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DE2738044A1 - Verfahren zum herstellen einer linse aus einem synthetischen polymer mit einem antireflektions-ueberzug - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer linse aus einem synthetischen polymer mit einem antireflektions-ueberzug

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DE2738044A1
DE2738044A1 DE19772738044 DE2738044A DE2738044A1 DE 2738044 A1 DE2738044 A1 DE 2738044A1 DE 19772738044 DE19772738044 DE 19772738044 DE 2738044 A DE2738044 A DE 2738044A DE 2738044 A1 DE2738044 A1 DE 2738044A1
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optical
quarter
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DE19772738044
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Leei Chang
John A Verburg
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AO Inc 07950 SOUTHBRIDGE MASS US
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American Optical Corp
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Publication date
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    • B29D11/0073—Optical laminates
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Description

Zs wird ein Verfahren zumVerbessern der Antireflektions-Eigenschaften einer Linse aus synthetischem Polymer geschaffen, und zwar vermittels Aufbringen eines glasartigen Grundüberzuges aus einem Gemisch aus Siliziumdioxid und Siliziummonoxid entsprechend der vereinfachten Formel SiO , wobei χ größer als 1 und kleiner als 2 ist (Kx <2) im nachfolgenden Siliziumsuboxid genannt, und zwar vermittels Aufdampfen von Siliziummonoxid im Vakuum in einer Sauerstoffatmosphäre dergestalt, daß ein Siliziumsuboxid-Kondensat mit gesteuerter Dicke und Brechungsindex auf der äußeren Oberfläche der Linse ausgebildet wird. Es wird sodann ein äußerer Überzug oder Überzüge auf den Siliziumsuboxid-überzug aufgebracht. Die äußeren Überzüge können aus einer oder mehreren Materialschichten mit komplementärem Brechungsindex und Dicke ausgebildet werden und sind so vorgesehen, daß dieselben mit der Siliziumsuboxidschicht so zusammenwirken, daß optisch aktive Antireflektionsüberzüge ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung des Gegenstandes nach der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 25 38 982.6) dar.
Synthetische Polymere, wie z.B. diejenigen auf der Grundlage von Ally!kunststoffen, wie Diallylglykolcarbonat ( wie CR-39, ein Allyldiglykolbicarbonatpolymer der Pittsburgh Plate Glass) oder Polycarbonate (wie LEXAN ein Bisphenol-A-polycarbonatpolymer der General Electric) werden in der optischen Industrie im großen Umfang für Brillenlinsen und andere Linsen angewandt. Derartige Linsen auf der Grundlage von Polymeren sind vorteilhaft, da dieselben preiswert durch Gießen oder Spritzguß hergestellt werden können, wodurch es möglich wird komplizierte Oberflächenkonfigurationen direkt ohne ein kostspieliges Schleifen zu erhalten. Optische Elemente oder Linsen aus organischen Materialien, wie den beiden oben angegebenen (CR 39 oder LEXAN) reflektieren 4% bzw. 5% des Lichtes pro Oberfläche. Das Aufbringen von Antireflektionsüberzügen auf die Oberflächen dieser Polymeren führt zu einer Verringerung der Blendung und verbessert die Lichtdurchlässigkeit. Die Oberflächen derartiger Polymerenlinsen sind ebenfalls leicht zerkratzbar im Vergleich zu Linsen auf der Grundlage von Glas. Die Kombination eines Antireflek-
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tionsÜberzuges mit einem abriebfesten überzug führt zu den vereinigten Funktionen bei optischen Anwendungen wie einer ophthalmischen Linse oder den elementen in optischen Instrumenten.
Die Erfindung betrifft optische Bestandteile, wie ophthalmische Linsen aus einem synthetischen Polymer, die gegenüber Abrieb geschützt sind und Antireflektionseigenschaften besitzen, und zwar durch Anwenden eines Überzuges aus glasartigen anorganischen Oxiden und einem Antireflektionsüberzug angeordnet in optisch zusammenwirkenden Reihen von Schichten mit gesteuerter Dicke und Brechungsindex .
