DE60132914T2 - Niedertemperaturverfahren zur Herstellung einer Antireflexionsbeschichtung - Google Patents

Niedertemperaturverfahren zur Herstellung einer Antireflexionsbeschichtung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Entspiegelungs- bzw. Antireflexionsbehandlung auf einem Substrat aus einem organischen Werkstoff, insbesondere auf einer ophthalmischen Linse, wobei die Technik des Aufbringens durch Vakuumverdampfung zur Anwendung kommt. Für derartige Beschichtungen werden im Allgemeinen metallische Oxide bzw. Metalloxide mit hohem und niedrigem Brechungsindex eingesetzt.
  • Die Wirksamkeit einer Antireflexionsbehandlung hängt zum großen Teil von den Werten der Brechungsindizes der aufgebrachten Schichten ab. Aufgrund der Schwierigkeiten, die mit der Art der eingesetzten Beschichtung sowie mit der Beschaffenheit der zu behandelnden Substrate verbunden sind, kann nur eine beschränkte Auswahl an Materialien für diese Behandlungen eingesetzt werden.
  • Von den Herstellern wird erwartet, dass sie immer leistungsfähigere Antireflexionsbehandlungen entwickeln. Zur Information sei angemerkt, dass im Bereich der Augenheilkunde die Wirksamkeit einer solchen Behandlung, ausgedrückt als Reflexionsgrad einer Fläche, für eine Behandlung mit geringer Wirksamkeit zwischen 1,6 und 2,5% und für eine Behandlung mit mittlerer Wirksamkeit zwischen 1,0 und 1,8% liegt, während sie heutzutage für eine hochwirksame Behandlung zwischen 0,3 und 0,8% betragen muss.
  • Aufgrund dieser Anforderungen werden neuartige Werkstoffe erforscht, deren großtechnischer Einsatz gelegentlich Schwierigkeiten bereitet. Ein weiterer Lösungsweg kann darin bestehen, Werkstoffe zu verwenden, die bislang ausschließlich für Substrate aus mineralischen Stoffen eingesetzt wurden.
  • Um eine Antireflexionsbehandlung von hoher Wirksamkeit durchzuführen, muss die letzte aufgebrachte Schicht einen Index aufweisen, der so niedrig wie möglich ist. Für organische Substrate wird oftmals SiO2 verwendet, und zwar aufgrund seines Brechungsindex von 1,48, seiner guten Eigenschaften hinsichtlich des Haftvermögens, der Kratzfestigkeit und der Korrosionsbeständigkeit sowie seiner Eignung zum problemlosen Aufbringen.
  • Für Substrate aus mineralischen Stoffen findet MgF2 weitverbreitete Anwendung, und zwar aufgrund seines sehr niedrigen Brechungsindex von 1,38. Der Nachteil dieses Werkstoffs besteht darin, dass er spröde ist und eine unzureichende Haftung zeigt, wenn er bei Temperaturen von weniger als 200°C aufgebracht wird.
  • Für organische Substrate wird MgF2 im Allgemeinen nicht verwendet, da diese nicht auf Temperaturen von mehr als 150°C erhitzt werden können, ohne dabei zu vergilben und Schaden zu nehmen.
  • Daher ist es erstrebenswert, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dessen es möglich ist, MgF2 auf ein organisches Substrat aufzubringen (sogenanntes kaltes Beschichtungsverfahren), sowie weitere geeignete Werkstoffe zu finden.
  • Aus dem Schriftstück JP 8-236635 ist das Aufbringen einer MgF2-Schicht auf ein organisches Substrat mittels der Kathodenzerstäubungstechnik bekannt. Die mittels Kathodenzerstäubung aufgebrachten Schichten zeigen indes besondere physikalisch-chemische Eigenschaften. Insbesondere weisen die aufgebrachten Schichten im Allgemeinen eine größere Dichte auf, was hinsichtlich des Haftverhaltens zu Problemen führen kann. Aus dem Schriftstück ist zu entnehmen, dass die Herstellung einer solchen Beschichtung im Vakuumverdampfungsverfahren zu Schichten mit einem geringen Kristallisationsgrad führt, was sich wiederum in einer unzureichenden Abreibfestigkeit niederschlage.
