DE10042913A1 - Antireflexfilm und damit beschichtetes optisches Element - Google Patents

Antireflexfilm und damit beschichtetes optisches Element

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Abstract

Der erfindungsgemäße Antireflexfilm umfaßt einen alternierend mehrlagigen Film (20) mit auf einem Basiselement (10) gebildeten 10 Schichten, wobei der Film (20) schwachbrechende Schichten (21) an - gezählt von der dem Basiselement abgewandten Seite her - ungeradzahligen Positionen und hochbrechende Schichten (22) an geradzahligen Positionen enthält. Die schwachbrechenden Schichten besitzen je einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,52 bei einer ersten Wellenlänge (lambda¶1¶) von 248 nm, und die hochbrechenden Schichten besitzen je einen Brechungsindex von 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (lambda¶1¶). Die an der ersten, der zweiten und der dritten Position befindlichen Schichten - bei Zählung von der dem Basiselement abgewandten Seite her - besitzen je eine optische Dicke im Bereich von 0,21 lambda¶1¶ bis 0,28 lambda¶1¶, derart, daß der Antireflexfilm Antireflexionsvermögen in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, welche die erste Wellenlänge (lambda¶1¶) von 248 nm und eine zweite Wellenlänge (lambda¶2¶) von 633 nm als Mittenwellenlängen besitzen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antireflexfilm und ein damit beschichtetes optisches Element, insbesondere betrifft sie einen Antireflexfilm, der auf eine Oberfläche eines optischen Elements mit einem Quarz-Substrat aufgebracht ist, wobei der Antireflexfilm eine Antireflexwirkung in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, nämlich für UV-Licht einer Wellenlänge von 248 nm, beispielsweise einen KrF-Excimer-Laserstrahl, und für Licht einer Wellenlänge von 633 nm, also sichtbares Licht, beispielsweise entsprechend einem He-Ne-Laserstrahl.
Die japanischen Patentveröffentlichungen 7-7124 und 7-107563 zeigen herkömmliche Antireflexfilme für zwei Wellenlängenbereiche, nämlich UV-Licht bei einer Wellenlänge von 300 nm oder weniger, und sichtbares Licht, wobei ein Oxidfilm und ein Fluoridfilm verwendet werden. Antireflexfilme mit einer sechslagigen Schichtstruktur unter Einsatz eines Oxidfilms sind in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 7-218701 offenbart.
In den oben angesprochenen herkömmlichen Beispielen war jedoch der Einsatz des Fluoridfilms insofern ein Problem, als sich die Brauchbarkeit angesichts der Umgebungseinflüsse stark verschlechterte, während der Filmaufbau mit nur dem Oxidfilm, der eine gute Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen aufwies, insofern problematisch war, als die Bandbreite für die Antireflexwirkung schmal war.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angesprochenen Probleme zu lösen und einen leistungsstarken Antireflexfilm mit guten Antireflexeigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen, von UV-Licht bei einer Wellenlänge von 248 nm und von sichtbarem Licht bei einer Wellenlänge von 633 nm, zu schaffen, wobei der Antireflexfilm außerdem hervorragende Beständigkeit aufweisen soll. Außerdem soll ein mit einem solchen Antireflexfilm beschichtetes optisches Element angegeben werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Antireflexfilms mit einem alternierend mehrlagigen Film (20) mit 10 Schichten, der auf einem Basiselement (10) gebildet ist und schwachbrechende Schichten (21), die an ungeradzahligen Stellen von einer dem Basiselement abgewandten Seite her angeordnet sind, und hochbrechenden Schichten (22), die an geradzahligen Stellen von der dem Basiselement abgewandten Seite aus angeordnet sind, umfaßt, wobei der Antireflexfilm dadurch gekennzeichnet ist, daß die schwachbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,52 bei einer ersten Wellenlänge (λ1) von 248 nm aufweisen, die hochbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) aufweisen, und Schichten an der ersten, der zweiten und der dritten Stelle - gerechnet von der dem Basiselement abgewandten Seite aus - je eine optische Dicke im Bereich von 0,21 λ1 bis 0,28 λ1 derart aufweisen, daß der Antireflexfilm Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, welche die erste Wellenlänge (λ1) von 248 nm und eine zweite Wellenlänge (λ2) von 633 nm als Mittenwellenlängen enthalten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines optischen Elements mit einem. Basiselement (10), welches mit dem oben beschriebenen Antireflexfilm (40) beschichtet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Antireflexfilms mit einem alternierend mehrlagigen Film (40) aus 8 Lagen, die auf einem Basiselement (30) gebildet sind, wobei der alternierend mehrlagige Film (40) aufgebaut ist aus schwachbrechenden Schichten (41), die an ungeradzahligen Stellen von einer dem Basiselement abgewandten Seite her angeordnet sind, und hochbrechenden Schichten (42), die an geradzahligen Stellen von der dem Basiselement abgewandten Seite her angeordnet sind, und wobei der Antireflexfilm dadurch gekennzeichnet ist, daß die schwachbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,52 bei einer ersten Wellenlänge (λ1) von 248 nm aufweisen, die hochbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) aufweisen, und Schichten an der ersten, der zweiten und der dritten Stelle - gezählt von der dem Basiselement abgewandten Seite aus - je eine optische Dicke im Bereich von 0,21 λ1 bis 0,28 λ1 in der Weise besitzen, daß der Antireflexfilm Antireflexeigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, die die erste Wellenlänge (λ1) bei 248 nm und eine zweite Wellenlänge (λ2) bei 633 nm als Mittenwellenlängen enthalten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines optischen Elements mit einem Basiselement (30), das mit dem oben beschriebenen Antireflexfilm (40) beschichtet ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines optischen Systems mit Antireflexfilm gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht eines Filmaufbaus eines Antireflexfilms gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche die Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm veranschaulicht;
Fig. 4 eine vergrößerte graphische Darstellung, welche die Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 280 nm zeigt;
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 2 der Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm;
Fig. 6 eine vergrößerte graphische Darstellung, die die Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 2 der Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm zeigt;
Figur '7 eine graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 3 der Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm;
Fig. 8 eine vergrößerte graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 3 der Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm;
Fig. 9 eine schematische Querschnittansicht, die den Filmaufbau eines Antireflexfilms gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 4 der Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm;
Fig. 11 eine vergrößerte graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 4 der Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm;
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 5 der Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm;
Fig. 13 eine vergrößerte graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 5 der Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm;
Fig. 14 eine graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften eines Antireflexfilms gemäß Beispiel 6 der Erfindung in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm; und
Fig. 15 eine vergrößerte graphische Darstellung der Reflexionseigenschaften des Antireflexfilms gemäß Beispiel 6 der Erfindung in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm.
Fig. 1 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung ein optisches System, welches von einem Antireflexfilm Gebrauch macht, der im folgenden beschrieben werden soll. Fig. 1 zeigt Linsen 1 und 2 als optische Elemente. Auf der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche dieser Linsen 1 und 2 befindet sich jeweils ein Antireflexfilm.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittansicht, die den Filmaufbau eines Antireflexfilms gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Film nach dieser Ausführungsform ist ein Antireflexfilm für zwei Wellenlängen mit einer Antireflexionskennlinie für zwei Wellenlängenbereiche, die eine erste Wellenlänge (λ1) von 248 nm und eine zweite Wellenlänge (λ2) von 633 nm als Mittenwellenlängen aufweisen. Bei dieser Ausführungsform wird als Antireflex­ film ein mehrlagiger Film mit abwechselnden Schichten oder Lagen 20 dadurch gebildet, daß fünf schwachbrechende Schichten 21 abwechselnd mit fünf hochbrechenden Schichten 22, das heißt insgesamt 10 Schichten, auf einem Substrat 10, welches zum Beispiel aus Quarz besteht und ein Basiselement des zu beschichtenden optischen Elements darstellt, übereinander angeordnet sind.
