DE2457474B2 - Verfahren zur herstellung von reflexmindernden mehrfachschichten und durch das verfahren hergestellter optischer koerper - Google Patents
Verfahren zur herstellung von reflexmindernden mehrfachschichten und durch das verfahren hergestellter optischer koerperInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von reflexmindernden Mehrfachschichten,
bestehend aus hochbrechenden und niedrigbrechenden Einzelschichten, wobei die hochbrechende Schicht einen
Gehalt von mindestens 80% ZrO2 besitzt, welchem eine Substanz zur Erzielung einer größeren Homogenität
der Schicht zugesetzt ist.
Durch die OE-PS 3 00 401 sind Interferenzschichten vorbekannt, bei denen für die hochbrechenden Schichten
Tantaloxid, Zirkonoxid und Neodymoxid bzw. eine Mischung aus Oxiden verwendet werden. Ternäre
Gemische mit Bereichen für die einzelnen Komponenten zur Erzielung homogener Schichten sind nicht
angegeben. Auch die CH-PS 5 56 548 offenbart als Material für die hochbrechenden Schichten alternativ
Titanoxid und Zirkonoxid. Von einem ternären Gemisch mit bestimmten Bereichen für die einzelnen Komponenten
ist nirgends die Rede.
Die optischen Eigenschaften von Festkörperoberflächen können durch Aufbringen von Interferenzschichten
bzw. -Schichtsystemen gezielt geändert werden. So ist es z. B. möglich, durch Aufbringen von bestimmten
Schichtkombinationen in einem gewünschten Spektralbereich reflexerhöhende oder auch reflexmindernde
Wirkungen zu erzielen. Der Festlegung des Schichtaufbaus, d. h. der Schichtwerkstoffe und der Schichtdicken
gehen umfangreiche Berechnungen und Versuche voraus.
Um optimale Wirkungen zu erzielen, erfolgt heute die Berechnung von Schichtsystemen mit Computern.
Insbesondere können damit Kurvenscharen erstellt werden, aus denen man entnehmen kann, wie sich die
interferenzoptische Wirkung bei Abweichung von den Idealwerten ändert, !n dem Buch von Hass und
Th u η »Physics of Thin Films«, 1964, Seiten 265 ff.
werden die optischen Zusammenhänge bei der Herstellung von Antireflexbelägen aus drei Schichten beschrieben.
Anhand von rechnerisch ermittelten Kurven wird gezeigt, wie sich die Reflexionseigenschaften ändern,
wenn die vorgegebenen Dicken der einzelnen Schichten nicht genau eingehalten werden und wenn deren
Brechungsindizes vom errechneten Idealwert abweichen. In Fig. 25 auf Seite 268 ist beispielhaft dargestellt,
wie sich die Reflexion ändert, wenn der Brechungsindex der mittleren Schicht eines Dreischichtensystems
zwischen 1,8 und 2,6 schwankt. Aus dem Diagramm ergibt sich, daß ein Brechungsindex für die mittlere
Schicht von etwa 2,1 zu optimalen Systemeigenschaften führt. Abweichungen nach unten oder nach oben führen
bereits zu merklich verschlechterten Systemeigenschaften. Die Einhaltung eines engen Bereichs für den
Brechungsindex einer hochbrechenden Schicht ist aber keineswegs eine einfach durchzuführende Maßnahme.
Bei Mehrfachschichten ist insbesondere das Aufbringen von hochbrechenden Materialien problematisch,
weil hierfür nur einige wenige Oxide in Frage kommen, wenn die Schichten mechanisch und chemisch resistent
sein sollen.
