DE1948141A1 - Anti-reflective coating for optical element of - transparent plastic - Google Patents

Abstract

The adhesion of the anti-reflective coating to the optical element is improved by an intermediate metal oxide layer which is transparent and insoluble in water. The preferred oxide is aluminium oxide of 30 angstroms (pref. 10 angstroms) thickness. The optical element is either polymethyl methacrylate or polystyrene or acrylonitrile or polycarbonate or one of their copolymers. The anti-reflective coating is either magnesium fluoride or calcium fluoride.

Description

Optisches Element mit Antireflexüberzug Die Oberflächen sämtlicher optischer Elemente reflektieren einen geringen Prozentsatz des einfallenden Lichtes und zwar im typischen Fall 4% an Jeder Oberfläche. Diese Reflexionen haben einen nachteiligen Einfluß auf die Wirkungsweise des optischen Systems, von dem sie einen Teil darstellen, und zwar in zweifacher Hinsicht. Optical element with anti-reflective coating. The surfaces of all Optical elements reflect a small percentage of the incident light typically 4% on each surface. These reflections have one detrimental effect on the operation of the optical system of which it is a part Be part of it in two ways.

Erstens wird die Oesamtmenge des das Bild erzeugenden Lichtes, die durch das optische System hindurchtritt, beträchtlich vermindert, wenn mehrere optische Elemente in diesem System Anwendung finden. Zweitens bewirken diese Reflexionen häufig fehlerhafte Bilder auf der lichtempfindlichen Oberfläche des optischen Systems und dadurch wird die Qualität des erzeugten Bildet Das übliche Verfahren zur Verminderung oder Vermeidung dieser uder-Wunschten Reflexionen besteht darin, einen dtlnnen Überzug aus speziellen Materialien direkt auf Jede Oberfläche des optischen Elementes aufzubringen, die eine Zwischenfläche zwischen Luft und des optischen Element selbst bildet. Bei einem aus Glas oder ähnlichem Werkstoff hergestellten optischen Element besteht ein typischer Überzug aus einem Film aus Magnesium-Fluorid mit einer optischen Dicke von ein Viertel Lichtwellenlänge. Andere Filme oder Kombinationen hiervon sind bei anderen1Änwendungsfällen Ublich.First, the total amount of light producing the image becomes the passes through the optical system, considerably reduced if there are several optical Elements in this system are used. Second, effect these reflections often defective images on the photosensitive surface of the optical system and thereby the quality of the produced forms The usual method of degradation or avoiding these unwanted reflections is to use a thin coating to be applied from special materials directly to every surface of the optical element, which forms an interface between air and the optical element itself. at an optical element made of glass or similar material a typical coating of a film of magnesium fluoride with an optical thickness of a quarter light wavelength. Other films or combinations thereof are included Usual for other applications.

Heutzutage werden optische Elemente häufig nicht mehr aus Glas oder ähnlichem Werkstoff hergestellt sondern aus Plastikmaterial, um die Wirtschaftlichkeit der Herstellung zu verbessern. Beim Gießen von optischen Elementen aus Plastikmaterial rinden verschiedene Materialien Anwendung, damit dem Konstrukteur eine Zahl von Werkstoffen zur Verfilmung steht, deren Brechungsindizes aufeinander abgestimmt werden können. Solche Plastikmaterialien aindbeispielsweise Polymethyl Methacrylat, Polystyrol, Polycarbonate und Acrylonitril-Plastikwerkstoffe und deren Mis@hpolymerisate. Plastische optische Elemente leiden unter den gleichen Nachteilen, die durch unerwünschte Reflexionen an der Luft-Plutik-Zwischenfläche der plastischen optischen Elemente auftreten, wie dies bei optischen Elementen aus Glas der Fall ist. Die Verfahren, die zur Erzeugung eines dUnnen Filmtlberzuges auf Glas zur Verminderung unerwUnsohter Reflexionen benutzt werden, haben sich in Verbindung mit optischen Plastikmaterialien nicht als wirksam erwiesen, weil die Filme auf Plastikmaterial nicht leicht haften, so daß schon bei der normalen behandlung eine Beschädigung möglich ist. Es sind spezielle Uberzuge ftlr Plastikmaterialien entwickelt worden, aber diese leiden unter dem Nachteil, daß sie nach einer gewissen Zeit blind werden bzw.Nowadays optical elements are often no longer made of glass or made of a similar material but made of plastic material in order to improve the economy to improve manufacturing. When casting optical elements from plastic material bark different materials application to allow the designer a number of Materials available for filming, whose refractive indices are matched to one another can be. Such plastic materials, for example polymethyl methacrylate, Polystyrene, polycarbonate and acrylonitrile plastic materials and their mixed polymers. Plastic optical elements suffer from the same disadvantages caused by undesirable Reflections at the air-plastic interface of the plastic optical elements occur, as is the case with optical elements made of glass. The proceedings, those used to create a thin film coating on glass to reduce undesirable effects Reflections have been used in conjunction with plastic optical materials not proven effective because the films do not easily adhere to plastic material, so that damage is possible even with normal treatment. There are special covers for plastic materials have been developed, but these suffer with the disadvantage that they become or become blind after a certain period of time.

