Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Topcoatschicht
Die Erfindung betrifft ein auf zumindest einem optischen Substrat gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
Schmutzabweisende, insbesondere hydrophobe und/oder oleophobe Topcoatschichten zur Verminderung von Wasserflecken und Schmutzhaftung auf optischen Substraten, wie beispielsweise Brillengläsern sind bekannt. So ist in der DE 3701 654 A1 beschrieben, mit Siliziumoxyd überzogene Gegenstände wie Linsen, Anzeigetafeln und dergleichen mit einem Material zu behandeln, das nach Umsetzung oder Absorption an der zu behandelnden Oberfläche eine wasserabstoßende Wirkung erzeugt. Bei Brillengläsern wird üblicherweise die Topcoatschicht auf Anti-Reflektionsschichten aufgebracht, jedoch sind auch Topcoatschichten auf nur mit Hartlack versehenen oder unbeschichteten Mineralgläsern bekannt.
Allgemein sind zwei unterschiedliche Verfahren zur Aufbringung einer Topcoatschicht üblich. Bei dem einen Verfahren erfolgt die Beschichtung durch Tauchen, Spritzen, Schleuderbeschichten mit einer Lösung oder einem Gel, während bei dem anderen Verfahren die Beschichtung aus einer gasförmigen Phase, vorzugsweise in Vakuum, erfolgt.
Beschichtungslösungen zur Herstellung von hydrophoben Schichten auf Linsen, die sich zwar relativ einfach aufbringen lassen, aber nur eine relativ geringe Haltbarkeit aufweisen, sind aus der US 6,486,107 B1 bekannt. Ferner wird in der US 6,355,104 B1 vorgeschlagen, optische Linsen in einem Tauchbad mit einer Schutzschicht zu versehen. Ein relativ einfaches, dafür zeitaufwendiges Verfahren ist aus der US 2004-0156983 A1 bekannt, bei dem mittels einer Spincoatvorrichtung auf eine Anti-Reflexbeschichtung eine hydrophobe Topcoatschicht aufgebracht wird.
Aus der DE 135 39789 A1 ist bekannt, wasserabweisende Beschichtungen auf optischen Substraten durch thermisches Bedampfen in Hochvakuum aufzubringen. Der US 2004- 0142185 A1 kann ein Verfahren entnommen werden, eine dünne Wasser und Öl abstoßende Schicht auf einer Siliziumoxydbeschichtung mit anti-reflexiven Eigenschaften aufzubringen. Als Verdampfungsquelle für eine hydrophobe reaktive organische Komponente wird in diesem Dokument eine poröse keramische, mit der
hydrophoben reaktiven Komponente imprägnierte Matrix oder ein Block von Metallfasern vorgeschlagen. Außerhalb eines Druckbereichs zwischen 10"5 und 10"6 wurde dabei eine niedrigen Produktionseffizienz oder eine niedrige Qualität der Wasser und Öl abstoßenden Schichten beobachtet. In der EP 1 387 187 A1 ist ein optisches Anti- Reflektionselement mit einer doppellagigen Topcoatschicht beschrieben, die durch Verdampfen eines Topcoatmaterials unter einem Vakuum mit einem Druck von 8,0 x 10"1 Pa bis 1 ,0 x 10~6 Pa hergestellt wird. Zur Herstellung hydrophober Schichten auf Fluoridsubstraten wird in der DE 199 22523 A1 vorgeschlagen, Polyfluorkohlenwasserstoffe im Hochvakuum durch Erhitzen auf 400 bis 500 Grad C bei einem Druck von 10"3 bis 10"5 mbar zu verdampfen.
