Beschreibung

Antireflektierende Schichtsysteme sind heute Stand der Technik und werden vielfältig eingesetzt. Anwendungsgebiete sind unter anderem Bilderverglasung, optische Komponenten, wie Linsen z.B. für Kameras. Diese Anwendungen sind keiner starken mechanischen Belastung ausgesetzt.

Die EP 2 492 251 B1 beschreibt die Herstellung von anti-reflektierenden

Schichtsystemen für u.a. die Uhrenglasindustrie. Neben der Antireflex-Wirkung wird hierbei noch die Härte des AR Systems dadurch verbessert, dass als hochbrechende Schicht eine

Hartstoffschicht aus S13N4 mit einer Beimischung von Aluminium eingebracht wird. Da Uhren und insbesondere sog. Lupen für die Datumsanzeige, welche auf das Uhrenglas aufgeklebt werden, häufig mechanisch durch Verkratzen belastet werden, ist der Einsatz von herkömmlichen anti- reflektierenden Schichtsystemen nicht sinnvoll, da diese aufgrund der mechanischen Belastung komplett entfernt werden können und die Reflexion des Substratmaterials entsteht. Das harte AR System auf Basis der Entwicklung gemäß der EP 2 492 251 B1 liefert ein Antireflex-System, welches mechanisch deutlich beständiger ist als herkömmliche optische Vergütungen.

Da im Bereich der Uhrenindustrie häufig Saphir als Uhrenglas verwendet wird, Antireflex- Beschichtungen aber im Allgemeinen deutlich weicher sind als Saphir, wäre es wünschenswert, die Antireflex-Wirkung trotz mechanischer Belastung möglichst gut erhalten zu können, d.h. dass die Restreflexion auch nach mechanischer Belastung möglichst gering bleibt. Dies wird gemäß der EP 2 492 251 B1 durch die Hartstoffschichten gelöst, welche eine hohe

Abrasionsbeständigkeit des Schichtsystems und damit auch eine nur geringe Änderung der Schichtdicken bewirken.

Unter den Hartstoffschichten spielen traditionell Zweistoffsysteme die Hauptrolle. Hier sind vor allem die Oxide und Nitride von Cr, Si, Ti und Zr zu nennen. Diese werden vornehmlich in der Beschichtung von Werkzeugen eingesetzt, müssen also für diese Anwendung nicht transparent sein. Bekannte transparente Hartstoffschichten sind z.B. AI2O3, wie in der DE 20106167 beschrieben, und Yttrium-stabilisiertes Zr0 ₂ . In der EP 1 453 770 B1 werden

Glaskeramiksubstrate beschrieben, die mit Kohlenstoff-dotiertem Siliziumnitrid beschichtet sind.

In der WO 2009/010180 A1 und DE 10 2008 054 139 A1 werden aluminiumdotierte SiN bzw. SiON-Schichten mit Kratzschutzwirkung als Einzelschichten beschrieben.

Die DE 10 2016 125 689 A1 und DE 10 2014 104 798 A1 beschreiben AR-Systeme mit veränderter Zusammensetzung der hochbrechenden Schicht, wobei die Schichten gemäß der DE 10 2016 125 689 A1 amorph sind, während die Schichten gemäß der

DE 10 2014 104 798 A1 Nano-Kristallite enthalten.

Typischerweise werden kratzresistente Antireflex-Beschichtungen durch Sputtern abgeschieden. Dabei sind die im Stand der Technik beschriebenen Antireflex-Beschichtungen für ebene Unterlagen ausgelegt. Ist die Oberfläche nicht eben, so ändert sich lokal der Winkel der Oberflächennormale zur Sputterquelle. Dies führt zu einer richtungsabhängigen

Dickenschwankung der einzelnen Lagen. Damit ändern sich die optischen Eigenschaften.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein Antireflex-System bereit zu stellen, welches auch auf nicht ebenen Substrate abgeschieden werden kann und dennoch gute optische Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise ist das Schichtsystem auch gegenüber einer teilweisen Abrasion der obersten Schicht möglichst unempfindlich. Die Abrasion kann dabei mit einem Abrasionstest, z. B. dem modifizierten Bayer-Test, angelehnt an ASTM F735-11 , vorzugsweise aber mit 2 kg Korundsand und 8000 Zyklen getestet werden. Dieser modifizierte Bayer-Test ist auch in den oben genannten Schriften DE 10 2016 125 689 A1 und DE 10 2014 104 798 A1 beschrieben, deren Offenbarung diesbezüglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Durch einen solchen Test werden von der obersten (letzten) Schicht der

Antireflexbeschichtung typischerweise mehr als zehn Nanometer Material entfernt. Diese Menge an Material entspricht bei den typischen Schichtdicken auch mehr als zehn Prozent der

Schichtdicke. Versuche haben gezeigt, dass der modifizierte Bayertest angewandt auf in der EP 1 453 770 B1 , DE 10 2014 104 798 A1 und DE 10 2016 125 689 A1 beschriebenen

Beschichtungen eine solche Materialentfernung an der obersten Schicht bewirkt. So kann beispielsweise die durchschnittliche Schichtdicke durch den Bayertest von 100 nm auf 80 nm reduziert werden. Dabei treten viele Kratzer auf, aber wenn das Reflexionsspektrum großflächig (z. B. auf einer Fläche von 5x5 mm ² ) gemessen wird, kann man der abradierten Beschichtung eine makroskopische resultierende Reflektivität oder eine makroskopische resultierende

Restreflektionsfarbe zuordnen, die dem visuellen Eindruck entspricht. Um die Änderung der Restreflexion möglichst unempfindlich gegenüber dem

Aufdampfwinkel zu machen, liegt der Erfindung die Idee zugrunde, bei der Auslegung des Schichtsystems Schichtabfolgen miteinander dahingehend zu vergleichen oder auszuwählen, dass eine möglichst geringe Änderung optischer Parameter hinsichtlich Farbe der Restreflexion, deren Winkelabhängigkeit und vor allem der Intensität der Restreflexion vorliegt, wenn die Schichtdicken der Lagen um einen jeweils gleichen Prozentsatz geändert wird.

Im Speziellen sieht die Erfindung ein transparentes Element vor, umfassend

- ein transparentes Substrat und auf diesem Substrat

- eine mehrlagige Antireflex-Beschichtung, welche zumindest sechs Lagen umfasst, wobei sich Lagen mit hohem Brechungsindex mit Lagen mit niedrigerem Brechungsindex abwechseln, und wobei

- die Lagen mit höherem Brechungsindex eine größere Härte als die Lagen mit niedrigerem Brechungsindex aufweisen, und wobei die oberste Lage der mehrlagigen Antireflex-Beschichtung eine Lage mit niedrigerem Brechungsindex ist, und wobei

- das Substrat zumindest zwei Oberflächenbereiche aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Neigung unterscheiden, wobei

- die Antireflex-Beschichtung die Oberflächenbereiche unterschiedlicher Neigung bedeckt, und wobei für die Antireflex-Beschichtung auf den Oberflächenbereichen zumindest eines der folgenden Merkmale gilt:

- die Farben der Restreflexion jeweils unter 0° Einfallswinkel auf die Oberflächenbereiche unterscheiden sich im CIE xyz-Farbsystem voneinander um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05, bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.03, Ay=0.03, besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.02, Ay=0.02,

- die photopischen Reflektivitaten unter 0° Einfallswinkel der Oberflächenbereiche unterscheiden sich voneinander um nicht mehr als AR_ph=1.5%.

