DE102013207903B4

DE102013207903B4 - Method for coating a spectacle lens

Info

Publication number: DE102013207903B4
Application number: DE102013207903.6A
Authority: DE
Inventors: Norbert Hugenberg; Stefan Kraus; Bernhard von Blanckenhagen
Original assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2024-10-24
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: DE102013207903A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Brillenglas (101) umfassend die Schritte:- Bereitstellen (201) des Brillenglases (101), welches wahlweise eine erste Beschichtung aufweisen kann- Aufwachsen (211) einer Schicht auf das Brillenglas (101) durch ionenunterstütztes Elektronenstrahlverdampfen von SiO2oder einer Mischung aus SiO2mit bis zu 10 Massenprozent Al2O3, wobei das Aufwachsen (211) der Schicht unter Beaufschlagung mit Ar+-Ionen mit einer kinetischen Energie zwischen 50 und 200 eV am Ort des Aufwachsens der Schicht erfolgt dadurch gekennzeichnet, dass- das Aufwachsen (211) der Schicht unter Zustrom von gasförmigem O2erfolgt und dass die Beaufschlagung mit Ar+-Ionen bei einer Ionenstromdichte zwischen 10 und 100 µA/cm2am Ort des Aufwachsens der Schicht erfolgt, und dass- unmittelbar auf die aufgewachsene Schicht eine Beschichtung abgeschieden wird (213), die mindestens eine Organosilanverbindung aufweist, mit einer Polyoxyalkylengruppe umfassend weniger als 80 Kohlenstoffatome und mindestens ein wenigstens eine hydrolysierbare Gruppe hervorbringendes Siliziumatom.Method for producing a coating on a spectacle lens (101) comprising the steps:- providing (201) the spectacle lens (101), which can optionally have a first coating- growing (211) a layer on the spectacle lens (101) by ion-assisted electron beam evaporation of SiO2 or a mixture of SiO2 with up to 10 percent by mass of Al2O3, wherein the growth (211) of the layer takes place under the action of Ar+ ions with a kinetic energy between 50 and 200 eV at the location of the growth of the layer, characterized in that- the growth (211) of the layer takes place under the inflow of gaseous O2 and that the action of Ar+ ions takes place at an ion current density between 10 and 100 µA/cm2 at the location of the growth of the layer, and that- a coating is deposited directly on the grown layer (213), which has at least one Organosilane compound having a polyoxyalkylene group comprising less than 80 carbon atoms and at least one silicon atom producing at least one hydrolyzable group.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten einer Brillenlinse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for coating a spectacle lens according to the preamble of patent claim 1.

Heutige Brillengläser (Korrektionsbrillen, Sonnenbrillen, Ski/Sport Brillen, Schutzbrillen) beschlagen unter ungünstigen Bedingungen. Diese Bedingungen sind zum einen der Übergang von einer kalten Umgebung in eine warme Umgebung (z.B. wenn man im Winter bei kalten Temperaturen von draußen in die geheizte Wohnung kommt oder wenn man in einem Land mit tropischen Klimabedingungen ein klimatisiertes Gebäude verlässt), zum anderen wenn das Brillenglas mit einer Quelle warmer oder heißer Luft mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit in Kontakt kommt (z.B. beim Öffnen des Deckels eines Topfs mit kochendem Wasser, beim Öffnen eines heißen Backofens, beim Öffnen der noch warmen Geschirrspülmaschine oder wenn dampfgesättigte warme Luft aus einer Tasse mit einem Heißgetränk aufsteigt).Today's lenses (prescription glasses, sunglasses, ski/sports glasses, safety glasses) fog up under unfavorable conditions. These conditions are, on the one hand, the transition from a cold environment to a warm environment (e.g. when you come from outside into a heated apartment in winter when it is cold or when you leave an air-conditioned building in a country with tropical climate conditions), and on the other hand when the lens comes into contact with a source of warm or hot air with high relative humidity (e.g. when you open the lid of a pot of boiling water, when you open a hot oven, when you open a dishwasher while it is still warm, or when steam-saturated warm air rises from a cup of hot drink).

3 zeigt ein beschlagenes Brillenglas. Es erscheint „milchig“ und ist nicht mehr transparent. Typischerweise muss der Brillenträger nach dem Beschlagen seine Brille abnehmen und warten bis der Beschlag verschwindet oder er muss den Beschlag mit einem Tuch abwischen. 3 shows a fogged up lens. It appears "milky" and is no longer transparent. Typically, the wearer has to take off his glasses after fogging and wait until the fog disappears or he has to wipe the fog off with a cloth.

Untersucht man den Beschlag mit einem Lichtmikroskop, wie dies z.B. die 4 zeigt, stellt man fest, dass der Beschlag aus kleinen Wassertröpfchen besteht. Diese haben einen Durchmesser von typischerweise 20 µm. Der Oberflächenbelegungsgrad dieser Tröpfchen ist in etwa 50 % , was auch kinetische theoretische Modelle vorhersagen (siehe z.B. B. J. Briscoe and K.P. Galvin, Solar Energy, 46(4), 1991, Seiten 191-197 ).If you examine the fitting with a light microscope, as is the case with 4 shows that the fog consists of small water droplets. These have a diameter of typically 20 µm. The surface coverage of these droplets is approximately 50%, which is also predicted by kinetic theoretical models (see e.g. B. J. Briscoe and KP Galvin, Solar Energy, 46(4), 1991, pages 191-197 ).

Dass ein beschlagenes Brillenglas milchig erscheint, liegt daran, dass die Lichtausbreitung durch die Tröpfchen gestört wird. 5 zeigt ein solches Tröpfchen 501 schematisch und definiert den Kontaktwinkel θ als den Winkel, den das Tröpfchen 501 auf der Oberfläche 502 des Brillenglases 500 zu dieser Oberfläche 502 bildet.The reason a fogged-up lens appears milky is because the light propagation is disrupted by the droplets. 5 shows such a droplet 501 schematically and defines the contact angle θ as the angle that the droplet 501 on the surface 502 of the spectacle lens 500 forms with this surface 502.

6 zeigt die Lichttransmission T durch eine mit Wasser beschlagene Oberfläche als Funktion des Kontaktwinkels θ der Wassertröpfchen. Mit der Reduzierung der Transmission T geht gleichzeitig eine Erhöhung des Streulichtanteils einher, der das Glas milchig erscheinen lässt. Man erkennt in 6, dass ein niedrigerer Kontaktwinkel θ der Wassertröpfchen als 45° vorteilhaft ist, die Transmission T also hoch und der Streulichtanteil niedrig ist. 6 shows the light transmission T through a water-fogged surface as a function of the contact angle θ of the water droplets. The reduction in transmission T is accompanied by an increase in the amount of scattered light, which makes the glass appear milky. 6 that a lower contact angle θ of the water droplets than 45° is advantageous, the transmission T is therefore high and the amount of scattered light is low.

Da sich die Kondensation von Wasser unter den Bedingungen, bei denen Brillengläser beschlagen, nicht verhindern lässt, nach der in 6 gezeigten Darstellung ein Lösungsansatz, die Oberfläche so zu behandeln, dass die Wassertropfen einen kleinen Kontaktwinkel θ mit der Oberfläche ausbilden.Since the condensation of water cannot be prevented under the conditions in which spectacle lenses fog up, according to the 6 The illustration shows a solution to treat the surface in such a way that the water droplets form a small contact angle θ with the surface.

Es gibt Ansätze, wie dies für Brillengläser umgesetzt werden kann. Typischerweise sind dies Sprays oder mit Flüssigkeiten getränkte Tücher. Die zum Einsatz kommenden Flüssigkeiten sind dabei aus der Gruppe der hydrophilen Tenside. Es gibt eine Vielzahl solcher Produkte am Markt z.B. ein unter der Marke Clarity Defog It™ vertriebenes Produkt der Firma Nanofilm, und ein von der Firma Essilor angebotenes Produkt mit der Bezeichnung Optifog. Diesen Produkten ist gemeinsam, dass der Anti-Beschlag Effekt nicht dauerhaft ist, sondern die Lösung regelmäßig auf die Oberfläche aufgetragen werden muss.There are approaches to how this can be implemented for spectacle lenses. These are typically sprays or cloths soaked in liquids. The liquids used are from the group of hydrophilic surfactants. There are a number of such products on the market, for example a product from Nanofilm sold under the brand Clarity Defog It™, and a product from Essilor called Optifog. What these products have in common is that the anti-fog effect is not permanent, but the solution must be applied to the surface regularly.

Ebenso gibt es Ansätze, die mit Hilfe physikalischer Effekte die Ausbildung von Wassertropfen verhindern. Hierzu gehören beispielsweise Belüftungssysteme in Skibrillen.There are also approaches that use physical effects to prevent the formation of water droplets. These include, for example, ventilation systems in ski goggles.