verkratzen. Bei einem bekannten Verfahren wird eine Zwischenschicht aus reinem Aluminium zwischen der PlutiklinsenoberflKche und dem Antireflexbelag vorgesehen. Versuche haben Jedoch gezeigt, daß hierdurch die Durchlässigkeit der optischen Oberfläche sehr beträchtlich vermindert wird und unter gewissen Umständen werden die Reflionen vergrößert statt verkleinert.scratch. In one known method, an intermediate layer is used Made of pure aluminum between the plutic lens surface and the anti-reflective coating intended. However, tests have shown that this increases the permeability of the optical surface is reduced very considerably and under certain circumstances the reflections are enlarged instead of reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, die flindung eines Antireflexbelages auf der Oberfläche eines transparenten optischen Plastikelementes zu verbessern. Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung optischer Elemente aus Plastikmaterial mit AntireflezUberztigen, die einen hohen Haftungsgrad Uber lange Zeiten aufweisen und nicht wesentliche Anteile des einfallenden Lichtes absorbieren oder reflektieren.The object of the invention is to provide an anti-reflective coating on the surface of a transparent plastic optical element. Another object of the invention is to provide optical elements made of plastic material with anti-reflective coatings that show a high degree of adhesion over long periods of time and do not absorb or reflect significant portions of the incident light.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Zwischenschicht eine Aluminium-Oxyd-8chicht zwischen den Antireflexbelag und dem aus transparenten Plastikmaterial bestehenden optischen Element eingefügt wird. Diese Zwischenschicht wird als metallisches Aluminium abgelagert und dann sofort zu AlumXnium-Oxyd oxydiert.According to the invention, this object is achieved in that as an intermediate layer an aluminum oxide layer between the anti-reflective coating and the transparent one Plastic material is inserted into the existing optical element. This intermediate layer is deposited as metallic aluminum and then immediately oxidized to aluminum oxide.

Diese Oxydation zu Aluminium-Oxyd erfolgt vor der Ablagerung eines Antireflexbelages auf dem optischen Element. Typische Antireflexüberzüge sind z.B. Magnesium-Fluorid mit einer optischen Dicke von ein Viertel Wellenlänge, aufgebracht auf die Oberflächen eines transparenten optischen Plastikelementes,auf dem vorher Aluminium-Oxyd gebildet wurde. Ein solcher Überzug widersteht einer rauhen Behandlung, während gleiche Antireflexüberzüge, die direkt auf die Plastikoberfläche aufgebracht werden, mechanisch leicht abgerieben werden können.This oxidation to aluminum oxide occurs prior to the deposition of a Anti-reflective coating on the optical element. Typical anti-reflective coatings are e.g. Magnesium fluoride with an optical thickness of a quarter wavelength is applied on the surfaces of a transparent plastic optical element on which previously Aluminum oxide was formed. Such a coating withstands rough treatment, while same anti-reflective coatings that are applied directly to the plastic surface can be easily rubbed off mechanically.

Nachstehend wird ein Aus führungsbeispi eI der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt eines mit dem AntireflsEbelag nach der Erfindung ausgestatte.In the following, an execution example of the invention is based on the Drawing described. The only figure in the drawing shows a section of a Equipped with the anti-reflective covering according to the invention.

ten optischen Linsenelementes. Hierbei ist die Dicke der Schichten maßstäblich Ubertrieben dargestellt.th optical lens element. Here is the thickness of the layers Exaggerated to scale.