Der Unterschied ist dabei jeweils betragsmäßig zu verstehen. Die Begriffe„höherer Brechungsindex" und„niedrigerer Brechungsindex" sind als Vergleich relativ zueinander zu verstehen. Als Lage mit höherem Brechungsindex wird also eine Lage verstanden, deren Brechungsindex höher ist, als eine Lage mit niedrigerem Brechungsindex, ohne dass damit die absoluten Werte der Brechungsindizes beziffert sind.

Als photopische Reflektivität wird die integrierte Reflektivität bezeichnet, nachdem diese mit der Sensitivitätskurve des menschlichen Auges bei ausreichender Helligkeit (Tagsehen) gewichtet wurde. Für die hierin gemachten Angaben wurde als Lichtquelle nach ISO-Norm 3664 die Normlichtart D65 zugrunde gelegt, eine Strahlungsverteilung mit einer Farbtemperatur von 6504 Kelvin.

Insbesondere kann bedingt durch den mehr oder weniger gerichteten Abscheideprozess die Schichtdicke der Antireflex-Beschichtung abhängig von der Neigung der verschiedenen

Oberflächenbereiche variieren. Das Schichtsystem wird dann so ausgelegt, dass dieses in Bezug auf die Reflektivität und die Farbe der Restreflexion möglichst wenig abhängig von einer gleichmäßigen Reduktion der Schichtdicken der einzelnen Lagen ist. Insbesondere kann die Antireflex-Beschichtung so ausgelegt sein, dass zumindest eines der folgenden Merkmale gilt: - bei verminderten Schichtdicken um einen Faktor k, der kleiner als 0,9 ist, unterscheidet sich die Farbe der Restreflexion unter einem Lichteinfallswinkel arccos(k) von der Farbe unter 0° Lichteinfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken der Lagen (50 - 56) im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05, bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.03, Ay=0.03, besonders bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.02, Ay=0.02,

- bei verminderten Schichtdicken um einen Faktor k, der kleiner als 0,9 ist, unterscheidet sich die Farbe der Restreflexion unter einem Einfallswinkel arccos(k) von der Farbe unter 0°

Lichteinfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken der Lagen (50 - 56) um nicht mehr als AR_ph=1 .5%. Da die Verminderung der Schichtdicken durch die Neigung der jeweiligen Fläche verursacht wird, sind diese beiden Größen im Wesentlichen proportional und können äquivalent verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Substrat einen ebenen Mittenbereich und eine Fase oder allgemeiner einen Randbereich auf, wobei die Antireflex-Beschichtung sowohl den Mittenbereich, als auch die Fase oder den Randbereich bedeckt, wobei die Schichtdicken der Lagen der Antireflex-Beschichtung auf der Fase oder dem Randbereich gegenüber den Schichtdicken im Mittenbereich reduziert sind. Diese Reduktion kann insbesondere gleichmäßig sein, indem alle Lagen in ihrer Dicke um den gleichen prozentualen Betrag reduziert sind. Eine solche Konfiguration ergibt sich, wenn die Antireflex- Beschichtung mit einem gerichteten Beschichtungsverfahren mit auf die Beschichtungsquelle ausgerichtetem Mittenbereich hergestellt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Antireflex-Beschichtung ergibt sich dann keine oder zumindest keine erhebliche Abweichung der Farbe der Restreflexion oder der Reflektivität auf der Fase, beziehungsweise am Randbereich. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann dabei zwischen der Oberflächennormale der Fase oder des Randbereichs und der Oberflächennormale des Mittenbereichs ein Winkel von mindestes 20° eingeschlossen werden. Insbesondere ist auch an Fasen mit einem Winkel von 30° bis 80° einschließlich der Fälle von unter 45° und 60° abgeschrägten Fasen gedacht.

Allgemein ist es günstig, wenn bei einer bestimmten Neigung eines Oberflächenbereichs, also beispielsweise dem Winkel einer Fase die Antireflex-Beschichtung auch für diesen Winkel hinsichtlich der Farbe der Restreflexion und/oder der photopischen Reflektivitat optimiert wird. Ist beispielsweise eine Fase mit einem bestimmten Winkel (z.B. 45°) zu einer ebenen Mittenfläche vorgesehen, kann das Schichtsystem so optimiert sein, dass der Unterschied der Farbwerte Δχ, Δν für einen gleich großen Lichteinfallswinkel (also z.B. ebenso 45°) minimal ist oder wenigstens jeweils kleiner als 0,05, vorzugsweise kleiner als 0,03 beträgt.

Der Mittenbereich kann z. B. farbneutral gestaltet werden. Würde sich nun ein Design nur auf den Mittenbereich beschränken und die Wirkung auf der Fase dem Zufall überlassen, so könnte die Fase nach Beschichtung z. B. eine orange Restreflektionsfarbe aufweisen. Nun können sich in einer weiteren Ausführungsform sich die Designfarbe von Mittenbereich und Randbereich (z. B. der Fase) unterscheiden und der Mittenbereich z. B. farbneutral und die Fase bläulich ausgeführt werden.

Vorzugsweise sind die Lagen der Antireflex-Beschichtung bei gegebenen

Brechungsindizes hinsichtlich ihrer Dicke weiterhin so ausgewählt, dass

- die Farbe der Restreflexion unter einem Einfallswinkel, der zwischen 30°-arccos(0.9)=4° und 30°+ arccos(0.9)=56° liegt, bei um 10% verminderten Schichtdicken sich von der Farbe unter 30°

Einfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0,05, Ay=0,05 unterscheidet, und/oder

- die Farbe der Restreflexion unter einem Einfallswinkel, der zwischen 45°-arccos(0.9)=19° und 45°+ arccos(0.9)=71 ° liegt, bei um 10% verminderten Schichtdicken von der Farbe unter 45° Einfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0,05, Ay=0,05 unterscheidet.

Die Antireflex-Beschichtung kann überdies auch so ausgelegt werden, dass die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel bei gleichmäßig um mindestens 10% verminderten

Schichtdicken aller Lagen sich von der Farbe unter 0° Lichteinfallswinkel (Betrachtungswinkel bezüglich der Oberfläche in dem entsprechenden Oberflächenbereich) bei unverminderter Schichtdicke der obersten Lage im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05, insbesondere um nicht mehr als Δχ=0.03, Δν=0.03, bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.02, Δν=0.02 unterscheidet.

Weiterhin können die beiden oben genannten Merkmale Δχ=0.05, Δν=0.05 und/oder eine Änderung der photopischen Reflektivitat um höchstens AR_ph=1.5% gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch bei deutlich größerer Reduktion der Schichtdicken aller Lagen, nämlich um 20%, oder 30%, oder sogar 40% erzielt werden.