Bei der Herstellung von Mehrfachschichten treten außerdem insofern Probleme auf, als einige der infrage
kommenden Oxide, z. B. ZrO2, CeO2 und Ta2Os, sich
nicht als homogene Schicht niederschlagen: Ihr Brechungsindex ändert sich aufgrund bislang nicht
ausreichend erforschter Zusammenhänge direkt zur Schichtebene, und zwar entweder zunehmend oder
abnehmend. Ob das eine oder das andere der Fall ist, erkennt man am Verlauf der Transmissionskurven des
unbedampften und des mit einer Oxidschicht bedampften Substrates. Berühren sich die beiden Kurven bei
einer bestimmten Wellenlänge, für die die Beziehung
gilt, so kann angenommen werden, daß die aufgebrachte
Schicht in ihrem Aufbau homogen ist. Hierbei ist »n«der
Brechungsindex der Schicht, »d« die Dicke der Schicht und λ die Lichtwellenlänge, für die die obengenannte
Beziehung gilt. Liegt dagegen die Transmission des beschichteten Substrats über oder unter der Transmission
des unbeschichteten Substrats, so liegt ein inhomogener Schichtaufbau vor.
Aufgrund der zum Teil unbekannten Zusammenhänge über den inhomogenen Schichtaufbau, seine Ursache
und der Beeinflussungsmöglichkeit durch den Verdampfungsvorgang an sich können Inhomogenitäten bei der
Berechnung von Sehichtsystemen nicht ausreichend berücksichtigt werden. Dies führt unvermeidlich zu
fehlerhaften Ergebnissen. Darüber hinaus sind auch die !nhomogenitätsverhältnisse unter Froduktionsbedingungen
nicht ausreichend genau reproduzierbar. Es hat deshalb nicht an Anstrengungen gefehlt, durch alle
möglichen Varianten der einzelnen Verfahrensparameter homogene Oxidschichten zu erzeugen, ohne daß
diesen Anstrengungen ein Erfolg beschieden gewesen wäre.
Ein bei der Herstellung von Sehichtsystemen mit optischer Wirkung oft benutztes hochbrechendes
Material ist Ζ1Ό2. Dieses Oxid erfüllt hinsichtlich
Absorptionsfreiheit, Härte und chemischer Resistenz alle Erwartungen und besitzt darüber hinaus einen
Brechungsindex, der bei einigen berechneten und auch in der Praxis realisierbaren Sehichtsystemen dem
Idealwert sehr nahe kommt. Leider sind ZrO2-Schichten
stark inhomogen. Die Folge davon ist, daß bei Sehichtsystemen, die eine ZKVSchicht enthalten, bei
weitem nicht die errechneten optischen Werte eingehalten werden können.
Durch die DT-AS 20 50 556 ist es bereits bekannt, die Inhomogenitäten des Brechungsindex von ZrO2 durch
einen Zusatz von Ta2Os zu reduzieren. Zu diesem Zweck
werden dem ZrO2 zwischen 30 und 70 Gewichtsprozent an Ta2O5 zugesetzt, also ein erheblicher Anteil.
Vorzugsweise sollen gleiche Gewichtsteile der beiden Oxide verwendet werden; auf keinen Fall soll der Anteil
eines der Oxide unterhalb 20 Gewichtsprozent liegen. Da der Brechungsindex von Ta2Os größer als derjenige
des Z1O2 ist, kann der Brechungsindex durch ein solches
Gemisch aufgrund allgemein bekannter Zusammenhänge nur über den Brechungsindex vom reinen ZrO2
angehoben werden. Die Anhebung ist dabei um so stärker, je größer der prozentuale Anteil an Ta2Os ist.
Dabei sind aber die optischen Eigenschaften der hochbrechenden Schicht im engen Rahmen festgelegt,
und der Spielraum zur Variation des Brechungsindex bzw. zur Anpassung an die Eigenschaften der übrigen
Schichten ist in unerwünschter Weise eingeengt. Der angegebene Brechungsindex von η = 2,05 für ein
derartiges Gemisch beruht auf einem Wunschdenken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Substanz zur Erzielung einer größeren Homogenität
einer ZKVSchicht anzugeben, durch welche der
Brechungsindex des ZrÜ2 nicht einseitig nach oben
verschoben wird, sondern die es ermöglicht, den Brechungsindex der Schicht auch nach unten zu
verschieben oder ihn auf einen Wert einzustellen, der dem des reinen ZrO2 entspricht.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch, daß die hochbrechende Schicht durch Niederschlagen eines ternären Gemisches
aus 4 bis 10 Gewichtsprozent AI2O3, 4 bis 10
Gewichtsprozent TiO2 und dem Rest ZrO2 auf dem
Substrat im Vakuum unter reaktiver Atmosphäre erzeugt wird.