Die Schichten, die an ungeradzahligen Stellen bei Betrachtung von der Luftseite her (von der Seite, die dem Substrat abgewandt ist) in Richtung zu der Substratseite hin angeordnet sind (die ungeradzahligen Schichten), das heißt die erste, die dritte, die fünfte, die siebte und die neunte Schicht, sind schwachbrechende Schichten 21, das heißt Schichten mit einem niedrigen Brechungsindex, welche je aus SiO2 oder ähnlichem Material als Hauptbestandteil bestehen, während die an geradzahligen Stellen befindlichen Schichten (die geradzahligen Schichten), das heißt die zweite, die vierte, die sechste, die achte und die zehnte Schicht, je stark brechende Schichten 22 sind und je aus Al2O3 oder ähnlichem Material als Hauptbestandteil bestehen.
Das Schichtmaterial für die schwachbrechenden Schichten 21 ist derart ausgewählt, daß der Brechungsindex jeder schwachbrechenden Schicht für die erste Wellenlänge (λ1) 1,45 bis 1,52 beträgt, während das Material für die hochbrechenden Schichten 22 so gewählt ist, daß der Brechungsindex für jede hochbrechende Schicht 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) beträgt.
Die optische Dicke d1, d2 und da der ersten, der zweiten und der dritten Schicht ist jeweils so eingestellt, daß sie in einen Bereich von 0,21 λ1 bis 0,28 λ1 fällt.
Die optische Dicke jeder Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 20 ist unter den Bedingungen optimiert, daß der für zwei Wellenlängen geeignete Antireflexfilm ein gutes Antireflexionsverhalten in den beiden Wellenlängenbereichen des UV-Lichts der ersten Wellenlänge von 248 nm und des sichtbaren Lichts bei der zweiten Wellenlänge von 633 nm realisierbar ist. Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten bzw. zehnten Schicht innerhalb des mehrlagigen Films 20 der Zehnschicht- Struktur in Bereiche fallen, die deren unten angegebenen Beziehungen genügen, erhält man einen guten Antireflexfilm für zwei Wellenlängen:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,30 λ1 ≦ d4 ≦ 0,35 λ1
0,12 λ1 ≦ d5 ≦ 0,22 λ1
0,10 λ1 ≦ d6 ≦ 0,20 λ1
0,50 λ1 ≦ d7 ≦ 0,70 λ1
0,20 λ1 ≦ d8 ≦ 0,35 λ1
1,00 λ1 ≦ d9 ≦ 1,35 λ1
0,35 λ1 ≦ d10 ≦ 0,75 λ1
Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten bzw. zehnten Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 20 der Zehnschicht- Struktur als weiteres spezifisches Gestaltungsbeispiel in Bereiche fallen, die ihren unten angegebenen Beziehungen genügen, läßt sich ein guter Antireflexfilm für zwei Wellenlängen erhalten:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,30 λ1 ≦ d4 ≦ 0,48 λ1
0,01 λ1 ≦ d5 ≦ 1,15 λ1
0,22 λ1 ≦ d6 ≦ 0,41 λ1
0,39 λ1 ≦ d7 ≦ 0,60 λ1
0,65 λ1 ≦ d8 ≦ 0,85 λ1
0,24 λ1 ≦ d9 ≦ 0,45 λ1
0,32 λ1 ≦ d10 ≦ 0,58 λ1
Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten bzw. zehnten Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 20 der Zehnschicht- Struktur bei einem weiteren spezifischen Gestaltungsbeispiel in Bereiche fallen, die deren unten angegebenen Relationen genügen, läßt sich ein guter Antireflexfilm für zwei Wellenlängen erreichen:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,22 λ1 ≦ d4 ≦ 0,46 λ1
0,05 λ1 ≦ d5 ≦ 1,28 λ1
0,01 λ1 ≦ d6 ≦ 0,25 λ1
0,55 λ1 ≦ d7 ≦ 0,80 λ1
0,55 λ1 ≦ d8 ≦ 0,85 λ1
0,01 λ1 ≦ d9 ≦ 0,15 λ1
0,01 λ1 ≦ d10 ≦ 0,15 λ1
Bei dem alternierend mehrlagigen Film 20 sind die hochbrechenden Schichten 22 vorzugsweise aus einem Oxidfilm gebildet, der als Hauptbestandteil Al2O3 oder ein ähnliches Material enthält, welches sich durch hervorragende Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse auszeichnet, während die schwachbrechenden Schichten 21 vorzugsweise aus einem Oxidfilm gebildet werden, der als Hauptkomponente SiO2 oder ähnliches Material enthält, welches sich ebenfalls durch gute Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen auszeichnet.