Eine solche Reduktion aller Schichtdicken kontinuierlich und bis zu einem bestimmten Winkelbereich tritt z. B. bei Linsen und Domen, bzw. gewölbten Fenstern auf. Allerdings ist es sehr schwierig, über einen größeren Beschichtungswinkel hinweg sehr gute optische

Eigenschaften zu erhalten. In vielen Fällen ist es daher von Vorteil, sich auf die

Beschichtungswinkel beim Design zu beschränken, die tatsächlich auftreten. Bei einer ebenen Komponente mit 45° Fase, kann das Design z. B. auf die beiden Beschichtungswinkel 0° und 45° beschränkt sein, während der Betrachtungswinkel über den gesamten Bereich von 0° bis über 45° in das Design einfließen sollte.

Die Reduktion aller Schichtdicken ist darauf zurückzuführen, dass bei geneigten

Oberflächen während der Beschichtung in gleicher Zeit auf den gleichen Querschnitt die gleiche Menge Material abgeschieden wird. Da der entsprechende Bereich der zu beschichtenden Fläche aber nun unter einem Winkel angeordnet ist (z. B. eine Fase von 45°) ist die tatsächliche Fläche größer und folglich die Schichtdicke geringer. Bei perfekter kollimierter/gerichteter Beschichtung wäre die Schichtdicke um einen Faktor des Cosinus des Neigungswinkels reduziert. Unter 0° wird wie gewohnt 100% relative Schichtdicke abgeschieden. Unter 45° wären es aber nur 71 %. Bei typischen Sputterprozessen laufen aber Beschichtungen nicht vollständig gerichtet ab, sondern das Abscheiden erfolgt aus einer Art Wolke, so dass die Schichtdicken typischerweise etwas größer sind. Die folgende Tabelle zeigt gemessene

Schichtdickenänderungen für eine Nitrid-Schicht beim Magnetron-Sputtern unter verschiedenen Winkeln der beschichteten Oberfläche zur Sputterquelle, sowie Änderungen des

Brechungsindexes:

Schichtdickenänderungen aufgrund von Neigungswinkeln beim Beschichten

Beschichtungswinkel 0° 45° 60°

Cos(Beschichtungswinkel) 100% 70.7% 50%

Gemessene relative Schichtdicke 100% 72% 55% relativer Brechungsindex bei 550 nm 100% 100.14% 101.07% Das erfindungsgemäße Schichtsystem kann gegebenenfalls weiter so optimiert werden, dass nicht nur eine Unempfindlichkeit der optischen Eigenschaften gegenüber einer

gleichmäßigen Änderung der Schichtdicke aller Lagen, sondern auch einer Änderung der Schichtdicke nur der obersten Lage auftritt. Ein solcher Effekt ergibt sich, wenn die Beschichtung sich im Laufe der Zeit abnutzt. Dazu wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein transparentes Element bereitgestellt, umfassend ein transparentes Substrat und auf diesem Substrat eine mehrlagige, erfindungsgemäße Antireflex-Beschichtung, wobei die Lagen bei gegebenen Brechungsindizes hinsichtlich ihrer Dicke so ausgewählt sind, dass bei einer Reduktion der Schichtdicke der obersten Lage um 10% oder 10 nm, je nachdem welcher dieser Fälle die geringere verbleibende Schichtdicke ergibt, so dass die Schichtdicke nach der

Reduktion im ersten genannten Fall noch das 0,9-Fache der ursprünglichen Schichtdicke beträgt, und bei gleichbleibender Schichtdicke der übrigen Lagen zumindest eine der folgenden Merkmale gilt:

- die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel bei verminderter Schichtdicke unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Lichteinfallswinkel bei unverminderter Schichtdicke der obersten

Lage (54) im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05,

- die photopische Reflektivität unter 0° Einfallswinkel bei verminderter Schichtdicke unterscheidet sich von der photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel bei unverminderter Schichtdicke um nicht mehr als AR_ph=1.5%.

Der Fall einer Reduktion der Schichtdicke um 10 nm ergibt sich bei Schichtdicken der obersten Lage von kleiner als 100 nm.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Schichtsystem weiterhin so ausgelegt, dass bei der

Reduktion der Schichtdicke aller Lagen um 10% die photopische Reflektivität unter 0°

Einfallswinkel um nicht mehr als AR_ph=1 %, besonders bevorzugt um nicht mehr als

AR_ph=0.5%, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als AR_ph=0.25% vom Wert bei unverminderten Schichtdicken abweicht.

Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung sind die Lagen bei gegebenen

Brechungsindizes hinsichtlich ihrer Dicke so ausgewählt, dass die Farbe der Restreflexion unter 45° Einfallswinkel sich bei um 10% verminderten Schichtdicken aller Lagen von der Farbe unter

45° Einfallswinkel bei unverminderter Schichtdicke im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0,05, Δν=0,05, bevorzugt Δχ=0.03, Ay=0.03, besonders bevorzugt Δχ=0.02, Ay=0.02 unterscheidet.

Das Schichtsystem kann zusätzlich auch weiter dahingehend abgestimmt werden, dass das transparente Element zumindest in einem Bereich der Oberfläche zumindest eines der folgenden Merkmale, vorzugsweise auch mehrere, insbesondere auch alle Merkmale aufweist:

- die Farbe der Restreflexion an der Antireflex-Beschichtung unter 30° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Einfallswinkel im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.02, Ay=0.02,

- die Farbe der Restreflexion unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05,

- die photopische Reflektivitat unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,5%, bevorzugt kleiner als 1 %, insbesondere kleiner als 0,8%

- das Maximum der Reflektivitat im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 0 ^C Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,5%,

- der Absolutbetrag der Differenz der photopischen Reflektivitat unter 30° Einfallswinkel zur photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 0,5%, bevorzugt kleiner als 0,3% besonders bevorzugt kleiner als 0,1 %,

- der Absolutbetrag der Differenz der photopischen Reflektivität unter 45° Einfallswinkel zur photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 0,5%, bevorzugt kleiner als 0,3% besonders bevorzugt kleiner als 0,1 %,

- die durchschnittliche Reflektivität, gemittelt im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,5%, vorzugsweise kleiner als 1 ,0%,

- der Absolutbetrag der Differenz der durchschnittlichen Reflektivitäten unter 30° Einfallswinkel und unter 0° Einfallswinkel, gemittelt im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm, beträgt weniger als 0,5%, bevorzugt weniger als 0,3% besonders bevorzugt weniger als 0,1 %,

- der Absolutbetrag der Differenz der durchschnittlichen Reflektivitäten unter 45° Einfallswinkel und unter 0° Einfallswinkel, gemittelt im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm, beträgt weniger als 0,5%

- der Absolutbetrag der Differenz der Maxima der Reflektivitäten im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 30° Einfallswinkel und unter 0° Einfallswinkel beträgt weniger als 0,5%, bevorzugt weniger als 0,3% besonders bevorzugt weniger als 0,1 %,

- der Absolutbetrag der Differenz der Maxima der Reflektivitäten im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 45° Einfallswinkel und unter 0° Einfallswinkel beträgt weniger als 0,5%, bevorzugt weniger als 0,3% besonders bevorzugt weniger als 0,1 %.

Als durchschnittliche Reflektivität wird hier der Durchschnittswert der Reflektivität im Wellenlängenbereich von 450 bis 700 nm bezeichnet.