Des Weiteren gibt es Lösungen für Brillengläser, die mit einer Hart-Beschichtung versehen sind und die einen dauerhaften Anti-Beschlag-Effekt gewährleisten. Beispielhaft seien Produkte der Firmen SDC Technologies oder Gelwell genannt. So sind z.B. Gegenstand der WO 2012 / 024 387 A1 der SDC Technologies, Inc. stabile Organosiloxan-Beschichtungszusammensetzungen, die nach dem Härten transparente, abriebfeste, chemikalienbeständige und Wasser-abwaschbare Antibeschlagbeschichtungen bilden. Die Beschichtungszusammensetzungen enthalten ein epoxyfunktionelles Alkoxysilan, ein tetrafunktionelles Alkoxysilan, ein alkoxysilylfunktionelles Polymer mit Polyethylenoxid-Segmenten, ein alkoxysilylfunktionelles kationisches Tensid und eine karbonsäurefunktionelle Verbindung. Mit den Beschichtungszusammensetzungen beschichtete Gegenstände, Verfahren zum Beschichten von Substraten mit den Antibeschlagbeschichtungszusammensetzungen sowie Verfahren zur Herstellung der Beschichtungsmassen werden ebenfalls in diesem Dokument beschrieben.There are also solutions for lenses that are provided with a hard coating and that ensure a permanent anti-fog effect. Examples include products from SDC Technologies or Gelwell. For example, the subject of the WO 2012 / 024 387 A1 SDC Technologies, Inc., stable organosiloxane coating compositions that, when cured, form transparent, abrasion-resistant, chemical-resistant, and water-washable antifog coatings. The coating compositions contain an epoxy-functional alkoxysilane, a tetrafunctional alkoxysilane, an alkoxysilyl-functional polymer having polyethylene oxide segments, an alkoxysilyl-functional cationic surfactant, and a carboxylic acid-functional compound. Articles coated with the coating compositions, methods for coating substrates with the antifog coating compositions, and methods for preparing the coating compositions are also described in this document.

Heutige hochwertige Brillengläser sind im Regelfall mit einer Antireflexbeschichtung versehen. Diese reduziert ungewünschte, den Brillenträger irritierende Reflexe. Es ist vorteilhaft, wenn es gelingt, die Oberfläche von antireflexbeschichteten Brillengläsern so zu modifizieren, dass ein dauerhafter Anti-Beschlag-Effekt erzielt wird, so dass der Brillenträger sich nicht darum kümmern muss, das Brillenglas in regelmäßigen Abständen, z.B. mit einem Spray, nachzubehandeln. Ein besonderes Augenmerk ist dabei darauf zu legen, dass die optische Wirkung der Antireflexionsschicht erhalten bleibt.Today's high-quality lenses are usually provided with an anti-reflective coating. This reduces unwanted reflections that irritate the wearer. It is advantageous if the surface of anti-reflective coated lenses can be modified in such a way that a permanent anti-fog effect is achieved, so that the wearer does not have to worry about treating the lens at regular intervals, e.g. with a spray. Particular attention must be paid to ensuring that the optical effect of the anti-reflective coating is maintained.

Die US 2012/0019767A1 , von der die Erfindung ausgeht, beschreibt einen optischen Gegenstand, insbesondere ein Brillenglas, welcher mit einer Beschichtung versehen ist, die Silanolgruppen auf deren Oberfläche aufweist. Bei der Beschichtung handelt es sich typischerweise um eine antireflektive Beschichtung. Aufgrund der chemischen Eigenschaften der Silanolgruppen bilden Wassertropfen auf der Oberfläche der Beschichtung einen hohen Kontaktwinkel θ von in der Regel zwischen 50° und 90°, teilweise über 90°. Die Oberfläche dieser Beschichtung, insbesondere die Silanolgruppen, wird nach der Lehre der US 2012 / 0 019 767 A1 modifiziert, indem ein hydrophiles Reagens, nämlich eine bestimmte Organosilanverbindung, angekoppelt wird. Diese Organosilanverbindung kann aus einem linearen oder verzweigten Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol bestehen, welches über eine oder mehrere silanfunkionelle Gruppen verfügt. Die Kettenlängen dieser in Frage kommenden linearen oder verzweigten Polyethylenglykole oder Polypropylenglykole bestehen aus einer Mehrzahl an Wiederholeinheiten. Die Organosilanverbindung kann nach dieser Schrift z.B. eine Verbindung aus der Verbindungsklasse 2-[Methoxy(Polyethylenoxy)propyl]-trimethoxysilan oder 2-[Methoxy(polyethylenoxy)propyl]-trichlorosilan sein. Der Schrift entnimmt man weiter, dass dieses hydrophile funktionale Reagens in einem nass-chemischen oder Vakuumbedampfungsschritt auf das antireflexionsbeschichtete Glas appliziert wird, so dass die silanfunktionellen Gruppen chemisch an die Silanolgruppen der äußersten Schicht anbinden können. Auf der so behandelten Oberfläche bildet kondensierendes Wasser keine Tröpfchen (vollständige Spreitung des Wassers) oder nur Tröpfchen mit kleinem Kontaktwinkel unter 30° aus. Somit entsteht kein störendes Streulicht und der Brillenträger erfährt keine Einschränkung seiner klaren Sicht. Dieser Effekt tritt unter beiden typischen Bedingungen auf unter denen Brillengläser beschlagen, nämlich beim Übergang von einer kalten in eine warme Umgebung oder wenn das Brillenglas einem Wasserdampf-gesättigten Luftstrom ausgesetzt wird.The US 2012/0019767A1 , from which the invention is based, describes an optical object, in particular a spectacle lens, which is provided with a coating that has silanol groups on its surface. The coating is typically an anti-reflective coating. Due to the chemical properties of the silanol groups, water drops on the surface of the coating form a high contact angle θ of generally between 50° and 90°, sometimes over 90°. The surface of this coating, in particular the silanol groups, is, according to the teaching of US 2012 / 0 019 767 A1 modified by coupling a hydrophilic reagent, namely a specific organosilane compound. This organosilane compound can consist of a linear or branched polyethylene glycol or polypropylene glycol, which has one or more silane-functional groups. The chain lengths of these linear or branched polyethylene glycols or polypropylene glycols in question consist of a plurality of repeat units. According to this document, the organosilane compound can be, for example, a compound from the compound class 2-[methoxy(polyethyleneoxy)propyl]-trimethoxysilane or 2-[methoxy(polyethyleneoxy)propyl]-trichlorosilane. The document further states that this hydrophilic functional reagent is applied to the anti-reflection coated glass in a wet-chemical or vacuum vapor deposition step, so that the silane-functional groups can chemically bond to the silanol groups of the outermost layer. On the surface treated in this way, condensing water does not form droplets (complete spreading of the water) or only droplets with a small contact angle of less than 30°. This means that there is no annoying scattered light and the wearer of the glasses does not experience any restriction in their clear vision. This effect occurs under both typical conditions under which glasses fog up, namely when moving from a cold to a warm environment or when the glasses are exposed to an air stream saturated with water vapor.

Für den Brillenträger ist die soeben beschriebene Modifikation der Oberfläche nur dann von Vorteil, wenn der Effekt dauerhaft ist, d.h. Bedingungen übersteht, die vorherrschen, wenn ein Brillenträger seine Brillengläser putzt. Insbesondere ist hierbei das Abreiben des Brillenglases zu nennen. Entscheidend dabei ist die Anzahl und/oder die Reaktivität der Silanolgruppen an der äußersten Oberfläche des Brillenglases. Ist die Anzahl und/oder die Reaktivität dieser Gruppen hoch, können viele Moleküle des hydrophilen Agens pro Oberflächeneinheit fest gebunden werden. Nach der ist es bekannt, dass die Anzahl der Silanolgruppen an der Oberfläche von einem natürlichen Vorkommen in der Schicht selbst und/oder von einer Oberflächenaktivierungsbehandlung abhängt, der die Beschichtung nach deren Herstellung unterworfen wird.For the wearer of glasses, the surface modification described above is only of benefit if the effect is permanent, i.e. it can withstand the conditions that prevail when a wearer cleans his or her glasses. In particular, this involves rubbing the glasses. The decisive factor here is the number and/or reactivity of the silanol groups on the outermost surface of the glasses. If the number and/or reactivity of these groups is high, many molecules of the hydrophilic agent can be firmly bound per surface unit. It is known that the number of silanol groups on the surface depends on a natural occurrence in the layer itself and/or on a surface activation treatment to which the coating is subjected after its production.

Der Druckschrift entnimmt man, dass die verschiedenen Schichten einer Antireflexbeschichtung vorzugsweise unter Vakuumbedingungen durch Gasphasenabscheidung nach einem der folgenden Verfahren abgeschieden werden: i) durch Verdampfung, wahlweise ionenstrahlunterstützt; ii) durch Ionenstrahlsputtern; iii) durch Kathodenzerstäubung, iv) durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung. Zu den Zusammenhängen zwischen der Anzahl der Silanolgruppen an der äußersten Oberfläche des Brillenglases -also der Oberfläche der äußersten Schicht der Antireflexbeschichtung-, dem natürlichen Vorkommen dieser Silanolgruppen in dieser Schicht und den Abscheidebedingungen dieser äußersten Schicht schweigt sich das Dokument aus.The document states that the various layers of an anti-reflective coating are preferably deposited under vacuum conditions by gas phase deposition using one of the following methods: i) by evaporation, optionally ion beam assisted; ii) by ion beam sputtering; iii) by cathode sputtering, iv) by plasma assisted chemical gas phase deposition. The document is silent on the relationships between the number of silanol groups on the outermost surface of the spectacle lens - i.e. the surface of the outermost layer of the anti-reflective coating -, the natural occurrence of these silanol groups in this layer and the deposition conditions of this outermost layer.