Das Niederschlagen kann dabei ausgehend von einem Verdampfungsvorgang erfolgen, wobei das ternäre
Gemisch in besonders vorteilhafter Weise durch einen Elektronenstrahl verdampft wird.
Während man bei dem AI2O3 und ZrO2 im allgemeinen
von der genannten Oxidform ausgeht und diese Oxide verdampft, kann für die Niederschlagung der
Titan-Komponente sowohl vom Titanmeiall als auch von TiO, Ti2Oj oder TiO2 ausgegangen werden, wobei
das TiO2 in der Schicht in jedem Falle aufgrund der
reaktiven Atmosphäre gebildet wird. Es versteht sich, daß der Sauerstoffverbrauch von der gewählten
Verdampfungssubstanz aus chemischen Gründen abhängig ist. Die prozentuale Zusammensetzung des
ternären Gemischs gemäß der Erfindung gilt auch nur für die niedergeschlagene Schicht. Die prozentuale
lü Zusammensetzung der Verdampfungssubstanz ändert sich entsprechend je nach dem Sauerstoffgehalt der zu
verdampfenden Titanverbindung bzw. des reinen Titans. Diese Zusammenhänge sind dem Durchschnittsfachmann
jedoch geläufig.
Es ist jedoch auch möglich, aus dem ternären Gemisch eine Platte (Target) zu erzeugen und diese
mittels Hochfrequenz zu zerstäuben. Die Verwendung von Hochfrequenz ist dann erforderlich, wenn die zu
zerstäubende Platte nicht oder nur schlecht elektrisch leitend ist. Für den Fall, daß eine oder mehrere
Komponenten des ternären Gemisches in Metallform vorliegt, so daß eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit
erzeugt wird, kann für die Zerstäubung auch Gleichspannung verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das vornehmlich für die Vergütung optischer Linsen, insbesondere von
Brillengläsern, von Linsensystemen, Filtern, an an sich transparenten Substraten ohne optische Wirkung wie
Armaturengläser etc. angewandt werden kann, bringt
folgende Vorteile mit sich: Das AI2O3 hat einen
niedrigeren, das TiO2 einen höheren Brechungsindex als das ZrO2. Durch Wahl entsprechender Anteile der
beiden stabilisierenden Oxide läßt sich der Brechungsindex innerhalb der sich aus dem Mischungsverhältnis
ergebenden Grenzen variieren, insbesondere auch in Richtung auf einen Brechungsindex, der kleiner ist als
derjenige des ZrO2. Dadurch ist es beispielsweise möglich, bei einem aus drei Schichten bestehenden
System eine optimale Entspiegelung von Glassubstraten mit einem Brechungsindex von η = 1,51 zu erreichen, so
daß die homogenisierte Schicht in optimaler Weise den übrigen Schichten angepaßt werden kann. Wenn auch
die Veränderung des Brechungsindexes, prozentual betrachtet, unbedeutend erscheinen mag, so können
dennoch die interferenzoptischen Auswirkungen beträchtlich sein, wie dies aus der Fig. 25 auf Seite 268 des
Buches »Physics of Thin Films« hervorgeht. Weiterhin werden für eine ausreichende Stabilisierung nur relativ
geringe Zusätze der genannten Oxide benötigt, wobei die Summe der beiden Oxide im allgemeinen nicht über
12 bis maximal 18 Gewichtsprozent hinauszugehen braucht. Dadurch werden die wertvollen optischen,
mechanischen und chemischen Eigenschaften des ZrO2 sehr weitgehend erhalten. Die genannten Oxide
verschlechtern dabei ohnehin nicht die mechanischen und chemischen Eigenschaften im Verhältnis zu einer
ZrO2-Schicht ohne Zusätze. Darüberhinaus liegen die
Sättigungsdampfdrücke aller Komponenten des ternären Gemischs innerhalb eines engeren Bereichs, so daß
eine fraktionierte Verdampfung weitgehend ausgeschlossen ist. Schließlich verändern die zugesetzten
Oxide auch nicht das Absorptionsverhalten des ZrO2. Dat. erfindungsgemäße Verfahren ist auch hinsichtlich
der Farbe der restlichen Reflexe in hohem Maße reproduzierbar und führt zu einer außerordentlich
wirksamen Entspiegelung der Substrate.