In Weiterbildung dieser Ausführungsform kann die Beschichtung sogar zumindest eine der folgenden Merkmale erfüllen:

- die photopische Reflektivität unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 %, vorzugsweise kleiner als 0,8%,

- der Absolutbetrag der Differenz der photopischen Reflektivität unter 30° Einfallswinkel zur photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 0,1 %,

- der Absolutbetrag der Differenz der durchschnittlichen Reflektivität im

Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 30° Einfallswinkel zur

durchschnittlichen Reflektivität im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 0,1 %,

- der Absolutbetrag der Differenz der photopischen Reflektivität unter 45° Einfallswinkel zur photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 0,2%,

- der Absolutbetrag der Differenz der durchschnittlichen Reflektivität im

Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 45° Einfallswinkel zur

durchschnittlichen Reflektivität im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 0° Einfallswinkel ist absolut kleiner als 0,2%,

- die durchschnittliche Reflektivität, gemittelt im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 700 nm unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,0%.

Gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung wird das Schichtsystem so ausgelegt, dass sich unter einem gegebenen Blickwinkel auf das transparente Element die Flächen mit den verschiedenen Neigungen optisch möglichst wenig unterscheiden. Demgemäß soll zusätzlich mindestens ein weiterer Bereich der Oberfläche vorhanden sein, der in einem Winkel zum zuvor beschriebenen Bereich mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften angeordnet ist (z. B. eine Fase oder Krümmung), und auf dem beim Beschichtungsvorgang alle Lagen mit einer anderen Dicke abgeschieden werden und der zumindest eines der folgenden Merkmale, vorzugsweise auch mehrere, insbesondere auch alle Merkmale aufweist:

- die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel auf dem ersten Bereich (oben beschriebener Hauptbereich) unterscheidet sich von der Farbe auf einem weiteren Bereich (z. B. Fase) unter ebenfalls jeweiligen 0° Lichteinfallswinkel auf diesem Bereich im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05,

- die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel auf dem ersten Bereich

unterscheidet sich von der Farbe auf einem weiteren Bereich bei Lichteinfall aus der identischen Einfallsrichtung (Einfallswinkel ist in dem Fall der Neigungswinkel der beiden

Oberflächenbereiche zueinander) im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05,

- die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel auf dem ersten Bereich

unterscheidet sich von der Farbe auf einem weiteren Bereich unter allen Lichteinfallswinkeln zwischen 0° und dem Neigungswinkel der beiden Oberflächen bereiche zueinander im CIE xyz- Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05,

- die Farbe der Restreflexion unter einem Einfallswinkel zwischen 0° und dem

Neigungswinkel der beiden Oberflächenbereiche zueinander auf dem ersten Bereich unterscheidet sich von der Farbe auf einem weiteren Bereich unter Lichteinfall aus der identischen Richtung im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05.

Für das Anpassen des Designs können sogenannte Targets definiert werden. Dies sind

Spezifikationen von z. B. Reflektivitätsspektrum, photopischer (integrierter) Reflektivität, Restreflektionsfarbe etc. Diese Targets können für verschiedene Winkel definiert und in ihrer Bedeutung bzw. Priorisierung gewichtet werden. Solche Targets können mit Werten z. B. als Verknüpfungen wie„kleiner als" oder„so nah wie möglich bei" festgelegt werden. Farben werden als„so nah wie möglich bei" dem gewünschten Farbort festgelegt, Reflektivitäten als„kleiner als" eine gewünschte Grenze. Weiterhin können dann Abweichungen penalisiert und mit diesen Penalisierungen die Schichtdicken des Designs derart optimiert werden, dass eine möglichst minimale Penalisierung erreicht wird. Mit Wichtungen können Abweichungen verschiedener Parameter unterschiedlich stark in die Penalisierung eingehen. So kann z. B. die

Restreflektionsfarbe oder die Reflektivität unter 45° weniger wichtig gewichtet sein als unter 0°. Die Wichtungen werden bei dem Prozess derart angepasst, so dass gewünschte Ergebnisse der Beschichtungscharakteristika erreicht werden.

Insbesondere werden mindestens zwei, vorzugsweise mehrere Designs definiert, wobei die Schichtdicken und Schichtmaterialien derart gewählt sind, dass diese einem

Beschichtungsprozess auf verschiedenen Oberflächenbereichen unterschiedlicher

Neigungswinkel entsprechen. Werden z. B. ein Hauptbereich einer Oberfläche und unter Winkeln angeordnete weitere Bereiche gleichzeitig normal zur Hauptoberfläche beschichtet, wobei auf den weiteren Bereichen die Schichtdicken und gegebenenfalls auch die Brechungsindizes der unterschiedlichen Lagen im Vergleich zu den Parametern für den Hauptbereich verändert sind, dann sollen die weiteren Schichtdesigns eben diese veränderten Beschichtungs-Bedingungen abbilden. Besteht z. B. eine Beschichtung aus 7 Schichten mit zwei sich abwechselnden

Materialien, wobei d1 , d2, ... die Schichtdicken auf einem ersten Oberflächenbereich sind und die L und H die beiden Materialien (mit niedrigem und mit hohem Brechungsindex L1 und H1) könnte man ein Beschichtungsdesign für einen ersten Bereich einer Oberfläche (B1) nun

folgendermaßen beschreiben:

B1 : d1 [L1] d2[H1] d3[L1] d4[H1] d5[L1] d6[H1] d7[L1].

Dabei bezeichnet [L1] eine Lage mit niedrigem Brechungsindex, [H1] eine Lage mit hohem Brechungsindex, d1 - d7 sind die jeweiligen Schichtdicken dieser Lagen.

Ein Design B2 mit veränderter Dicke und veränderter Brechungsindizes der Schichten lässt sich nun z. B. folgendermaßen beschreiben

B2: 0J1*d1 [L2] 0,71*d2[H2] 0J1*d3[L2] 0,71*d4[H2] 0,71*d5[L2] 0,71*d6[H2]

0,71*d7[L2]. Bei Design B2 sind mithin alle Lagen gleichmäßig um 29% in ihrer Dicke reduziert. Bei diesem Beispiel entspricht der Faktor 0.71 etwa dem Cosinus von 45° und es wird angenommen, dass das Design sich auf einen Oberflächenbereich bezieht, der im 45° Winkel zur Beschichtungsrichtung liegt. Der genaue Faktor kann in Vorversuchen ermittelt werden, da verschiedene Beschichtungsprozesse und Abscheideanlagen individuelle Schichtreduktionen ergeben können. Durch bestimmte 3-dimensionale Rotationssysteme der Substrathalter in

Beschichtungsmaschinen kann dieser Faktor bis auf 1 erhöht werden. Die ermittelten Faktoren können sich auch für einen Bereich von Schichtmaterial zu Schichtmaterial unterscheiden.

Die unterschiedlichen Brechungsindizes jeweils eines Schichtmaterials beziehen sich dabei auf identische Beschichtungsmaterialien, die allerdings unter verschiedenen Winkeln abgeschieden auch unterschiedliche Brechungsindizes entwickeln.

