特許 7021156 層システムおよび層システムを備える光学素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-07

(45)【発行日】2022-02-16

(54)【発明の名称】層システムおよび層システムを備える光学素子

(51)【国際特許分類】

   G02B 1/115 20150101AFI20220208BHJP

   G02C 7/00 20060101ALI20220208BHJP

   G02B 5/26 20060101ALI20220208BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20220208BHJP

【ＦＩ】

G02B1/115

G02C7/00

G02B5/26

G02B5/28

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019140726

(22)【出願日】2019-07-31

(62)【分割の表示】P 2017535673の分割

【原出願日】2015-10-19

(65)【公開番号】P2019207424

(43)【公開日】2019-12-05

【審査請求日】2019-08-29

(31)【優先権主張番号】102015100091.1

(32)【優先日】2015-01-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】514073189

【氏名又は名称】ローデンシュトック ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シェルシュリヒト，リュディガー

(72)【発明者】

【氏名】フォークト，ミカエル

【審査官】池田 博一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１２２２５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０９３６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６５４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４８１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３０７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１７１４３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－０７５９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０６９２５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５２０４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２８６８２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ １／１１５

Ｇ０２Ｃ ７／００

Ｇ０２Ｂ ５／２６

Ｇ０２Ｂ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３つ、４つまたは５つの連続する多層（２０、２２、２４、２６、２８）の積層体（１４）を有する、基板（１２）の少なくとも１つの表面（６０、６２）上に配置される干渉層システム（１０、１１）を備える光学素子（１００）の光学特性を設計するための設計方法であって、
各多層（２０、２２、２４、２６、２８）は、第１の光学的厚さ（ｔ１）を有する第１の部分層（３０）と、前記第１の光学的厚さ（ｔ１）とは異なる第２の光学的厚さ（ｔ２）を有する第２の部分層（３２）とを備え、かつ、
前記基板（１２）との距離がより少ない方の前記部分層（３０）は、もう一方の前記部分層（３２）よりも高い屈折特性を有し、
前記第１の部分層（３０）は、より高い屈折特性を有する部分層（３０）であり、かつ前記第２の部分層（３２）は、より低い屈折特性を有する部分層（３２）であり、かつ前記より高い屈折特性を有する部分層（３０）は、高屈折性の部分層（３０）を備え、かつ前記より低い屈折特性を有する部分層（３２）は、低屈折性の部分層（３２）を備えてなり、
前記層システム（１０）の光学特性は、反射率（Ｒｍ）及び変数（σ）の積（σ＊Ｒｍ）を選択することによって設計され、
前記積（σ＊Ｒｍ）を、多層（２０、２２、２４、２６）の各積層体（１４）の反射防止及び／又は反射防止効果のために１未満とすることか、または、前記積（σ＊Ｒｍ）を、前記各積層体（１４）の反射効果のために１以上とすることかのいずれかが選択され、いずれかの選択後、選択された積（σ＊Ｒｍ）に基づいて、前記多層（２０、２２、２４、２６）における前記第１の部分層（３０）の前記第１の光学的厚さ（ｔ１）、および、前記第２の部分層（３２）の前記第２の光学的厚さ（ｔ２）が設定され、
同じ材料の前記多層（２０、２２、２４、２６）を用いながら、同数の多層（２０、２２、２４、２６）を同じ層順序で有する前記積層体（１４）内の前記多層（２０、２２、２４、２６）の厚さを変えることにより変数（σ）が設定され、
前記各多層（２０、２２、２４、２６、２８）は、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）の各々のより高い屈折特性を有する第１の部分層（３０）の第１の光学的厚さ（ｔ１）およびより低い屈折特性を有する第２の部分層（３２）の第２の光学的厚さ（ｔ２）の商（ｖｉ）の関数として形成され、前記指数ｉは、前記積層体（１４）における前記連続する多層（２０、２２、２４、２６、２８）の順位を示し、かつ前記変数（σ）は、前記商（ｖｉ）の割合の関数であり、
３８０ｎｍから８００ｎｍまでの可視光範囲に渡って平均されて百分率として与えられる前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）の積層体（１４）の前記反射率（Ｒｍ）は、前記個々の積層体（１４）について予め決定され、かつ前記反射率（Ｒｍ）と前記変数（σ）との前記積（σ＊Ｒｍ）は、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）の積層体（１４）の反射防止および／または反射防止効果を達成するためには１未満に設定され、または、この積層体（１４）のミラーリング効果を達成するためには１以上であるように設定され、かつ、
１つまたは複数の多層（２０、２２、２４、２６、２８）の前記第１および第２の部分層（３０、３２）の前記光学的厚さ（ｔ１、ｔ２）は、前記変数（σ）が最適化プロセスによって決定され、かつ前記第１および第２の部分層（３０、３２）が計算される多層（２０、２２、２４、２６、２８）の積層体（１４）の前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）の前記部分層（３０、３２）の前記光学的厚さ（ｔ１、ｔ２）によって生成されるように指定され、
前記変数（σ）としての、前記各多層（２０、２２、２４、２６、２８）のより高い屈折特性を有する部分層（３０）の前記光学的厚さ（ｔ１）およびより低い屈折特性を有する部分層（３２）の前記光学的厚さ（ｔ２）の商（ｖｉ）の割合の前記関数は、３つまたは５つの連続する多層（２０、２２、２４、２６、２８）による積層体（１４）の場合、

【数1】

であり、ここで、ｉ＝１からｎｍａｘまで、但しｎｍａｘ＝３またはｎｍａｘ＝５、は、前記積層体（１４）内の前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）の順位を示し、かつｖｉは、個々の多層（２０、２２、２４、２６、２８）の前記より高い屈折特性を有する部分層（３０）の前記光学的厚さ（ｔ１）の、前記より低い屈折特性を有する部分層（３２）の前記光学的厚さ（ｔ２）に対する商から得られ、または、
４つの連続する多層（２０、２２、２４、２６）による積層体（１４）の場合、