Eine Oberflächenaktivierungsbehandlung zum Erzeugen von Silanolgruppen oder mindestens zur Erhöhung ihres Anteils an der Oberfläche einer Beschichtung wird nach der US 2012 / 0 019 767 A1 im allgemeinen unter Vakuum durchgeführt. Es kann ein Bombardement mit energetischen und/oder reaktiven Spezies sein -zum Beispiel mit einem Ionenstrahl („Ion Pre-Cleaning“ oder „IPC“) oder mit einem Elektronenstrahl-, eine Koronaentladungsbehandlung, eine Ionenspallationsbehandlung, eine UV-Behandlung oder eine plasmaunterstützte Behandlung unter Vakuum -in der Regel unter Verwendung eines Sauerstoff- oder eines Argon-Plasmas. Es kann aber auch eine nasschemische Behandlung sein, nämlich eine saure oder basische Behandlung und/oder eine lösungsmittelbasierte Behandlung, z.B. mit Wasser, Wasserstoffperoxid oder einem organischen Lösungsmittel. Es können auch mehrere Behandlungen kombiniert werden.A surface activation treatment to generate silanol groups or at least to increase their proportion on the surface of a coating is carried out after US 2012 / 0 019 767 A1 generally carried out under vacuum. It can be a bombardment with energetic and/or reactive species - for example with an ion beam ("ion pre-cleaning" or "IPC") or with an electron beam -, a corona discharge treatment, an ion spallation treatment, a UV treatment or a plasma-assisted treatment under vacuum - usually using an oxygen or an argon plasma. But it can also be a wet chemical treatment, namely an acidic or basic treatment and/or a solvent-based treatment, e.g. with water, hydrogen peroxide or an organic solvent. Several treatments can also be combined.

Eine Oberflächenaktivierungsbehandlung zum Erzeugen von Silanolgruppen und/oder zur Erhöhung ihres Anteils an der Oberfläche einer Beschichtung, wie dies die US 2012 / 0 019 767 A1 vorschlägt, stellt einen zusätzlichen Prozessschritt dar, der zusätzlicher Zeit und zusätzlicher Apparaturen bedarf. Darüber hinaus kann er mit vor- oder nachgelagerten Prozessschritten nicht oder nur unter Aufwand kompatibel sein. Eine nasschemische Oberflächenaktivierungsbehandlung erfordert z.B. die Brechung des Vakuums, wenn die antireflektive Beschichtung mit Hilfe eines Vakuumbedampfungsverfahrens abgeschieden wird. Wird auch das einen kleinen Kontaktwinkel von Wasser auf der Brillenglasoberfläche bildende hydrophile Reagens nachfolgend unter Vakuumbedingungen aufgebracht, so ist eine nasschemische Oberflächenaktivierungsbehandlung aufgrund der für die Evakuation der Vakuumkammer notwendigen Pumpzeiten störend.A surface activation treatment to generate silanol groups and/or to increase their proportion on the surface of a coating, as US 2012 / 0 019 767 A1 represents an additional process step that requires additional time and additional equipment. Furthermore, it may not be compatible with upstream or downstream process steps or may only be compatible with great effort. A wet-chemical surface activation treatment requires, for example, the breaking of the vacuum when the anti-reflective coating is deposited using a vacuum vapor deposition process. If the hydrophilic reagent that forms a small contact angle of water on the lens surface is also subsequently applied under vacuum conditions, a wet-chemical surface activation treatment is disruptive due to the pumping times required to evacuate the vacuum chamber.

Das Dokument US 2012 / 0 019 767 A1 liefert auch keine Hinweise, wie eine Schicht bei der vorgeschlagenen Alternative zur Oberflächenaktivierungsbehandlung, nämlich wenn das natürliche Vorkommen von Silanolgruppen in der Schicht selbst hinreichend hoch ist, realisiert werden kann.The document US 2012 / 0 019 767 A1 also does not provide any indication as to how a layer can be realized using the proposed alternative to surface activation treatment, namely when the natural occurrence of silanol groups in the layer itself is sufficiently high.

Die US 2004 / 0 290 126 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Substrat zur Herstellung von Displays. Die Druckschrift beschreibt das Aufwachsen einer Schicht durch ionenunterstütztes Elektronenstrahlverdampfen von SiO₂ oder Al₂O₃ unter Zustrom von Sauerstoff- und Argon-Ionen mit einer Energie zwischen 50 und 250 eV bei einem Ionenstrom zwischen 20 und 500 mA.The US 2004 / 0 290 126 A1 discloses a method for producing a coating on a substrate for producing displays. The document describes the growth of a layer by ion-assisted electron beam evaporation of SiO ₂ or Al ₂ O ₃ under an inflow of oxygen and argon ions with an energy between 50 and 250 eV at an ion current between 20 and 500 mA.

Die US 6 358 572 B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Glassubstrat. Es erfolgt ein Aufwachsen einer Schicht durch ionenunterstütztes Elektronenstrahlverdampfen von SiO₂ und GeO₂ unter Beaufschlagung mit Argon-Ionen mit einer Energie zwischen 100 und 1 MeV.The US 6 358 572 B1 describes a method for producing a coating on a glass substrate. A layer is grown by ion-assisted electron beam evaporation of SiO ₂ and GeO ₂ under the influence of argon ions with an energy between 100 and 1 MeV.

Die EP 1 953 187A1 zeigt ein Verfahren zum Beschichten eines Brillenglases, bei dem auf eine Hard-Coat Beschichtung eine Antireflexionsschicht aufgebracht wird.The EP 1 953 187A1 shows a method for coating a spectacle lens in which an anti-reflection layer is applied to a hard-coat coating.

Martin P.J., Ion-based methods for optical thin film deposition, Journal of Materials Science, Januar 1986, Vol. 21, Heft 1, S. 1-25 offenbart die Beschichtung von modernen Präzisionsoptiken wie Leistungslasern und Lasergyroskopen mit SiO₂. Die Oberfläche des Substrats wird bei der Beschichtung durch Sauerstoff- und Argon-Ionenbombardement modifiziert. Der Druckschrift entnimmt man, dass die Ionenstrahlenergie der Ionenquelle in einem Bereich zwischen 30 und 1200 eV eingestellt werden kann. Martin PJ, Ion-based methods for optical thin film deposition, Journal of Materials Science, January 1986, Vol. 21, Issue 1, pp. 1-25 discloses the coating of modern precision optics such as power lasers and laser gyroscopes with SiO ₂ . The surface of the substrate is modified during the coating by oxygen and argon ion bombardment. The publication states that the ion beam energy of the ion source can be set in a range between 30 and 1200 eV. can be.

Samson F., Ophthalmic lens coatings, Surface and Coatings Technology, 81 (1996), S. 79-86 beschreibt die AR-Beschichtung ophthalmischer Linsen mit ionenunterstützter Elektronenstrahlverdampfung. Insbesondere wird die Herstellung einer SiO₂-Beschichtung beschrieben, bei der ein Argon-Ionenstrahl mit einer Energie von 100 eV eingesetzt wird. Samson F., Ophthalmic lens coatings, Surface and Coatings Technology, 81 (1996), pp. 79-86 describes the AR coating of ophthalmic lenses using ion-assisted electron beam evaporation. In particular, the production of a SiO ₂ coating is described using an argon ion beam with an energy of 100 eV.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und damit kostengünstiges Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Brillenglas bereitzustellen, bei der wenigstens eine Schicht eine hohe Dichte an Silanolgruppen aufweist.It is the object of the invention to provide a simple and thus cost-effective method for producing a coating on a spectacle lens, in which at least one layer has a high density of silanol groups.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments and further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung auf einem Brillenglas umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen des Brillenglases, welches wahlweise bereits eine erste Beschichtung aufweisen kann
- Aufwachsen einer Schicht mit einer hohen Dichte an insbesondere oberflächlichen Silanolgruppen auf das Brillenglas durch ionenunterstütztes Elektronenstrahlverdampfen von SiO₂ oder einer Mischung aus SiO₂ mit bis zu 10 Massenprozent Al₂O₃ unter Zustrom von gasförmigem O₂ und unter Beaufschlagung mit Ar⁺-Ionen mit einer kinetischen Energie zwischen 50 und 200 eV bei einer Ionenstromdichte zwischen 10 und 100 µA/cm² am Ort des Aufwachsens der Schicht. Die Erfindung sieht weiter vor, dass unmittelbar auf die aufgewachsene SiO₂- oder SiO₂/Al₂O₃-Schicht eine Beschichtung abgeschieden wird, die mindestens eine Organosilanverbindung mit einer Polyoxyalkylengruppe umfassend weniger als 80 Kohlenstoffatome und mindestens ein wenigstens eine hydrolysierbare Gruppe hervorbringendes Siliziumatom aufweist.

The method according to the invention for producing a coating on a spectacle lens comprises the following steps:

- Provision of the spectacle lens, which may optionally already have a first coating
- Growing a layer with a high density of, in particular, surface silanol groups on the spectacle lens by ion-assisted electron beam evaporation of SiO ₂ or a mixture of SiO ₂ with up to 10 percent by mass of Al ₂ O ₃ with an inflow of gaseous O ₂ and with exposure to Ar ⁺ ions with a kinetic energy of between 50 and 200 eV at an ion current density of between 10 and 100 µA/cm ² at the location where the layer is grown. The invention further provides that a coating is deposited directly on the grown SiO ₂ or SiO ₂ /Al ₂ O ₃ layer, which has at least one organosilane compound with a polyoxyalkylene group comprising less than 80 carbon atoms and at least one silicon atom producing at least one hydrolyzable group.