Mach dem Stand der Technik (DT-PS 1 204 O48) war man der Ansicht, das Problem des erfolgreichen Aufbringens einer dauerhaften, glasartigen, durchsichtigen Schutzschicht auf ein synthetisches Polymer durch Aufbringen einer dünnen, anhaftenden Al2O3 Schicht aus der Gasphase und anschließendes Aufbringen einer Schutzschicht aus Siliziumdioxid aus der Gasphase zu lösen. Derartige Zusammensetzungen haben in der Praxis zu Anhaftschwierigkeiten geführt und erfindungsgeiadß wird eine verbesserte Lösung dieses Problems des Schützens eines synthetischen thermoplastischen Polymer angeboten.
In der US-PS 3 645 779 ist der Schutz eines Diallylglykolcarbonat-Polymersubstrates vermittels Vakuuiubedampfung eines Glases offenbart, /obei der Ausdehnungskoeffizient des Glases, der zu einer Schutzschicht fahren joll, demjenigen des synthetischen Substrates durch Verändern des Verhältnisses von Boroxid in dem Glas angepaßt ist. Dieses Glas weifet als wesentliche Komponenten Boroxid, Siliziumdioxid und bis zu 5 Gew. % Na-O auf. Es wurde gefunden, daß ein derartiges Glas eine bemerkenswert geringere Wärmeausdehnung als das Kunststoffsubstrat zeigt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß es nicht ausreichend ist, den Ausdehnungskoeffizienten des Glases denjenigen des synthetischen Polymer anzupassen, um eine handelsmäßig zufriedenstellende Brillenlinse zu erhalten, da die überzogenen Linsen nach dem Stand der Technik gegenüber Luftfeuchtigkeit empfindlich bleiben, da die Diallylglykolcarbonat-Polymeren hygroskopisch sind. Wenn durch das synthetische Polymer Wasser absorbiert wird, wird die Bindung zwischen dem Polymer und der harten Schutz-
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schicht nach deia Stand der Technik geschwächt, wodurch gegebenenfalls eine Schichtentrennung eintritt. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß verbesserter Widerstand gegenüber Feuchtigkeit und Anhaftung der Glasüberzüge an den Brillenlinsen aus synthetischem Polymer sogar ohne spezielle Versuche die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrates und Überzuges anpassen, erzielt wird.
In der US-PS 3 811 753 wird eine überzogene optische Komponente offenbart, die aus einem synthetischen Polymer, wie Polycarbonat hergestellt worden ist, wobei entweder Siliziumdioxid oder Siliziummonoxid oder beide auf der äußeren Oberfläche der Linse in Form eines 1 Mikron bis 10 Mikron dicken, glasartigen Überzuges aufgebracht werden, der im wesentlichen aus Siliziummonoxid und Siliziumdioxid besteht. Das Aufbringen des glasartigen Überzuges erfolgt in einem herkömmlichen Verdampfungsverfahren. Das Vakuumverdampfungsverfahren zum Ausbilden eines Siliziumdioxidfilms vermittels Verdampfen von Siliziummonoxid in einer Sauerstoffatmosphäre ist in der US-PS 3 248 256 offenbart.
In der Heuausgbe 26,857 der US-PS 2 920 002 ist ein Verfahren zum herstellen dünner Filme aus absorptionsfreiem Siliziumdioxid vermittels Verdampfen des Siliziumdioxides, vorzugsweise einem Gemisch aus SiO2 und SI in einer mit Sauerstoff angereicherten Atmosphäre beschrieben.
Die US-PS 3 700 487 offenbart einen abriebfesten und ein Beschlagen verhindernden überzug aus leicht vernetztem Polyvinylalkohol auf einer Diallylglykolcarbonatlinse, wobei eine adequate Bindung des ein Beschlagen verhindernden Überzuges durch zunächst hydrolytische Behandlung der Polymerenoberfläche mittels Eintauchen in eine wässrige oder alkoholische Lösung eines Ätzmittels, Ie Natrium- oder Kaliurahydroxid erhalten wird.