Die aus transparentem Material bestehende Plastiklinse mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Der Antireflexbelag trägt das Bezugszeichen 2. Gemäß der Erfindung ist eine Schicht aus transparentem Metalloxyd 3 zwischengefügt, das in Wasser unlöslich ist und zwar z.B. Aluminium-Oxyd; diese Zwischenschicht befindet sich zwischen dem Antireflexbelag und der Linse.The plastic lens made of transparent material with the reference number 1 provided. The anti-reflective coating bears the reference number 2. According to the invention interposed a layer of transparent metal oxide 3, which is insoluble in water is, for example, aluminum oxide; this intermediate layer is located between the Anti-reflective coating and the lens.

Die Benutzung von Aluminium als Zwischenschicht wurde bereits vorgeschlagen. Das Aluminium führt zu einer zufriedenstellenden Verbindung zwischen Antireflexbelag und transparentem Plastikelement.The use of aluminum as an intermediate layer has already been proposed. The aluminum leads to a satisfactory connection between the anti-reflective coating and transparent plastic element.

Es hat sich Jedoch herausgestellt, daß Aluminium selbst eine beträohtliche Lichtabsorption bedingt, was einen sehr schEdlMhen Effekt wenigstens dann darstellt, wenn die Gesamtlichtdurchlässigkeit des transparenten plastischen Elementes wichtig ist, z.B. bei der Verwendung als photographisches Objektiv. Eine aus reinem Aluminium bestehende Zwischenschicht absorbiert das einfallende Licht in einer Menge, die proportional zur Dicke des Aluminiums ist. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird Aluminium-Oxyd als Zwischenschicht benutzt, weil sich herausgestellt hat, daß Aluminiwn-Oxfrd diese schädliche Absorptionswirkung nicht besitzt und eine gute Durchlässigkeit besitzt.However, it has been found that aluminum itself is a considerable one Light absorption conditional, which is a very bad effect at least when the total light transmission of the transparent plastic element is important, e.g. when used as a photographic lens. An intermediate layer made of pure aluminum absorbs the incident light in an amount proportional to the thickness of the Aluminum is. According to a preferred embodiment of the invention, aluminum oxide is used used as an intermediate layer because it has been found that aluminum oxide is this does not have a harmful absorption effect and has good permeability.

Die Zwischenschicht aus Alumnium-Oxyd wird auf die folgende Art und Weise hergestellt: Das optische Element aus Plastikmaterial, welches mit dem Antireflexbelag versehen werden soll, wird in eine Vakuzltnkammer eingebracht, die abgedichtet ist und dann wird die Kammer evakuiert, bis der Druck auf einen Punkt reduziert ist, an dem der mittlere freie Pfad der restlichen Gasmoleküle größer ist als der Abstand zwischen dem plastischen optischen Element, das überzogen werden soll und den Dampfquellen für die verschiedenen Überzüge. Nachdem die Kammer ordnungsgemäß evakuiert ist, wird das optische Element aus Plastikmaterial, z.B. eine Linse, mit einer sehr dtinnen Schicht aus Aluminium überzogen, indem metallisches Aluminium von einer sehr heißen Quelle her aufgedampft wird und zwar im typischen Fall mittels eines Wolframfadens, der mit metallisohem Aluminium verßehen ist. Die Verdampfung wird dadurch bewirkt, daß der Faden durch einen elektrischen Strom erhitzt wird, bis er eine Temperatur erreicht, die ausreicht, um das Aluminium zu schmelzen und ZU verdampfen. Da die Kammer vollständig evakuiert ist, können die Aluminiumatome leicht die Oberfläche des aus Plastikmaterial bestehenden optischen Elementes erreichen. Das Aufdampfen von Aluminium auf das aus Plastikmaterial bestehende optische Element oder die Linse wird fortgesetzt, bis die Dicke der Metallschicht auf der Linse etwa 7 Angström erreicht hat.The intermediate layer of aluminum oxide is made in the following manner and Wise made: The optical element made of plastic material, which is covered with the anti-reflective coating is to be provided, is introduced into a vacuum chamber, which is sealed and then the chamber is evacuated until the pressure is reduced to a point where the mean free path of the remaining gas molecules is greater than the distance between the plastic optical element to be coated and the steam sources for the different coatings. After the chamber is properly evacuated, the optical element made of plastic material, e.g. a lens, becomes very thin Layer of aluminum coated by removing metallic aluminum from a very hot Source is vapor-deposited, typically by means of a tungsten filament, which is provided with metallisohem aluminum. The evaporation is caused by that the thread is heated by an electric current until it has a temperature that is sufficient to melt the aluminum and to vaporize it. Since the Chamber is completely evacuated, the aluminum atoms can easily hit the surface of the optical element made of plastic material. The vapor deposition from aluminum to the plastic optical element or lens continues until the thickness of the metal layer on the lens is about 7 angstroms has reached.

