)의 조성을 갖는 산화티탄, 티탄 및 산화란탄의 혼합물을 균질하게 혼합하고, 입경 1 내지 4mm로 과립화 또는 정제화시킨 다음, 감압하에 소성시키는 방법에 의해 달성된다. 상기 방법을 수행할 때, 소성은 1500 내지 1600℃에서 1×10-4mbar의 진공하에 5½내지 6½시간동안 수행한다.
다른 목적은 증착 재료로부터 고굴절률 및 실질적인 비흡수성의 광학 층을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 이는, 코팅될 기재를 세정 및 건조시킨 다음 증착 유닛(unit)의 기재 홀더에 장착하고, 증착 유닛을 1×10-5mbar로 배기시킨 다음, 기재를 280 내지 310℃로 가열하고, 압력이 1 내지 2×10-4mbar로 될 때까지 산소를 증착 유닛 내로 도입하고, 스크린으로 밀봉한 증착 유닛의 전자빔 증발기에서 증착 재료를 용융시키고, 약 2200 내지 2300℃의 증발 온도까지 가열한 다음, 스크린을 개방하고 기재를 증착 재료로 소정 두께까지 코팅하는 방법에 의해 달성된다. 500nm의 파장에 대해 2.15 내지 2.25, 특히 2.20의 굴절률을 갖는 증착 재료의 광학 층이 수득된다. 이 유형의 광학 층은 광범위하며, 스펙터클 렌즈, 광학 장치용 렌즈, 레이저 기술용 광학 부품상의 반사방지 층으로서, 또한 빔 스플리터, 간섭 거울, 무열광 거울 및 열-보호 필터에 있어서 소정의 고굴절률 및/또는 광학 흡수성 층으로서 사용된다.
본 발명의 증착 재료를 사용하여, 강한 접착성을 갖고 기계적 및 화학적 영향에 대해 특히 저항성인 균일한 층 두께의 균질한 박층을 적합한 기재상에 형성시킬 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 이들 층은 고굴절률을 갖고, 일반적으로 UV 근처, 즉 약 360nm에서 가시광 영역을 거쳐 약 7000nm의 자외선 근처의 파장 영역에서 높은 투과율을 나타낸다. 이들 광학 층은 가시광 파장 범위에서 실질적으로 비흡수성이다.
실시예
본 발명은 하기 두 실시예를 참고하여 더욱 상세히 설명되지만, 이들 실시예는 어떤 방식으로도 본 발명의 원리를 제한하지 않는다.
실시예 1
산화란탄 58.9중량%, 산화티탄 37.9중량% 및 티탄 3.2중량%의 혼합물을 균질하게 혼합하고 약 1 내지 4mm의 입경으로 과립화시킨 다음, 감압하에 약 1500℃에서 6시간동안 소성시킨다. 소성된 생성물은 짙은 검정색이다.
광학 층을 형성하기 위하여, 소성된 생성물을 증착 유닛내의 몰리브덴 도가니에 도입하고, 유닛의 전자빔 증발기에 삽입한다. 예컨대 직경 25mm 및 두께 1mm의 석영-유리 디스크 같은 코팅될 기재를 세정 및 건조시키고, 증착 유닛내의 기재홀더에 장착한다. 증착 유닛은 당해 분야에 공지되어 있는 유닛으로서, 도면에 도시되지도 않고 상세한 설명에 기재되지도 않았다. 1×10-5mbar까지 배기시킨 다음, 기재를 약 300℃까지 가열한다. 이어, 1 내지 2×10-4mbar의 압력에 도달할 때까지 제어 밸브를 통해 산소를 증착 유닛 내로 도입한다. 증착 재료를 전자빔 증발기의 스크린 아래에서 용융시키고 2200℃의 증발온도까지 가열한다. 이 증발 온도에 도달하자마자, 스크린을 개방하고, 기재를 목적 두께의 광학 층으로 코팅한다. 냉각시킨 다음, 코팅된 기재를 증착 유닛으로부터 제거한다. 분광광도계를 사용하여 층의 투과율을 측정하였다. 투과율 곡선으로부터 500nm의 파장에서의 굴절률이 2.20임을 확인하였다. 층 두께는 267nm였다.
실시예 2
산화란탄 63중량%, 산화티탄 34중량% 및 티탄 3중량%의 혼합물을 균질하게 혼합하고 약 1 내지 4mm의 입경으로 과립화시킨 다음, 감압하에 약 1500℃에서 6시간동안 소성하였다. 소성된 생성물은 짙은 검정색이었다.
소성된 증착 재료의 광학 층을 실시예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 제조하였다. 이들 광학 층의 굴절률은 500nm에서 2.16이었다. 광학 층의 두께는 271nm였다. 층은 가시광 영역 및 900nm의 파장 이하에서 흡수를 나타내지 않았다.
본 발명의 증착 재료를 사용하여, 강한 접착성을 갖고 기계적 및 화학적 영향에 대해 특히 저항성인 균일한 층 두께의 균질한 박층을 적합한 기재상에 형성시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. TiOx+Z×La2O3(여기에서, x는 1.5 내지 1.8이고, z는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 65중량%임)의 조성을 갖는 소성된 혼합물임을 특징으로 하는,