【数3】

であり、数字１から４までは、前記積層体（１４）内の前記多層（２０、２２、２４、２６）の順位を示し、かつｖｉ、但しｉ＝１から４まで、は、個々の多層（２０、２２、２４、２６）の前記より高い屈折特性を有する部分層（３０）の前記光学的厚さ（ｔ１）の、前記より低い屈折特性を有する部分層（３２）の前記光学的厚さ（ｔ２）に対する商から得られることを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記最適化プロセスにおいて、限定値として、前記より高い屈折特性を有する部分層の層厚さに関して最小値２ｎｍおよび最大値１５０ｎｍが設定され、かつ前記第１の光学的厚さ（ｔ１）に関しても最小値０．０１および最大値０．５５が設定され、かつ限定値として、前記より低い屈折特性を有する部分層の前記層厚さに関して最小値２ｎｍおよび最大値２００ｎｍが設定され、かつ前記第２の光学的厚さ（ｔ２）に関しても最小値０．０１および最大値０．５３が設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

より低い屈折特性を有する部分層（３２）およびより高い屈折特性を有する部分層（３０）は、何れの場合も、前記積層体（１４）の前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）において同じ順序で配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記変数（σ）が４未満に設定されて、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）による積層体（１４）が反射防止効果を有することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

低屈折性の機能層（５４）は、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）による個々の積層体（１４）の個々の最後の多層（２４、２６、２８）において、前記２つの部分層（３０、３２）の間に配置されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

層システム（１０、１１）は、何れの場合も前記基板（１２）の２つの反対側の表面（６０、６２）上にそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記２つの層システム（１０、１１）は、異なる数の多層（２０、２２、２４、２６、２８）を有することを特徴とする、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記変数（σ）が１未満に設定されて、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）による積層体（１４）が反射防止効果を有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記変数（σ）が０．３未満に設定されて、前記多層（２０、２２、２４、２６、２８）による積層体（１４）が反射防止効果を有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

３つ、４つまたは５つの連続する多層（２０、２２、２４、２６、２８）の積層体（１４）を有する、基板（１２）の少なくとも１つの表面（６０、６２）上に配置される干渉層システム（１０、１１）を備える光学素子（１００）を製造する方法であって、
請求項１から９のいずれか一項に記載された前記設計方法に基づいて、前記光学素子（１００）の光学特性を設計する工程と、
前記設計方法において設定された前記積（σ＊Ｒｍ）および前記変数（σ）を使用して、光学素子（１００）を製造する工程と、を含む、光学素子（１００）を製造する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学素子の光学特性を設定するための層システム、具体的には、眼鏡レンズをコーティングするための層システムに関し、かつこのような層システムを備える光学素子、およびこのような層システムを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光学素子の光学特性に影響を与えるために光学素子のコーティングを用いることは、知られている。この場合は、例えば反射防止、ミラーリング、フィルタ効果等の光学コーティングの形態毎に、この特別な用途または要件に適合された一連の層が使用される。これらの層設計は、通常、層の順序、使用される材料、プロセス管理、および場合によってはコーティングの方法を異にする。

【0003】

特許文献１は、前面および裏面にコーティングを有する眼鏡レンズを開示している。この場合、眼鏡レンズの前面には、前面に当たる光線のＵＶ成分をカットするためのコーティングが施されている。眼鏡レンズの裏面は、ＵＶ範囲で７％以下の加重反射率を有する反射防止コーティングを有する。さらに、眼鏡レンズは、４００ｎｍから４６０ｎｍまでの波長範囲内の青の光成分をフィルタリングするためのコーティングを有する。

【0004】

特許文献２は、１８０ｎｍから３７０ｎｍまでの波長範囲内の低減された紫外線反射度を有する光学層システムを開示している。何れの場合も、層システムは、隣接する低屈折特性および高屈折特性を有する層から成る多層から成る。基板に最も近い層は、フッ化マグネシウムから成ってはならず、層のいずれも、紫外領域における動作波長の半分を超える層厚を有さない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１３／１７１４３５号

【文献】独国特許出願公開第１０１０１０１７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、異なる要件に対しても一様である（要求事項が異なっても統一的に適用できるところの）、恐らくは最も単純なコーティング方法によって光学素子の光学特性に影響を及ぼすことを可能にする、光学素子のための層システムを有する光学素子を作成することにある。

【0008】

本発明のさらなる目的は、このような光学素子を設計し、かつ製造するための方法を生み出すことにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

これらの目的は、独立請求項に記載されている特徴によって達成される。本発明の効果的な実施形態および優位点は、さらなる請求項、明細書本文および図面から明らかである。

【0010】

本発明は、基板の表面に配置され連続する多層による少なくとも１つの積層体を備える少なくとも１つの層システムを備える光学素子、具体的には眼科用レンズまたは眼鏡レンズに関し、各多層は、第１の光学的厚さｔ１を有する第１の部分層と、第１の光学的厚さｔ１とは異なる第２の光学的厚さｔ２を有する第２の部分層とを備える。この場合、多層の光学特性は、変数σ（パラメータ）の関数として予め決定可能である。したがって、多層は、この変数の関数として予め決定される光学特性を有する。個々の多層は、各々、多層におけるより高い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ１、およびより低い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ２の商ｖｉの関数として形成され、指数ｉは、積層体における連続する多層の順位を示し、より高い屈折特性を有する部分層は、具体的には高屈折性の部分層を備え、かつより低い屈折特性を有する部分層は、具体的には低屈折性の部分層を備える。この場合、変数σは、何れの場合も、より高い屈折特性を有する部分層の光学的厚さ、およびより低い屈折特性を有する部分層の光学的厚さの商ｖｉの割合の関数である。

【0011】

多層による積層体の反射率Ｒｍは、予め決定されることが可能であり、３８０ｎｍから８００ｎｍまでの可視光範囲に渡って平均される単位パーセントの反射率Ｒｍと変数σとの積は、多層による積層体の反射防止および／または反射防止効果の場合に１未満であり、あるいは、３８０ｎｍから８００ｎｍまでの可視光範囲内で発生する積層体のミラーリングまたはミラーリング効果の場合に１以上である。この場合、商ｖｉの指数ｉ＝１からｎｍａｘまでは、多層の最大数をｎｍａｘとする、連続して、または相互に配列される多層の順序を示す。光学素子の基板上に搭載された状態では、指数ｉは、個々の多層の基板上の配置位置が基板に近いほど、小さくなる。言い換えると、例えば、光学素子に取り付けられた状態にある５つの多層の積層体では、基板からさらに離れて配置された多層に商ｖ５が割り当てられる。