Die Technologie des Vakuumüberziehens von Polymeroberflächen befindet sich noch in der Entwicklung, und wie in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 25 38 982.6) erläutert, können die bei dem überzug anorganischer Oberflächen üblicherweise angewandten Verdampfungsmaterialien an den Polymeroberflachen gegebenenfalls nicht anhaften. Die Verträglichkeit der Wärmeausdehnungskoeffizienten
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zwischen den Materialien des Überzuges und des Polymersubstrates ist hier von großer Wichtigkeit. Dieselben liegen oftmals in der Größenordnung von 1 oder 2 unterschiedlich vor. Line Haarrißbildung und Abschälen des Überzugs tritt oftmais ein, .enn nicht beiondere Sorgfalt bezüglich der Grenzflächenbindung und der Kompensation der durch Wärmeausdehnung bedingten Spannungen geübt wird. Die Dauerhaftigkeit der überzüge ist weiterhin begrenzt, da Polymersubstrate angegriffen werden können, wenn sie der Einwirkung bestimmter Lösungsmittel ausgesetzt werden. Wenn die Porösität des Überzuges ein Eindringen des Lösungsmittels ermöglicht, kann ein Versagen des Überzuges in Form eines Abplatzens oer Abschälens eintreten. Die Luftfeuchtigkeit wird in bestimmten Fällen zu einer Beschädigung führen, wenn die Gegenstände längere Zeit der Bewitterung ausgesetzt worden sind. Ein erfolgreich auf die Polymeroberflächen aufgebrachter Überzug sollte deshalb zweckmäßig sowohl bezüglich seiner optischen und physikalischen Funktionen als auch beständig gegen ungünstige Umweltseinflüsse, wie Wärmeschock, Lagerung bei extremer Temperatur, Feuchtigkeitsalterung und chemische Angriffe sein.
Zu früheren Versuche» eine Verringerung der Lichtreflektion und einen Schutz der Oberfläche des Polymer gegenüber Zerkratzen zu erreichen, gehörten überzüge, die aus verschiedenen chemischen Lösungen hergestellt worden sind. Das Aufbringen der chemischen überzüge erfolgte vermittels Eintauchen, Besprühen und Spinnüberziehen. Das Ausmaß der Reflektionsverringerung und des Kartzenschutzes war jedoch allgemein nicht voll befriedigend. Das Aufbringen der Überzugslösung führte oftmals zu Fehlern, wie Fließlinien, das Einschließen von Schmutz und Fasern, übermäßige Materialanhäufung an den Kanten des Substrates, Streifen und dgl. Die Überzugslösung mußte vermittels Verfahrensweisen, wie einem Erhitzen, UV-Bestrahlung oder dgl. vernetzt werden, die zu einer Beschädigung des Polymersubstrates führen konnten. Die Dicke der chemischen überzüge ist durch die Viskosität der Lösung und durch das Aufbringungsverfahren begrenzt.
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Wie in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 25 38 982.6) ist die überlegene Uberzugsanhaftung erläutert, die durch das Aufbringen eines Gemisches aus Siliziuiranonoxid (SiO) und Siliziumdioxid (SiO2) zwischen der Polymeroberflache (CR-39 oder LEXAN) und einem Glasüberzug (SiO-) erreicht wird. Aus Gründen der Einfachheit wird hier dieses die Bindung des Überzuges fördernde Material als Siliziumsuboxid (SiO ;<1 χ <2) bezeichnet. Die Erfindung betrifft
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weiterhin das Anwenden des Siliziumsuboxidüberzuges bei dem Aufbau mehrschichtiger Antireflexüberzüge, wobei das Siliziumsuboxid die erste optisch aktive Schicht ist.