Wenn der alternierend mehrlagige Film 20 nur mit den Oxidfilmen gebildet wird, wie es oben erläutert ist, erhält man einen für hohe Leistungsfähigkeit geeigneten Antireflexfilm für zwei Wellenlängen, der die gewünschten Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen des UV-Bereichs und des sichtbaren Bereichs aufweist und sich durch hervorragende Haltbarkeit auszeichnet.
Beispiel 1
Ein für zwei Wellenlängen geeigneter Antireflexfilm mit einem Antireflexionseffekt sowohl für UV-Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm als auch für sichtbares Licht bei einer Wellenlänge von 633 nm wurde einem aus Synthetik-Quarzglas bestehenden Substrat in einer Struktur gemäß Tabelle 1 mit Hilfe eines Niederschlagungsverfahrens im Vakuum hergestellt. Die Reflexionseigenschaften des so gebildeten Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 3 dargestellt. Die Reflexionseigenschaften in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm sind schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 4 dargestellt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm gemäß Beispiel 1 gute Antireflexionseigenschaften für zwei Wellenlängen aufweist, indem er geringes Reflexionsvermögen in einem breiten Band zeigt, was durch ein Reflexionsvermögen von 0,06% oder weniger und einen Wellenlängenbereich von 34 nm mit einem Reflexionsvermögen von 0,2% bei einer Wellenlänge von 248 nm aufweist, außerdem bei einer Wellenlänge von 633 nm ein Reflexions­ vermögen von 0,2% oder darunter besitzt.
Beispiel 2
Auf einem Substrat aus synthetischem Quarzglas wurde mit einem Filmaufbau gemäß Tabelle 2 unter Anwendung eines Sputter-Verfahrens ein für zwei Wellenlängen geeigneter Antireflexfilm mit Antireflexionseigenschaft sowohl für UV-Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm als auch für sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm gebildet. Die Reflexionseigenschaften des so erhaltenen Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 5 dargestellt. Die Reflexionseigenschaften in der Nähe der Wellenlänge von 248 nm sind schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 6 dargestellt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm gemäß Beispiel 2 gute Antireflexionseigenschaften bei zwei Wellenlängen aufweist, indem er ein geringes Reflexionsvermögen in einem breiten Band besitzt, wie dies durch ein Reflexionsvermögen von 0,05% oder weniger und ein Reflexionsvermögen von 0,2% in einem Wellenlängenbereich von 28 nm bei einer Wellenlänge von 248 nm aufweist, während das Reflexionsvermögen bei einer Wellenlänge von 633 nm 0,5% oder weniger beträgt.