Besonders bevorzugt werden mindestens drei, besonders bevorzugt noch mehr Designs definiert, wobei sich mindestens zwei Designs in allen Schichtdicken unterscheiden (zur

Simulation der Beschichtung unter Winkel, z. B. auf einer Fase) und mindestens ein weiteres Design nur in der obersten Schicht eine reduzierte Dicke erfährt, die eine Simulation von Abrasion simuliert. Ist die Schichtdickenänderung aller Schichten, die unter einem Winkel σ abgeschieden werden, nun gleich und ließe sich diese mit dem Faktor w ausdrücken (der typischerweise zwischen cos(a) und 1 liegt), ließen sich die drei Designs nun folgendermaßen beschreiben:

B1 : d1 [L1] d2[H1] d3[L1] d4[H1] d5[L1] d6[H1] d7[L1]

B2: w*d1 [L2] w*d2[H2] w*d3[L2] w*d4[H2] w*d5[L2] w*d6[H2] w*d7[L2]

B3: d1 [L1] d2[H1] d3[L1] d4[H1] d5[L1] d6[H1] 0.9*d7[L1]

Das Verfahren umfasst nun, dass man die Targets für jedes dieser Designs definiert und alle Designs gleichzeitig (simultan) anpasst, indem durch Änderung der Schichtdicken d1 , d2, ... sich die Designs nach wie vor nur um die gleichen Schichtdickendifferenzen unterscheiden. Dabei können sich die Targets für die unterschiedlichen Beschichtungsdesigns unterscheiden und unterschiedlich gewichtet sein. So kann z. B. die Restreflektionsfarbe oder die Reflektivität für das Design, bei dem die letzte Schicht in ihrer Dicke um 40 nm reduziert ist, weniger wichtig gewichtet sein als für das Design, bei dem die letzte Schicht in ihrer Dicke nicht reduziert ist.

Ein automatisches Anpassungsverfahren welches diesem Vorgehen unterzogen wird, generiert in der Regel mehrere verschiedenen Lösungen, die unterschiedlich optimal oder bzgl. verschiedener Parameter unterschiedlich optimal ist. So kann z. B. eine Lösung die

Restreflexionsfarbe unter Reduktion der Dicke der letzten Schicht konstanter halten und eine andere Lösung die eher photopische Reflektivität.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements kann wie folgt zusammengefasst werden:

- es wird für mindestens ein Paar von Antireflex-Beschichtungen (5, 6), welche zumindest sechs Lagen (50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56) umfassen, wobei sich Lagen mit hohem Brechungsindex (51 , 53, 55) mit Lagen (50, 52, 54, 56) mit niedrigerem Brechungsindex abwechseln, wobei die Lagen (51 , 53, 55) mit höherem Brechungsindex eine größere Härte als die Lagen (50, 52, 54, 56) mit niedrigerem Brechungsindex aufweisen, und wobei die oberste Lage (56, 60) der mehrlagigen Antireflex-Beschichtung (5) eine Lage mit niedrigerem Brechungsindex ist, unter Berücksichtigung des Brechungsindex des Substrats (3) zumindest einer der Parameter

- Farbe der Restreflexion und

- photopische Reflektivität

berechnet, wobei sich die beiden Antireflex-Beschichtungen hinsichtlich der Schichtdicken aller Lagen unterscheiden, derart, dass die Schichtdicken aller Lagen bei einer Antireflex- Beschichtung um einen gemeinsamen Faktor, der einen Wert von höchstens 0,9,

beziehungsweise zwischen 0 und 0,9, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,9 aufweist, gegenüber der Schichtdicke der anderen Antireflex-Beschichtung reduziert ist, und wobei überprüft wird, ob für beide Antireflex-Beschichtungen zumindest eine der Bedingungen erfüllt ist:

- die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel bei gleichmäßig verminderten

Schichtdicken unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Lichteinfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05,

- die photopische Reflektivitat unter 0° Einfallswinkel bei gleichmäßig verminderter Schichtdicke aller Lagen (50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56) unterscheidet sich von der photopischen Reflektivitat unter 0° Einfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken um nicht mehr als AR_ph=1 .5%,

- bei verminderten Schichtdicken um einen Faktor k, der kleiner als 0,9 ist, unterscheidet sich die Farbe der Restreflexion unter einem Lichteinfallswinkel arccos(k) von der Farbe unter 0°

Lichteinfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken der Lagen (50 - 56) im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Ay=0.05, bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.03, Ay=0.03, besonders bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.02, Ay=0.02,

- bei verminderten Schichtdicken um einen Faktor k, der kleiner als 0,9 ist, unterscheidet sich die Farbe der Restreflexion unter einem Einfallswinkel arccos(k) von der Farbe unter 0°

Lichteinfallswinkel bei unverminderten Schichtdicken der Lagen (50 - 56) um nicht mehr als AR_ph=1 .5%, und wobei für mindestens ein weiteres Paar von Antireflex-Beschichtungen (5, 6) die Parameter der Farbe der Restreflexion und der photopischen Reflektivität berechnet und erneut zumindest eine der Bedingungen überprüft wird, wenn für das erste Paar die Bedingung nicht erfüllt wird, und wobei eine Schichtabfolge mit nicht reduzierten Schichtdicken aus einem Paar von Antireflex-Beschichtungen ausgewählt wird, welches zumindest eine der Bedingungen erfüllt, und wobei eine Antireflex-Beschichtung mit dieser ausgewählten Schichtabfolge auf einem Substrat abgeschieden wird.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Farbe der Restreflexion und die photopische Reflektivität für senkrechten Lichteinfall, d.h. unter 0° Lichteinfallswinkel bestimmt. Statt nur einem Paar von Antireflex-Beschichtungen (5, 6) kann auch eine größere Zahl an Designs in den simultanen Anpassprozess gebracht werden, z. B. vier Designs wobei das zweite in der letzten Schichtdicke, wie eben beschrieben, um 10% reduziert ist, ein drittes, mit 20%

Schichtdickenreduktion und ein viertes mit 30% Schichtdickenreduktion. Auf diese Art und Weise kann eine besonders gute Anpassung des Schichtdesigns auch an kontinuierlich gewölbte Oberflächen erhalten werden. Wird eine der Bedingungen nicht erfüllt, wird erfindungsgemäß jedenfalls unter den gefundenen Lösungen weitergesucht. Des Weiteren ist es typischerweise notwendig, die Wichtungen und Werte der Targets zu optimieren, so dass das Anpassen der Designs Lösungen generiert, die die gewünschten Bedingungen erfüllt oder so gut wie möglich erfüllt. Diese Suche unter kann insbesondere auch weitergeführt werden, wenn bereits ein geeignetes Paar von Antireflex-Beschichtungen (5, 6) gefunden ist, entweder, um weitere Bedingungen, die bereits oben genannt sind, zu erfüllen, oder auch um ein möglichst optimales Schichtsystem zu finden. Allgemein kann jedenfalls bei einer Vielzahl von Paaren eine Überprüfung hinsichtlich der oben genannten Bedingungen erfolgen (nämlich des Unterschieds der Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel und/oder des Unterschieds der photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel) und unter den untersuchten Paaren das Schichtsystem für die Abscheidung ausgewählt werden, bei welchem der kleinsten Unterschied der der Farbe der Restreflexion unter 0°

Lichteinfallswinkel und/oder der kleinste Unterschied der photopischen Reflektivität unter 0° Lichteinfallswinkel vorliegt und dann dieses Schichtsystem abgeschieden wird.