【0012】

層システムが例えば眼鏡レンズへ適用される場合、指数ｎｍａｘを有する多層は、空気に最も近く配置される多層になる。
層システム全体は、光学的に透明な基板へ直に、または硬質層で被覆された基板へも付けることができる。層システムを付ける前に、記述された表面がプラズマによって調整されてもよい。プラズマには、Ａｒ、Ｏ２、Ｎ２およびこれらに類似するもの等の異なるガスが添加されてもよい。この調整は、起動となり得るが、被覆されるべき表面の締固め等の機能化ともなり得る。
記述したプラズマ調整は、基板から最遠にある最も外側の部分層にも適用することができる。

【0013】

具体的には、本発明は、眼鏡レンズの光学特性に、例えば反射防止コーティングまたは反射防止として、例えば可視光の青成分のフィルタ（青ブロック）として、またはミラーリングとして、等の異なる方法で影響を与えるための眼鏡レンズのコーティングに関する。

【0014】

本発明によれば、これは、一連の連続する多層によって達成され、各多層は、少なくとも、より低い屈折特性を有する部分層と、より高い屈折特性を有する部分層、具体的には低屈折部分層と高屈折部分層、を有する。同じ材料を用いつつも多層の厚さが多様であることにより、具体的には反射防止および／または反射防止効果およびミラーリングに関して、異なる効果／反射率を達成することができる。これは、変数σを最小化／最適化することによって達成される。σは、層厚さの関数、または各多層の部分層の光学的厚さの割合の関数である。

【0015】

この場合、反射度とも称される反射率Ｒｍは、光線の入射強度に対する反射の割合をエネルギーパラメータとして表す。

【0016】

本発明によれば、反射率Ｒｍと変数σとの積が１未満に設定されていれば、多層の積層体の予め決定可能な反射率Ｒｍに対して、多層の積層体による反射防止および／または反射防止効果が達成される。

【0017】

この場合、反射率Ｒｍは、先に述べた関係式によって、入射光線の入射強度に対する反射強度の割合として決定されることが可能であり、反射率Ｒｍは、効果的には、３８０ｎｍから８００ｎｍまでの可視光範囲で平均され、１００％を基礎として、または百分率で与えられる。このような条件は、層システムを製造する方法の最適化プロセスの境界条件として設定されてもよい。

【0018】

さらに、反射率Ｒｍと変数σとの積が１以上に設定されれば、多層による積層体の予め決定可能な反射率Ｒｍに対してミラーリングを達成することができる。このような条件もやはり、便宜上、層システムを製造する方法の最適化プロセスの境界条件として設定されてもよい。

【0019】

このタイプのコーティングを用いれば、同じ層順序および同じ材料で、最も多様な反射防止効果、最も多様な形態および構成のミラーリング、ならびに最も多様な光学フィルタ（ＩＲブロック、青色ブロック、ＵＶ保護、高レベル無色反射防止）を生成することが可能である。換言すれば、層構造は、層材料および関連するコーティングプロセスの選択に関して常に同じである。

【0020】

本発明による層システムの重要な優位点は、異なるタイプのコーティングの相違点が、個々の部分層厚さの選択だけでしかないことにある。このようなコヒーレントなコーティングプロセスにより製造される層システムは、さらに、装置の全体的開発、整理、始動、プロセスの保全および装置の取り扱い（機器、調整、他）を単純化する。対応する専門スタッフは、コーティング機器の作動時および設定／調整に際して、１つのコーティング概念を習得すればよい。

【0021】

このタイプのコーティングにおいて、用途のタイプを決定づけるものは、もはや使用される材料ではなく、層の順序、延ては、光学コーティングの干渉システム（interferometric system）全体での層上への作用である。

【0022】

このタイプの層システムは、これまでに使用されている光学コーティングを適応させることができる。さらに、層システムのこのようなプラットフォーム概念に起因して、このようにして生成されるコーティングは、例えば、接着力、耐引っ掻き性、耐熱性、気候、他等の類似する機械的層特性を有する。

【0023】

本発明によれば、このような層システムにおいて、３つまたは５つの連続する多層による積層体の変数σは、以下の通り決定できる。

【0024】

【数1】

【0025】

ここで、ｉ＝１からｎｍａｘまで、但しｎｍａｘ＝３またはｎｍａｘ＝５、は、積層体内の多層の順位を指し、かつｖ_ｉは、個々の多層のより高い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ１の、より低い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ２に対する商から得られる。この場合、光学的厚さｔまたはＦＷＯＴ（全波光学的厚さ）は、以下の通り決定できる。

【0026】

【数2】

【0027】

ここで、ｄは、層厚さを表し、λは、設計波長を表し、ｎは、部分層の屈折率を表す。

【0028】

本発明によれば、４つの連続する多層による積層体の場合、変数σは以下の通り決定できる。

【0029】

【数3】

【0030】

ここで、数字１から４までは、３つまたは５つの連続する多層による積層体の例における指数ｉに対応していて積層体内の多層の順位を示し、かつｖ_ｉは、個々の多層のより高い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ１の、より低い屈折特性を有する部分層の光学的厚さｔ２に対する商から得られる。

【0031】

ある効果的な実施形態によれば、より低い屈折特性を有する部分層およびより高い屈折特性を有する部分層は、何れの場合も、積層体の多層内に同じ順序で配置されることが可能である。したがって、層システム全体では、何れの場合も常に、より低い屈折特性を有する部分層に、より高い屈折特性を有する部分層が続く。その結果、コーティングプロセスも、効果的に標準化されかつ合理化されることが可能である。

【0032】

さらなる効果的な実施形態によれば、多層の積層体による反射防止または反射防止作用および／または反射防止効果は、変数σが４未満に、好ましくは１未満、特に好ましくは０．３未満に設定されれば達成されることが可能である。したがって、多層の積層体は、変数σが４未満の場合に反射防止効果を有する。これもまた、おそらくは、層システムを製造する方法の最適化プロセスのための有益な境界条件を構成する。