Es ist bekannt, daß Siliziummonoxid (SiO) bei der Verdampfung unter verschiedenen gesteuerten Parametern, .ie einem Teildruck an Sauerstoff, Substrattemperatur, Verdampfungsgeschwindigkeit und dgl. Filme aus Siliziumsuboxiden (SiO , 1< χ <2) bildet. Die Brechungsindices dieser Siliziumsuboxidfilme belaufen sich auf 1,90 für SiO bis 1,46 für SiO2. Wenn Siliziummonoxid als Verdampfungsmittel für die erste Schicht des optischen Materials einer Mehrschichtkombination angewandt wird, die erfindungsgemäß auf Polymersubstrate aufgebracht wird, wirkt der aufgebrachte Suboxidfilm sowohl als ein die Verbindung förderndes Überzugsmaterial als auch die erste Schicht mit dem vorgewählten richtigen Brechungsindex für den vorgesehenen überzug, und zwar unter der Voraussetzung, daß der geforderte Brechungsindex η in dem Bereich 1 ,48< η <1,90 liegt. Antiref lexüberzüge auf Oberflächen aus CR 39 und LEXAN werden z.B. gemäß den folgenden Kombinatioen hergestellt.
A. Zweischichten-Antireflektionsüberzug auf Polymersubstrat.
Es wird eine optische Viertelwellendicke - abgekürzt als OVWD aus Siliziumsuboxid (n - 1,8) und sodann eine OWiD an Siliziumdioxid (n = 1,46) aufgebracht. Die SiO2~Schicht ist die gegenüber der Luft äußerste Schicht. Die Filmdicken stehen in Beziehung zu der mittleren Wellenlänge benachbart zu der Mitte des sichtbaren Spektrums, z.B. 520 nm..
B. Dreischichten-Antireflektionsüberzug auf Polymersubstrat.
Es wird eine OVWD aus Siliziumsuboxid ( η - 1,8), zwei OVWD Schichten aus Titandioxid (TiO2, η - 2,40), eine OVWD Schicht aus
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Siliziumdioxid ( η = 1,46), Luft aufgebracht. Mittlere VJellenlänge bei 520 nru.
C. D reischichten-Antireflcktionsübcrzuy auf Polymersubstrat. i'lan arbeitet wie unter B. angegeben mit der Ausnahme, daß die erste Schicht an Siliziumsuboxid sich auf drei OVl.D anstelle auf eine OVXvD beläuft.
ü. Vierschichten-Antireflektionsüberzug auf Polymersubstrat. Eine OVtiD Schicht Siliziuirsuboxid (n ~ 1,46), eine OVWD Schicht Aluminiumoxid (Al2O3, η = 1,62), zwei OVVJD Schichten Ceroxid (CeO2, η = 2,15), eine OVWD Schicht Siliziumdioxid (SiO2, η = 1,46), Luft. 1 littlere VJellenlänge bei 520 mn.
Der einschlägige Fachmann auf dem Gebiet der Ausbildung von Überzugsfilmen ist mit den hier angegebenen Begriffen, ie Viertel-Viertel, Viertel-Halb-Viertel, vertraut. Erfindungsgemäß werden bei allen überzügen Siliziumsuboxiüe als die erste Schicht angewandt, während die anderen Schichten unter Anwendung von Materialien ausgebildet werden, die verträgliche optische Indices besitzen. Die Aluminiumoxidschicht in dem Vierschichtüberzug kann z.B. durch eine Cerfluoridschicht ersetzt werden, die einen ähnlichen optischen Index aufweist unter Erzielen der gleichen Antireflektionseigenschaften.