Die Auswahl eines Antireflex-Schichtsystems aus einem bestimmten Paar von Antireflex-

Beschichtungen (5, 6) kann dahingehend erfolgen, ob weitere Bedingungen vorliegen, nämlich insbesondere die oben bereits aufgelisteten Merkmale. So ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Antireflex-Beschichtung (5) so ausgewählt wird, dass

- sich die Farbe der Restreflexion der beiden Antireflex-Beschichtungen (5, 6) eines Paars im CIE xyz-Farbsystem unter 30° Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0,05, Ay=0,05 unterscheidet, oder

- sich die Farbe der Restreflexion der beiden Antireflex-Beschichtungen (5, 6) eines Paars im CIE xyz-Farbsystem unter 45° Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0,05, Ay=0,05 unterscheidet.

Insbesondere ist die Erfindung für anorganische Substrate geeignet. Ein bevorzugtes Substrat ist Saphir. Dieses Substrat ist besonders hochwertig, hart und transparent, so dass hier die Vorteile der Erfindung, nämlich ein hochwertiges, hartes und gegenüber Abrasion sehr unempfindliches Antireflex-Schichtsystem bereitzustellen, besonders zur Geltung kommen. Neben Saphir können aber auch andere (Ein-)Kristalle, wie beispielsweise CaF2, oder

Glaskeramiken oder Gläser, wie beispielsweise Kalk-Natron-Glas, Borosilicatglas,

Aluminosilikatglas, Lithium-Aluminosilikatglas oder optische Gläser verwendet werden, beispielsweise Gläser mit den Handelsnamen NBK7, D263 oder B270 (vertrieben von der SCHOTT AG). Besonders geeignet für die Lagen mit hohem Brechungsindex sind Siliziumnitrid (S13N4), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumoxid (AI2O3), sowie Oxinitride (Al _w Si _x NyOz) und Mischungen der genannten Materialien. Diese Materialien weisen nicht nur einen hohen Brechungsindex auf, sondern auch eine große Härte. Unter den Nitriden sind insbesondere Aluminiumnitrid und Siliziumnitrid als geeignete Schichtmaterialien zu nennen. Die Materialien können dotiert sein, beziehungsweise müssen nicht in reiner Form vorliegen. So kann Aluminiumnitrid mit einem Anteil Silizium (z.B. zwischen 0,05 und 0,25) oder umgekehrt Silizium mit einem Anteil Aluminium (wiederum z.B. zwischen 0,05 und 0,25) als Material für die höherbrechenden Lagen eingesetzt werden. Die Lagen mit niedrigerem Brechungsindex weisen bei einer Wellenlänge von 550 nm insbesondere einen Brechungsindex im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,6, bevorzugt 1 ,45 bis 1 ,5 auf, die Lagen mit höherem Brechungsindex einen Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 550 nm im Bereich von 1 ,8 bis 2,3, bevorzugt 1 ,95 bis 2,1.

Alle oben genannten Merkmale hinsichtlich Reflektivität und Farbort können gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung auch erfüllt werden, wenn die Schichtdicken aller Lagen noch weiter reduziert wird, auf höchstens das 0,8-fache, besonders bevorzugt höchstens das 0,7- fache, insbesondere bevorzugt höchstens noch das 0,6-fache der unverminderten Schichtdicken.

Die Erfindung ist besonders geeignet für kleine Substrate. Das Substrat hat

vorzugsweise eine Kantenlänge oder einen Durchmesser von kleiner 200 mm, Bevorzugt wird eine Kantenlänge oder ein Durchmesser von kleiner 150 mm, insbesondere von kleiner 100 mm, ganz besonders von kleiner 50 mm. Eine solche Fläche kann mit einem PVD-Verfahren gleichmäßig beschichtet werden.

Vorzugsweise wird das Substrat auf mindestens einer Seite vollflächig beschichtet, es werden also keine aufliegenden Masken verwendet. Die Antireflex-Beschichtung ist durch die gleichzeitige Beschichtung der Bereiche vorzugsweise nahtlos, wie in Fig. 3 gezeigt. Alle Lagen der Antireflex-Beschichtung werden vorzugsweise in einem Arbeitsgang beschichtet, ohne dass das Substrat also zwischenzeitlich aus der Beschichtungskammer herausgenommen werden muss. Es ist insbesondere auch daran gedacht, mehrere Substrate gleichzeitig zu beschichten.

Kurzbeschreibun der Figuren:

Fig. 1 zeigt ein transparentes Element mit einer sechslagigen Antireflex-Beschichtung.

Fig. 2 zeigt ein transparentes Element mit einer Antireflex-Beschichtung mit einer siebenlagigen Antireflex-Beschichtung. Fig. 3 zeigt ein transparentes Element mit einer Antireflex-Beschichtung auf einer nicht ebenen Oberfläche.

Fig. 4 zeigt schematisch verschiedene Formen von Substraten.

Fig. 5 zeigt Farborte der Farbe der Restreflektivität für verschiedene Lichteinfallswinkel auf ein Fase und eine Hauptfläche eines Vergleichsbeispiels,

Fig. 6 zeigt Farborte der Farbe der Restreflektivität für verschiedene Lichteinfallswinkel auf ein Fase und eine Hauptfläche einer Antireflex-Beschichtung gemäß der Erfindung. Fig. 7 zeigt drei Diagramme (a), (b), (c), welche für eine Vielzahl von Antireflex-Beschichtungen das Verhältnis der Schichtdicken der obersten zur drittobersten Lage dargestellt ist.

In Fig. 8 sind zwei Diagramme gezeigt, in welchen das Verhältnis des Produkts der

Schichtdicken der zwei obersten zum Produkt der Schichtdicken des darunterliegenden Paars von Lagen für zwei verschiedene Substrate aufgetragen ist.

Fig. 9 zeigt zwei Diagramme, in welchen für eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen das Verhältnis der Schichtdicke der dicksten niedrigbrechenden Schicht zur Schichtdicke der niedrigsten hochbrechenden Schicht dargestellt sind .

In Fig. 10 ist für eine Vielzahl von Antireflex-Beschichtungen auf einem Saphir-Substrat mit einem Fasenwinkel von 30° das Verhältnis der Differenz der Schichtdicke der dicksten zur dünnsten Lage zur Summe der Schichtdicken dieser Lagen gezeigt.

Fig. 11 zeigt zwei Diagramme mit Werten des Verhältnisses der Standardabweichung der Schichtdicken zur Schichdicke der dicksten Lage.

Fig. 1 zeigt zwei Teilbilder (a) und (b). Dabei zeigt das Teilbild (a) ein Beispiel eines erfindungsgemäßen transparenten Elements 1. Das transparente Element 1 umfasst ein transparentes, insbesondere anorganisches Substrat 3, beispielsweise aus Glas. Auf dem Substrat 3 ist eine mehrlagige Antireflex-Beschichtung 5 abgeschieden. Diese weist mindestens sechs Lagen 51 , 52, 53, 54, 55, 56 auf. Dabei sind die Lagen 51 , 53, 55 hochbrechend und die Lagen 52, 54, 56 niedrigbrechend, so dass die Lagen 51 , 53, 55 einen höheren Brechungsindex als die Lagen 52, 54, 55 aufweisen. Die Schichtmaterialien sind durch verschiedene Schraffuren gekennzeichnet. Wie anhand der Darstellung ersichtlich, wechseln sich Lagen mit höherem Brechungsindex 51 , 53, 55 mit Lagen 52, 54, 56 mit niedrigerem Brechungsindex ab. Eine große Härte und Widerstandsfähigkeit der Antireflex-Beschichtung 5 wird insbesondere durch die Lagen 51 , 53, 55 mit höherem Brechungsindex bewirkt, die eine größere Härte als die

niedrigbrechenden Lagen aufweisen. Die Lage 56 bildet die oberste Lage 60 der Antireflex-Beschichtung und ist eine niedrigbrechende Schicht. Das in Teilbild (b) gezeigte transparente Element 1 unterscheidet sich von dem Element 1 gemäß Teilbild (a) nun nur dahingehend, dass bei der Antireflex- Beschichtung 6 die Schichtdicken aller Lagen 51 - 56 jeweils um einen Faktor, dementsprechend um den gleichen prozentualen Betrag verringert sind. Es ergibt sich eine Reduktion Ad der