Mit einer Topcoatschicht versehene optische Linsen, wie sie beispielsweise in Brillen Verwendung finden, werden heute in industriellen Prozessanlagen hergestellt, in denen vor der Herstellung der Topcoatschicht üblicherweise eine Formgebung und Reinigung der Linse, Aufbringung eines Hardcoats durch Tauchlackieren oder Spincoating, ein Trocknen und Tempern vor Aufbringung einer Anti-Reflektionsschicht sowie als letzter Schritt die Beschichtung mit der hydrophoben und oleophoben Topcoatschicht erfolgt. Alternativ ist es üblich, den Hardcoat auch durch einen PECVD-Prozess bzw. die Anti- Reflexschicht durch Splittern herzustellen. Gebräuchlich ist es, eine größere Anzahl von mit einer Topcoatschicht zu versehenen Substrate in Körbe einzusetzen oder auf Kalotten anzuordnen und das Topcoatmaterial mittels Vakuumverdampfung auf die Substrate aufzubringen. Um eine möglichst hohe Automatisierung zu erreichen, wird in jüngster Zeit die Batch-Produktion, bei der eine Kombination aus verschiedenen Einzelanlagen eingesetzt wird, durch Inline-Produktionsanlagen abgelöst. Zwar lassen sich mit den erwähnten Anlagen hochqualitative Topcoatschichten mit guter Schmutzbeständigkeit kostengünstig herstellen, jedoch führt die Forderung nach hohen Durchsatzmengen und die anspruchsvolle Hochvakuumtechnik zu großdimensionierten Anlagen, die einen Einsatz außerhalb einer industriellen Umgebung wirtschaftlich praktisch ausschließen, obwohl beispielsweise in Optikläden eine unaufwendige und kundennahe Möglichkeit zur Herstellung von Topcoatschichten äusserst sinnvoll ist.
Hochqualitative Topcoatschichten können einen Kontaktwinkel von Wasser von 120° erreichen. Gleichzeitig kann der Gleitwinkel von mit derartigen Topcoatschichten versehenen optischen Linsen auf Baumwolle in einem Bereich zwischen 4° und 6° bei handelsüblichen Kunststoffbrillengläsern mit einer Dioptrie von - 2,0 aufweisen, wobei die konvexe Seite die Gleitfläche ist. Ferner ist die Oberflächenrauigkeit von so
genannten Cleancoat Topcoatschichten häufig extrem gering, womit die Schmutzhaftung vermindert und die Reinigungseigenschaften verbessert werden. Die bei derartigen Topcoatschichten erreichte, an sich gewünschte extreme Oberflächenglätte, führt jedoch im Zusammenhang mit einer Randbearbeitung der Linsen beim Einbau in ein Brillengestell zu Schwierigkeiten. Insbesondere kommt es zu Problemen bei der Haftung der für die Randbearbeitung erforderlichen Markierungen auf der Oberfläche. Im Extremfall haften die Markeierungen nicht mehr auf der glatten Topcoatschicht. Ferner ist beim Einschleifen der Gläser auf die vom Brillengestell abhängige Form die Linse in der Bearbeitungsmaschine nur mit Schwierigkeiten fixierbar, da die hierzu benötigten Klebepads nicht ausreichend auf der Oberfläche haften. Daher kann es zu einem Verrutschen der Linse um mehrere Grad gegenüber der vorgesehen optischen Achse kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen auf einfache, zuverlässige und kostengünstige Weise eine Topcoatschicht auf einem Substrat hergestellt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Topcoatschicht auf zumindest einem Substrat mittels Verdampfen eines Topcoatmaterials in einer Vakuumkam rner, welche einen Verdampfungscontainer zum Verdampfen des Topcoatmaterials aufweist, beinhaltet, dass während des Verdampfens zumindest ein Substrat um eine Achse bewegt wird, welche relativ zu einer Hauptverdampfungsrichtung einen Winkel in ei nem Bereich <0 bis 90° aufweist. Es versteht sich, dass auch mehrere Substrate gleichzeitig