  • In dem Schriftstück EP-A-619504 ist ebenfalls eine mehrschichtige Anordnung mit Antireflexionswirkung auf einem organischen Werkstoff aus dem Bereich der Augenheilkunde beschrieben, wobei deren letzte Schicht aus MgF2 besteht. Das am häufigsten angewendete und kostengünstigste Beschichtungsverfahren ist indes die Vakuumverdampfung ohne Plasmaunterstützung. Darüber hinaus weisen Schichten, die durch Verdampfung mit Plasmaunterstützung erhalten werden, eine höhere Dichte auf als solche, die ohne Unterstützung erhalten wurden. Eine erhöhte Dichte zieht indes starke Belastungen innerhalb der Schichten nach sich, was wiederum zu einer schlechteren Haftung führen kann.
  • In dem Schriftstück JP 61250601 ist ebenfalls eine mehrschichtige Anordnung mit Antireflexionswirkung auf einem organischen Substrat beschrieben. Gemäß dem Schriftstück wird SiO2 als äußere Schicht mit niedrigem Brechungsindex verwendet, und es werden vorzugsweise drei Schichten des Typs Y2O3/TiO2/SiO2 übereinander angeordnet. Beim Aufbringen der mehrschichtigen Anordnung wird die Grenzschicht mindestens einer der Schichten durch Innenbeschuss behandelt. Durch diese Behandlung kann das Haftungsverhalten der Schichten verbessert werden. Die Verwendung von MgF2 als Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex ist in diesem Schriftstück werden beschrieben noch wird sie angedeutet.
  • In dem Schriftstück JP 7076048 ist ebenfalls eine mehrschichtige Anordnung mit Antireflexionswirkung, welche auf ein organisches Substrat aufgebracht wird, beschrieben. Es wird angegeben, dass die äußere Schicht, aus MgF2, bei niedriger Temperatur mit Ionenunterstützung (IAD-Technik, Ion Assisted Deposition) aufgebracht wird und dass die Oberfläche, auf welche diese Schicht aufgebracht wird, zuvor eine Reinigungsbehandlung durch Ionenbeschuss und/oder durch Plasmaeinwirkung erfährt. Es ist indes festzustellen, dass die Anwendung der IAD-Technik eine Reihe von Nachteilen aufweist. Diese Art von Unterstützung wird im Allgemeinen eingesetzt, um die Dichte der aufgebrachten Schichten zu erhöhen. Im Gegenzug weisen Schichten größerer Dichte ein geringeres Haftungsvermögen auf. Darüber hinaus kann die Ionenunterstützung die Absorptionsfähigkeit der MgF2-Schicht erhöhen, was bei Anwendungen im Auge einen sehr störenden Nachteil darstellt. Schließlich erhöht diese Art von Unterstützung den verfahrenstechnischen Aufwand und zieht eine spürbare Erhöhung der Herstellungskosten nach sich.
  • Die Erfindung besteht also darin, ein Verfahren bereitzustellen, welches dazu dient, eine mehrschichtige Anordnung bzw. einen Schichtstapel mit Entspiegelungs- bzw. Antireflexionswirkung mittels Vakuumaufdampfung bzw. mittels Fällens von vakuumverdampftem Material bzw. mittels Vakuumverdampfung bei einer Temperatur von weniger als 150°C an bzw. auf einem organischem Substrat herzustellen, wobei das Verfahren die Schritte des Aufbringens mindestens einer Schicht aus einem Werkstoff, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet, der Vorbereitung der Oberfläche des auf diese Weise beschichteten Substrats sowie des Aufbringens einer äußeren Schicht aus MgF2 ohne Ionenunterstützung aufweist. Vorzugsweise erfolgt die Vakuumverdampfung bei einer Temperatur von weniger als 100°C.
  • Für die Oberflächenvorbereitung wird vorzugsweise eine der folgenden Behandlungen gewählt: Ionenbeschuss, Elektronenbeschuss, chemischer Angriff ex situ.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex, welcher aus der Gruppe der einfachen Oxide oder Mischoxide oder Oxidgemische der Metalle der Gruppen IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb und der Lanthanide gewählt ist. Vorzugsweise sind die Metalle aus der Gruppe von Pr, La, Ti, Zr, Ta und Hf gewählt. Noch größeren Vorzug genießen die Werkstoffe mit hohem Brechungsindex, die aus der folgenden Gruppe gewählt sind: ZrO2, PrTiO3, Gemische von Pr2O3 und TiO2, Gemische von Pr6O11 und TiO2, Gemische von La2O3 und TiO2 sowie Gemische von ZrO2 und TiO2.
  • Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Werkstoffschicht mit einem Brechungsindex, der sich von MgF2 unterscheidet, um einen harten Überzug. Gemäß einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der Werkstoffschicht mit einem Brechungsindex, der sich von MgF2 unterscheidet, um eine stoßfeste Schicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Werkstoffschicht mit einem Brechungsindex, der sich von MgF2 unterscheidet, um eine interferenzreduzierende bzw. interferenzmindernde bzw. streifenfreie Schicht.
  • Vorzugsweise wird bei dem Verfahren die Werkstoffschicht mit einem Brechungsindex, der sich von MgF2 unterscheidet, aufgebracht, bevor eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex aufgebracht wird. Vorzugsweise weist die Schicht mit niedrigem Brechungsindex eine Dicke von 40 bis 200 mm, vorzugsweise von 60 mm, auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Aufbringen des Materials bzw. Werkstoffs, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet, die Schritte des Aufbringens einer ersten Schicht aus einem Werkstoff, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet, das Aufbringen einer Schicht aus einem Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex und das Aufbringen einer zweiten Schicht aus einem Werkstoff, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet.
  • Vorzugsweise besteht die Schicht mit niedrigem Brechungsindex aus SiO2. Es wird bevorzugt, dass die erste Schicht aus einem Werkstoff, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet, eine Dicke von 10 bis 40 nm aufweist. Es wird ferner bevorzugt, dass die Schicht aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Brechungsindex eine Dicke von 10 bis 100 nm aufweist.
  • Vorteilhafterweise weist die zweite Schicht aus einem Werkstoff, dessen Brechungsindex sich von MgF2 unterscheidet, eine Dicke von 50 bis 150 nm, vorzugsweise von 120 bis 130 nm, auf.
  • Bei dem organischen Substrat handelt es sich vorzugsweise um eine Polycarbonatverbindung. Vorzugsweise weist die äußere Schicht aus MgF2 eine Dicke von 50 bis 100 nm, vorzugsweise von 80 bis 90 nm, auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Verfahren den nachfolgenden Schritt des Aufbringens einer Schicht, welche die Oberflächenenergie verändert, auf.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein organisches Substrat, welches mit einer mehrschichtigen Anordnung mit Antireflexionswirkung beschichtet ist, wobei es sich insbesondere um eine Augenlinse handelt, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, welche als Beispiele und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung angeführt werden, wobei die Zeichnung Folgendes zeigt:
  • Einzige Figur: Schichtstapel mit Antireflexionswirkung, welche gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde. Die Forschungsarbeiten und Versuche, die von der Anmelderin auf dem Gebiet des Aufbringens von MgF2 auf organische Substrate mittels Vakuumverdampfung unternommen wurden, haben zu der Feststellung geführt, dass es entgegen der Auffassung, welche in der Literatur vertreten wird, möglich ist, derartige Schichten durch Vakuumverdampfung herzustellen, ohne sich der Ionenunterstützung zu bedienen.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es das Aufbringen dieser Schichten unter kostengünstigeren Begleitumständen ermöglicht.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass seine Anwendung es ermöglicht, organische Substrate zu erhalten, die Schichten aufweisen, welche dieselben physikalisch-chemischen Eigenschaften zeigen wie diejenigen, die auf mineralische Substrate aufgebracht werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht es die Erfindung, mehrschichtige Anordnungen bzw. Schichtstapel mit Entspiegelungs- bzw. Antireflexionswirkung auf organischen Substraten herzustellen, welche die angeforderten Merkmale oder Eigenschaften aufweisen, insbesondere hinsichtlich des Haftverhaltens, aber auch hinsichtlich der Kratzfestigkeit.
  • Ein Beispiel für eine mehrschichtige Anordnung, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann, ist in der Figur dargestellt und wird nachstehend beschrieben (die Brechungsindizes werden für eine Wellenlänge von 550 nm angegeben, die Angaben zur Dicke beziehen sich auf die physikalische Dicke).