【0033】

さらなる効果的な実施形態によれば、同じ多層内のより高い屈折特性を有する部分層およびより低い屈折特性を有する部分層の屈折率ｎ１、ｎ２の差は、０．２より大きく、好ましくは０．３より大きく、特に好ましくは０．４より大きくてもよい。屈折率ｎ１、ｎ２のこのような差は、具体的には眼鏡レンズの分野で使用される場合、層システム内に多くの、例えば３つ、４つまたは５つの連続する多層が存在するとすれば、層システムの光学特性の目標とされる影響を所望される方法で達成するには十分である。

【0034】

さらなる効果的な実施形態によれば、高屈折性の部分層は、少なくとも１．６、好ましくは少なくとも１．７、特に好ましくは少なくとも１．８、特別に好ましくは少なくとも１．９である第１の屈折率ｎ１を有してもよく、かつ低屈折性の部分層は、最大１．５５、好ましくは最大１．４８、特に好ましくは最大１．４である第２の屈折率ｎ２を有する。
屈折率に関するこれらの詳細は、使用される温度２５℃ならびに光強度の基準波長５５０ｎｍにおける標準状態に関連する。

【0035】

異なる屈折率を有する層材料の典型的な例には、屈折率１．４６の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、屈折率１．７の酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、屈折率２．０５の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、屈折率２．１の酸化チタンプラセオジム（ＰｒＴｉＯ_３）、何れの場合も屈折率２．３である酸化チタン（ＴｉＯ_２）および硫化亜鉛（ＺｎＳ）が含まれる。これらの値は、平均値を構成するものであり、コーティングプロセスおよび層厚さに依存して最大１０％まで変わり得る。

【0036】

従来の光学レンズは、１．５から２．０までの間の屈折率を有する。したがって、光学レンズと組み合わせた、１．５未満の屈折率を有するＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の層材料は、低屈折材料と称され、かつ光学レンズと組み合わせた、２．０より大きい屈折率を有するＺｒＯ_２、ＰｒＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ等の層材料は、高屈折材料と称される。したがって、高屈折材料と低屈折材料との屈折率の差は、コーティングプロセスおよび層厚さに依存して少なくとも０．２から少なくとも０．５までである。

【0037】

さらなる効果的な実施形態によれば、多層の積層体の最後の多層は、各々、２つの部分層の間に機能層を有してもよい。この機能層は、例えば、導電性を高めることによって帯電防止効果を上げることができ、応力の弾性均等化をもたらすことができ、または拡散バリアとして用いることもできる。

【0038】

さらなる効果的な実施形態によれば、多層の積層体内では、より低い屈折特性を有する部分層を類似材料から形成することができ、かつ／または多層の積層体内では、より高い屈折特性を有する部分層を類似材料から形成することができる。その結果、コーティング材料として２つの材料を用いる層システムを製造することが可能であり、これにより、装置の観点から、またオペレータの観点からの双方で、層システムの開発および製造が大幅に単純化され、延ては促進もされる。

【0039】

さらなる効果的な実施形態によれば、より高い屈折特性を有する部分層は、材料Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_５、Ｐｒ_２Ｏ_３、ＰｒＴｉＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２およびこれらの改変体、具体的にはこれらの他の酸化段階、のうちの少なくとも１つを含んでもよい。これらの材料は、光学素子において、例えば眼鏡レンズをコーティングするため等に用いるための、高い従来的な屈折率を有する材料として知られている。しかしながら、部分層全体の屈折率が１．６より大きいものである限り、より高い屈折特性を有する部分層は、ＳｉＯ_２またはより低い屈折特性を有する他の材料も含んでもよい。

【0040】

さらなる効果的な実施形態によれば、より低い屈折特性を有する部分層は、材料ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、シラン、シロキサンのうちの少なくとも１つを含んでもよい。しかしながら、より低い屈折特性を有する部分層は、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３との混合物も含んでもよい。より低い屈折特性を有する部分層は、好ましくは、少なくとも８０重量％のＳｉＯ_２、特に好ましくは少なくとも９０重量％のＳｉＯ_２を含んでもよい。

【0041】

このタイプのコーティングに使用される材料は、光学分野において例えばＰＶＤプロセス（ＰＶＤ＝物理蒸着）またはＣＶＤプロセス（ＣＶＤ＝化学蒸着）によって適用される典型的な材料である。これは、より低い屈折特性を有する材料として、ＳｉＯ_２およびＳｉＯ_２との混合物が好ましいことを意味する。全ての典型的な高屈折酸化物材料およびそれらの混合物が、高屈折材料として可能である（Ｔａ_２Ｏ_５、Ｔｉ_ｘＯ_ｙ、ＺｒＯ_２、他）。過去のコーティングにはある程度必要であったような特定の材料組成の選定は、本発明による層システムではもはや提供されない。

【0042】

したがって、光学産業における典型的な高屈折金属酸化物（Ｔａ_２Ｏ_５、Ｔｉ_ｘＯ_ｙ、ＺｒＯ_２およびこれらに類似するもの）およびその混合物は、全て、より高い屈折特性を有する材料として使用されてもよい。

【0043】

光学産業における典型的な低屈折金属酸化物（ＳｉＯ、ＳｉＯ_２；Ａｌ添加ＳｉＯ_２、ＳｉＯおよび純粋な形態のシランおよびシロキサン、またはそれらのフッ素化誘導体およ
びこれらに類似するもの）およびその混合物は、全て、より低い屈折特性を有する材料として使用されてもよい。

【0046】

ある効果的な実施形態では、光学素子において、基板との距離がより少ない方の部分層は、もう一方の部分層より高い屈折特性を有し得る。このように、より高い屈折特性を有する部分層およびより低い屈折特性を有する部分層は、何れの場合も、層システムにおいて交互に配置されることから、層システムの個々の多層の部分層の順序が規定される。

【0047】

記述しているコーティングは、被覆されるべき基板の両側に付けられても、片側のみに付けられてもよく、よって、さらなる効果的な実施形態によれば、層システムは、何れの場合も、基板の２つの反対面上に設けられてもよい。