Ein Brillenglas (nachfolgend auch als Brillenglassubstrat bezeichnet, wenn klargestellt werden soll, dass keine Beschichtung vorhanden ist) nach der vorliegenden Erfindung kann ein mineralisches Glas oder ein organisches Glas sein. Das organische Glas kann beispielsweise aus einem thermoplastischen oder wärmehärtenden Kunststoffmaterial bestehen. Zu den besonders bevorzugten Klassen von Kunststoffmaterialien gehören Polykarbonat, Polythiourethane, Polyepisulfide und Harze, die aus der Polymerisation oder Co-Polymerisation von Alkylenglykol Bis Allylkarbonaten resultieren. Ein Vertreter der zuletzt genannten Gruppe von Spezies wird z. B. unter der Handelsbezeichnung CR-39 ® von der Firma PPG Industries verkauft. Bekannte Vertreter der Gruppe der Polythiourethane sind die unter den Handelsbezeichnungen MR7, MR8, MR174, MR10 von der Firma Mitsui Chemicals hergestellten Materialien.A spectacle lens (hereinafter also referred to as a spectacle lens substrate if it is to be clarified that no coating is present) according to the present invention can be a mineral glass or an organic glass. The organic glass can, for example, consist of a thermoplastic or thermosetting plastic material. The particularly preferred classes of plastic materials include include polycarbonate, polythiourethanes, polyepisulfides and resins resulting from the polymerization or co-polymerization of alkylene glycol bis allyl carbonates. A representative of the last-mentioned group of species is sold, for example, under the trade name CR-39 ® by PPG Industries. Well-known representatives of the group of polythiourethanes are the materials manufactured by Mitsui Chemicals under the trade names MR7, MR8, MR174, MR10.

In der vorliegenden Erfindung wird unter einer Beschichtung/Schicht, die sich „auf“ einem Brillenglas oder einer Beschichtung befindet oder welche „auf“ ein Brillenglas / eine Beschichtung aufgebracht wird / aufwächst als eine Beschichtung / Schicht verstanden, die (i) über dem Brillenglas / der Beschichtung positioniert ist, (ii) nicht notwendigerweise in Kontakt mit dem Brillenglas / der Beschichtung ist, das heißt es können eine oder mehrere (Zwischen)Beschichtungen/(Zwischen)Schichten zwischen dem in Rede stehenden Brillenglas / der Beschichtung angeordnet sein, und (iii) nicht notwendigerweise das Brillenglas / die Beschichtung vollständig bedecken. Wenn eine „Schicht 1 unter einer Schicht 2 angeordnet ist“, soll das bedeuten, dass die Schicht 2 weiter entfernt von dem Brillenglas / der Beschichtung angeordnet ist als Schicht 1. Wenn eine „Schicht 1 über oder auf einer Schicht 2 angeordnet ist“, soll das bedeuten, dass die Schicht 1 weiter entfernt von dem Brillenglas / der Beschichtung angeordnet ist als die Schicht 2.In the present invention, a coating/layer that is “on” a spectacle lens or a coating or that is applied/grows “on” a spectacle lens/coating is understood to mean a coating/layer that (i) is positioned above the spectacle lens/coating, (ii) is not necessarily in contact with the spectacle lens/coating, i.e. one or more (intermediate) coatings/layers can be arranged between the spectacle lens/coating in question, and (iii) does not necessarily completely cover the spectacle lens/coating. When a “layer 1 is arranged under a layer 2”, this is intended to mean that the layer 2 is arranged further away from the spectacle lens/coating than layer 1. When a “layer 1 is arranged above or on a layer 2”, this is intended to mean that the layer 1 is arranged further away from the spectacle lens/coating than the layer 2.

Eine Beschichtung kann aus einer oder mehreren einzelnen Schichten bestehen. Eine Beschichtung kann auch mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllen.A coating can consist of one or more individual layers. A coating can also fulfill several functions at the same time.

Die erste Beschichtung kann z.B. eine Hartbeschichtung sein oder eine solche umfassen.The first coating may, for example, be or include a hard coating.

Eine Hartbeschichtung ist eine Beschichtung, die härter als das Kunststoffmaterial ist, aus dem das Brillenglassubstrat besteht. Eine Hartbeschichtung besteht typischerweise aus einem organischen/anorganischen Hybridpolymer oder aus einem rein organischen Polymer. Die Dicke dieser Hartbeschichtung liegt üblicherweise zwischen 1 µm und 10 µm. Bei mineralischen Brillengläsern entfällt die Hartschicht.A hard coating is a coating that is harder than the plastic material that the lens substrate is made of. A hard coating typically consists of an organic/inorganic hybrid polymer or a purely organic polymer. The thickness of this hard coating is usually between 1 µm and 10 µm. Mineral lenses do not have a hard coating.

Die erste Beschichtung kann z.B. auch eine Antireflexions- oder Antireflexbeschichtung sein, eine solche umfassen und/oder Bestandteile, insbesondere eine Schicht oder einen Schichtstapel, umfassen, die zusammen mit der nachfolgend aufgewachsenen Schicht und ggf. einer oder mehreren weiteren Schichten eine Antireflexions- oder Antireflexbeschichtung bildet.The first coating can, for example, also be an anti-reflection or anti-reflective coating, comprise such a coating and/or comprise components, in particular a layer or a layer stack, which together with the subsequently grown layer and optionally one or more further layers forms an anti-reflection or anti-reflective coating.

Eine Antireflexions- oder Antireflexbeschichtung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als eine auf die Oberfläche eines Brillenglases abgeschiedene Beschichtung zu verstehen, die die reflexionsvermindernden Eigenschaften des fertigen Brillenglases verbessert. Diese führt zu einer Reduzierung der Lichtreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Brillenglas und Luft über einen relativ großen Teil des sichtbaren Spektrums.In the context of the present invention, an anti-reflection or anti-reflective coating is to be understood as a coating deposited on the surface of a spectacle lens that improves the reflection-reducing properties of the finished spectacle lens. This leads to a reduction in light reflection at the interface between the spectacle lens and air over a relatively large part of the visible spectrum.

Es ist bekannt, dass Antireflexbeschichtungen traditionell aus einer Einzelschicht oder einem mehrschichtigen Stapel aus dielektrischen Materialien zusammengesetzt sind. Diese sind bevorzugt mehrschichtige Beschichtungen, umfassend Schichten mit hohem Brechungsindex (HI = high index) und Schichten mit niedrigem Brechungsindex (LI = low index). Die Materialien der einzelnen Schichten des Schichtstapels sind in der Regel keramische Materialien, die mindestens im sichtbaren Spektralbereich transparent sind. Beispiele für diese Materialien sind: TiO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, ZrO₂, Al₂O₃, SiO₂ etc. oder geeignete Mischoxide. In der Regel ist die äußerste Schicht eines Antireflexionsschichtstapels eine Schicht aus einem niedrig brechenden Material, wie z.B. SiO₂ oder einer Mischung aus SiO₂ und Al₂O₃. Die Dicke dieser Schichten beträgt im Allgemeinen zwischen 10 und 100 nm. Die Gesamtdicke des Antireflexionsschichtstapels beträgt in der Regel zwischen 100 und 1000 nm.It is known that anti-reflective coatings are traditionally composed of a single layer or a multi-layer stack of dielectric materials. These are preferably multi-layer coatings comprising layers with a high refractive index (HI) and layers with a low refractive index (LI). The materials of the individual layers of the layer stack are usually ceramic materials that are transparent at least in the visible spectral range. Examples of these materials are: TiO ₂ , Ta ₂ O ₅ , Nb ₂ O ₅ , ZrO ₂ , Al ₂ O ₃ , SiO ₂ etc. or suitable mixed oxides. As a rule, the outermost layer of an anti-reflective layer stack is a layer of a low-refractive material, such as SiO ₂ or a mixture of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ . The thickness of these layers is generally between 10 and 100 nm. The total thickness of the anti-reflection layer stack is typically between 100 and 1000 nm.

Die nach der Erfindung aufgewachsene Schicht aus SiO₂ oder einer Mischung aus SiO₂ und Al₂O₃ mit der hohen Dichte an oberflächlichen Silanolgruppen kann, muss aber nicht zwingend, diese äußerste Schicht eines Antireflexionsschichtstapels sein. Wenn diese Schicht die äußerste Schicht eines Antireflexionsschichtstapels bildet, vereinigt sie zwei Funktionalitäten, nämlich die Erzielung der reflexionsmindernden Eigenschaft und die Bereitstellung der hinreichenden Anzahl an oberflächlichen Silanolgruppen zum Andocken des oben beschriebenen funktionalen hydrophilen Reagens, um eine abriebfeste Antibeschlagbeschichtung der oben beschriebenen Art zu erzeugen.The layer of SiO ₂ or a mixture of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ with the high density of surface silanol groups grown according to the invention can, but does not necessarily have to, be this outermost layer of an anti-reflection layer stack. When this layer forms the outermost layer of an anti-reflection layer stack, it combines two functionalities, namely achieving the reflection-reducing property and providing the sufficient number of surface silanol groups for docking the functional hydrophilic reagent described above in order to produce an abrasion-resistant anti-fog coating of the type described above.