Die bevorzugte Dicke liegt bei etwa 7 Angström, Jedoch erweist sich Jeder Überzug aus Alumnium gleichmäßiger Dicke als geeignet, wenn dieser etwa 20 Angström nicht überschreitet. Eine Aluminiumschicht von 20 Angström ergibt eine Aluminium-QKydschicht von etwa 30 Angström Dicke. Die Dicke der Aluminiumschicht kann auf irgendeine Weise gesteuert bzw. überwacht werden, Jedoch besteht das bevorzugte Verfahren darin, einen Quarzkristalloszillator in der Kammer in der Nähe des optischen Elementes aus Plastikmaterial derart anzuordnen, daß der Quarzkristalloszillator mit einer Schicht gleicher Dicke wie die Linse überzogen wird.The preferred thickness is about 7 angstroms. However, it turns out Any aluminum coating of uniform thickness is considered suitable if it is around 20 Angstrom does not exceed. A layer of aluminum of 20 angstroms results in an aluminum QKyd layer about 30 angstroms thick. The thickness of the aluminum layer can be controlled or monitored in any way, however, is the preferred one Method therein, a quartz crystal oscillator in the chamber near the optical Element made of plastic material to be arranged in such a way that the quartz crystal oscillator is covered with a layer of the same thickness as the lens.

Durch eine elektronische Anordnung kann die Resonanzfrequenz des Kristallquarzoszillators überwacht werden. Diese Resonanzfrequenz sinkt ab, wenn Aluminium auf das Quarzkristall aufgedampft wird. Die Frequenzänderung kann zur Bestimmung der Dicke des Aluminiums benutzt werden, das auf das Quarzkristall aufgedampft wurde. Die Dicke des Aluminiums auf dem optischen Element als Plastikmaterial wird in gleicher Starke angenommen wie die Schicht auf dem Quarzkristall. Unmittelbar nachdem der Aluminiumüberzug in der erwünschten Dicke aufgebracht wurde, wird Luft in die Vakuumkammer eingeführt, um die Aluminiumsohicht vollständig zu Aluminiumoxyd zu oxydieren. Diese Oxydation kann stattdessen auch dadurch erreicht werden, daß die frische Aluminium schicht reinem Sauerstoff ausgesetzt wird. Während der Oxydation wird die Alumlnflumschicht einer messbaren Zunahme in der Dickendimension unterworfen. Die vollständig oxydierte Aluminiumschicht ist etwa 1,5 mal dicker als die metallische Aluminiumschicht vor der Oxydation. Diese Vergrößerung der Dicke muß in Betracht gezogen werden, wenn die Dicke der Aluminiumschicht bestimmt wird.The resonance frequency of the crystal quartz oscillator be monitored. This resonance frequency drops when aluminum hits the quartz crystal is vaporized. The change in frequency can be used to determine the thickness of the aluminum used, which has been evaporated onto the quartz crystal. The thickness of the aluminum on the optical element as a plastic material is adopted in equal strength like the layer on the quartz crystal. Immediately after the aluminum plating has been applied in the desired thickness, air is introduced into the vacuum chamber, to completely oxidize the aluminum layer to aluminum oxide. This oxidation can instead be achieved by the fact that the fresh aluminum layer exposed to pure oxygen. During the oxidation the aluminum layer becomes subjected to a measurable increase in thickness dimension. The completely oxidized Aluminum layer is about 1.5 times thicker than the metallic aluminum layer before of oxidation. This increase in thickness must be taken into account when the thickness of the aluminum layer is determined.