Gesamt-Schichtdicke. Da alle Lagen in ihrer Dicke um den gleichen Faktor reduziert werden, gilt das Verhältnis der Reduktion Ad zur Gesamt-Schichtdicke D auch für die Schichtdicken der einzelnen Lagen. Jede der Lagen 51 - 56 ist also in ihrer Dicke um einen Faktor Ad/D reduziert. Eine solche Situation kann eintreten, wenn die erfindungsgemäße Antireflex-Beschichtung 5 gemäß Teilbild (a) teilweise auf einem zur Beschichtungsquelle geneigten Oberflächenbereich abgeschieden wird. Die Schichtdicken der Lagen 51 - 54 können nun erfindungsgemäß so ausgewählt werden, dass bei gegebenen Brechungsindizes der Schichtmaterialien und des Substrats bei einer Abnahme der Schichtdicke gemäß der Änderung zwischen den beiden Teilbildern (a), (b) die Farbe der Restreflexion und/oder die Reflektivität der Oberfläche nahezu unverändert bleibt. Im Speziellen kann die Farbe der Restreflexion unter 0° Einfallswinkel bei verminderter Schichtdicke gemäß Teilbild (b) sich von der Farbe bei unverminderten

Schichtdicken gemessen im CIE xyz-Farbsystem um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05 voneinander abweichen. Ein weiteres, alternatives oder insbesondere zusätzliches Kriterium ist die photopische Reflektivität unter verschiedenen Lichteinfallswinkeln. Dabei kann die photopische Reflektivität unter 0° Einfallswinkel bei verminderten Schichtdicken gemäß Teilbild (b) sich von der photopischen Reflektivität unter 0° Einfallswinkel bei unverminderten

Schichtdicken gemäß Teilbild (a) um nicht mehr als AR_ph=1.5 % unterscheiden. Diese Kriterien sind bei einer Antireflex-Beschichtung 5 auch dann erfüllbar, wenn die Abnahme Ad der

Schichtdicke D mindestens 0,1 *d, also mindestens 10% beträgt.

Allgemein kann die Antireflex-Beschichtung 5 so ausgelegt werden, dass diese bei unverminderter Schichtdicke gleichzeitig alle oder die meisten (viele, bevorzugt die meisten, besonders bevorzugt fast alle, ganz besonders bevorzugt alle) folgende Eigenschaften hat: a) Die Antireflex-Beschichtung 5 hat unter 0° Einfallswinkel eine Restreflexion einer (z. B. im CIE Farbraum) vordefinierten Farbe, z. B. blau (z. B. x=0.20 +/- 0.05, y=0.20 +/- 0.05) oder farbneutral (z. B. x=0.30 +/- 0.05, y=0.32 +/- 0.05). b) Die Farbe der Restreflexion der Antireflex-Beschichtung 5 unter 30° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Einfallswinkel um nicht mehr als z. B. Δχ=0.02, Δν=0.02.

c) Die Farbe der Restreflexion der Antireflex-Beschichtung 5 unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe unter 0° Einfallswinkel um nicht mehr als z. B. Δχ=0.05,

Δν=0.05).

d) Die photopische Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 (gewichtet mit der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges) unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,5% (z. B. auch kleiner als 2 %, bevorzugt kleiner als 1 ,5%, besonders bevorzugt kleiner als 1 ,0%, ganz besonders bevorzugt kleiner als 0,8%).

e) Die photopische Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 unter 30° Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %.

f) Die photopische Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %.

g) Die durchschnittliche Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 (gemittelt im

Wellenlängenbereich zwischen z. B. 450 nm und 700 nm) unter 0° Einfallswinkel ist kleiner als 1 ,5%, bevorzugt kleiner als 1 ,25%, besonders bevorzugt kleiner als 1 ,0%.

h) Die durchschnittliche Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 unter 30°

Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als 0,5%, bevorzugt um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %.

i) Die durchschnittliche Reflektivitat der Antireflex-Beschichtung 5 unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als weniger als 0,5 %, bevorzugt um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %.

j) Die absolute Reflektivitat (Maximum im Wellenlängenbereich zwischen z. B. 450 nm und 700 nm) ist unter 0° Einfallswinkel kleiner als 2 %, bevorzugt kleiner als 1 ,5%, besonders bevorzugt kleiner als 1 ,0%.

k) die absolute Reflektivitat unter 30° Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als 0,5 %, bevorzugt um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %. I) die absolute Reflektivität unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von dem Wert unter 0° Einfallswinkel um weniger als 0,5, bevorzugt um weniger als 0,2%, besonders bevorzugt um weniger als 0,1 %.

Wird die Schichtdicke der erfindungsgemäßen Antireflex-Beschichtung 5 um 10%, bevorzugt um 20%, besonders bevorzugt um 30%, ganz besonders bevorzugt um 40%, oder sogar um 50%, reduziert so dass eine Antireflexbeschichtung 6 erhalten wird, wie sie beispielhaft Teilbild (b) der Fig. 1 zeigt, können folgende Merkmale einzeln oder in Kombination vorliegen: m) Die Farbe der Restreflexion der Antireflex-Beschichtung 6 mit gleichmäßig verminderten Schichtdicken aller Lagen unter 0° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe der Antireflex-Beschichtung 5 mit unverminderten Schichtdicken aller Lagen unter 0°

Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05, bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.03, Δν=0.03, besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.02, Δν=0.02, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.01 , Δν=0.01.

n) Die Farbe der Restreflexion unter 30° Einfallswinkel der Antireflex-Beschichtung 6 mit gleichmäßig verminderten Schichtdicken aller Lagen unterscheidet sich von der Farbe der Antireflex-Beschichtung 5 mit unverminderten Schichtdicken unter 30° Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05, bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.03, Δν=0.03, besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.02, Δν=0.02, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.01 , Δν=0.01.

o) Die Farbe der Restreflexion der Antireflex-Beschichtung 6 mit gleichmäßig verminderten Schichtdicken aller Lagen unter 45° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe der Antireflex-Beschichtung 5 mit unverminderten Schichtdicken unter 45° Einfallswinkel um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05, bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.03, Δν=0.03, besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.02, Δν=0.02, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.01 , Δν=0.01.

p) Die photopische Reflektivität der Antireflex-Beschichtung 6 mit gleichmäßig verminderten Schichtdicken aller Lagen unter 0° Einfallswinkel unterscheidet sich von der Farbe der Antireflex-Beschichtung 5 mit unverminderten Schichtdicken unter 0° Einfallswinkel um nicht mehr als AR_ph=1 ,5%, bevorzugt um nicht mehr als AR_ph=1 %, besonders bevorzugt um nicht mehr als AR_ph=0,5%, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als AR_ph=0,25%.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel besteht die Antireflex-Beschichtung 5 aus insgesamt sechs Lagen, wobei die unterste Lage 51 eine hochbrechende Lage ist. Ein solches Schichtsystem ist günstig, wenn der Brechungsindex des Substrates deutlich niedriger ist als der Brechungsindex der höherbrechenden Lagen. Im Falle eines Substrats mit einem

Brechungsindex größer als 1 ,65 ist es hingegen vorteilhaft, in Kontakt mit dem Substrat eine niedriger brechende Lage 50 vorzusehen. Ein solches Beispiel zeigt Fig. 2, ebenfalls mit einem Teilbild (a) mit unverminderten Schichtdicken aller Lagen und einem Teilbild (b) mit einer gleichartigen Antireflex-Beschichtung 6, bei der aber alle Lagen um den gleichen prozentualen Anteil, beziehungsweise um den gleichen Faktor in ihrer Dicke reduziert sind.