beschichtet werden können. Mittels der Bewegung des Substrats um die besagte Achse während des Verdampfens, gelingt es in der Vakuumkammer vorhandene räum liche Inhomogenitäten des Topcoatmaterials in der Dampfphase zu reduzieren und damit eine gegenüber einem nicht um eine derartige Achse bewegten Substrat homogenere Beschichtung zu erhalten. Eine Konsequenz dieser Verfahrensweise ist es, dass auch mit relativ schlechtem Vakuum gute Topcoatschichten hergestellt werden können. Ferner kann der Abstand zwischen den Substraten und dem Verdampfungsmodul gering gehalten werden, ohne das die Homogenität der Schicht nennenswert beeinträchtigt wird, so dass eine räumlich klein dimensionierte Vakuumkammer verwendet werden
kann, die beispielsweise auf einem Tisch Platz hat und in einem Optikergeschäft eingesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Topcoatschicht auf eine oder zwei in einem Rahmengestell eingebaute Linsen aufgebracht, so dass Schwierigkeiten bei einer Randbearbeitung des Substrats durch eine Topcoatschicht mit hoher Glätte zuverlässig vermieden werden können. Dies ist auch von Nutzen, wenn bereits getragene Brillengläser nachträglich mit einer Topcoatschicht versehen oder eine derartige Schicht erneuert oder repariert werden soll, da die sonst notwendige Demontage und erneute Montage der Gläser in das Rahmengestell entfällt. Das Rahmengestell kann während der Beschichtung gedreht werden oder auch ortsfest sein .
Das Verdampfen des Topcoatmaterials kann in einem weiten Druckbereich, vorzugsweise zwischen 0,01 mbar und 50 mbar, besonders vorzugsweise bei 0,1 mbar, 1 ,0 mbar, 10 mbar oder 40 mbar erfolgen, so dass der verfahrenstechnische Aufwan d gering gehalten werden kann.
Ein nach Beendigung des Verdampfens durchgeführter Spülprozess mit einem Spülmedium wird vorzugsweise vor einer Entnahme des Substrats vorgenommen und kann gleichzeitig zur Kühlung des Verdampfungscontainers durchgeführt werden, so dass eine rasche Entnahme des Substrats aus der Vakuumkammer möglich ist.
Wenn das Substrat vor Beginn des Verdampfens einer Randbearbeitung zur Anpassung des Substrats für einen Einbau in ein Rahmengestell unterzogen wird, können Schwierigkeiten der Handhabung durch eine extrem glatte Oberfläche der Topcoatschicht vollständig vermieden werden. Es versteht sich, dass eine Randbearbeitung des Substrats zur Einpassung an einen Einbau in ein Rahmengestell auch nach Beendigung des Verdampfens erfolgen kann.
Besonders bewährt haben sich Topcoatschichten, bei denen eine schmutzabweisende Eigenschaft durch hydrophobe und/oder oleophobe Oberflächeneigenschaften bewirkt wird. Als Topcoatmaterial werden erfindungsgemäß vorzugsweise eine Fluorkohlenwasserstoffverbindung, eine Organosiliziumverbindung, perforierter Polyäther oder fluorirte organische Siliziumverbindungen eingesetzt.
Besonders geeignet ist das Verfahren für die Beschichtung von als Linsen ausgebildeten Substraten, vor allem Brillengläsern, obwohl auch andere Substrate, wie Reflektoren, Autospiegel u.dgl. erfindungsgemäß beschichtet werden können
Vorteilhaft ist die Aufbringung einer Topcoatschicht, insbesondere einer Cleancoatschicht die durch einen oder mehrere der folgenden Oberflächenparameter charakterisiert ist:
• Kontaktwinkel mit Reinstwasser von > 110° und/oder einer Oberflächenenergie < 30 mN/m pro Meter
• einen Gleitwinkel eines als Kunststoffbrillenglas von 70 mm Durchmesser mit einer Dioptrie von -2.00 ausgebildeten Substrats mit der konvexen Seite auf einer feinstrukturierten Baumwollunterlage von <■ 6°.