Die Schicht kann sehr langsam oder sehr schnell aufwachsen. Dickere Schichten werden in der Regel mit höherer Abscheiderate erzeugt als dünnere. Für den vorliegenden Anwendungsfall hat es sich als günstig herausgestellt, wenn die Schicht mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,5 und 10 nm/s aufwächst. Insbesondere für den Fall, dass die aus SiO₂ oder einer Mischung aus SiO₂ und Al₂O₃ aufgewachsene Schicht die äußerste Schicht eines Antireflexionsschichtstapels bildet, ist es günstig, wenn eine Abscheiderate zwischen 0,5 und 5 nm/s verwendet wird. Die strukturell hochwertigsten Schichten, die allerdings für den Anwendungsfall nicht zwingend erforderlich sind, lassen sich bei Aufwachsraten zwischen 0,5 und 2 nm/s erzielen.The layer can grow very slowly or very quickly. Thicker layers are usually produced with a higher deposition rate than thinner ones. For the present application, it has proven to be advantageous if the layer grows at a speed between 0.5 and 10 nm/s. In particular, if the layer grown from SiO ₂ or a mixture of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ forms the outermost layer of an anti-reflection layer stack, it is advantageous to use a deposition rate of between 0.5 and 5 nm/s. The structurally highest quality layers, which are not absolutely necessary for the application, can be achieved with growth rates of between 0.5 and 2 nm/s.

SiO₂ und Al₂O₃ wächst beim Verdampfen der jeweiligen Verbindungen unterstöchiometrisch, d.h. mit einem Sauerstoffdefizit, auf. Erklärt wird dies mit einem wenigstens partiellen Zerfall der jeweiligen Verbindungen beim Verdampfen mit einem Elektronenstrahlverdampfer. Unterstöchiometrische Schichten werden aufgrund des entsprechenden Anteils (halb)metallischer Spezies Si, Al mit zunehmendem Sauerstoffmangel intransparenter. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, Sauerstoff beim Aufwachsen der Schicht zuzuführen. Die Erfindung sieht daher vor, wahlweise gasförmigen Sauerstoff zuzuführen. Wenn die zuströmende Menge an gasförmigem O₂ zwischen 10 und 40 sccm beträgt, lassen sich hochtransparente Schichten und damit hochtransparente Antireflexionsbeschichtungen herstellen.SiO ₂ and Al ₂ O ₃ grow substoichiometrically when the respective compounds are evaporated, ie with an oxygen deficit. This is explained by at least partial decomposition of the respective compounds when evaporated using an electron beam evaporator. Substoichiometric layers become less transparent with increasing oxygen deficiency due to the corresponding proportion of (semi)metallic species Si, Al. For this reason, it is sensible to add oxygen when the layer is growing. The invention therefore provides for the optional addition of gaseous oxygen. If the inflowing amount of gaseous O ₂ is between 10 and 40 sccm, highly transparent layers and thus highly transparent anti-reflection coatings can be produced.

Die Abscheidung der Schicht erfolgt verfahrensbedingt im Vakuum. Schichten, die den Anforderungen an Transparenz, Haftung etc. genügen werden in der Regel bei einem Druck im Bereich zwischen 10^-3 und 10^-7 hPa aufgewachsen. Da die Anforderungen an die Reinheit der abgeschiedenen Materialien vergleichsweise gering ist, ist ein niedrigerer Druck nicht erforderlich.The deposition of the layer takes place in a vacuum due to the process. Layers that meet the requirements for transparency, adhesion, etc. are usually grown at a pressure in the range between 10 ^-3 and 10 ^-7 hPa. Since the requirements for the purity of the deposited materials are comparatively low, a lower pressure is not necessary.

Die Schicht kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit beliebiger Dicke abgeschieden werden. Insbesondere wenn die SiO₂- oder SiO₂/Al₂O₃-Schicht ein Teil des Schichtsystems einer Antireflexionsbeschichtung ist, wird diese zumeist mit einer Endschichtdicke im Bereich zwischen 25 und 120 nm abgeschieden. Häufig liegt die Gesamtdicke dieser Schicht zwischen 50 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 60 und 80 nm.The layer can be deposited with any desired thickness using the method according to the invention. In particular, if the SiO ₂ or SiO ₂ /Al ₂ O ₃ layer is part of the layer system of an anti-reflection coating, this is usually deposited with a final layer thickness in the range between 25 and 120 nm. The total thickness of this layer is often between 50 and 100 nm, preferably between 60 and 80 nm.

Die bei der aufwachsenden Schicht erfindungsgemäß verwandte Beaufschlagung mit Ar⁺-Ionen kann z.B. mittels einer Ionenquelle vom End-Hall-Typ erfolgen. Ein derartiges System stellt eine hohe Ionenstromdichte auch bei niedrigen Ionenenergien und vergleichsweise breitem Ionenstrahl bereit.The application of Ar ⁺ ions to the growing layer according to the invention can be carried out, for example, by means of an end-Hall type ion source. Such a system provides a high ion current density even at low ion energies and a comparatively wide ion beam.

Brillengläser, bei der die äußerste Schicht unter einer der vorstehend angegebenen Bedingungen aufgewachsen wurde, lassen sich mit einer abriebfesten hydrophilen Beschichtung mit den in der oben vorgestellten Druckschrift US 2012 / 0 019 767 A1 genannten Agenzien versehen. Die Erfindung sieht demgemäß vor, dass unmittelbar auf die aufgewachsene SiO₂- oder SiO₂/Al₂O₃-Schicht eine Beschichtung abgeschieden wird, die mindestens eine Organosilanverbindung mit einer Polyoxyalkylengruppe umfassend weniger als 80 Kohlenstoffatome und mindestens ein wenigstens eine hydrolysierbare Gruppe hervorbringendes Siliziumatom aufweist.Spectacle lenses in which the outermost layer was grown under one of the conditions specified above can be provided with an abrasion-resistant hydrophilic coating with the properties described in the above-mentioned publication US 2012 / 0 019 767 A1 The invention accordingly provides that a coating is deposited directly on the grown SiO ₂ or SiO ₂ /Al ₂ O ₃ layer, which coating has at least one organosilane compound with a polyoxyalkylene group comprising less than 80 carbon atoms and at least one silicon atom producing at least one hydrolyzable group.

Es hat sich bewährt, wenn die mindestens eine Organosilanverbindung aus einem linearen oder verzweigten Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol besteht, welches über eine oder mehrere silanfunkionelle Gruppen verfügt. Derartige Verbindungen sind für die Massenfertigung von Brillengläsern auch unter ökonomischen, ökologischen und fertigungstechnischen Gesichtspunkten betrachtet geeignet.It has proven to be useful if the at least one organosilane compound consists of a linear or branched polyethylene glycol or polypropylene glycol which has one or more silane-functional groups. Such compounds are also suitable for the mass production of spectacle lenses from an economic, ecological and manufacturing point of view.

Eine hinreichende Reaktivität der Organosilanverbindungen zur Ankopplung an Silanolgruppen der äußersten Schicht erreicht man, wenn die Kettenlänge des linearen oder verzweigten Polyethylenglykols oder Polypropylenglykols aus 2 bis 30 Wiederholeinheiten besteht.Sufficient reactivity of the organosilane compounds for coupling to silanol groups of the outermost layer is achieved when the chain length of the linear or branched polyethylene glycol or polypropylene glycol consists of 2 to 30 repeat units.

Es kommen insbesondere Organosilanverbindungen in Betracht, deren silanfunktionellen Gruppen wenigstens eine der nachfolgenden Molekülgruppen umfassen: Trimethoxysilan, Triethoxysilan, Tripropoxysilan, Trichlorsilan, Dichlormethoxysilan, Chlordimethoxysilan. Beispiele für diese Verbindungsklasse sind: 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[6-9])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[6-9])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[9-11])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(polyethylenoxy[9-11])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[11-13])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethyleneoxy[11-13])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethyleneoxy[13-15])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[13-15])propyl]-trichlorosilan, Bis-propyl-trimethoxysilan Polyethylenoxid[6-9]), Bis-propyltrichlorosilan Polyethylenoxid[6-9], etc.Organosilane compounds whose silane-functional groups comprise at least one of the following molecular groups are particularly suitable: trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, trichlorosilane, dichloromethoxysilane, chlorodimethoxysilane. Beispiele für diese Verbindungsklasse sind: 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[6-9])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[6-9])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[9-11])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(polyethylenoxy[9-11])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[11-13])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethyleneoxy[11-13])propyl]-trichlorosilan, 2-[Methoxy(Polyethyleneoxy[13-15])propyl]-trimethoxysilan, 2-[Methoxy(Polyethylenoxy[13-15])propyl]-trichlorosilan, Bis-propyl-trimethoxysilan Polyethylenoxid[6-9]), Bis-propyltrichlorosilan polyethylene oxide[6-9], etc.