Als erster Verfahrensschritt erfolgt bei den» erfindungsgemäßen Verfahren unter Anwenden einer Linse z.B. aus Diallylglykolcarbonatpolymer eine Oberflächenbehandlung derselben. Die vermittels Verformen hergestellten Linsen aus thermoplastischem Polymer erfordern nicht diese Behandlungsstufe. Die Oberfläche wird hydrolxyliert, um so das Anhaften des späterhin aufgebrachten glasartigen Überzuges zu fördern, und zwar indem das Substrat aus dem Diallylglykolcarbonatpolymer einer Behandlung mit wässrigem Alkali unterworfen wird. An diese Behandlung schließt sich das Aufbringen eines Grundüberzuges aus einem Gemisch aus Siliziummonoxid und Siliziumdioxid an, und zwar vermittels Verdampfen von Siliziummonoxid in einer Sauerstoff atmosphäre unter Ausbilden eines SiO2 Kondensates im Gemisch mit Siliziummonoxid auf dem Polymersubstrat (Siliziumsuboxid), das einen ganz bestimmten Brechungsindex und Dicke aufweist. Es können weitere Schichten aus spezifischen Materialien mit genauen Dicken auf diesen Grundüberzug aufgebracht werden. Das Verfahren ist für
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das Herstellen von Drillenlinsen geeignet, die durch eine harte, abriebfeste und antireflektierende Oberfläche geschützt sind, welche gegenüber einem Abblättern aufgrund der Einwirkung von Feuchtigkeit bei der normalen üenutzung widerstandsfähig ist. Die optischen Eigenschaften der Anordnung werden im Vergleich zu denjenigen des polymeren Ausgangsmaterials im wesentlichen beibehalten. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, abriebfeste optische Linse mit Antireflektionseigenschaften und Verfahren zum Herstellen derselben zu schaffen.
Ein /lusführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1A, 1B, 1C und 1D sind schematische Diagramme der weiter oben erläuterten Ausführungsbeispiele A,B,C, D.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der gemessenen Durchlässigkeit und Rfcflektanz (X 5) eines Zweischichten-Antireflektionsüberzuges auf beiden Oberflächen einer Linse nach dem Beispiel 1.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der gemessenen Durchlässigkeit und Reflektanz (X 5) eines Dreischichten-Antireflektionsüberzuges auf beiden Oberflächen einer CR-39 Linse nach dem Beispiel 2.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der gemessenen Durchlässigkeit und Reflektanz (X 5) der nicht überzogenen und überzogenen Polycarbonatlinsen, wie sie bezüglich des Beispiels 2 erläutert sind, mit einem Dreischichten-Antireflektionsüberzug auf beiden Oberflächen einer überzogenen Linse.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der gemessenen Durchlässigkeit und Reflektanz (X 5) eines Dreischichten-Antireflektionsüberzuges auf beiden Seiten einer CR-39 Linse, wie im Beispiel 2, Beispiel C erläutert.
(Die in den Figuren 2 bis 5 wiedergegebenen Daten wurden vermittels eines General Electric Hardy Recording Spektrophotometers, Katalog Nr. 7O15E3OG1O2 in herkömmlicher Weise gemessen).
Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend weiter anhand einer Reihe Ausführungsbeispiele erläutert.
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Beispiel 1
Zweiechichten-Antireflektionsüberzüge. Es wird eine CR-39 Linse vermittels 15 stündigem Erhitzen auf 70°C getrocknet, sodann in einer 10%Igen WaOH-Lösung in Wasser oder Alkohol 20 Minuten lang hydrolysiert und mit methanolbefeuchtetem Seidenpapier abgewischt, bevor dieselbe für das Überziehen in eine Vakuumkammer eingeführt wird. Die Herstellung der Linse erfolgt in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 25 38 982.6) beschrieben. Dies bedeutet, daß die Oberfläche der Linse vorzugsweise bei Raumtemperatur einer Hydroxylierung bei 10 bis 400C in einer wässrigen Alkalilösung, wie einer Natriumhydroxid- oder Kaliumhydroxidlösung, ausgesetzt wird. Eine wässrige Lösung kann auch anstelle einer alkoholischen angewandt werden. Die Konzentration an Alkali beläuft sich auf etwa 2 Gew.% bis etwa 20 Gew.%. Die Behandlungszeit beläuft sich auf etwa 2 Minuten bis 1 Stunde. Die Polycarbonatlinse bedarf vor dem Aufbringen der glasartigen überzüge keiner Behandlung. Das Ausmaß der durch die Hydroxylierung erzielten Viasserfestigkeit ist dergestalt, daß ein Vergleich von glasüberzogenen Diallylglykolcarbonatoberflachen sowohl mit der Hydroxylierung der Oberfläche als auch ohne eine derartige Hydroxylierungsbehandlung gezeigt hat, daß unter Bedingungen, bei denen die Anordnung 95% relativer Luftfeuchtigkeit 8 Stunden lang einer Temperatur von 70°C ausgesetzt wird, lediglich bei Durchführen der Hydrolxylierungsbehandlung der Glasüberzug unter diesen Testbedingungen festgehalten wird.