Die gute Eignung des AI2O3 als Komponente des
ternären Gemisches ist dabei auch insofern überra-
sehend, als dieses Oxid im »Gmelin«, 8. Auflage, 1950,
Seite 229 und 443 gerade als nicht geeigneter Zusatz für die Stabilisierung von ZrOj angegeben wird.
Ein im wesentlichen gleicher Erfolg wird erreicht, wenn in dem ternären Gemisch an die Stelle des AbOi
das Oxid SiO^ in im wesentlichen gleicher oder etwas
geringerer Menge tritt.
Die Erfindung ist mit gleichen Vorteilen bei Interferenzsystemen anwendbar, die aus einer beliebigen
Zahl von Einzelschichten bestehen. Besonders vorteilhaft, weil einfach, ist jedoch die Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung von reflexmindernden Dreifachschichten, wobei die Schichten
in der Reihenfolge niedrig-hoch-niedrig-brechend niedergeschlagen werden und wobei ihre Dicke ζ. Β. λ/4
— λ/2 — λ/4 gewählt wird. Diese Schichtdicken haben
den besonderen Vorzug, daß sie während ihrer Herstellung durch optische Schichtdickenmeßgeräte
einfach und zuverlässig erfaßt werden können. Als Material für die erste Schicht kann beispielsweise
Cerfluorid, als Material für die dritte Schicht MgF verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Niederschlagung der Schicht aus dem ternären Gemisch
— wie angegeben — in reaktiver Atmosphäre durchgeführt, die wie folgt erzeugt wird: Nach dem
Aufdampfen der ersten Schicht bei einem Restgas-Partialdruck von einigen 10-5 Torr wird vor dem
Verdampfen des ternären Gemisches über ein Nadelventil Sauerstoff in einer solchen Menge zugegeben, daß
der Druck zwischen etwa 6 χ 10~5 und 2 · 10~4 Torr
liegt. Sobald die Schicht aus dem ternären Gemisch niedergeschlagen ist, wird das Nadelventil für die
Sauerstoffzufuhr wieder geschlossen und die nachfolgende Schicht bzw. Schichten unter Bedingungen
aufgedampft, die zum Stande der Technik gehören. Während des Verdampfungsvorganges werden die
Substrate zweckmäßig auf einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 3000C gehalten.
Im Falle der Niederschlagung der Schichten durch Kathodenzerstäubung liegt der Sauerstoffdruck zweckmäßig
in einem Bereich zwischen 3 · 10~3 und 3 ■ 10"4
Torr.