Die mindestens eine Organosilanverbindung kann ein chlorsilanfunktionelles Molekül sein, das nasschemisch appliziert wird, wobei die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn das hydrophile Agens, also diese Organosilanverbindung(en), zum Applizieren in einem wasserfreien Lösungsmittel gelöst wird (werden). Als wasserfreie Lösungsmittel kommen insbesondere eine oder mehrere Verbindungen aus der nachfolgend angegebenen Gruppe in Betracht: Toluol, aliphatische Alkane, zykloaliphatische Alkane, aliphatische Ether, zykloaliphatische Ether, aromatische Systeme, aliphatische Ketone, zykloaliphatische Ketone und halogenierte Lösemittel, wie z.B. Dichlormethan oder Chloroform.The at least one organosilane compound can be a chlorosilane-functional molecule that is applied wet-chemically, the best results being achieved when the hydrophilic agent, i.e. this organosilane compound(s), is/are dissolved in an anhydrous solvent for application. Anhydrous solvents are in particular one or more compounds from the group according to The following group comes into consideration: toluene, aliphatic alkanes, cycloaliphatic alkanes, aliphatic ethers, cycloaliphatic ethers, aromatic systems, aliphatic ketones, cycloaliphatic ketones and halogenated solvents such as dichloromethane or chloroform.

Die mindestens eine Organosilanverbindung wird bevorzugt in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent in dem wasserfreien Lösungsmittel verwendet. Besonders hervorzuheben ist nach derzeitigen Erkenntnissen eine Lösung der hydrophilen Agenzien in wasserfreiem Toluol.The at least one organosilane compound is preferably used in an amount of 1 to 10 percent by weight in the anhydrous solvent. According to current knowledge, a solution of the hydrophilic agents in anhydrous toluene is particularly preferred.

Werden hydrophile Agenzien aus der Gruppe der Methoxysilane verwendet, sind katalytische Mengen Wasser für die Ankopplung vorteilhaft. Unter katalytischen Mengen Wasser versteht man im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung Konzentrationen im ppm bis 1%-Bereich.If hydrophilic agents from the group of methoxysilanes are used, catalytic amounts of water are advantageous for the coupling. In the context of the present invention, catalytic amounts of water are understood to mean concentrations in the ppm to 1% range.

Die Ankopplungsreaktion kann dabei in der Weise erfolgen, dass die erfindungsgemäß beschichteten Brillengläser in eine der vorstehend beschriebenen Lösungen getaucht werden. Die besten Resultate erreicht man, wenn auf strengen Ausschluss von Feuchtigkeit geachtet wird. Die Eintauchzeit beträgt bevorzugter Weise zwischen 1 min und 100 min. Dieser Prozessschritt wird bevorzugt in einer Zeit zwischen 0,5 min bis 24 h nach dem Aufwachsen der SiO₂- oder SiO₂/Al₂O₃-Schicht durchgeführt. Bei einer derartigen Prozessführung bilden die Reagenzien eine hydrophile Schicht an der Oberfläche der wie beschrieben beschichteten Brillengläser mit einer Schichtdicke von 1 bis 15 nm aus. Bei der in der US 2012/0019767 A1 beschriebenen Methode werden Schichten mit einer Schichtdicke bis zu 5 nm erreicht. Eine derartige Schicht ist optisch nicht wirksam bzw. kann ins optische Design der etwaig vorhandenen Antireflexionsbeschichtung eingerechnet werden, so dass die Reflexfarbe des entspiegelten Glases gezielt und homogen eingestellt wird. Ebenso ist die so hergestellte hydrophile Schicht abriebfest. Eine Nachbehandlung des Brillenglases entfällt.The coupling reaction can be carried out by immersing the spectacle lenses coated according to the invention in one of the solutions described above. The best results are achieved when moisture is strictly excluded. The immersion time is preferably between 1 min and 100 min. This process step is preferably carried out between 0.5 min and 24 h after the SiO ₂ or SiO ₂ /Al ₂ O ₃ layer has grown. With such a process, the reagents form a hydrophilic layer on the surface of the spectacle lenses coated as described with a layer thickness of 1 to 15 nm. With the US 2012/0019767 A1 The method described above produces layers with a thickness of up to 5 nm. Such a layer is optically ineffective or can be incorporated into the optical design of any anti-reflection coating present, so that the reflective color of the anti-reflective glass is adjusted in a targeted and homogeneous manner. The hydrophilic layer produced in this way is also abrasion-resistant. There is no need for any post-treatment of the lens.

Neben dem Eintauchen sind alternative Prozessführungen möglich, nämlich die Beaufschlagung des Brillenglases mit der Lösung des hydrophilen Agens mittels Schleuderbeschichtung (engl.: Spin coating), die Beaufschlagung des Brillenglases mit der Lösung des hydrophilen Agens mittels Sprühbeschichtung (engl.: Spray coating), die Beaufschlagung des Brillenglases mit der Lösung des hydrophilen Agens mittels Fluten (engl.: Flow coating) oder das Verdampfen der Lösung des hydrophilen Agens im Vakuum und Abscheidung auf das Brillenglas im Vakuum.In addition to immersion, alternative process procedures are possible, namely applying the solution of the hydrophilic agent to the lens by means of spin coating, applying the solution of the hydrophilic agent to the lens by means of spray coating, applying the solution of the hydrophilic agent to the lens by means of flow coating or evaporating the solution of the hydrophilic agent in a vacuum and depositing it on the lens in a vacuum.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1 Vakuumbeschichtungsanlage zum Beschichten eines Brillenglases mit einer Schicht mit einer hohen Dichte an oberflächlichen Silanolgruppen
2 Flussdiagramm mit den wesentlichen Schritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens
3 Fotographie eines beschlagenen Brillenglases (Stand der Technik)
4 Mikroskopische Aufnahme des beschlagenen Brillenglases nach der 3 (Stand der Technik)
5 Schematische Darstellung eines Wassertröpfchens auf einem beschlagenen Brillenglas
6 Transmission von Licht durch eine beschlagene Glasoberfläche als Funktion des Kontaktwinkels eines Wassertröpfchens
7 Modell eines Anbindungsmechanismus von Trimethoxysilan-funktionellen Agenzien an Silanolgruppen auf Oberflächen
- a) Hydrolyse
- b) Kondensation
- c) Wasserstoffankopplung
- d) Bindungsausbildung
8 Strukturmodelle von hydrophilen Reagenzien an einer Glasoberfläche
- a) Beispiel einer schlaufenartigen Struktur
- b) Beispiel einer bürstenartigen Struktur
- c) Beispiel einer bürstenartigen Struktur

The invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

1 Vacuum coating system for coating a spectacle lens with a layer with a high density of surface silanol groups
2 Flowchart with the essential steps of a method according to the invention
3 Photograph of a fogged-up lens (state of the art)
4 Microscopic image of the fogged lens after 3 (State of the art)
5 Schematic representation of a water droplet on a fogged lens
6 Transmission of light through a fogged glass surface as a function of the contact angle of a water droplet
7 Model of a binding mechanism of trimethoxysilane-functional agents to silanol groups on surfaces
- a) Hydrolysis
- b) Condensation
- c) Hydrogen coupling
- d) attachment formation
8 Structural models of hydrophilic reagents on a glass surface
- a) Example of a loop-like structure
- b) Example of a brush-like structure
- c) Example of a brush-like structure

Die 1 zeigt eine Vakuumbeschichtungsanlage 100 mit einer Vakuumkammer 110 zum Beschichten einer Mehrzahl von Brillengläsern 101 mit einer Schicht mit einer hohen Dichte an oberflächlichen Silanolgruppen. Die Vakuumkammer 110 ist auf Hochvakuum evakuiert. In der Vakuumkammer 110 der Vakuumbeschichtungsanlage 100 befindet sich eine Kalotte 102, die die zu beschichtenden Brillengläser 101 trägt.The 1 shows a vacuum coating system 100 with a vacuum chamber 110 for coating a plurality of spectacle lenses 101 with a layer with a high density of surface silanol groups. The vacuum chamber 110 is evacuated to a high vacuum. In the vacuum chamber 110 of the vacuum coating system 100 there is a dome 102 which supports the spectacle lenses 101 to be coated.

Unter der Kalotte 102 ist ein Elektronenstrahlverdampfer 103 angeordnet. Der Elektronenstrahlverdampfer 103 umfasst eine Elektronenquelle 104 aus der ein Elektronenstrahl 105 austritt, der mittels eines magnetischen Feldes B auf einen Tiegel 106 abgelenkt wird. In dem Tiegel 106 befindet sich das Verdampfungsgut (nicht dargestellt), nämlich entsprechend der Erfindung SiO₂ (oder eine Mischung aus SiO₂ und Al₂O₃) in Tabletten- oder Pulverform.An electron beam evaporator 103 is arranged under the dome 102. The electron beam evaporator 103 comprises an electron source 104 from which an electron beam 105 emerges, which is deflected onto a crucible 106 by means of a magnetic field B. The crucible 106 contains the material to be evaporated (not shown), namely SiO ₂ (or a mixture of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ ) in tablet or powder form, according to the invention.

In der Vakuumkammer 110 befindet sich weiterhin eine Ionenquelle 107 vom Typ „End-Hall“. Diese emittiert Ar⁺-Ionen.The vacuum chamber 110 also contains an ion source 107 of the “End-Hall” type. This emits Ar ⁺ ions.

Schließlich ist ein mittels eines Regelventils 109 regelbarer Gaseinlass 108 vorhanden, um O₂-Gas in die Vakuumkammer 110 einzuleiten.Finally, a gas inlet 108 which can be controlled by means of a control valve 109 is provided in order to introduce O ₂ gas into the vacuum chamber 110.