【0048】

別の効果的な実施形態によれば、基板の２つの反対面上に設けられる層システムは、異なる数の多層を有してもよい。２つの層システムのうちの一方は、最上の多層上に追加の機能層も有することができるが、２つの層システムのうちのもう一方の層にはこれがない。

【0049】

さらなる効果的な実施形態によれば、基板の少なくとも一方の表面は、硬質層でコーティングされることが可能である。この硬質層は、有機ワニス層として、または、場合により可能な添加剤を含む例えばＳｉＯ_２等の無機層としても設計されることが可能である。

【0050】

さらなる態様によれば、本発明は、基板の少なくとも一方の表面に配置される、３つ、４つまたは５つの連続する多層の積層体を有する干渉層システムを備える光学素子を製造するための方法に関し、各多層は、第１の光学的厚さを有する第１の部分層と、第１の光学的厚さとは異なる第２の光学的厚さを有する第２の部分層とを備え、基板との距離がより少ない方の部分層は、もう一方の部分層より高い屈折特性を有し、第１の部分層は、より高い屈折特性を有する部分層であり、かつ第２の部分層は、より低い屈折特性を有する部分層であり、より高い屈折特性を有する部分層は、具体的には高屈折性の部分層を備え、かつより低い屈折特性を有する部分層は、具体的には低屈折性の部分層を備え、同じ多層材料を用いながら、同数の多層を同じ層順序で有する積層体内の多層の厚さが多様であることにより、層システムの光学特性は、変数σ（パラメータ）の関数として設定され、個々の多層は、各々多層のより高い屈折特性を有する第１の部分層の第１の光学的厚さ（ｔ１）およびより低い屈折特性を有する第２の部分層の第２の光学的厚さｔ２の商ｖｉの関数として形成され、指数ｉは、積層体における連続する多層の順位を示す。この場合、変数σは、商ｖｉの割合の関数であり、指数ｉは、積層体における連続する多層の順位を示し、より高い屈折特性を有する部分層は、具体的には高屈折性の部分層を備え、かつより低い屈折特性を有する部分層は、具体的には低屈折性の部分層を備える。この場合、３８０ｎｍから８００ｎｍまでの可視光範囲に渡って平均される多層による積層体の反射率Ｒｍは、百分率として予め決定されてもよい。反射率Ｒｍと変数σとの積は、多層による積層体の反射防止または反射防止効果および／または反射防止効果を達成するために１未満となるように設定されるか、ミラーリングまたはミラーリング効果のために１以上となるように設定される。１つまたは複数の多層の第１および第２の部分層の光学的厚さｔ１、ｔ２は、変数σが最適化プロセスによって、好ましくは変分計算法によって決定されるように指定される。

【0051】

第１および第２の部分層は、これに基づいて、計算された変数、具体的には多層による積層体の多層の部分層の光学的厚さｔ１、ｔ２を用いて生成される。

【0052】

層システムの光学的特性は、上記で既に述べたように、変数σの適切な選択、または反射率との積Ｒｍ＊σの適切な選択によって設定されることが可能である。例えば、多層の
積層体による反射防止および／または反射防止効果は、変数σが４未満に、好ましくは１未満、特に好ましくは０．３未満に設定されれば達成することができる。

【0053】

さらに、反射率Ｒｍと変数σとの積が１未満に設定されれば、多層による積層体の予め決定可能な反射率Ｒｍに関して、多層の積層体による反射防止／反射防止効果を達成することができる。あるいは、反射率Ｒｍと変数σとの積が１以上に設定されれば、多層による積層体の予め決定可能な反射率Ｒｍに関してミラーリングを達成することができる。

【0054】

効果的には、より高い屈折特性を有する部分層の層厚さは、２ｎｍから１５０ｎｍまでの間に設定することができ、かつ光学的厚さｔ１も、０．０１から０．５５までの間に設定することができる。さらに、より低い屈折特性を有する部分層の層厚さは、２ｎｍから２００ｎｍまでの間に設定することができ、かつ光学的厚さｔ２も、０．０１から０．５３までの間に設定することができる。部分層の層厚さおよび／または光学的厚さｔ１、ｔ２のこれらの最小値および最大値は、効果的には、最適化プロセスの限界値を形成する。

【0055】

この場合、変数σは、個々の部分層の光学的厚さを、変数σが所望される範囲内にある程度にまで変えることによって最適化される。この変化は、非線形最適化プロセスによって達成することができるが、その可能な方法の１つが変分計算法である。しかしながら、例えば進化的アルゴリズム、クラスタ分析またはニューラルネットワークといった他の局所的または全体的な非線形最適化方法も考えられる。この場合は、生成される層システムの測定結果が次に新たな最適化計算の変数に包含され、よってより信頼性の高い結果が得られるように、反復手順も考えられる。最適化のためには、例えば、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｃｅｎｔｅｒ Ｉｎｃ．から市販されている最適化／計算プロセス（ソフトウェアパッケージ、Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ｍａｃｌｅｏｄ）またはＦｉｌｍｓｔａｒが使用されてもよい。

【0056】

さらなる優位点は、図面に関する以下の説明から明らかである。図面には、本発明の実施形態が示されている。図面、明細書本文および特許請求の範囲には、多くの特徴が組み合わせて含まれている。当業者であれば、効果的には、これらの特徴を個別にも考慮して、これらのさらなる合理的な組み合わせを生み出すであろう。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】基板の両面に層システムが配置されている、本発明の例示的な一実施形態による光学素子を示す。

【図2】３つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムを示す。

【図3】４つの多層を有する、本発明のさらなる例示的な一実施形態による層システムを示す。

【図4】５つの多層を有する、本発明の別の例示的な実施形態による層システムを示す。

【図5】反射防止の緑色、反射防止の青色ブロックおよび反射防止ＵＶコーティングとして適用するための３つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図6】反射防止の無色、反射防止の赤色および反射防止金コーティングとして適用するための３つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図7】青色ミラーリング、赤色ミラーリング、緑色ミラーリングおよび金ミラーリングとして適用するための３つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図8】反射防止の緑色、反射防止の青色ブロックおよび反射防止ＵＶコーティングとして適用するための４つの多層を有する、本発明のさらなる例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図9】反射防止の無色、反射防止の赤色および反射防止の金コーティングとして適用するための４つの多層を有する、本発明のさらなる例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図10】青色ミラーリング、赤色ミラーリング、緑色ミラーリングおよび金ミラーリングとして適用するための４つの多層を有する、本発明のさらなる例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図11】反射防止の緑色、反射防止の青色ブロックおよび反射防止ＵＶコーティングとして適用するための５つの多層を有する、本発明の別の例示的な実施形態による層システムの変数を示す。