    감압하에 산화티탄, 티탄 및 산화란탄의 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료.
  2. 제 1 항에 있어서,
    혼합물이 산화란탄 19 내지 65중량%, 산화티탄 38 내지 74중량% 및 티탄 2 내지 7중량%를 포함함을 특징으로 하는 증착 재료.
  3. 제 2 항에 있어서,
    혼합물이 산화란탄 58.9중량%, 산화티탄 37.9중량% 및 티탄 3.2중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 증착 재료.
  4. 제 2 항에 있어서,
    혼합물이 산화란탄 63중량%, 산화티탄 34중량% 및 티탄 3중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 증착 재료.
  5. 제 1 항에 있어서,
    산화티탄(TiO2)과 티탄의 비에 의해, 산화티탄(TiOx)(여기에서, x는 1.5 내지 1.8임)중의 산소에 대한 화학량론이 결정됨을 특징으로 하는 증착 재료.
  6. 제 1 항에 있어서,
    산화란탄을 산화티탄과 티탄의 혼합물과 혼합함으로써 산화티탄:산화란탄 중량비를 결정함을 특징으로 하는 증착 재료.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    증착 재료의 광학 층이 500nm의 파장에서 2.15 내지 2.25, 특히 2.20의 굴절률을 가짐을 특징으로 하는 증착 재료.
  8. TiOx+Z×La2O3(여기에서, x는 1.5 내지 1.8이고, z는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 65중량%임)의 조성을 갖는 산화티탄, 티탄 및 산화란탄의 혼합물을 균질하게 혼합하고, 1 내지 4mm의 입경으로 과립화 또는 정제화시킨 다음, 감압하에 소성시킴을 특징으로 하는,
    제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 따른 증착 재료의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    10-4mbar의 진공하에 1500 내지 1600℃에서 5.5 내지 6.5시간동안에 걸쳐 소성시킴을 특징으로 하는 방법.
  10. 코팅될 기재를 세정 및 건조시키고 증착 유닛(unit)의 기재 홀더에 장착시키고, 증착 유닛을 1×10-5mbar로 배기시키고, 기재를 280 내지 310℃로 가열하고, 1 내지 2×10-4mbar의 압력에 도달할 때까지 산소를 증착 유닛에 도입한 다음, 스크린으로 밀봉한 증착 유닛의 전자빔 증발기에서 증착 재료를 용융시키고, 약 2200 내지 2300℃의 증발온도로 가열한 후, 스크린을 개방하고, 기재를 증착 재료로 소정 두께까지 코팅함을 특징으로 하는,
    제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 따른 증착 재료의 광학 층을 제조하는 방법.
  11. 스펙터클 렌즈, 광학 장치용 렌즈, 레이저 기술용 광학 부품상의 반사방지 층으로서, 또한 빔 스플리터, 간섭 거울, 무열광(cold-light) 거울 및 열-보호 필터용의 소정의 고굴절률 및/또는 광학 흡수성을 갖는 층으로서의, 제 10 항에 따라 제조된 광학 층의 용도.
KR20010086637A 2000-12-29 2001-12-28 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착재료의 제조방법 KR100875580B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10065647.1 2000-12-29
DE2000165647 DE10065647A1 (de) 2000-12-29 2000-12-29 Aufdapfmaterial zur Herstellung hochbrechender optischer Schichten und Verfahren zur Herstellung des Aufdampfmaterials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020056825A true KR20020056825A (ko) 2002-07-10
KR100875580B1 KR100875580B1 (ko) 2008-12-23