Eine Aluminiumschicht von 7 Angström Dicke ist zu bevorsugen, weil hierbei eine sehr schnelle Oxydation in einer kurzen Zeit über die gesamte Dicke bewirkt wird und eine Schicht aus Aluminiumoxyd entsteht, deren Dicke etwa 10 Angström ist. Aluminiumschichten von weniger als 20 Angström Dicke sind zu bevorzugen, weil dickere Schichten aus Aluminium nicht leicht zu Aluminiumoxyd über ihre gesamte Stärke oxydieren. Eine unvollständige Qxydztlon einer dickeren Aluminiumschicht würde in unerwünschter Weist eine Lage reinen metallischen Aluminiums auf der Oberfläche der Linse belassen, was wiederum zu einer Absorption eines Teils des einfallenden Lichtes führen würde, wobei möglicherweise ein anderer Teil noch reflektiert würde. Diese beiden Wirkungen wurden bereits oben als unerwünscht gekennzeichnet. Die Umwandlung von Aluminium in Aluminiumoxyd kann auch durch Anderung der Resonanzfrequenz des Quarzkristalloszillators überwacht werden, weil die Masse des Überzugs auf dem Oszillator sich ändert, wenn das Aluminium zu Aluminiumoxyd oxydiert wird. Die Frequenz des Kristalls ändert sich weiter, bis das Aluminium vollständig oxydiert ist. Dann ändert sich die Frequenz des Kristalles nicht weiter. Hierdurch wird angezeigt, daß der Oxydationsvorgang vollendet ist. Nachdem die Oxydation völlig vollendet ist, wird ein Antireflexbelag aus Magnesium-Fluorid oder anderem geeignetem Material direkt auf das Aluminiumoxyd aufgedampft. Dieser Belag bedeckt nunmehr die Oberfläche des transparenten optischen Elementes aus Plastikinaterial, nachdem die Verdampfung durchgeführt ist.A layer of aluminum 7 Angstroms thick should be avoided because in this case a very rapid oxidation in a short time over the entire thickness and a layer of aluminum oxide is formed, the thickness of which is about 10 angstroms is. Aluminum layers less than 20 Angstroms thick are preferred because thicker layers of aluminum do not readily form aluminum oxide over their entire area Oxidize starch. An incomplete oxidation of a thick layer of aluminum would undesirably have a layer of pure metallic aluminum on the surface left on the lens, which in turn leads to absorption of a part of incident light, with possibly another part still reflecting would. Both of these effects have already been identified as undesirable above. The conversion of aluminum into aluminum oxide can also be achieved by changing the resonance frequency of the quartz crystal oscillator because the mass of the coating on the The oscillator changes when the aluminum is oxidized to aluminum oxide. The frequency of the crystal continues to change until the aluminum is completely oxidized. then the frequency of the crystal does not change any further. This indicates that the oxidation process is complete. After the oxidation is fully completed is an anti-reflective coating made of magnesium fluoride or other suitable material Vaporized directly onto the aluminum oxide. This coating now covers the surface of the transparent plastic optical element after evaporation is carried out.

Eine dünne Schicht aus Aluminium ist zu bevorzugen, weil sie leicht zu Aluminiumoxyd oxydiert werden kann und dieses Aluminiumoxyd ist über die gesamte Dicke der Schicht transparent. Eine dicke Aluminiumschicht kann nicht so leicht über die gesamte Dicke zu Aluminiumoxyd oxydiert werden, ohne spezielle weitere Verfahrensstufen einzufügen und es kann deshalb eine metallische Aluminiumschicht auf der optischen Oberfläche verbleiben, die das Licht absorbiert und schädliche Wirkungen auf die Lichtdurchlässigkeit des optischen Elementes ausübt. Eine dünne Restschicht aus reinem Aluminium könnte auch die Reflexion auf der Oberfläche vergrößern, während es gerade Zweck der Erfindung ist, diese Reflexion einfallenden Lichtes zu vermindern.A thin layer of aluminum is preferable because it is lightweight Can be oxidized to alumina and this alumina is all over Thickness of the layer transparent. A thick layer of aluminum cannot do this easily be oxidized to aluminum oxide over the entire thickness, without any special additional ones Insert process steps and it can therefore be a metallic aluminum layer remain on the optical surface, which absorbs the light and harmful Effects on the light transmission of the optical element. A thin one Remaining layer of pure aluminum could also increase the reflection on the surface, while it is precisely the purpose of the invention to prevent this reflection of incident light to diminish.