Die Vakuumkammer wird auf einen Druck von 2 χ 10~ Torr evakuiert und die Substratlinse auf 70°C erhitzt, bevor in die Kammer Sauer-
-5 stoff eingelassen wird, und zwar bis der Druck auf etwa 4 χ 10 T orr angestiegen ist. Es wird Siliziummonox<bd verdampft unter Anwenden entweder einer Elektrodenstrahlverdampfung oder einer herkömmlichen, mit 0hm1sehen Widerstand arbeitenden Verdampfungsquelle. Der Teildruck des Sauerstoffes und die Verdampfungsgeschwindigkeit werden so eingestellt, daß der sich ergebende SiO Film einen Brechungsindex von 1,8 aufweist. Es wird eine Viertelwellendicke des SiO Films auf die Substratlinse bei einer Wellenlänge von 520 nm aufgebracht. Ein über Interferenz arbeitendes Dickenüberwachungssystem wird für die richtige Messung der Filmdicke angewandt. Nachdem die erste Schicht aufgebracht worden ist, vird die
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Kammer wiederum auf Drücke in dem Bereich von 1O~ Torr evakuiert. Sodann wird unter Anwenden einer Elektrodenstrahlquelle eine SiO--Schicht mit der gleichen optischen Dicke aufgedampft. Man läßt sich die Kammer 15 Minuten lang nach dem Verdampfungsvorgang abkühlen, bevor Luft mit normalem Druck eingeführt wird. Die vermittels dieses Verfahrens überzogene Linsen weisen eine verringerte Reflektanz in deia sichtbaren Spektrum von 4,05% pro Oberfläche bis weniger als 0,5% bei der mittleren Wellenlänge (520 nm) auf, siehe hierzu die Figur 2 und wie weiter oben unter A. erläutert. Wenn anstelle der CR-39 Linsen LEXAN Linsen angewandt werden, kann das Backen und Hydrolysieren dann in Fortfall kommen, wenn die Linsen direkt von der spritzgußmaschine in die Vakuumkammer überführt werden, ohne daß dieselben längere Zeit der Umweltluft ausgesetzt werden. Es wurde gefunden, daß die frisch ausgebildete Lexan-Oberflache leicht durch Schmutz, Fussel und öldampf verschmutzt werden kann, wenn man die Linsen unter den Bedingungen der Umweltsluft kurzzeitig ungeschützt läßt.
Beispiel 2
Bei der Herstellung eines Dreischichten-Antireflektionsüberzuges wie weiter oben unter (B) beschrieben, wird eine zweite Schicht mit Halbwellendicke von SiO- aufgebracht, bevor die Viertelwellendicke des SiO2 aufgebracht wird. In dem oben erläuterten Fall C ist die Zusammensetzung gleich derjenigen wie bei B mit der Ausnahme, daß die erste SiO Schicht anstelle einer Einviertelwellendicke eine Dreiviertelwellendicke besitzt. Die sich ergebenden Kurven der spektrophotometrischen Kurven der Reflektanz dieser zwei Dreischicht-Antireflektionsüberzüge sind in den Figuren 3 bzw. 4 wiedergegeben.