Das Verfahren eignet sich besonders für Substrate aus einem Mineralglasmaterial oder einem Kunststoff material, wie sie zur Herstellung von Brillengläsern verwendet werden. Vor dem Beginn des Verdampfens ist es vorteilhaft, wenn auf das Substrat eine Antireflex- und/oder Lackbeschichtung aufgebracht wird .
Eine besonders einfache Handhabung der Zufuhr von Topcoatmaterial bei der Beschichtung wird erreicht, wenn das Topcoatmaterial aus einem Verdampfungscontainer, welcher zumindest einen Forrnkörper umfasst, verdampft wird. Vorzugsweise ist der Formkörper porös und tablettenartig ausgebildet.
Wenn Vorder- und Rückseite des Substrats währen d der Bewegung um die Achse wechselnd dem Verdampfungscontainer gegenüberliegend positioniert und/oder beschichtet werden, wird durch die Bewegung für eine höhere Gleichförmigkeit der auf das Substrat aufgebrachten Schicht gesorgt. Wenn Vorder- und Rückseite des Substrats gleichzeitig beschichtet werden, kann damit die Effektivität des Verfahrens erhöht werden. Eine Bewegung des Substrats um eine Achse, welche durch das Substrat verläuft, ist auf einfache Weise konstruktiv realisierbar. Dies ist besonders vorteilhaft bei Bedampfung von mehreren Substraten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Topcoatschicht ist neben ihren gattungsmäßigen Merkmalen dadurch ausgezeichnet, dass eine Substrathalterung vorgesehen ist, mittels der während des Verdampfens zumindest ein Substrat um eine Achse bewegbar ist, die relativ zu einer Hauptverdampfungsrichtung einen Winkel in einem Bereich > 0 bis 90° aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist eine Halterung für zumindest ein Rahmengestell, in welches zumindest eine Linse einbaubar ist, vorgesehen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Verdampfungscontainer ein Verdampfungsmodu l mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Verdampfungscontainers zugeordnet ist, wodurch eine einfache Handhabung, insbesondere Zufuhr und Entfernung des Verdampfungscontainers, realisiert werden kann.
Zur einfachen Bedienung der Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Vakuumkammer eine verschließbare Zugangsöffnung zum Be- und Entladen der Vakuumkammer aufweist, die geodätisch oberhalb des Substrats angeordnet ist.
Die Vorrichtung kann kostengünstig hergestellt werden, wenn die Vakuumkammer eine als Drehschieberpumpe ausgebildete Vakuumpumpe aufweist. Das Spülen und/ode r Fluten der Vakuumkammer wird konstruktiv einfach realisiert, wenn die Vakuumkamme r mit einem Belüftungsventil ausgestattet ist.
Weitere Ausbildungsformen und Vorteile der Erfindung sind unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie zugeordneten Zeichnungen zu entnehmen.
Die Zeichnungen zeigen schematisch in
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei zu beschichtender
Substraten Figur 2 einen als Rahmen mit Spannelementen ausgebildeten
Substrathalter.
Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Topcoatschicht auf einem optischen Substrat mittels Verdampfen eines Topcoatmaterials in einer Vakuumkammer ist besonders aber nicht ausschließlich für
den Einsatz in unmittelbarer Kundennähe in einem Optikergeschäft geeignet. Die Vorrichtung ermöglicht auf einfache Weise, eine Topcoatschicht nach dem Formschneiden von Brillengläsern direkt beim Optiker aufzubringen. Die mit der Topcoatschicht versehenen Substrate werden nach einem letzten Arbeitsgang nur noch in ein Rahmengestell eingesetzt. Damit werden die durch eine extreme Oberflächenglätte von beschichten Substraten bedingten Probleme bei der Randbearbeitung von Brillengläsern vollständig beseitigt.
In einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsfσrm der Erfindung ist in der Vakuumkammer eine Halterung für ein oder mehrere Rahmengestelle vorgesehen. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird die Topcoatschicht auf eine oder zwei in einem Rahmengestell eingebaute Linsen aufgebracht. Es erfolgt dabei eine in Abhängigkeit von dem Material des Rahmengestells mehr oder weniger abriebfeste Beschichtung der Gestelloberfläche mit dem Topcoatmaterial. Wird das Rahmengestell während des Bedampfens nicht bewegt, wird vorzugsweise ein Vakuum mit niedrigerem Druck verwendet als bei bewegtem Gestell.
Als Topcoatmaterialien werden bevorzugt Flurkohlenwasserstoffverbindungen, Organosiliziumverbindungen, perflorierte Polyäther oder fluorirte organische Siliziumverbindungen eingesetzt. Die aufgebrachte Topcoatschicht ist vorzugsweise ein Cleancoatschicht und weist hydrophobe und/oder oleophobe Oberflächeneigenschaften auf. Sie ist vorzugsweise zumindest durch einen oder mehrere der folgenden Oberflächenparameter charakterisiert:
• Kontaktwinkel mit Reinstwasser von > 110° und/oder einer Oberflächenenergie < 30 mN/m
• einen Gleitwinkel eines als Kunststoffbrillenglas von 70 mm Durchmesser mit einer Dioptrie von -2.00 ausgebildeten Substrats mit der konvexen Seite auf einer feinstrukturierten Baumwollunterlage von < 6°.
Die Vorrichtung umfasst eine Vakuumkammer 1 , deren Kammerwand 2 einen geodätisch oben angeordneten, vorzugsweise optisch transparenten, verschließbaren Kammerdeckel 2a aufweist. Der Innenbereich der Vakuumkammer 1 kann geringe
Abmessungen aufweisen beispielsweise von einer Breite von 450 mm, Tiefe von 300 mm und Höhe von 350 mm.
Die Vakuumkammer 1 ist ü ber eine Vakuumleitung 7a mit einer Vakuumpumpe 7 verbunden, wobei in der Vaku umleitung 7a ein Absperrventil 6 angeordnet ist. Ferner ist die Vakuumkammer mit einer Belüftungsleitung 8a und einem in dieser Belüftungsleitung angeordneten Belüftungsventi ! 8 ausgestattet, durch die ein Spülmedium, beispielsweise Luft der Vakuumkammer 1 zugeführt werden kann. Die Vakuumpumpe 7 kann eine Drehschieberpumpe sein. Das Verdampfen des Topcoatmaterials kann in einem weiten Druckbereich, vorzugsweise zwischen 0,01 mbar und 50 mbar, besonders vorzugsweise bei 0,1 mbar, 1 ,0 mbar, 10 mbar oder 40 mbar erfolgen, so dass der verfahrenstechnische Aufwan d gering gehalten werden kann.
In der Vakuumkammer ist ei ne Substrathalterung 3 angeordnet mit einem Rahmen 3b, welcher Spannelemente 3a, 3a' umfasst. Dem Spannelement 3a ist ein Fixierelernent 3f zugeordnet. Zwischen dem Spannelement 3a und dem Fixierelement 3f ist ein als optische Linse ausgebildetes Substrat angeordnet. Das Spannelement 3a wird mittels einer Spannfeder 3c in Richtung des Fixierelements 3f gedrückt und spannt auf diese Weise die Linse 4b ein. Mittels des Spannelements 3a' ist eine zweite Linse 4a im Zusammenwirken mit dem Fixierelement 3f eingespannt.
Der Rahmen 3b weist eine Achse 3d auf, die durch die Linsen 4a bzw. 4b verläuft. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind Achsen vorgesehen, welche vollständig außerhalb des Substrats verlaufen. Die Achse 3d ist in Achsenlagern 9a und 9b gelagert und über einen Achsenantrieb 10 bewegbar. Um eine einfache Montage oder Demontage der Substrathalterung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Achsenhalterungen 9a, 9b nach obenhin offen ausgebildet sind. Die Substratha lterung kann dann von oben einfach aufgelegt werden.