【図12】反射防止の無色、反射防止の赤色および反射防止金コーティングとして適用するための５つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの変数を示す。

【図13】青色ミラーリング、赤色ミラーリング、緑色ミラーリングおよび金ミラーリングとして適用するための５つの多層を有する、本発明の別の例示的な実施形態による層システムの変数を示す。

【図14】反射防止の青色ブロックフィルタとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図15】反射防止の無色コーティングとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図16】反射防止のＵＶフィルタとして適用するための４つの多層を有す、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図17】反射防止の赤色コーティングとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図18】反射防止の黄色コーティングとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図19】赤色ミラーリングとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【図20】青色ミラーリングとして適用するための４つの多層を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システムの反射曲線を示す。

【発明を実施するための形態】

【0058】

図面において、類似する、または同等のコンポーネントには同じ参照符号が付されている。図面は、単なる例示であって、限定として理解されるべきではない。

【0059】

図１は、基板１２の両面６０、６２に層システム１０、１１が配置されている、本発明の例示的な一実施形態による光学素子１００を示す。図示されている例示的な実施形態において、基板１２は、２つの表面６０、６２の各々が硬質層１６でコーティングされ、何れの場合も、その上に層システム１０、１１が付される。この硬質層１６は、有機ワニス層として、または、場合により可能な添加剤を含む例えばＳｉＯ_２等の無機層としても設計されることが可能である。

【0060】

層システム１０、１１を付す前に、表面６０、６２は、プラズマ処理によって調整されることが可能である。プラズマには、Ａｒ、Ｏ_２、Ｎ_２またはこれらに類似するもの等の異なるガスが添加されてもよい。この調整は、起動となり得るが、例えば圧縮を目的とする、被覆されるべき表面の機能化ともなり得る。層システム１０、１１の最上の部分層も、このようなプラズマ調整を受けることができる。

【0061】

２つの層システム１０、１１は、これらが異なる数の多層を有する点で、異なる構造を
有することもできる。２つの層システム１０、１１のうちの一方は、最上の多層上に追加の機能層も有することができるが、２つの層システム１０、１１のうちのもう一方の層にはこれがない。

【0062】

これに関連して、図２は、３つの多層２０、２２、２４を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０を示す。層システム１０は、最下層として、基板１２上または基板１２に付される硬質層１６上へ直に良好に接着するための接着向上層１８を有する。この接着向上層１８は、例えば、準化学量論的な低屈折金属酸化物、クロム、シランさらにはシロキサンからも成り得る。

【0063】

次には、その上に個々の多層２０、２２、２４が連続して配置され、多層２０、２２は、何れの場合も、より低い屈折特性を有する部分層３２に続く、より高い屈折特性を有する部分層３０から成る。基板１２との距離が少ない方の部分層３０は、もう一方の部分層３２より高い屈折特性を有する。最上の多層２４は、より高い屈折特性を有する部分層３０と、より低い屈折特性を有する部分層３２との間に、例えば、導電性を高め、応力を等化するように作用する、または拡散バリアとして作用することが可能な機能層５４も有する。光学的に関連のあるこの機能層５４は、低屈折材料で構成されてもよく、かつ例えばアルミニウム等の他の金属酸化物と合金化されてもよい。

【0064】

最上の多層２４上には、機能層５２も配置される。機能層５２は、多層２４の最後の光学的に関連のある部分層３２へ付され、かつフッ素含有分子を含有し得る。この機能層５２の機能は、通常、典型的には１５ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーを有する撥水および撥油機能等の特性を有する、改善された保全特性を構成する。

【0065】

層システム１０の光学特性が設定される、層システム１０を製造するための方法は、個々の多層２０、２２、２４が、多層２０、２２、２４の個々のより高い屈折特性を有する第１の部分層３０の第１の光学的厚さｔ１およびより低い屈折特性を有する第２の部分層３２の第２の光学的厚さｔ２の商ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３の関数として形成され、かつ変数σは、商ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３の割合の関数である、という事実に基づいている。１つまたは複数の多層２０、２２、２４の第１および第２の部分層３０、３２の光学的厚さｔ１、ｔ２は、変数σが最適化プロセスによって、好ましくは変分計算によって決定され、かつ第１および第２の部分層３０、３２は、計算された変数、具体的には多層２０、２２、２４による積層体１４の多層２０、２２、２４の部分層３０、３２の光学的厚さｔ１、ｔ２、を用いて生成されるように指定される。同様に、層システム１０は、変数σを変えることにより、４つまたは５つの多層２０、２２、２４、２６、２８によって製造されてもよい。

【0066】

図３は、本発明のさらなる例示的な一実施形態による、４つの多層２０、２２、２４、２６を有する図２のそれに類似する層システム１０を示す。これは、さらなる多層２６を含む。この例示的な実施形態では、層システム１０の最も外側の多層を構成するのが多層２６であることから、機能層５４は、多層２６に組み込まれる。さらなる機能層５２は、最も外側の多層２６の最後の部分層３２へ付される。

【0067】

図４は、５つの多層２０、２２、２４、２６、２８を有する、本発明の別の例示的な実施形態によるさらなる層システム１０を示す。この例示的な実施形態では、層システム１０の最も外側の多層を構成するのが多層２８であることから、機能層５４は、多層２８に組み込まれる。さらなる機能層５２は、最も外側の多層２８の最後の部分層３２へ付される。

【0068】

図５は、反射防止緑色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇ、反射防止青色ブロックコーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｂｂおよび反射防止ＵＶコーティングを表すＡｎｔ
ｉｒｅｆ＿ｕｖによるアプリケーションに関する、３つの多層２０、２２、２４を有する本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の変数を記載している。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。