  • Im Rahmen der Erfindung sind unter "organischen Substraten" Substrate aus Polymerwerkstoffen zu verstehen, im Gegensatz zu Substraten mineralischem Glas. Insbesondere wird auf Substrate aus Polycarbonat, Polymethylmethylacrylat, Polythiourethan und Poly(bisphenol-A-bisallylcarbonat) Bezug genommen, und insbesondere auf das Poly(diethylenglycolbisallylcar bonat), welches im Handel unter der Bezeichnung CR39 erhältlich ist.
  • Gemäß der in der Figur dargestellten Ausführungsform ist ein organisches Substrat (1) mit einem harten Überzug (2) versehen, der auch als "hard coat" bezeichnet wird. Dieser harte Überzug weist typischerweise eine Dicke zwischen 300 und 10.000 nm auf. Im Allgemeinen besteht er aus Siliziumdioxid oder aus einem Lack, beispielsweise aus einem Epoxid- oder Polysiloxanlack. Es ist weiterhin möglich, eine Polymerisationsschicht, die vorzugsweise ebenfalls aus einem Polysiloxan besteht, unter Plasmaeinwirkung aufzubringen und/oder eine DLC-Dünnschicht (englische Abkürzung für "diamond-like coating", eine diamantartige Beschichtung). Dieser harte Überzug ist indes nicht zwangsläufig erforderlich.
  • Die Schichtstapel mit Antireflexionswirkung, welche erfindungsgemäß aufgebracht wird, weist eine Schicht aus einem Werkstoff auf, dessen Index sich von demjenigen des MgF2 unterscheidet (4). Bei diesem Werkstoff kann es sich beispielsweise um einen Lack oder um SiO2 handeln.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht diese Schicht aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex. Im Rahmen der Erfindung werden solche Werkstoffe als "Werkstoff mit hohem Brechungsindex" bezeichnet, deren Brechungsindex höher als 1,6 ist und vorzugsweise 2 bis 2,6 beträgt. In der Praxis werden für mehrschichtige Anordnungen mit Antireflexionswirkung meist Werkstoffe mit hohem Brechungsindex eingesetzt, deren Brechungsindex 1,9 bis 2,3 beträgt.
  • Bei derartigen Werkstoffen mit hohem Brechungsindex, die sich für den Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren eignen, handelt es sich beispielsweise um einfache Oxide oder Mischoxide oder Oxidgemische von Metallen der Gruppen IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb und der Lanthanide. Vorzugsweise werden einfache Oxide oder Mischoxide oder Oxidgemische der Metalle Pr, La, Ti, Zr, Ta, Hf eingesetzt, von denen ZrO2, PrTiO3, Gemische aus Pr2O3 und TiO2, Gemische aus Pr6O11 und TiO2, Gemische aus La2O3 und TiO2 sowie Gemische aus ZrO2 und TiO2 besonderen Vorzug genießen.
  • Die Schicht aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex kann indes selbst wiederum aus einer mehrschichtigen Anordnung, die weitere Schichten aufweist, bestehen. So ist bei der mehrschichtigen Anordnung gemäß der Ausführungsform, die in der Figur dargestellt ist, die Schicht aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex (4) in zwei Schichten (4) und (4') aufgeteilt, die durch eine Schicht aus einem Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex (3') getrennt sind. Vorteilhafterweise können die Schichten aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex (4) und (4') aus demselben Werkstoff bestehen.
  • Die Schicht aus einem Werkstoff mit hohem Brechungsindex (4) kann ebenfalls in eine größere Anzahl von getrennten Schichten aufgeteilt sein, und zwar durch Schichten aus Werkstoffen mit niedrigerem Brechungsindex.
  • Die Schichten mit niedrigem Brechungsindex (3) und (3'), die innerhalb der mehrschichtigen Anordnung, welche gemäß der dargestellten Ausführungsform hergestellt wurde, vorhanden sind, können aus einem Werkstoff bestehen, dessen Brechungsindex niedriger als derjenige des Substrat ist, insbesondere kleiner als 1,5. Bei derartigen Werkstoffen handelt es sich beispielsweise um SiO2 oder um Metallfluoride, wobei SiO2 bevorzugt ist. Vorteilhafterweise bestehen die Schichten (3) und (3') aus demselben Werkstoff.