In dem Rezipienten einer Vakuum-Aufdampfanlage befanden sich mehrere Brillengläser. Nach dem üblichen
bekannten Reinigungsvorgang durch Glimmen wurden die Brillengläser, die einen Brechungsindex von
η = 1,51 besaßen, auf eine Temperatur von 3000C
aufgeheizt, worauf als erste Schicht eine λ/4-Schicht aus Cerfluorid mit einem Brechungsindex von η = 1,7
aufgedampft wurde. Zur Aufdampfung fand ein Elektronenstrahlverdampfer mit einem Tiegelrevolver
Verwendung, in dessen Vertiefungen die unterschiedlichen Aufdampfsubstanzen bereitgehalten wurden. Im
Anschluß an die erste Schicht wurde — wie weiter oben beschrieben — die reaktive Atmosphäre eingestellt und
■j die zweite, hochbrechende Schicht aufgedampft, die aus 88 Gewichtsprozent ZrO2, 6 Gewichtsprozent T1O2 und
6 Gewichtsprozent AA2Oi bestand. Danach wurde die
Sauerstoffzufuiir unterbrochen, und im Anschluß hieran wurde eine dritte Schicht aus Magnesiumfluorid mit
einem Brechungsindex von η — 1,38 in einer Dicke von λ/4 aufgedampft. Es wurde eine ausgezeichnete
Reflexminderung über einen breiten Wellenlängenbereich erzielt, wobei aufgrund der anfangs beschriebenen
Untersuchungskriterien auf keinerlei Inhomogenitäten innerhalb des Schichtensystems geschlossen werden
konnte.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß für die Niederschlagung
der zweiten hochbrechenden Schicht ein ternäres Gemisch aus 84 Gewichtsprozent ZrÜ2,8 Gewichtsprozent
T1O2 und 8 Gewichtsprozent AI2O3 unter sonst
gleichen Bedingungen verdampft wurde. Hierbei wurden qualitativ praktisch gleichwertige Produkte erhalten,
wobei lediglich der Wellenlängenbereich, in dem die maximale Reflexionsminderung auftrat, geringfügig
schmaler war. Auch in diesem Falle konnte aufgrund der
in eingangs beschriebenen Untersuchungskriterien auf
keine Inhomogenitäten innerhalb des Schichtensystems geschlossen werden.
Die Einhaltung der Schichtdicke wurde aufgrund der Benutzung eines optischen Schichtdickenmeßgerätes
Jj erzielt. Einzelheiten derartiger Meßgeräte sind Stand
der Technik, wobei die Meßgeräte im Handel erhältlich sind.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel des durch das
erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Produkts
■to näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein
Substrat mit einem aufgedampften 3-Schichten-Interferenzsystem.
In der Figur ist mit 10 ein Substrat in Form
einer Glasplatte mit einem Brechungsindex π = 1,51 bezeichnet. Darauf ist eine erste Schicht in der Dicke λ/4
Ί5 aus Cerfluorid mit einem Brechungsindex von η = 1,7
aufgedampft. Hieran schließt sich eine hochbrechende Schicht aus dem erfindungsgemäßen ternären Oxidgemisch
an, die einen Brechungsindex von η = 2,1 besitzt und eine Dicke von λ/2 hat. Das ternäre Gemisch
so besteht dabei aus 88 Gewichtsprozent ZKD2, 6
Gewichtsprozent T1O2 und 6 Gewichtsprozent AI2O3.
Den Abschluß bildet eine Deckschicht aus MgF mit einem Brechungsindex von η = 1,38 und einer Dicke
von λ/4. Das Schichtensystem gemäß der Figur wurde
Vt durch das Verfahren nach Beispiel 1 hergestellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von reflexmindernden Mehrfachschichten, bestehend aus hochbrechenden
und niedrigbrechenden Einzelschichten, wobei die hochbrechende Schicht einen Gehalt von
mindestens 80% ZrO2 besitzt, welchem eine Substanz zur Erzielung einer größeren Homogenität der
Schicht zugesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hochbrechende Schicht durch
Niederschlagen eines ternären Gemisches aus 4 bis 10 Gewichtsprozent Al2O3, 4 bis 10 Gewichtsprozent
TiO2 und dem Rest ZrO2 auf dem Substrat im
Vakuum unter reaktiver Atmosphäre erzeugt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von refiexmindernden Dreifachschichten nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schichten in der Reihenfolge niedrig-hoch-niedrigbrechend niedergeschlager,
werden, wobei ihre Dicke λ/4- λ/2- λ/4 gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus Cerfluorid, die
zweite Schicht aus einem ternären Gemisch aus 88 Gewichtsprozent ZrO2,6 Gewichtsprozent TiO2 und
6 Gewichtsprozent Al2O3 und die dritte Schicht aus
MgF aufgebaut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochbrechende Schicht durch
Niederschlagen eines Gemisches aus 3 bis 10 Gewichtsprozent SiO2, 4 bis 10 Gewichtsprozent
TiO2 und dem Rest ZrO2 auf dem Substrat im
Vakuum unter reaktiver Atmosphäre erzeugt wird.