【0069】

多層２０、２２、２４は、何れの場合も、類似の材料Ｔａ_２Ｏ_５による部分層３０と、類似の材料ＳｉＯ_２による部分層３２とで構成される。最も上側の多層２４は、２つの部分層３０、３２の間にＡｌ_２Ｏ_３による機能層５４を有する。この場合、Ｔａ_２Ｏ_５は、典型的には２．０３の屈折率を有し、ＳｉＯ_２は、典型的には充填密度に依存して１．４６から１．６２までの屈折率を有し、Ａｌ_２Ｏ_３は、典型的には１．６７の屈折率を有する。したがって、より高い屈折特性を有する部分層とより低い屈折特性を有する部分層との屈折率の差は、０．２から０．５までの間である。

【0070】

例えばＴａ_２Ｏ_５およびＴｉＯ_２の屈折率は、例えばプラズマサポートによって特定の範囲に設定されることが可能である。例えば、Ｔａ_２Ｏ_５の場合、屈折率は、この方法で、例えば１．９５から２．１５までの間に設定されてもよい。ＴｉＯ_２についても、同様である。

【0071】

図５に示されている層システム１０は、連続する多層２０、２２、２４による積層体１４を有し、各多層２０、２２、２４は、第１の光学的厚さｔ１を有する第１の部分層３０と、第１の光学的厚さｔ１とは異なる第２の光学的厚さｔ２を有する第２の部分層３２と備える。多層２０、２２、２４の光学特性は、変数σの関数として予め決定可能である。個々の多層２０、２２、２４は、多層２０、２２、２４の個々のより高い屈折特性を有する部分層３０の光学的厚さｔ１およびより低い屈折特性を有する部分層３２の光学的厚さｔ２の商ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３の関数として形成される。より高い屈折特性を有する部分層３０は、具体的には、図５の例示的な実施形態においてＴａ_２Ｏ_５である高屈折性の部分層３０を備え、かつより低い屈折特性を有する部分層３２は、具体的には、図５の例示的な実施形態においてＳｉＯ_２である低屈折性の部分層３２を備える。変数σは、商ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３の割合の関数である。図５において、部分層３０、３２の光学的厚さｔ１、ｔ２は、何れもＦＷＯＴ欄に列挙されている。さらに、物理的厚さも、単位ｎｍで示されている。より低い屈折特性を有する部分層３２およびより高い屈折特性を有する部分層３０は、何れの場合も、積層体１４の多層２０、２２、２４において同じ順序で配置されている。

【0072】

図５における、連続する３つの多層２０、２２、２４による積層体１４の変数σは、次式で表される。

【0073】

【数1】

【0074】

ここで、ｉ＝１からｎｍａｘまでであって、（このｉは）積層体内の多層の順位を示すものであって、ｎｍａｘ＝３の場合、次式で表される。

【0075】

【数4】

【0076】

ここで、ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３は、多層２０、２２、２４のより高い屈折特性を有する部分層３０の光学的厚さｔ１の、より低い屈折特性を有する部分層３２の光学的厚さｔ２に対する商から生じ、ｖ_１は、基板の最も近くに存在する多層２０に関連づけられ、ｖ_２は、中央の多層２２に関連づけられ、かつｖ_３は、最も外側の多層２４に関連づけられる。多層２０、２２、２４による積層体１４の反射率Ｒｍは、予め決定されてもよい。この場合、反射率Ｒｍと変数σとの積が１未満に設定されれば、多層２０、２２、２４の積層体１４による反射防止／反射防止効果を達成することができる。この場合、反射率Ｒｍは、３８０ｎｍから８００ｎｍまでの間の可視範囲で平均される。ミラーリングは、反射率Ｒｍと変数σとの積が１以上であるように設定されれば達成することができる。また、多層２０、２２、２４の積層体１４による反射防止および／または反射防止効果は、変数σが４未満に、好ましくは１未満、特に好ましくは０．３未満に設定される場合にも達成することができる。

【0077】

図６は、反射防止無色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｆ、反射防止赤色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｒおよび反射防止金コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇｏによるアプリケーションに関する、３つの多層２０、２２、２４による積層体１４の本発明の例示的な実施形態による層システム１０の変数を示し、図７は、青色ミラーリングを表すＶ＿ｂ、赤色ミラーリングを表すＶ＿ｒ、緑色ミラーリングを表すＶ＿ｇおよび金ミラーリングを表すＶ＿ｇｏによるコーティングのアプリケーションに関する。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。この場合は、ミラーリングが、反射率Ｒｍと変数σとの積、すなわちσ＊Ｒｍが１より大きいことによって達成され、記述されているこの例示的な実施形態において、これは、大きさの程度の観点から、１１から２１までの間の値を有することが認識され得る。一方で、σ＊Ｒｍ値が１未満であれば、反射防止／反射防止効果が達成される。反射防止の層システムでは、σは、０．３１以下の値を有する。

【0078】

図８は、反射防止緑色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇ、反射防止青色ブロックコーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｂｂおよび反射防止ＵＶコーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｕｖによるアプリケーションに関する、各々Ｔａ_２Ｏ_５である類似する部分層３０およびＳｉＯ_２である部分層３２で構成される４つの多層２０、２２、２４、２６による積層体１４の本発明のさらなる例示的な一実施形態による層システム１０の対応する変数を示す。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。この場合も、最も上側の多層２６は、部分層３０と部分層３２との間にＡｌ_２Ｏ_３である機能層５４を有する。

【0079】

図８における、４つの多層２０、２２、２４、２６の変数σは、次式で表される。

【0080】

【数3】

【0081】

ここで、ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３、ｖ_４は、個々の多層２０、２２、２４、２６のより高い屈折特性を有する部分層３０の光学的厚さｔ１の、より低い屈折特性を有する部分層３２の光学的厚さｔ２に対する商から得られ、ｖ_１は、多層２０に関連づけられ、ｖ_２は、多層２２に関連づけられ、ｖ_３は、多層２４に関連づけられ、かつｖ_４は、多層２６に関連づけられる。

【0082】

図９は、反射防止無色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｆ、反射防止赤色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｒおよび反射防止金コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇｏによるアプリケーションに関する、４つの多層２０、２２、２４、２６を有する例示的な実施形態による層システム１０の変数を示す。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。