  • Die Schichtstapel mit Antireflexionswirkung, welche erfindungsgemäß hergestellt wurde, weist eine äußere Schicht mit niedrigem Brechungsindex (5) auf, die aus MgF2 gebildet ist. In der Literatur wird die Auffassung vertreten, dass dieser Werkstoff nur schwierig mit zufriedenstellenden Eigenschaften aufzubringen sei, wenn dies mit Hilfe von Techniken geschieht, die mit organischen Werkstoffen verträglich sind, das heißt bei niedriger Temperatur. Es wurde jedoch herausgefunden, dass ein Aufbringen ohne Ionenunterstützung auf eine untere Schicht, welche eine Vorbereitung erfahren hat, zu Substraten von bemerkenswerter Qualität führt.
  • Dieser erfindungsgemäße Vorbereitungsschritt kann beispielsweise in einer Behandlung durch Ionenbeschuss, Elektronenbeschuss oder auch einem chemischen Angriff ex situ bestehen.
  • In der mehrschichtigen Anordnung, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde, wird das MgF2 in einer Dicke von 50 bis 100 nm, vorzugsweise von 80 bis 90 nm, aufgebracht.
  • Es ist möglich, auf die äußere Schicht aus MgF2 eine oder mehrere Schichten aufzubringen, welche es ermöglichen, die Oberflächenenergie zu verändern, sodass die Reinigung erleichtert wird, und/oder eine Schicht, welche es ermöglicht, den elektrostatischen Effekt zu verringern, wie beispielsweise eine leitfähige Schicht.
  • Es hat sich erwiesen, dass es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, und zwar insbesondere dank des Schritts zur Vorbereitung des Substrats, welches möglicherweise vor dem Aufbringen des MgF2 bereits mit anderen Schichten überzogen wurde, mehrschichtige Anordnungen mit Antireflexionswirkung herzustellen, die hinsichtlich des Haftverhaltens, der Kratzfestigkeit, der Beständigkeit gegen chemische Angriffe sowie der Einfachheit der Reinigung sehr zufriedenstellende Eigenschaften aufweisen.
  • BEISPIELE
  • Um die mehrschichtigen Anordnungen bzw, Schichtstapel mit Entspiegelungs- bzw. Antireflexionswirkung, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurden, zu charakterisieren, wurden auf organischen Substraten (CR39) mehrschichtige Anordnungen mit Antireflexionswirkung mit verschiedenen Werkstoffen mit hohem Brechungsindex hergestellt.
  • Die Substrate wurden mit einer mehrschichtigen Anordnung aus vier Schichten des Typs SiO2/HI/SiO2/HI/MgF2/Top coat beschichtet (HI bedeutet Werkstoff mit hohem Brechungsindex).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wurde in einem Vakuumverdampfungsgerät des Typs Balzers BAK 760 durchgeführt.
  • Die verschiedenen HI-Werkstoffe, die zum Einsatz kamen, sind in der untenstehenden Tabelle aufgeführt. Die jeweiligen Bezugsquellen sind in Klammern angegeben. Mit sämtlichen Werkstoffen mit hohem Brechungsindex wird je ein Substrat hergestellt, bei welchem die letzte Schicht aus HI-Werkstoff eine Minute lang in Gegenwart von Argon als Gas einem Ionenbeschuss mit einer Spannung von 100 V und einem Strom von 1 A ausgesetzt wird, während bei einem zweiten Substrat die Ionenbeschussbehandlung entfällt. Anschließend wird durch Vakuumver bzw. -aufdampfung ohne Ionenunterstützung MgF2 aufgebracht.
  • In den angegebenen Beispielen werden die Substrate mit einem Lack auf Basis von Silanhydrolysaten, wie etwa gemäß der Beschreibung in der französischen Patentschrift FR 2 702 486 der Anmelderin und insbesondere gemäß der Beschreibung in Beispiel 3, beschichtet.
  • Bei der äußeren Schicht, welche es ermöglicht, die Reinigung zu erleichtern, handelt es sich um einen Werkstoff des Typs hydrophobes fluororganisches Silan. Beispielsweise wird ein Werkstoff, der von der Firma Optron unter der Bezeichnung OF 110 vertrieben wird, zur Herstellung dieser Schicht verwendet.