Die 2 zeigt ein Flussdiagramm 200 mit den wesentlichen Schritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 201 wird ein Substratmaterial in Form eines unbeschichteten Brillenglasrohlings (Brillenglassubstrat) bereitgestellt. Der Brillenglasrohling besitzt aufgrund vorheriger abrasiver Bearbeitung oder Abguss bereits die gewünschten rezeptierten lichtbrechenden Eigenschaften.The 2 shows a flow chart 200 with the essential steps of a method according to the invention. In a first step 201, a substrate material in the form of an uncoated spectacle lens blank (spectacle lens substrate) is provided. The spectacle lens blank already has the desired formulated light-refracting properties due to previous abrasive processing or casting.

Auf diesen Brillenglasrohling, im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehend aus Polykarbonat, wird zunächst eine Hartbeschichtung in Form einer 5 µm dicken Schicht eines Polysiloxanlackes in einem Tauchbadverfahren appliziert (Schritt 202).On this spectacle lens blank, in the present embodiment consisting of polycarbonate, a hard coating in the form of a 5 µm thick layer of a polysiloxane lacquer is first applied in an immersion bath process (step 202).

Danach wird das Brillenglas auf der Kalotte 102 in die Vakuumkammer 110 der oben beschriebenen Vakuumbeschichtungsanlage 100 eingebracht. In dieser Vakuumkammer 110 befinden sich neben der oben genannten Elektronenstrahlverdampfungsquelle 103 weitere in der Zeichnung nicht dargestellte thermische Verdampferquellen, nämlich eine für Al₂O₃ und eine für TiO₂.The spectacle lens is then placed on the dome 102 in the vacuum chamber 110 of the vacuum coating system 100 described above. In this vacuum chamber 110, in addition to the above-mentioned electron beam evaporation source 103, there are further thermal evaporation sources not shown in the drawing, namely one for Al ₂ O ₃ and one for TiO ₂ .

Zunächst wird eine Schicht aus Al₂O₃ mit einer Dicke von 57 nm auf die Hartlackbeschichtung aufgebracht (Schritt 203). Auf diese wiederum wird mit Hilfe der oben beschriebenen Elektronenstrahlverdampfungsquelle 103 eine Schicht aus Quarz (SiO₂) mit einer Dicke von 25 nm aufgebracht (Schritt 204). Darauf wird wiederum eine zweite Schicht aus Aluminiumoxid mit einer Dicke von 44 nm abgeschieden (Schritt 205). Auf diese Schichtdeposition folgt die Abscheidung einer zweiten Schicht aus Quarz mit einer Dicke von 61 nm (Schritt 206). Auf diese folgt eine dritte Schicht aus Aluminiumoxid mit einer Dicke von 60 nm (Schritt 207). Auf dieser Schicht wird dann eine erste hochbrechende Schicht aus Titanoxid mit einer Dicke von 8,5 nm aufgetragen (Schritt 208). Auf diese folgt die Abscheidung einer Schicht aus Aluminiumoxid mit einer Dicke von 45 nm (Schritt 209), auf der dann wiederum eine zweite hochbrechende Schicht aus Titanoxid mit einer Dicke von 22 nm aufgebracht wird (Schritt 210). Die Beschichtung erfolgt jeweils beidseitig auf das Brillenglas. Auf diese wird schließlich eine dritte Schicht aus Quarz mit einer Dicke von 106 nm aufgetragen (Schritt 211). Dieser Schichtstapel bildet eine Antireflexionsbeschichtung. Die Prozessschritte für die Antireflexbeschichtungsabscheidung sind zusammenfassend in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 212 gekennzeichnet.First, a layer of Al ₂ O ₃ with a thickness of 57 nm is applied to the hard lacquer coating (step 203). On this, in turn, a layer of quartz (SiO ₂ ) with a thickness of 25 nm is applied using the electron beam evaporation source 103 described above (step 204). On top of this, in turn, a second layer of aluminum oxide with a thickness of 44 nm is deposited (step 205). This layer deposition is followed by the deposition of a second layer of quartz with a thickness of 61 nm (step 206). This is followed by a third layer of aluminum oxide with a thickness of 60 nm (step 207). A first high-index layer of titanium oxide with a thickness of 8.5 nm is then applied to this layer (step 208). This is followed by the deposition of a layer of aluminum oxide with a thickness of 45 nm (step 209), on which a second high-index layer of titanium oxide with a thickness of 22 nm is then applied (step 210). The coating is applied to both sides of the lens. Finally, a third layer of quartz with a thickness of 106 nm is applied to this (step 211). This layer stack forms an anti-reflection coating. The process steps for the anti-reflection coating deposition are summarized in the drawing with the reference number 212.

Es ist es heutzutage nach dem Stand der Technik üblich auf die äußerste Schicht, nämlich im vorliegenden Ausführungsbeispiel die dritte Quarzschicht eine superhydrophobe Schicht, nämlich ein sogenanntes Top Coat, aufzubringen, welches dafür sorgt, dass das Brillenglas leicht zu reinigen ist. Top Coat-Materialien sind in der Regel aus der Klasse der perfluorierten Alkane und können über eine silanfunktionelle Gruppe an OH-Gruppen der äußersten Schicht des Antireflexionsschichtpakets angekoppelt werden. Diese OH-Gruppen an der Oberfläche werden in der Fachwelt auch als Silanol-Gruppen bezeichnet. Die auf perfluorierten Molekülen basierenden Top Coats sind aufgrund der beschriebenen chemischen Ankopplung abriebfest, d.h. die Funktionalität ist auch im Gebrauchsfall des Brillenglases (etwa nach 2 Jahren täglichen Putzens durch den Brillenträger) noch vorhanden. Aufgrund der chemischen Eigenschaften des Top Coats bilden Wassertropfen einen hohen Kontaktwinkel (>90°) mit der beschriebenen Oberfläche aus, d.h. makroskopische Wassertropfen perlen von der Oberfläche ab.According to the state of the art, it is now common practice to apply a superhydrophobic layer, a so-called top coat, to the outermost layer, namely the third quartz layer in the present example, which ensures that the lens is easy to clean. Top coat materials are usually from the class of perfluorinated alkanes and can be coupled to OH groups in the outermost layer of the anti-reflective layer package via a silane-functional group. These OH groups on the surface are also referred to in the technical world as silanol groups. The top coats based on perfluorinated molecules are abrasion-resistant due to the chemical coupling described, i.e. the functionality is still present even when the lens is in use (after about 2 years of daily cleaning by the wearer). Due to the chemical properties of the top coat, water droplets form a high contact angle (>90°) with the described surface, i.e. macroscopic water droplets roll off the surface.

Im Falle des Beschlagens eines mit den soeben beschriebenen Beschichtungen versehenen Brillenglases bilden die mikroskopischen Tröpfchen des kondensierten Wassers ebenfalls einen hohen Kontaktwinkel mit der Oberfläche aus. Wie aus der 6 zu erkennen ist, ist dies ein ungünstiger Bereich, d.h. es bildet sich viel Streulicht aus, die Transmission des Glases sinkt, es erscheint milchig, der Träger kann durch das Brillenglas nichts mehr erkennen.In the case of fogging of a lens coated with the coatings just described, the microscopic droplets of condensed water also form a high contact wind angle with the surface. As can be seen from the 6 can be seen, this is an unfavourable area, ie a lot of scattered light is formed, the transmission of the lens decreases, it appears milky, the wearer can no longer see anything through the lens.

Deshalb besteht das Bedürfnis zunächst darin, die Oberfläche der äußersten Schicht der Beschichtung des Brillenglases so zu modifizieren, dass kondensierendes Wasser keine Tröpfchen mit hohem Kontaktwinkel mit der Oberfläche ausbildet, sondern vielmehr einen Kontaktwinkel Θ< 30° mit der Oberfläche ausbildet oder sogar vollständig spreitet.Therefore, the first need is to modify the surface of the outermost layer of the coating of the spectacle lens in such a way that condensing water does not form droplets with a high contact angle with the surface, but rather forms a contact angle Θ< 30° with the surface or even spreads completely.

Bei der Auswahl einer solchen Oberflächenbehandlung ist darauf zu achten, dass die optischen Eigenschaften des Antireflexionsschichtpakets nicht nachteilig beeinflusst werden, so dass die Beschichtung ihre optische Funktionalität, nämlich die reflexionsmindernde Eigenschaft beibehält.When selecting such a surface treatment, care must be taken to ensure that the optical properties of the anti-reflection coating package are not adversely affected so that the coating retains its optical functionality, namely the reflection-reducing property.

Um dies zu erreichen, wird nach dem Stand der Technik ein funktionales hydrophiles Reagens an die Oberfläche der äußersten Schicht angekoppelt und zwar sowohl an die Vorder- als auch an die Rückseite des Brillenglases.To achieve this, the state of the art involves coupling a functional hydrophilic reagent to the surface of the outermost layer, both on the front and back of the lens.