Beispiel 3
Es wurde ein Antireflexfilm für zwei Wellenlängen mit Antireflexionseigenschaften sowohl für UV-Licht bei einer Wellenlänge von 248 nm als auch sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm auf einem Substrat aus synthetischem Quarzglas mit einem in Fig. 3 dargestellten Filmaufbau mittels Sputter-Verfahren hergestellt. Die Reflexionseigenschaften des so gebildeten Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 7 dargestellt. Die Reflexionseigenschaften in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm sind schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 8 gezeigt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm gemäß Beispiel 3 gute Antireflexionseigenschaften für zwei Wellenlängen aufweist, indem er ein geringes Reflexionsvermögen in einem breiten Band zeigt, demonstriert durch ein Reflexionsvermögen von 0,05% oder weniger und ein Reflexionsvermögen von 0,2% in einem Wellenlängenbereich von 26 nm bei einer Wellenlänge von 248 nm und einem Reflexionsvermögen von 0,5% oder weniger bei einer Wellenlänge von 633 nm.
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Filmaufbaus eines Antireflexfilms gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Film nach dieser Ausführungsform ist ein für zwei Wellenlängen ausgelegter Antireflexfilm mit Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen, einschließlich einer ersten Wellenlänge (λ1) von 248 nm und einer zweiten Wellenlänge (λ2) von 633 nm als jeweilige Mittenwellenlängen. Bei dieser Ausführungsform ist als Antireflexfilm ein alternierend mehrlagiger Film 40 dadurch gebildet, daß auf einem Substrat 30 (als Basiselement eines zu beschichtenden optischen Elements) aus beispielsweise Quarz abwechselnd vier schwachbrechende Schichten 41 und vier hochbrechende Schichten 42, das heißt insgesamt acht Schichten oder Lagen übereinander gebildet sind.
Die (ungeradzahligen) Schichten, die an ungeradzahligen Stellen bei Betrachtung von der Luftseite (abgewandt von der Seite des Substrats) in Richtung der Substratseite angeordnet sind, das heißt, die erste, die dritte, die fünfte und die siebte Schicht, sind schwachbrechende Schichten 41 je aus SiO2 oder ähnlichem als Hauptbestandteil, während die (geradzahligen) Schichten an geradzahligen Positionen, das heißt die zweite, die vierte, die sechste und die achte Schicht, hochbrechende Schichten 42 mit Al2O3 oder ähnlichem als Hauptbestandteil sind. Ein Schichtmaterial für die schwachbrechenden Schichten 41 ist derart gewählt, daß der Brechungsindex jedes schwachbrechenden Films 1,45 bis 1,52 bei der ersten Wellenlänge (λ1) beträgt, während als Schichtmaterial für die hochbrechenden Schichten 42 ein Material gewählt ist, bei dem der Brechungsindex jedes hochbrechenden Films 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) beträgt.
Die optischen Dicken d1, d2 und d3 der ersten, zweiten und dritten Schicht sind jeweils so voreingestellt, daß sie in einen Bereich von 0,22 λ1 bis 0,28 λ1 fallen. Die optische Dicke jeder Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 40 ist unter den Bedingungen optimiert, daß der für zwei Wellenlängen geeignete Antireflexfilm gute Antireflexionseigenschaften in den beiden Wellenlängenbereichen des UV-Lichts mit einer ersten Wellenlänge von 248 nm und sichtbaren Lichts bei einer Wellenlänge von 633 nm erreicht werden.
Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, und d8 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Schicht in einem solchen mehrlagigen Film 40 einer Achtschicht-Struktur in Bereiche fallen, die ihre nachstehend angegebenen Beziehungen erfüllen, wird ein guter Antireflexfilm für zwei Wellenlängen erhalten:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,72 λ1 ≦ d4 ≦ 0,80 λ1
0,44 λ1 ≦ d5 ≦ 0,52 λ1
0,76 λ1 ≦ d6 ≦ 0,85 λ1
0,33 λ1 ≦ d7 ≦ 0,41 λ1
0,40 λ1 ≦ d8 ≦ 0,51 λ1
Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, und d8 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 40 der Achtschicht-Struktur bei einer weiteren spezifischen Ausgestaltung in Bereiche fallen, die ihre unten angegebenen Beziehungen erfüllen, erhält man einen guten Antireflexfilm für zwei Wellenlängen:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,72 λ1 ≦ d4 ≦ 0,80 λ1
0,44 λ1 ≦ d5 ≦ 0,52 λ1
0,82 λ1 ≦ d6 ≦ 0,92 λ1
0,25 λ1 ≦ d7 ≦ 0,35 λ1
0,43 λ1 ≦ d8 ≦ 0,53 λ1
Wenn die jeweiligen optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, und d8 der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Schicht in dem alternierend mehrlagigen Film 40 der Achtschicht-Struktur eines weiteren spezifischen Ausgestaltungsbeispiels in Bereiche fallen, die ihre entsprechenden, unten angegebenen Beziehungen erfüllen, erhält man einen guten Antireflexfilm für zwei Wellenlängen:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d4 ≦ 0,28 λ1
1,00 λ1 ≦ d5 ≦ 1,20 λ1
0,52 λ1 ≦ d6 ≦ 0,65 λ1
0,22 λ1 ≦ d7 ≦ 0,31 λ1
0,96 λ1 ≦ d8 ≦ 1,12 λ1
Bei dem alternierend mehrlagigen Film 40 sind die hochbrechenden Schichten 42 vorzugsweise aus einem Oxidfilm gebildet, der als Hauptbestandteil Al2O3 oder ein ähnliches Material mit hervorragender Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen umfaßt, während die schwachbrechenden Schichten 41 vorzugsweise aus einem Oxidfilm gebildet sind, der als Hauptbestandteil SiO2 oder ähnliches Material mit hervorragender Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen enthält.
Wenn der alternierend mehrlagige Film 40 mit ausschließlich Oxidfilmen der oben beschriebenen Art gebildet ist, hat man einen Antireflexfilm hoher Leistungsfähigkeit für zwei Wellenlängen, der die gewünschten Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen des UV-Bereichs und eines sichtbaren Bereichs besitzt und sich außerdem durch hervorragende Haltbarkeit auszeichnet.
Beispiel 4
Ein für zwei Wellenlängen ausgelegter Antireflexfilm mit Antireflexionswirkung sowohl für UV-Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm als auch sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm wurde auf einem aus synthetischen Quarzglas bestehenden Substrat gemäß dem in Tabelle 4 angegebenen Schichtaufbau unter Verwendung eines Niederschlagungsverfahrens im Vakuum hergestellt. Die Reflexionseigenschaften des so hergestellten Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 10 dargestellt. Die Reflexionseigenschaften in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm sind schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 11 gezeigt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm gemäß Beispiel 4 gute Antireflexionseigenschaften für zwei Wellenlängen aufweist, indem er geringe Brechkraft in einem breiten Band aufweist, demonstriert durch ein Reflexionsvermögen von 0,15% oder weniger und einem 32 nm betragenden Wellenlängenbereich mit einem Reflexionsvermögen von 0,15% bei einer Wellenlänge von 248 nm und ein Reflexionsvermögen von 0,2% oder weniger bei einer Wellenlänge von 633 nm.
Beispiel 5
Es wurde ein für zwei Wellenlängen ausgelegter Antireflexfilm mit Antireflexionsvermögen für sowohl UV-Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm als auch sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm auf einem Substrat aus synthetischem Quarzglas mit einem Schichtaufbau nach Tabelle 5 mittels eines Sputter-Verfahrens gebildet. Die Reflexionseigenschaften des so gebildeten Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 12 dargestellt. Das Reflexionsverhalten in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm ist schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 13 dargestellt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm gemäß Beispiel 5 gute Antireflexionseigenschaften für zwei Wellenlängen aufweist und geringes Reflexionsvermögen in einem breiten Band besitzt, demonstriert durch ein Reflexionsvermögen von 0,1% oder weniger und ein Wellenlängenband von 22 nm mit einem Reflexionsvermögen von 0,1% bei einer Wellenlänge von 248 nm und einem Reflexionsvermögen von 0,4% oder weniger bei einer Wellenlänge von 633 nm.