  • Die Substrate, welche auf diese Weise erhalten wurden, werden anschließend einer Reihe von Prüfungen unterzogen, um ihre Leistungseigenschaften zu bewerten.
  • Die Substrate werden einer Prüfung unterzogen, die als N × 10 Schläge bezeichnet wird und in der Anmeldung WO99/49097 beschrieben ist. Bei dieser Prüfung wird die Haftung der Dünnschichten, die auf ein organisches Substrat aufgebracht wurden, auf die Probe gestellt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt, wobei die konkaven Flächen (CC) von den konvexen Flächen (CX) des Substrats unterschieden werden. Es zeigt sich, dass die Substrate, welche gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurden, zu Ergebnissen führen, die mindestens vergleichbar sind, bei den meisten Werkstoffen mit hohem Brechungsindex jedoch besser.
  • Die Substrate wurden ferner einer Prüfung unterzogen, die als "Stahlwolleprüfung" bezeichnet wird. Diese Prüfung wird mit Hilfe einer extra feinen Stahlwolle mit der Nr. 000 von STARWAX durchgeführt. Ein Stück Stahlwolle von ungefähr 3 cm wird gefaltet und mit konstantem Druck auf das beschichtete Substrat einwirken gelassen. Nach 5 Hin- und Herbewegungen wird der Zustand des Substrats visuell bewertet und eine Note nach der folgenden Skala vergeben:
    1 Substrat unverändert, keine Kratzer oder Vorhandensein feiner, örtlich begrenzte Kratzspuren
    3 Substrat weist stärkere Kratzer und leichte Ablösungen (weiße Kratzspuren) auf
    5 Substrat weist fast auf der gesamten Prüffläche weiße Kratzspuren auf (Ablösung des Lacks oder des entsprechenden Substrats). Das Ergebnis entspricht demjenigen, das bei der Stahlwolleprüfung von CR39 ohne Lack erhalten wird. Tabelle 1
    HI-Werkstoff N × 10 Schläge Erfindungs-gemäß N × 10 Schläge Vergleich Stahlwolle erfindungsgemäß Stahlwolle Vergleich
    CC CX CX CC
    PrTiO3(Bea Merck) > 12 > 12 > 12 > 12 1,2 5
    Gemisch aus Pr6O11 und TiO2(Cerac) > 12 > 12 1,3
    LaTiO3(H4 Merck) > 12 > 12 > 12 > 12 1,4 3
    Gemisch aus La2O3 und TiO2(Aldrich) > 12 > 12 > 12 > 12 1
    ZrO2(Optron) > 12 > 12 > 12 > 12 1,2 5
    Gemisch aus ZrO2 und TiO2(OM4 Optron) > 12 > 12 > 12 9 2 5
    TiO2(Merck) > 12 > 12 3 3 3 5
    Ta2O5(Merck-Optron) > 12 > 12 9 9 3 5
    HfO2(Merck-Optron) > 12 > 12 3 3 3 5
  • Die Substrate, welche mit Skalenwerten bis zu 3 bewertet wurden, bestehen die Prüfung, während die mit 5 bewerteten durchfallen. Die Prüfung wird jeweils an 5 bis 10 Substraten vorgenommen, woraufhin der Mittelwert gebildet und in Tabelle 1 aufgeführt wird.
  • Es zeigt sich, dass die Ergebnisse der Stahlwolleprüfung bei den Substraten, die dem Ionenbeschuss ausgesetzt wurden, sehr zufriedenstellend sind, während sämtlich übrige Substrate zu schlechten Ergebnissen führen. Mit den Werkstoffen PrTiO3, Gemisch aus Pr6O11 und TiO2, LaTiO3, Gemisch aus La2O3 und TiO2, ZrO2 sowie Gemisch aus ZrO2 und TiO2 werden besonders bemerkenswerte Ergebnisse erzielt.
  • Zusammenfassend ist zu sagen, dass bei sämtlichen geprüften Werkstoffen, die in der Tabelle aufgeführt sind, die Leistungswerte, welche in der Prüfung N × 10 Schläge und in der Stahlwolleprüfung erzielt wurden, dem Essilor-Standard genügen.