Family

ID=7669377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20010086637A KR100875580B1 (ko) 2000-12-29 2001-12-28 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착재료의 제조방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6756137B2 (ko)
EP (1) EP1219724B1 (ko)
JP (1) JP5008807B2 (ko)
KR (1) KR100875580B1 (ko)
CN (1) CN100457680C (ko)
AT (1) ATE502131T1 (ko)
CA (1) CA2366177C (ko)
DE (2) DE10065647A1 (ko)
ES (1) ES2361930T3 (ko)
TW (1) TW588113B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006036711B3 (de) * 2006-08-05 2008-02-21 Gfe Metalle Und Materialien Gmbh Verfahren zur Herstellung oxidischer Beschichtungswerkstoffe auf der Basis von Refraktärmetallen
US7879401B2 (en) 2006-12-22 2011-02-01 The Regents Of The University Of Michigan Organic vapor jet deposition using an exhaust
WO2008123575A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fuji Titanium Industry Co., Ltd. 蒸着材料及びそれより得られる光学薄膜
JP5266466B2 (ja) * 2009-04-01 2013-08-21 東海光学株式会社 光学部材、眼鏡用プラスチックレンズ及びそれらの製造方法
JP5308246B2 (ja) 2009-06-19 2013-10-09 キヤノンオプトロン株式会社 薄膜形成用組成物および光学薄膜
CN102401910A (zh) * 2010-09-17 2012-04-04 晶炼科技股份有限公司 制备光学镀膜材料的方法及光学镀膜材料
CN102062881B (zh) * 2010-11-25 2012-07-04 福州阿石创光电子材料有限公司 一种高折射率蒸发材料钛酸镧混合物的制备方法
CN102692657A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 江苏双仪光学器材有限公司 光学零件多层镀膜新工艺
CN114133226B (zh) * 2021-12-30 2022-11-08 苏州晶生新材料有限公司 一种光学镀层基材及使用方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH391198A (de) * 1958-10-30 1965-04-30 Balzers Patent Beteilig Ag Verfahren zur Herstellung dünner Oxydschichten
DE4208811A1 (de) 1992-03-19 1993-09-23 Merck Patent Gmbh Aufdampfmaterial zur herstellung hochbrechender optischer schichten
JPH11264068A (ja) * 1998-03-16 1999-09-28 Canon Inc 真空蒸着用素材及び蒸着薄膜
US6327087B1 (en) 1998-12-09 2001-12-04 Canon Kabushiki Kaisha Optical-thin-film material, process for its production, and optical device making use of the optical-thin-film material

Also Published As

Publication number Publication date
DE10065647A1 (de) 2002-07-04
CN1365956A (zh) 2002-08-28
DE50115820D1 (de) 2011-04-28
US20020102412A1 (en) 2002-08-01
JP5008807B2 (ja) 2012-08-22
EP1219724B1 (de) 2011-03-16
US6756137B2 (en) 2004-06-29
KR100875580B1 (ko) 2008-12-23
JP2002226967A (ja) 2002-08-14
ATE502131T1 (de) 2011-04-15
CN100457680C (zh) 2009-02-04
ES2361930T3 (es) 2011-06-24
CA2366177A1 (en) 2002-06-29
EP1219724A1 (de) 2002-07-03
TW588113B (en) 2004-05-21
CA2366177C (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100271510B1 (ko) 고굴절 광학 코팅물 제조용 증착물질
US7598196B2 (en) Vapor-deposition material for the production of layers of high refractive index
US5415946A (en) Vapor-deposition material for the production of optical coatings of medium refractive index
KR100875580B1 (ko) 고굴절률 광학 층을 제조하기 위한 증착 재료 및 증착재료의 제조방법
US5776847A (en) Stabilized vapour-deposition materials based on titanium oxide
KR101050612B1 (ko) 고 굴절률의 광학 층을 제조하기 위한 증착 물질
US6087014A (en) Optical coatings of medium refractive index
KR101114652B1 (ko) 고 굴절률의 광학 층을 제조하기 위한 증착 물질
Pulker Coatings on glass substrates
Tsai et al. Comparative study of ultraviolet-infrared cutoff filters prepared by reactive electron-beam deposition and reactive ion-assisted deposition
Pellicori Materials & Deposition Technology for Coating Optical Surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131119

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161122

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 11