Beispiel 6
Es wurde ein für zwei Wellenlängen ausgelegter Antireflexfilm mit Antireflexionswirkung sowohl für UV-Licht bei einer Wellenlänge von 248 nm als auch sichtbares Licht bei einer Wellenlänge von 633 nm auf einem aus synthetischem Quarzglas gefertigten Substrat mit einem Schichtaufbau gemäß Tabelle 6 unter Verwendung eines Sputter-Verfahrens gebildet. Die Reflexionseigenschaften des so gebildeten Antireflexfilms in einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 700 nm sind schematisch in Fig. 14 dargestellt. Das Reflexionsverhalten in der Nähe einer Wellenlänge von 248 nm ist schematisch und in vergrößertem Maßstab in Fig. 15 gezeigt.
Aus diesen Zeichnungen ist ersichtlich, daß der Antireflexfilm nach Beispiel 6 gutes Antireflexionsvermögen bei zwei Wellenlängen aufweist, indem er geringe Reflexionskraft in einem breiten Band besitzt, demonstriert durch ein Reflexionsvermögen von 0,1% oder weniger und ein 28 nm breites Wellenlängenband mit einem Reflexionsvermögen von 0,1% bei einer Wellenlänge von 248 nm, während das Reflexionsvermögen bei einer Wellenlänge von 633 nm 0,5% oder weniger beträgt.
Durch den oben geschilderten Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen Antireflexfilme für zwei Wellenlängen ein extrem effektives gutes Antireflexverhalten in zwei Wellenlängenbereichen für ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 248 nm und sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm, außerdem besitzen die Antireflexfilme hervorragende Beständigkeit.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6

Claims (14)

1. Antireflexfilm, umfassend einen alternierend mehrlagigen Film (20) aus 10 Schichten auf einem Basiselement (10), wobei der Film (20) schwachbrechende Schichten (21), die sich an ungeradzahligen Positionen - gezählt von der dem Basiselement abgewandten Seite her - befinden, und hochbrechende Schichten (22) an geradzahligen Positionen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die schwachbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,52 bei einer ersten Wellenlänge (λ1) von 248 nm aufweisen, die hochbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) aufweisen, und Schichten an der ersten, der zweiten und der dritten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite aus je eine optische Dicke im Bereich von 0,21 λ1 bis 0,28 λ1 in der Weise aufweisen, daß der Antireflexfilm Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, welche die erste Wellenlänge (λ1) von 248 nm bzw. eine zweite Wellenlänge (λ1) von 633 nm als Mittenwellenlängen enthalten.
2. Antireflexfilm nach Anspruch 1, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,30 λ1 ≦ d4 ≦ 0,35 λ1
0,12 λ1 ≦ d5 ≦ 0,22 λ1
0,10 λ1 ≦ d6 ≦ 0,20 λ1
0,50 λ1 ≦ d7 ≦ 0,70 λ1
0,20 λ1 ≦ d8 ≦ 0,35 λ1
1,00 λ1 ≦ d9 ≦ 1,35 λ1
0,35 λ1 ≦ d10 ≦ 0,75 λ1
3. Antireflexfilm nach Anspruch 1, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,30 λ1 ≦ d4 ≦ 0,48 λ1
0,01 λ1 ≦ d5 ≦ 1,15 λ1
0,22 λ1 ≦ d6 ≦ 0,41 λ1
0,39 λ1 ≦ d7 ≦ 0,60 λ1
0,65 λ1 ≦ d8 ≦ 0,85 λ1
0,24 λ1 ≦ d9 ≦ 0,45 λ1
0,32 λ1 ≦ d10 ≦ 0,58 l1
4. Antireflexfilm nach Anspruch 1, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9 und d10 der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten, neunten und zehnten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,21 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,21 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,22 λ1 ≦ d4 ≦ 0,46 λ1
0,05 λ1 ≦ d5 ≦ 1,28 λ1
0,01 λ1 ≦ d6 ≦ 0,25 λ1
0,55 λ1 ≦ d7 ≦ 0,80 λ1
0,55 λ1 ≦ d8 ≦ 0,85 λ1
0,01 λ1 ≦ d9 ≦ 0,15 λ1
0,01 λ1 ≦ d10 ≦ 0,15 λ1
5. Antireflexfilm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die hochbrechenden Schichten (22) aus einem Material gebildet sind, welches als Hauptkomponente Al2O3 enthält, und die schwachbrechenden Schichten (21) aus einem Material gebildet sind, welches als Hauptkomponente SiO2 enthält.