Geodätisch unterhalb der Substrathalterung, sowie der eingespannten Linsen 4a , 4b ist ein Verdampfungsmodul 5 mit einer Mulde 5a angeordnet. In einer a nderen Ausführungsform, ist das Modul 5 seitwärts an der Kammerwand 2 angeordn et. Die Mulde 5a nimmt einen als Formkörper 5b ausgebildeten Verdampfungscontainer auf, der mit Topcoatmaterial beladen ist.
Ublicherweise werden für das Ausdampfen des Topcoatmaterials aus dem Formkorper Temperaturen in einem Bereich zwischen 550 und 750 Grad C, bevorzugt zwischen 600 und 700 Grad C benotigt Das Verdampfungsmodul 5 ist mittels einer elektrischen Heizung, vorzugsweise einer Widerstandsheizung oder einer elektrischen Lampe, vorzugsweise einer Halogenlampe, beheizbar und ermöglicht eine Erhitzung des Verdampfungscontainers 5b im Betrieb der Vorrichtung Bei Verwendung einer Halogenlampe kann auf deren Oberteil eine Kupferkappe aufgesetzt sein, die die Mulde 5a aufweist Zur Gewahrleistung einer gleichmäßigen Beheizung des Verdampfungscontainers 5b weist die Heizung vorzugsweise eine Regelung auf
Der Formkorper 5b ist vorzugsweise aus einem porösen Material, beispielsweise AI2O3, gefertigt und tablettenartig ausgebildet und dient üblicherweise nur als Trager für das eigentliche Topcoatmateπal In einer nicht dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung ist eine lineare Anordnung oder eine flachenartige Anordnung von mehreren Verdampfungscontainern vorgesehen, um eine homogenere Verteilung des Topcoatmaterials in der Dampfphase in der Vakuumkammer 1 zu ermöglichen
Bevorzugt ist eine sehr kompakt ausgebildete Vorrichtung, bei der zwischen dem Substrat und dem Verdampfungscontainer ein minimaler Abstand von 30 mm, vorzugsweise 50 mm vorgesehen ist Der Maximalabstand zwischen dem Verdampfungscontainer und dem Substrat ist bei der in der Figur 1 dargestellten Konfiguration durch den Minimalabstand und den Radius des Substrats (bei einem Substrat mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Grundflache) gegeben Es versteht sich, dass auch Vorrichtungen mit größerem Abstand zwischen Substrat und Verdampfungscontainer von der Erfindung umfasst werden
Im Betriebszustand wird das zu beschichtende Substrat um die Achse 3d bewegt Wahrend der Bewegung werden Vorder- und Ruckseite des Substrats wechselnd dem Verdampfungsmodul gegenüberliegend positioniert, so dass eine gleichmäßige Beschichtung der Oberflache des Substrats erfolgt
In Figur 2 ist eine weitere Λusfuhrungsform eines Substrathalters für die erfindungsgemaße Vorrichtung mit vier eingespannten Substraten dargestellt Zur Vereinfachung wird nur der Fall eines Substrates 4c genauer beschrieben Analoge Komponenten sind in den Figuren 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen Der Substrathalter 3 weist ein Rahmenelement 3e auf mit Spannelementen 3a, die jeweils
einen Spannbolzen 3j mit einem Spannlager 3i beinha lten. Das Spannlager 3i beinhaltet eine Fixiernut 3h. Der Fixiernut 3i des Spannbolzens 3j ist eine Fixiernut 3g zugeordnet, die an einem dem Rahmenelement 3e gegenüberliegendem Rahmenelement 3e' angeordnet ist. Das Substrat 4c ist lösbar in die Substrathalterung 3 eingespannt. Beim Einspannen wirken das Rahmenelement 3e und das Spannlager 3i zusammen, wobei das Substrat 4c mit Randbereichen jeweils in die Fixiernuten 3i und 3g eingreift. Die erforderliche Spannkraft wird durch eine Spannfeder 3c aufgebracht, die zwischen dem Spannlager 3i und dem Rahmenelement 3e angeordnet ist.