Dieses hydrophile funktionale Reagens wird dann in einem nasschemischen oder Vakuumbedampfungsschritt auf das antireflexbeschichtete Brillenglas appliziert, so dass die silanfunktionellen Gruppen chemisch an die Silanol-Gruppen der äußersten Schicht anbinden können. So erfolgt die Anbindung beispielsweise bei einem Trimethoxysilan (RSi(OMe)₃) an die Silanol-Gruppen (SiOH-Gruppen) auf der Oberfläche 701 der äußersten Schicht 700 unter Abspaltung von Methanol (MeOH) und Wasser (H₂O), wie dies die 7 zeigt, nämlich in den Schritten a) Hydrolyse, b) Kondensation, c) Wasserstoffankopplung und d) Bindungsausbildung. This hydrophilic functional reagent is then applied to the anti-reflective coated lens in a wet chemical or vacuum vapor deposition step so that the silane functional groups can chemically bond to the silanol groups of the outermost layer. For example, in the case of a trimethoxysilane (RSi(OMe) ₃ ) the bonding to the silanol groups (SiOH groups) on the surface 701 of the outermost layer 700 takes place with the elimination of methanol (MeOH) and water (H ₂ O), as is the case with 7 namely in the steps a) hydrolysis, b) condensation, c) hydrogen coupling and d) bond formation.

Dabei können sich sowohl bürstenartige als auch schlaufenartige Strukturen auf der Oberfläche 801 bilden, wie dies den drei Beispielen a), b) und c) der 8 für Polyethylenglykole (PEG) zu entnehmen ist.Both brush-like and loop-like structures can form on the surface 801, as shown in the three examples a), b) and c) of the 8 for polyethylene glycols (PEG).

Auf der so behandelten Oberfläche 701 bildet kondensierendes Wasser keine Tröpfchen. Es findet eine vollständige Spreitung des Wassers statt oder es bilden sich nur Tröpfchen mit kleinem Kontaktwinkel Θ unterhalb von 30° aus.Condensing water does not form droplets on the surface 701 treated in this way. The water is completely spread out or only droplets with a small contact angle Θ below 30° are formed.

Somit entsteht kein störendes Streulicht, der Brillenträger erfährt keine Einschränkung seiner klaren Sicht. Dieser Effekt tritt unter beiden typischen Bedingungen auf, unter denen Brillengläser beschlagen, nämlich beim Übergang kalt - warm und wenn das Brillenglas einem wasserdampfgesättigten Luftstrom ausgesetzt wird.This means that there is no annoying scattered light and the wearer of the glasses does not experience any restriction in their clear vision. This effect occurs under both typical conditions in which glasses fog up, namely during the transition from cold to warm and when the glasses are exposed to an air stream saturated with water vapor.

Für den Brillenträger ist die soeben beschriebene Modifikation der Oberfläche nur dann von Vorteil, wenn der Effekt dauerhaft ist. Entscheidend dabei ist die Anzahl und/oder die Reaktivität der Silanol-Gruppen an der äußersten Oberfläche des Brillenglases. Ist die Anzahl/Reaktivität dieser Gruppen hoch, können viele Moleküle des hydrophilen Agens pro Oberflächeneinheit fest gebunden werden.For the wearer of the glasses, the surface modification described above is only of benefit if the effect is permanent. The decisive factor here is the number and/or reactivity of the silanol groups on the outermost surface of the lens. If the number/reactivity of these groups is high, many molecules of the hydrophilic agent can be firmly bound per surface unit.

In Experimenten wurde von den Erfindern gefunden, dass die Bedingungen, unter denen die letzte Schicht des Antireflexionsschichtstapels abgeschieden werden, entscheidend für die Anzahl und Festigkeit der Ankopplung der Moleküle des hydrophilen Agens sind.In experiments, the inventors found that the conditions under which the last layer of the anti-reflection layer stack is deposited are crucial for the number and strength of the coupling of the molecules of the hydrophilic agent.

Folgende Abscheidebedingungen der oben angegebenen dritten Schicht aus Quarz mit einer Dicke von 106 nm werden beispielhaft verwendet: a) Verdampfungsprozess: Elektronenstrahlverdampfung b) Vakuumbedingungen: Hochvakuum c) Verdampfungsrate: 1 nm/s d) Zugabe O₂-Gas : 20 sccm e) Ar⁺-Ionen-Energie 150 eV f) Ar⁺-Ionenstromdichte 80 µA/cm² am Ort des zu beschichtenden Substrates.

Um die Relevanz der Abscheidebedingungen dieser Schicht auch graphisch deutlich zu machen, ist der Prozessschritt 211 als doppelt umrandetes Feld dargestellt.

The following deposition conditions of the above-mentioned third layer of quartz with a thickness of 106 nm are used as examples:

a) evaporation process: electron beam evaporation b) vacuum conditions: high vacuum c) Evaporation rate: 1 nm/s d) Addition of O ₂ gas: 20 sccm e) Ar ⁺ ion energy 150 eV f) Ar ⁺ ion current density 80 µA/cm ² at the location of the substrate to be coated.

In order to graphically illustrate the relevance of the deposition conditions of this layer, process step 211 is shown as a double-bordered field.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das so beschichtete Brillenglas 30 s nach Entnahme aus der Vakuumkammer 110 in einem nachfolgenden Schritt 213 in ein hydrophiles Agens aus 2-[Methoxy(Polyethyleneoxy[6-9])propyl]-trichlorsilan getaucht, welches in einer Konzentration von 5 Gew.% in wasserfreiem Toluol gelöst ist. Dabei ist auf strengen Ausschluss von Feuchtigkeit zu achten. Die Eintauchzeit beträgt 1 min. Bei einer derartigen Prozessführung bilden die Reagenzien eine hydrophile Schicht an der Oberfläche der wie beschrieben beschichteten Brillengläser mit einer Schichtdicke von 1,5 nm aus. Eine derartige Schicht ist optisch nicht wirksam. Ebenso ist die so hergestellte hydrophile Schicht dauerhaft abriebfest. Eine Nachbehandlung des Brillenglases entfällt. Dabei bleibt die optische Funktion der Antireflexionsbeschichtung voll erhalten.In the described embodiment, the spectacle lens coated in this way is immersed 30 s after removal from the vacuum chamber 110 in a subsequent step 213 in a hydrophilic agent made of 2-[methoxy(polyethyleneoxy[6-9])propyl]-trichlorosilane, which is dissolved in anhydrous toluene at a concentration of 5 wt.%. Care must be taken to ensure that moisture is strictly excluded. The immersion time is 1 min. With such a process, the reagents form a hydrophilic layer on the surface of the spectacle lenses coated as described with a layer thickness of 1.5 nm. Such a layer is not optically effective. The hydrophilic layer produced in this way is also permanently abrasion-resistant. There is no need for post-treatment of the spectacle lens. The optical function of the anti-reflection coating is fully retained.

Die Anwendung ist nicht alleine auf Brillengläser beschränkt, sondern kann beliebige optische Bauteile (Linsen, Prismen) oder Baugruppen daraus umfassen.The application is not limited to spectacle lenses alone, but can include any optical components (lenses, prisms) or assemblies thereof.

Claims

Method for producing a coating on a spectacle lens (101), comprising the steps: - providing (201) the spectacle lens (101), which can optionally have a first coating - growing (211) a layer on the spectacle lens (101) by ion-assisted electron beam evaporation of SiO ₂ or a mixture of SiO ₂ with up to 10 percent by mass of Al ₂ O ₃ , wherein the growth (211) of the layer takes place under the action of Ar ⁺ ions with a kinetic energy between 50 and 200 eV at the location where the layer is grown, characterized in that - the growth (211) of the layer takes place under the inflow of gaseous O ₂ and that the action of Ar ⁺ ions takes place at an ion current density between 10 and 100 µA/cm ² at the location where the layer is grown, and that - a coating is deposited directly on the grown layer (213) comprising at least one organosilane compound having a polyoxyalkylene group comprising less than 80 carbon atoms and at least one silicon atom providing at least one hydrolyzable group.

procedure according to claim 1 , characterized in that the layer forms a component, preferably the outermost layer, of an anti-reflection coating.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layer is grown at a speed between 0.5 and 10 nm/s, preferably between 0.5 and 5 nm/s, more preferably between 0.5 and 2 nm/s.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inflowing amount of gaseous O ₂ is between 10 and 40 sccm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the growth of the layer takes place at a pressure in the range between 10 ^-3 and 10 ^-7 hPa.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layer is grown with a final layer thickness in the range between 25 and 120 nm, preferably between 50 and 100 nm, most preferably between 60 and 80 nm.

Process according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organosilane compound consists of a linear or branched polyethylene glycol or polypropylene glycol which has one or more silane-functional groups.

procedure according to claim 7 , characterized in that the chain length of the linear or branched polyethylene glycol or polypropylene glycol consists of 2 to 30 repeating units.

procedure according to claim 8 , characterized in that the silane-functional groups comprise at least one of the following molecular groups: trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, trichlorosilane, dichloromethoxysilane, chlorodimethoxysilane.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one organosilane compound is a chlorosilane-functional molecule, that the at least one organosilane compound is applied wet-chemically and that the at least one organosilane compound is dissolved in an anhydrous solvent for application.

procedure according to claim 10 , characterized in that the anhydrous solvent comprises at least one compound from the following group: toluene, aliphatic alkanes, cycloaliphatic alkanes, aliphatic ethers, cycloaliphatic ethers, aromatic systems, aliphatic ketones, cycloaliphatic ketones, halogenated solvents.

Method according to one of the Claims 10 or 11 , characterized in that the at least one organosilane compound is used in an amount of 1 to 10 percent by weight in the anhydrous solvent.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coating comprising the at least one organosilane compound is deposited with exclusion of moisture.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coating comprising the at least one organosilane compound is deposited by spray coating or flooding.