Beispiel 3
Bei der Herstellung des Vierschichten-Antireflektionsüberzuges wird die erste Schicht so aufgebracht, daß die Siliziumsuboxidschicht einen Brechungsindex angenähert demjenigen dee reinen Siliziumdioxides aufweist, d.h. sich auf η = 1,46 beläuft. Die zweite Schicht weist eine Viertelwellendicke auf und besteht aus Aluminiumoxid. Die dritte Schicht weist eine Halbwellendicke auf und besteht aus Ceroxid (CeO-)· Die äuBerete der vier Schichten weist eine Viertelwellendicke auf und besteht aus Siliziumdioxid (SiO2)·
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Die Aluminiumoxid- und Ceroxid- und Siliziumdioxidschichten können lediglich ausgehend von Ulektronenstrahlquellen ohne Zuführen von Sauerstoff aufgedampft werden.
Alle in den obigen Beispielen 1, 2 und 3 beschriebenen Überzüge sind besser als die Anforderungen an ihre Reflektanz gemäß der Vorschrift Mil C-675 A "überziehen von optischen Glaselementen (Antireflektion)" Die Dauerhaftigkeit dieser überzüge ist auch besser als den Prüfvorschriften MÜ-M-135O8B Standard für Anhaften (Celluloseband) , der Temperaturbeständigkeit (-300C bis 95°C), der Feuchtigkeit (100% relative Luftfeuchtigkeit 24 Stunden bei 500C) und der Härte (Wischen mit einem Seihtuch) entspricht.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete synthetische Polymere sind diejenigen, die aufgrund ihrer optischen Eigenschaften innerhalb eines Temperaturbereiches von -20°C bis 80°C geeignet sind, siehe die diesbezüglichen Erläuterungen in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 25 38 982.6). Hierzu gehören außer den Allyl-Kunststoffen, wie die Diäthylenglykoldiallylcarbonate, die thermoplastischen Kunststoffe, wie Polycarbonate, die lineare Ester der Carbonsäure mit aliphatischen oder aromatischen Dihydroxyverbindungen sind. Ein Beispiel für ein entsprechendes Polycarbonat ist der unter der Bezeichnung "Lexan" von der General Elekctric Company in den Handel gebrachte Kunststoff.
Unter Bezugnahme auf das Beispiel 1 der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 25 38 982.6) wird hier zur Erläuterung des vorliegenden Erfindungsgegenstandes noch folgendes kurz ausgeführt.
Es wird eine konkav-konvexe Linse aus CR-39 mit einem Durchmesser von 60 nm und einer Dicke von 2,5 mm gründlich getrocknet vermittels 15 stündigem Erhitzen auf 70°C. Es erfolgt sodann ein Hydroxylieren mit einer 10%igen Natriumhydroxidlösung in Methanol durch 20 minütiges Eintauchen in diese Lösung bei Raumtemperatur. Die Linse wird sodann mit einem Gemisch aus Siliziumsuboxid und Siliziumdioxid vermittels Aufdampfen unter Anwenden eines Vakuums in einer Sauerstoffatmosphäre und Kondensation des Dampfes lediglich auf der konvexen Seite der Linse überzogen.
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Gemäß den Arbeitsweisen nach Beispiel 1 der genannten deutschen Patentschrift kann die Alkalibehandlung von Linsen aus Diallyldiäthylenglykolcarbonat (CR-39) auch unter Anwenden von Kaliumhydroxid durchgeführt werden.