Die optische Dicke des Antireflexbelages, der unter Zwischenfügung der Aluminiumoxydschicht aufgebracht wird, kann in bekannter Weise gesteuert werden, wodurch die Durchlässigkeit und die Antireflexionaeigenschaften es optischen Elementes aus Plastikmaterial für verschiedene Bereiche des Liohtspektrums verbessert werden können, Je nach Zweck und Anwendung des optischen Elementes.The optical thickness of the anti-reflective coating, which is interposed the aluminum oxide layer is applied can be controlled in a known manner, thereby enhancing the transparency and anti-reflective properties of the optical element made of plastic material for different areas of the light spectrum can be improved can, depending on the purpose and application of the optical element.

Uberzuge,die Reflexe vermeiden sollen und nach der Erfindung hergestellt werden, widerstehen einer mechanischen Abnutzung im Gegensatz zu Ueberzügen, die ohne Aluminiumoxyd-Zwischenschicht auf das optische Element aus Plastikmaterial aufgebracht wurden.Coatings designed to avoid reflections and manufactured according to the invention resist mechanical wear, unlike coatings that without aluminum oxide intermediate layer on the optical element made of plastic material were applied.

Die Güte der Verbindung zwischen dem Überzug und dem optischen Element wird durch eine Standardprüfung für Uberzugsadhäsion bestimmt und diese Prüfung besteht darin, ein Zellophanband auf den Überzug auf der Oberfläche aufzubringen, wonach das Band abgezogen wird. Wenn der Antireflexbelag beim Abziehen des Bandes von der Oberfläche entfernt wird, stellt dies einen unzulänglichen Überzug dar. Es hat sich gezeigt, daß Überzüge, die gemäß-der Erfindung hergestellt werden, diesem Abstreiftest besser widerstehen als Jene überzüge, die keine Zwischenschicht aus Metalloxyd besitzen.The quality of the connection between the coating and the optical element is determined by a standard test for coating adhesion and this test consists of putting a cellophane tape on the cover on the surface, after which the tape is peeled off. If the anti-reflective coating when pulling off the tape is removed from the surface, it represents an inadequate coating. It has been shown that coatings that are produced according to the invention, this Peel off better than those coatings that do not have an interlayer Possess metal oxide.

Die Versuche, die durchgeführt wurden, um zu beweisen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine verbesserte Adhäsion von Antireflexbelägen auf optischen Elementen aus Plastikmaterial erhalten werden kann, wurden in Verbindung mit Linsen durchgeführt, die aus unterschiedlichen Plastikmaterial bestanden, einschließlich solchen aus Methachrylat, Polystyrol und Acrylonitril. Bei diesen Versuchen wurde eine Zwischenschicht aus Aluminiumoxyd mit einer Dicke von 10 Angström bevorzugt, weil es einerseits leicht war, die Dicke der Aluminiumausgangsschicht zu bestimmen und andererseits eine vollständige Oxydation Uber die gesamte Dicke leicht durchgeführt werden konnte. Es wurden dann Antireflexschichten mit 1/4 Wellenlänge optischer Dicke sowohl aus Magnesium-Fluorid als auch aus Kalzium-Fluorid auf die Zwischenschicht bei verschiedenen Versuchen aufgedampft. Eine beträchtliche Verbesserung der Verbindung zwischen Magnesium-Fluorid und Plastiklinse durch Benutzung der Aluminium-Oxydzwischenschioht zeigte sich, aber die Verbesserung der Adhäsion von Kalzium-Fluorid auf der Plastiklinse durch Benutzung einer Aluminiumoxyd-Zwischenschicht war noch wesentlich markanter. Die Verbesserung der Verbindung zwischen Kalzium-Fluorid und Plastikmaterial ist insbesondere deshalb wichtig, weil Kalzium-Fluorid ein Material ist, das besonders schwierig auf optischen Elementen und Linsen aus Plastikmaterial aufgebracht werden kann.The experiments that were carried out to prove that with the Method according to the invention on improved adhesion of anti-reflective coatings Optical elements obtained from plastic material have been related performed with lenses made from a variety of plastic materials, including those made of methachrylate, polystyrene and acrylonitrile. In these attempts was an intermediate layer of aluminum oxide with a thickness of 10 angstroms is preferred, because on the one hand it was easy to determine the thickness of the aluminum starting layer and, on the other hand, complete oxidation is easily carried out over the entire thickness could be. 1/4 wavelength antireflective coatings then became more optical Thickness of both magnesium fluoride and calcium fluoride on the intermediate layer vaporized in various attempts. A significant improvement in the connection between magnesium fluoride and plastic lens by using the aluminum oxide intermediate layer showed, but the improvement in the adhesion of calcium fluoride to the plastic lens using an aluminum oxide intermediate layer was even more distinctive. Improving the bond between calcium fluoride and plastic material is there especially important because calcium fluoride a material is particularly difficult on optical elements and lenses made of plastic material can be applied.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird der Aluminiumoxydüberzug durch Verdampfung von Aluminium aufgebracht und dann wird dieses Aluminium sogleich oxydiert, indem Luft oder Sauerstoff eingeführt werden, Jedoch ist dies nicht zwingend und es können andere Verfahren zur Aufbringung einer dünnen Aluminiumoxydschicht auf das transparente, aus Plastikmaterial bestehende optische Element Anwendung rinden, worauf dann der Antireflexbelag aufgebracht wird.As described above, the aluminum oxide coating is carried out by Evaporation of aluminum applied and then this aluminum is immediately oxidized, by introducing air or oxygen, however this is not mandatory and there can be other methods of applying a thin layer of aluminum oxide use the transparent optical element made of plastic material, whereupon the anti-reflective coating is applied.