  • Aus diesen Feststellungen ergibt sich, dass wir ein Verfahren zum kalten Aufbringen von MgF2 auf ein organisches Substrat entwickelt haben, bei welchem die Anwendung von IAD nicht erforderlich ist. Dieses Verfahren ermöglicht es darüber hinaus, MgF2-Schichten aufzubringen, deren Eigenschaften denjenigen von heiß aufgebrachten Schichten ebenbürtig sind.
  • Das organische Substrat, welches erfindungsgemäß mit einer mehrschichtigen Anordnung mit Antireflexionswirkung beschichtet wurde, kann in verschiedenen Gebieten, insbesondere in der Optik, zur Anwendung kommen. Es ist ganz besonders bei der Herstellung von ophthalmischen Linsen bzw. Augenlinsen von Nutzen.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Antireflexionsbeschichtung durch Vakuumverdampfung auf einem organischen Substrat (1) bei einer Temperatur unter 150°C, umfassend die folgenden Schritte: – Aufbringen mindestens einer Materialschicht mit einem zu MgF2 unterschiedlichen Brechungsindex (4, 4'); – Vorbereitung der Oberfläche des so überzogenen Substrats; und – Aufbringen einer Außenschicht aus MgF2 (5) ohne ionische Unterstützung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vakuumverdampfung bei einer Temperatur unter 100°C erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Vorbereitung der Oberfläche unter folgenden Behandlungen ausgewählt wird: Ionenbeschuss, Elektronenbeschuss, chemischer Angriff ex situ.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem die Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex ist, das in der Gruppe der einfachen oder gemischten Oxide oder den Metallgemischen der Gruppe IIIb, IVb, Vb, VIb, VIIb und Lanthaniden ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Metalle in der Gruppe von Pr, La, Ti, Zr, Ta und Hf ausgewählt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Materialien mit hohem Brechungsindex in der Gruppe von ZrO2, PrTiO3, der Gemische von Pr2O3 und TiO2, der Gemische von Pr6O11 und TiO2, der Gemische von La2O3 und TiO2 und der Gemische von ZrO2 und TiO2 ausgewählt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit hohem Brechungsindex, der sich von jenem des MgF2 unterscheidet, ein harter Überzug ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit hohem Brechungsindex, der sich von jenem des MgF2 unterscheidet, eine stoßfeste Schicht ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschicht mit hohem Brechungsindex, der sich von jenem des MgF2 unterscheidet, eine streifenfreie Schicht ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend vor dem Aufbringen der Materialschicht mit einem zum MgF2 unterschiedlichen Brechungsindex (4, 4') den vorherigen Schritt des Aufbringens einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex (3).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Schicht mit niedrigem Brechungsindex (3) eine Dicke von 40 bis 200 nm, vorzugsweise von 60 nm, hat.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Schritt des Aufbringens der Materialschicht mit zum MgF2 unterschiedlichem Brechungsindex die folgenden Schritte umfasst: – Aufbringen einer ersten Materialschicht mit zum MgF2 unterschiedlichem Brechungsindex (4); – Aufbringen einer Materialschicht mit niedrigem Brechungsindex (3'); und – Aufbringen einer zweiten Materialschicht mit zum MgF2 unterschiedlichem Brechungsindex (4').
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Schicht mit niedrigem Brechungsindex aus SiO2 ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die erste Materialschicht mit zum MgF2 unterschiedlichem Brechungsindex (4) eine Dicke von 10 bis 40 nm aufweist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Schicht mit niedrigem Brechungsindex (3') eine Dicke von 10 bis 100 nm, vorzugsweise von 40 nm, hat.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die zweite Materialschicht mit zum MgF2 unterschiedlichem Brechungsindex (4') eine Dicke von 50 bis 150 nm, vorzugsweise von 120 bis 130 nm, aufweist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das organische Substrat (1) aus Polykarbonat besteht.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die äußere Schicht aus MgF2 (5) eine Dicke von 50 bis 100 nm, vorzugsweise von 80 bis 90 nm, aufweist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend den anschließenden Schritt der Aufbringung einer Schicht (6), die die Oberflächenenergie verändert.
  20. Organisches Substrat, das mit einer Antireflexionsbeschichtung überzogen ist, insbesondere Augenlinse, und das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19 hergestellt werden kann.
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