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Claims (7)

AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USA Verfahren zum Herstellen einer Linse aus einem synthetischen Polymer mit einem Antireflektions-Uberzug Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbessern der Antireflektions-Eigenschaften einer Linse aus synthetischem Polymer, die verbesserte Abriebfestigkeit besitzt, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Arbeitsschritte:
a) Aufbringen eines glasartigen Grundüberzuges auf ein Linsensubstrat aus synthetischem Polymer, wobei der glasartige Grundüberzug aus einem Siliziumsuboxid der Formel SiO beteht, wobei χ größer als 1 und kleiner als 2 ist,
b) dieses Suboxid im Vakuum in einer Sauerstoffatmosphäre auf das Linsensubstrat aufgedampft wird, wobei das Siliziumsuboxid in Kondensatform mit gesteuerter Dicke und Brechungsindex aufgebracht wird, die gesteuerte Dicke und Brechungsindex so eingestellt und angeordnet werden, daß ein Zusammenwirken mit nachfolgenden Überzügen in einer oder mehreren Schichten mit komplimentärem Brechungsindex und Dicke dergestalt erfolgt, daß ein optisch aktiver Antireflektionsüberzug ausgebildet wird,
c) sodann komplimentäre Überzüge aufgebracht werden unter Ausbilden der optisch aktiven Antireflektionsüberzüge.
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ORIGINAL INSPECTe?;
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensubstrat aus der Gruppe aus Diallylglykolcarbonat und Polycarbonat ausgewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antireflektionsüberzug in Form eines Zweilagensystems aufgeoracht wird einschließlich der Arbeitsschritte des Aufbringens zunächst einer optischen Viertelwellenaickenschicht aus Siliziumsuboxid mit einem örechnungsindex von 1,8 und sodann darüber einer optischen Viertelwellend-ickenschicht aus Siliziumdioxid mit einem brechungsindex von etwa 1,46.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Antireflektionsüberzug
in Form eines Dreischichtensystems aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Arbeitsschritte: a)Aufbringen einer Viertelwellendickenschicht aus Siliziumsuboxid mit einem brechungsindex von etwa 1,8;
b) sodann Aufbringen einer optischen Zweiviertelwellendickenschicht aus Titandioxid mit einem Brechungsindex von 2,40 und
c) weiterhin Aufbringen einer Schicht mit einer optischen Viertelwellenaicke aus Siliziumdioxid mit einem Brechungsindex von etwa 1,46.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn ze ichnet, daß der Antireflektionsüberzug als ein Dreilagensystem aufgebracht wird, obei die erste Schicht aus Siliziumsuboxid mit einer optischen üreiviertelwellendicke ausgebildet wird.
6. Verfahren nach Anspnuch 1, .ei dem der Antireflektionsüberzug in Form eines Vierlagensystems aufgebracht wird, g e k e η η zeichnet durch die nachfolgenden Arbeitsschritte:
optischen
a) Aufbringen einer/Viertelwellendickenschicht aus Siliziumsuboxid mit einem Brechungsindex von 1,46;
b) sodann Aufbringen einer zweiten Schicht mit einer Viertelwellendicke aus Aluminiumoxid mit einem Brechungsindex von 1,62;
c) eodann eine dritte Schicht optischer Zweiviertelwellendicke aus Ceroxid mit einem Brechungsindex von 2,15 aufgebracht wird;
d) sodann Aufbringen einer vierten Schicht mit einer optischen Viertelwellendicke aus Siliziumdioxid mit einem Brechungsindex von 1,46.
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7. Linse aus synthetischem Polymer, die verbesserte Antireflektions- und Abriebfestigkeitseigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet , daßdieselbe einen glasartigen Grundüberzug auf einem Linsensubstrat aus synthetischem Polymer aufweist, der glasartige Grundüberzug aus Siliziumsuboxid der Formel SiO , wobei χ
Ji
größer als 1 und kleiner als 2 ist besteht, das Siliziumsuboxid in Kondensatform und mit einer gesteuerten Dicke und Brechungsindex vorliegt, die Dicke und der Brechungsindex so eingestellt und angeordnet sind, daß dieselben mit nachfolgenden überzügen in einer oder mehreren Schichten mit komplimentären Brechungsindex und Dicke so zusammenwirken, daß ein optisch aktiver Antireflektionsuberzug ausgebildet wird, sowie über der Linse ein optisch aktiver Antireflektionsuberzug vorhanden ist.
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DE19772738044 1976-09-27 1977-08-19 Linse aus einem synthetischen Polymerisat Expired DE2738044C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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