5. Optische Körper, wie Linse, Filter mit reflexmindernder Mehrfachschicht, bestehend aus
hochbrechenden und niedrigbrechenden Einzelschichten, wobei die hochbrechende Schicht einen
Gehalt von mindestens 80% ZrO2 besitzt, welchem eine Substanz zur Erzielung einer größeren Homogenität
der Schicht zugesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hochbrechende Schicht aus einem
ternären Gemisch aus 4 bis 10 Gewichtsprozent Al2O3,4 bis 10 Gewichtsprozent TiO2 und dem Rest
ZrO2 besteht.
6. Optischer Körper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hochbrechende Schicht aus
einem ternären Gemisch aus 3 bis 10 Gewichtsprozent SiO2,4 bis 10 TiO2 und dem Rest ZrO2 besteht.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2457474A DE2457474C3 (de) | 1974-12-05 | 1974-12-05 | Verfahren zur Herstellung von reflexmindernden Mehrfachschichten und durch das Verfahren hergestellter optischer Körper |
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| GB5008475A GB1466640A (en) | 1974-12-05 | 1975-12-05 | Multiple layer of anti-reflection coatings for optical purposes |
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| DE2457474A DE2457474C3 (de) | 1974-12-05 | 1974-12-05 | Verfahren zur Herstellung von reflexmindernden Mehrfachschichten und durch das Verfahren hergestellter optischer Körper |
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| DE2457474C3 DE2457474C3 (de) | 1978-10-19 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE3434583A1 (de) * | 1983-09-20 | 1985-04-11 | Olympus Optical Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Reflexvermindernde beschichtung fuer ein optisches bauteil und verfahren zu ihrer ausbildung |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3009533C2 (de) * | 1980-03-12 | 1986-11-06 | D. Swarovski & Co., Wattens, Tirol | Belag mit mittlerem Brechwert, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung des Belages |
| DE3026703C2 (de) * | 1980-07-15 | 1983-01-27 | Will Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Verfahren zur Herstellung eines Antireflexbelages auf einem transparenten Material, wie einem optischen Glas |
| DE3302827A1 (de) * | 1983-01-28 | 1984-08-02 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Verfahren zum herstellen von optischen elementen mit interferenzschichten |
| ES2077562T3 (es) * | 1987-07-22 | 1995-12-01 | Philips Electronics Nv | Filtro de interferencia optico. |
| JP2561946B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1996-12-11 | ホーヤ株式会社 | 多層膜裏面反射鏡 |
| DE4117256A1 (de) * | 1989-12-19 | 1992-12-03 | Leybold Ag | Belag, bestehend aus einem optisch wirkenden schichtsystem, fuer substrate, wobei das schichtsystem insbesondere eine hohe antireflexwirkung aufweist |
| US5170291A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-08 | Leybold Aktiengesellschaft | Coating, composed of an optically effective layer system, for substrates, whereby the layer system has a high anti-reflective effect, and method for manufacturing the coating |
| US5318830A (en) * | 1991-05-29 | 1994-06-07 | Central Glass Company, Limited | Glass pane with reflectance reducing coating |
| JP3014208B2 (ja) * | 1992-02-27 | 2000-02-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
| WO1997008357A1 (en) * | 1995-08-30 | 1997-03-06 | Nashua Corporation | Anti-reflective coating |
| WO1998035245A1 (en) * | 1997-02-11 | 1998-08-13 | Mcdonnell Douglas Corporation | High efficiency anti-reflectance coating and associated fabrication method |
| WO1998055414A1 (fr) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Article en verre a reflectance faible et son procede de preparation |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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-
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- 1975-12-05 FR FR7537345A patent/FR2293719A1/fr active Granted
- 1975-12-05 GB GB5008475A patent/GB1466640A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3434583A1 (de) * | 1983-09-20 | 1985-04-11 | Olympus Optical Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Reflexvermindernde beschichtung fuer ein optisches bauteil und verfahren zu ihrer ausbildung |
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| IT1051763B (it) | 1981-05-20 |
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| DE2457474C3 (de) | 1978-10-19 |
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