6. Optisches Element mit einem Basiselement (10), welches mit dem Antireflexfilm (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 beschichtet ist.
7. Optisches Element nach Anspruch 6, bei dem das Basiselement (10) aus Quarz gebildet ist.
8. Antireflexfilm, umfassend einen alternierend mehrlagigen Film (40) aus 8 Schichten auf einem Basiselement (10), wobei der Film (40) schwachbrechende Schichten (41), die sich an ungeradzahligen Positionen - gezählt von der dem Basiselement abgewandten Seite her - befinden, und hochbrechende Schichten (42) an geradzahligen Positionen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die schwachbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,52 bei einer ersten Wellenlänge (λ1) von 248 nm aufweisen, die hochbrechenden Schichten je einen Brechungsindex von 1,65 bis 1,80 bei der ersten Wellenlänge (λ1) aufweisen, und Schichten an der ersten, der zweiten und der dritten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite aus je eine optische Dicke im Bereich von 0,21 λ1 bis 0,28 λ1 in der Weise aufweisen, daß der Antireflexfilm Antireflexionseigenschaften in zwei Wellenlängenbereichen aufweist, welche die erste Wellenlänge (λ1) von 248 nm bzw. eine zweite Wellenlänge (λ2) von 633 nm als Mittenwellenlängen enthalten.
9. Antireflexfilm nach Anspruch 8, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 und d8 der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,72 λ1 ≦ d4 ≦ 0,80 λ1
0,44 λ1 ≦ d5 ≦ 0,52 λ1
0,76 λ1 ≦ d6 ≦ 0,85 λ1
0,33 λ1 ≦ d7 ≦ 0,41 λ1
0,40 λ1 ≦ d8 ≦ 0,51 λ1
10. Antireflexfilm nach Anspruch 8, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 und d8 der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,72 λ1 ≦ d4 ≦ 0,80 λ1
0,44 λ1 ≦ d5 ≦ 0,52 λ1
0,82 λ1 ≦ d6 ≦ 0,92 λ1
0,25 λ1 ≦ d7 ≦ 0,35 λ1
0,43 λ1 ≦ d8 ≦ 0,53 λ1
11. Antireflexfilm nach Anspruch 8, bei dem die optischen Dicken d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7 und da der Schichten an der ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Position von der dem Basiselement abgewandten Seite her folgende Beziehungen erfüllen:
0,23 λ1 ≦ d1 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d2 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d3 ≦ 0,28 λ1
0,23 λ1 ≦ d4 ≦ 0,28 λ1
1,00 λ1 ≦ d5 ≦ 1,20 λ1
0,52 λ1 ≦ d6 ≦ 0,65 λ1
0,22 λ1 ≦ d7 ≦ 0,31 λ1
0,96 λ1 ≦ d8 ≦ 1,12 λ1
12. Antireflexfilm nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die hochbrechenden Schichten (42) aus einem Material gebildet sind, welches als Hauptkomponente Al2O3 enthält, und die schwachbrechenden Schichten (41) aus einem Material gebildet sind, welches als Hauptkomponente SiO2 enthält.
13. Optisches Element mit einem Basiselement (30), welches mit dem Antireflexfilm (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 beschichtet ist.
14. Optisches Element nach Anspruch 13, bei dem das Basiselement (30) aus Quarz gebildet ist.
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