Die Verwendung von Aluminiumoxyd als Zwischenschicht ist zu bevorzugen, weil dieses Material verschiedene, für diesen Zweck gewünschte Eigenschaften besitzt. Die als metallische Schicht aufgebrachte Zwischenschicht kann auf einfachste Weise an Ort und Stelle oxydiert werden. Nach der Oxydation ist diese Zwischenschicht transparent und absorbiert daher nur wenig oder garkein Licht, das auf das Element einfällt. Aluminiumoxyd ist außerdem sehr hart und kann deshalb einer mechanischen Beanspruchung hohen Widerstand entgegensetzen.The use of aluminum oxide as an intermediate layer is preferred, because this material has various properties desired for this purpose. The intermediate layer applied as a metallic layer can be applied in the simplest possible way be oxidized on the spot. This intermediate layer is after the oxidation transparent and therefore absorbs little or no light that hits the element occurs. Aluminum oxide is also very hard and can therefore be mechanical Oppose high resistance to stress.

Es hat sich außerdem gezeigt, daß Aluminiumoxyd in Wasser unlöslich ist. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft für Material, welches als optischer Überzug benutzt wird, weil es nur dann mYgllch ist, daß der Überzug dem Wasserdampf der Atmosphäre ausgesetzt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich der Überzug durch die Wirkung von Wasserdampf auf das Material der Zwischenschicht löst.It has also been shown that aluminum oxide is insoluble in water is. This is a very important property for material, which is called optical Coating is used because it is only possible that the coating is exposed to water vapor can be exposed to the atmosphere without the risk of the Coating dissolves through the action of water vapor on the material of the intermediate layer.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Optisches Element aus transparentem Plastikwerkstoff mit Antireflexbelag, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß eine Metalloxydschicht vorgesehen ist, die eine Verbindung zwischen dem optischen Element aus transparentem Plastikmaterial und dem Antireflexbelag bildet, wodurch die AdhKsion des Antireflexbelages auf dem optischen Element aus transparentem Plastikmaterial verbessert wird, 1. Optical element made of transparent plastic material with anti-reflective coating, in that a metal oxide layer is provided which a connection between the optical element made of transparent plastic material and the anti-reflective coating, whereby the AdhKsion of the anti-reflective coating on the optical element made of transparent plastic material is improved, 2. Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Metalloxyd transparent und in Wasser unlöslich ist.2. Optical Element according to Claim 1, characterized in that the metal oxide is transparent and insoluble in water. 3. Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die die Verbindung zwischen dem optischen Element aus transparentem Plastikmaterial und dem Antireflexbelag bildende Metalloxydschicht aus Aluminiumoxyd besteht.3. Optical element according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the connection between the optical element made of transparent Plastic material and the metal oxide layer of aluminum oxide forming the anti-reflective coating consists. 4. Opt isches Element nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Dicke der Aluminiumoxydschicht nicht mehr als 30 Angström beträgt.4. Optical element according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c That is, the thickness of the alumina layer is no more than 30 Angstroms. 5. Optisches Element nach Anspruch 4, -dadurch g e k ,e n n z e i c h n e t daß die Dicke der Aluminiumoxydschicht etwa 10 Angström beträgt.5. Optical element according to claim 4, thereby g e k, e n n z e i c h n e t that the thickness of the aluminum oxide layer is about 10 Angstroms. 