Der Rahmen 3b ist an einer Achse 3d derart befestigt, dass während des Verdampfens das Substrat um eine Achse bewegt wird, die relativ zu einer Hauptverdampfungsrichtung einen Winkel in einem Bereich > 0 bis 90 Grad aufweist. Bevorzugt ist dabei ein Winkel von 90 Grad. Bei der in der Figur 2 dargestellten Konfiguration werden Vorder- und Rückseite der Substrate gleichzeitig beschichtet.
Im Folgenden werden Schritte eines typischen Ablaufs einer Beschichtungsprozesses gemäß der Erfindung beschrieben.
In die Vakuumkammer wird eine Tablette mit einer geeigneten hydrophoben und/oder oleophoben Substanz als Topcoatmaterial eingelegt;
die Substrate, beispielsweise formgeschnittene oder auch nicht formgeschnittene Brillengläser, werden in die Substrathalterung eingespannt;
die Substrathalterung wird in die Vakuumkammer eingelegt;
die Vakuumkammer wird geschlossen;
es erfolgt ein Abpumpen der Vakuumkammer bis zum Erreichen des erforderlichen Prozessdrucks, beispielsweise weniger als 50 m bar;
die Bewegung des Substrats um die Achse sowie die Heizung wird gestartet;
sobald eine vorgeschriebene Verdampfungstemperatur erreicht wird, wird der Ablauf einer Wartezeit gestartet; die Wartezeit ist die Zeit, die benötigt wird, um eine ausreichend dicke Schicht des Topcoatmaterials auf dem Substrat zu
applizieren; die Schichtdicke wird also von der Zeit und der Temperatur des Verdampfers bestimmt;
nach Ablauf der Wartezeit wird das Belüftungsventil geöffnet;
Substrate und die gebrauchte Tablette werden aus der Vakuumkammer entnommen.
Die Vakuumpumpe bleibt vorzugsweise nach Beendigung des Verdampfens für eine bestimmte Zeit aktiv, um die Vakuumkammer mit Luft zu spülen und den Verdampfer zu kühlen. Nach der Spül- bzw. Abkühlphase wird die Vakuumpumpe ausgeschaltet. Das geöffnete Belüftungsventil bleibt bis zum Öffnen der Kammer aktiv.
Vorzugsweise wird das Abpumpen durch das Schließen des Kammerdeckels 2a gestartet. Ferner kann dann die Drehung des Substrathalters gestartet werden. N ach cirka 2 Minuten wird die Heizung gestartet. Für ein Zeitintervall von cirka 2 Minuten wird die Heiztemperatur erhöht und anschließend für ein weiteres Zeitintervall von 3 Minuten gehalten. Der Spülprozess kann über eine Dauer von 4 Minuten durchgeführt werden, wobei eine Kühlung des Verdampfermoduls durch die eingelassene Luft erfolgt.
BEZUGSZEICHENLISTE
Vakuumkammer
Kammerwand a Kamrnerdeckel
Substrathalterung a, 3a' Spannelement b Drehrahmen c Spannfeder d Achse e, 3e' Rahmenelement f Fixierelement g Fixiernut h Fixiernut i Spannlager j Spannbolzen a, 4b, 4c Linsen
Verdampfungsmodul a Mulde b Formkörper
Absperrventil
Vakuumpumpe a Vakuumleitung
8 Belüftungsventil
8a Belüftungsleitung
9a, 9b Achsenlager
10 Achsenantrieb