【0083】

図１０は、青色ミラーリングを表すＶ＿ｂ、赤色ミラーリングを表すＶ＿ｒ、緑色ミラーリングを表すＶ＿ｇおよび金ミラーリングを表すＶ＿ｇｏを有するアプリケーションに関する、４つの多層２０、２２、２４、２６を有する例示的な実施形態による層システム１０の変数を示す。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。この場合も、ミラーリングが、反射率Ｒｍと変数σとの積、すなわちσ＊Ｒｍが１より大きいことによって達成され、記述されているこの例示的な実施形態において、これは、大きさの程度の観点から、４から５０までの間の値を有することが認識され得る。一方で、σ＊Ｒｍ値が１未満であれば、反射防止／反射防止効果が達成される。反射防止の層システムでは、σは、０．４１以下の値を有する。

【0084】

図１１は、反射防止緑色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇ、反射防止青色ブロックコーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｂｂおよび反射防止ＵＶコーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｕｖによるアプリケーションに関する、各々Ｔａ_２Ｏ_５である類似する部分層３０およびＳｉＯ_２である部分層３２で構成される５つの多層２０、２２、２４、２６、２８による積層体１４の本発明の別の例示的な実施形態による層システム１０の対応する変数を示す。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。この場合も、最も上側の多層２８は、部分層３０と部分層３２との間にＡｌ_２Ｏ_３である機能層５４を有する。

【0085】

図１１における、５つの多層２０、２２、２４、２６、２８の変数σは、次式で表される。

【0086】

【数1】

【0087】

ここで、ｉ＝１からｎｍａｘまでであって、（このｉは）積層体内の多層の順位を示すものであって、ｎｍａｘ＝５の場合、次式で表される。

【0088】

【数5】

【0089】

ｖ_１、ｖ_２、ｖ_３、ｖ_４、ｖ_５は、個々の多層２０、２２、２４、２６、２８のより高い屈折特性を有する部分層３０の光学的厚さｔ１の、より低い屈折特性を有する部分層３２の光学的厚さｔ２に対する商から生じ、ｖ_１は、多層２０に関連づけられ、ｖ_２は、多層２２に関連づけられ、ｖ_３は、多層２４に関連づけられ、ｖ_４は、多層２６に関連づけられ、かつｖ_５は、多層２８に関連づけられる。

【0090】

図１２は、反射防止無色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｆ、反射防止赤色コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｒおよび反射防止金コーティングを表すＡｎｔｉｒｅｆ＿ｇｏによるアプリケーションに関する、５つの多層２０、２２、２４、２６、２８を有する層システム１０の変数を示し、かつ図１３は、青色ミラーリングを表すＶ＿ｂ、赤色ミラーリングを表すＶ＿ｒ、緑色ミラーリングを表すＶ＿ｇおよび金ミラーリングを表すＶ＿ｇｏによるアプリケーションに関する。変数ｄは、厚さを示し、かつ変数ＭＡＴは、層材料を示す。この場合も、ミラーリングが、反射率Ｒｍと変数σとの積、すなわちσ＊Ｒｍが１より大きいことによって達成され、記述されているこの例示的な実施形態において、これは、大きさの程度の観点から、１．０６から２７までの間の値を有することが認識され得る。一方で、積σ＊Ｒｍが１未満であれば、反射防止／反射防止効果が達成される。反射防止の層システムでは、σは、０．２２以下の値を有する。図１３における青色ミラーリングの層システム１０において、σは、やはり０．１４であるが、積σ＊Ｒｍは、１．０６であり、すなわち１より大きい。したがって、積σ＊Ｒｍは、層システム１０が必要なミラーリングを示すための十分な条件である。

【0091】

図１４は、反射防止の青色ブロックフィルタとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。従って、反射曲線の最大値は、約３００ｎｍの光波長における青のスペクトル範囲に存在し、こうして青の光成分の透過が最小限に抑えられる。約４００ｎｍを超えると、反射は、極めて少なく、すなわち透過率が非常に高い。

【0092】

一方で、図１５は、反射防止の無色コーティングとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この場合、反射は、３８０ｎｍから５８０ｎｍまでの波長範囲において最小であり、その後再び緩やかに増加するが、８００ｎｍでもまだ５％に満たない。したがって、透過率は、光の広い可視範囲に渡って極めて高い。

【0093】

図１６は、反射防止ＵＶフィルタとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この例示的な実施形態において、反射曲線は、低値への限界波長である約３００ｎｍより下でかなり急に上昇する。その結果、光のこのＵＶ成分は、効果的に遮断され、一方で、可視範囲は、９５％までの非常に高い透過率を有する。

【0094】

図１７は、反射防止赤色コーティングとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この例示的な実施形態では、約３５０ｎｍ未満の範囲における反射が極めて高いことから、ＵＶ成分は、効果的に遮断される。しかしながら、これと同時に、反射は、５８０ｎｍからも増加し、これは、反射防止の層システムが、反射された赤色の光成分も反射し、一方で３８０ｎｍから５８０ｎ
ｍまでの間の透過率は極めて高いことを意味する。

【0095】

図１８は、反射防止黄色コーティングとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この例示的な実施形態では、波長約３５０ｎｍで最大反射を認識することができ、一方で、４００ｎｍ超の範囲は、極めて低い反射率を有する。その結果、青の範囲が反射されることから、透過される光成分は、明らかに黄色の範囲内にある。

【0096】

図１９は、赤色ミラーリングとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この例示的な実施形態では、３００ｎｍ未満および５８０ｎｍを超える赤色範囲の双方で反射が略増加しているが、これは、ミラーリング層が赤色として現出することを意味する。

【0097】

一方で、図２０は、青色ミラーリングとして適用するための４つの多層２０、２２、２４、２６を有する、本発明の例示的な一実施形態による層システム１０の反射曲線を示し、単位ｎｍの波長λに渡る反射Ｒが単位％で示されている。この例示的な実施形態では、約３５０ｎｍから５８０ｎｍまでの波長範囲において比較的高い反射が存在する。約５８０ｎｍを超える赤の光成分が透過されることから、これにより、ミラーリング層が青色になって現れる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】