6. Optisches Element nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das optische Element aus transparentem Plastikmaterial besteht, welches aus der Gruppe ausgewUhlt ist, die Polymethyl~Methacrylat, Polystyrol, Acrylonitril und Polycarbonat-Plastikmaterialien und ihre Mischpolimerisate umraat.6. The optical element according to claim 9, characterized in that it is e k e n n z e i c It does not mean that the optical element consists of a transparent plastic material, which is selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polystyrene, and acrylonitrile and polycarbonate plastics and their mixed polymers umraat. 7. Optisches Element nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Antireflexbelag aus derJenigen Gruppe ausgewählt ist, die Magnesium-Fluorid und Calzium-Fluorid umfaßt. 7. Optical element according to claims 1 to 6, characterized g e k e notify that the anti-reflective coating is selected from the group which includes magnesium fluoride and calcium fluoride. 8. Verfahren zur Erzeugung eines optischen Elementes aus transparentem Plastikmaterial mit einem Antireflexüberzug nach den Ansprüchen 1 - 7, g e k e n n z e i c h n e t durch die folgenden Verfahrensstufen: Das optische Element aus transparentem Plastikmaterial wird mit einer Schicht aus einem Metalloxyd überzogen, die transparent und in Wasser unlöslich ist; Es wird ein Antireflexionsbelag direkt auf die Netalloxydschicht aufgebracht, die die Oberfläche des optischen Elementes aus transparentem Plastikmaterlal bedeckt. 8. Method for producing an optical element from transparent Plastic material with an anti-reflective coating according to claims 1-7, g e k e n n z e i c h n e t through the following process steps: The optical element off transparent plastic material is covered with a layer of a metal oxide, which is transparent and insoluble in water; It becomes an anti-reflective coating directly applied to the Netalloxydschicht, which is the surface of the optical element covered in transparent plastic material. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das optische Element aus transparentem Plastikmaterial in eine Vakuumkammer eingebracht wird, daß diese Kammer evakuiert wird, daß auf dem optischen Element aus tonsparcntem Plastilonaterial eine Schicht aus verdampfte Metall abgelagert wird, dessen Oxyd transparent und in Wasser unlöslich ist, daß die Metallschicht an Ort und Stelle oxydiert wird und daß ein Antlreflgxbelag direkt auf die Netalloxydschicht aufgebracht wird, die die Oberfläche des optischen Elementes aus transparente Plastilonaterial bedeckt. 9. The method according to claim 8, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the optical element made of transparent plastic material in a vacuum chamber is introduced that this chamber is evacuated that on the optical element A layer of vaporized metal is deposited from clay-sparse plastic material whose oxide is transparent and insoluble in water, that the metal layer is oxidized on the spot and that an anti-reflective coating directly on the netalloxydschicht is applied, the surface of the optical element made of transparent plastic material covered. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n 8 e i c h n e t, daß Aluminium auf das transparente optische Element aus Plactibsiterial aufgedampft wird, bis die Dicke der Aluminiumschicht etwa 20 Angström beträgt, so daß nach der Oxydation die Oesanxtdleke des Aluminiumoxyds nicht mehr als 30 Angström beträgt.10. The method according to claim 9, characterized in that g e k e n n 8 e i c h n e t, that aluminum is vapor-deposited onto the transparent optical element made of Plactibsiterial is until the thickness of the aluminum layer is about 20 Angstroms, so that after Oxidation the thickness of the aluminum oxide is not more than 30 angstroms.