Allgemein basiert die Ausführungsform der Fig. 2 also darauf, dass ein Substrat 3 mit einer Antireflex-Beschichtung 5 gemäß der Erfindung beschichtet ist, wobei das Substrat 3 einen Brechungsindex über 1 ,65 aufweist, wobei die unterste Lage 50 eine Lage mit niedrigerem Brechungsindex ist.

Vorzugsweise ist das Substrat 3 dieser Ausführungsform ein Saphir. Das transparente Element kann dann beispielsweise ein Uhrglas oder eine Lupe für ein Uhrglas, wie sie verwendet wird, um die Datumsanzeige zu vergrößern. Als Substratmaterial kann neben Saphir auch andere (Ein-)Kristalle, wie beispielsweise CaF2, oder Glaskeramik oder Gläser, wie beispielsweise Kalk- Natron-Glas, Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Lithium-Aluminosilikatglas, optische Gläser verwendet werden, beispielsweise Gläser mit den Handelsnamen NBK7, D263 oder B270.

Fig. 3 zeigt einen wichtigen Anwendungsfall für die Erfindung. Das Schichtsystem ist durch die erfindungsgemäße Auslegung der Schichtdicken besonders geeignet für nicht ebene Oberflächen von Substraten. Allgemein ist dazu vorgesehen, dass die Antireflex-Beschichtung 5 verschiedene Oberflächenbereiche 30, 32 des Substrats 3 bedeckt, die sich hinsichtlich ihrer Neigung, beziehungsweise hinsichtlich der Richtung ihrer Oberflächennormalen unterscheiden, wobei die Schichtdicke der Antireflex-Beschichtung (und wie erläutert die Schichtdicken aller Lagen der Beschichtung) abhängig von der Neigung der Oberflächenbereiche variiert.

Bei einem mehr oder weniger gerichteten Abscheideverfahren ergeben sich dann abhängig von der lokalen Neigung der Oberfläche unterschiedliche Schichtdicken der Antireflex- Beschichtung 5. Dabei kann das Substrat 3 wie dargestellt insbesondere einen Randbereich aufweisen, dessen Neigung sich von einem ebenen Mittenbereich unterscheidet. Ein typischer Fall eines solchen Oberflächenbereichs 32 ist eine Fase 31. Gemäß einer bevorzugten

Ausführungsform der Erfindung ist allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel vorgesehen, dass die Antireflex-Beschichtung 5 sowohl den Mittenbereich als ersten

Oberflächenbereich 30, als auch die Fase 31 oder allgemeiner einen Randbereich als weiteren Oberflächen bereich 32 bedeckt, wobei die Schichtdicken der Lagen der Antireflex-Beschichtung 5 auf der Fase 31 oder dem Randbereich gegenüber den Schichtdicken im Mittenbereich reduziert sind. Demgemäß ist auch die Gesamt-Schichtdicke d' der Antireflex-Beschichtung 5 im Randbereich geringer als die Schichtdicke d im ebenen Mittenbereich.

Die Eigenschaft eines erfindungsgemäßen Schichtsystems, hinsichtlich der optischen

Eigenschaften tolerant gegenüber Dickenschwankungen zu sein, ist besonders von Vorteil, wenn deutliche Winkel zwischen den Oberflächennormalen verschiedener beschichteter

Oberflächenbereiche vorhanden sind. Daher ist in Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwischen der Oberflächennormale der Fase 31 oder des

Randbereichs und der Oberflächennormale des Mittenbereichs ein Winkel von mindestens 20° eingeschlossen wird.

Wird bei einem gerichteten Abscheideverfahren, wie insbesondere beim Sputtern auf einer nicht senkrecht zur Strahlrichtung orientierte Oberfläche, also bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel auf der Fase 31 abgeschieden, kann dies zu einer veränderten Dichte oder chemischen Zusammensetzung (z. B. Oxidationsgrad) der Lage verglichen mit einer senkrecht zur

Strahlrichtung orientierten Fläche kommen. Mit der veränderten Dichte geht dann typischerweise trotz ähnlicher oder gleichbleibender Zusammensetzung des Schichtmaterials ein etwas veränderter Brechungsindex einher. Dieser Effekt kann bei der Auslegung des Schichtsystems bereits mit berücksichtigt werden. Jedenfalls ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Lagen der Antireflex-Beschichtung einen mit der Dicke der Lage und/oder der Neigung der Fläche variierende Brechungsindex aufweisen. Meist ist der Brechungsindex kleiner, je nach Zusammensetzung und Abscheideverfahren kann der

Brechungsindex bei kleinerer Schichtdicke aber auch größer sein.

Fig. 4 zeigt drei Beispiele weiterer Substrate 3 mit Oberflächenbereichen 30, 32 unterschiedlicher Neigung. Die verschiedenen Oberflächenbereiche untergliedern sich allgemein in Haupt- und Nebenflächen, wobei als Maßstab der Anteil an der Gesamtfläche gilt. Der Flächenanteil der Nebenfläche beträgt weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30%, insbesondere weniger als 10%, oder sogar weniger als 5%. Die Neigung der Hauptflächen liegt in den Beispielen (a), (b), (c) parallel zur gegenüberliegenden Seitenfläche des allgemein scheibenförmigen Substrats 3. Wie bei Beispiel (a) kann ein Oberflächenbereich 32 auch gewölbt, insbesondere domförmig sein. Damit ändert sich die Neigung in diesem

Oberflächen bereich 32 kontinuierlich. Auch ein insgesamt gewölbtes, beispielsweise als Linse ausgebildetes Substrat kann aber vorgesehen sein. Randbereiche als Oberflächenbereiche 32 mit von der Hauptfläche abweichender Neigung können als Fase oder ebene Fläche, oder auch gewölbt ausgebildet sein, wie ebenfalls im Beispiel (a) illustriert.

Bei Beispiel (b) ist der Oberflächenbereich 30 in mehrere terrassenförmige Flächen untergliedert. Die Übergänge zwischen den Höhenstufen bilden Oberflächenbereiche 32 mit abweichender Neigung, die wiederum konstant sein kann oder in Form einer Wölbung kontinuierlich variiert.

Bei Beispiel (c) weist die Hauptfläche ein oder mehrere Einsenkungen auf, wobei auch hier der Übergang durch anders geneigte Randbereiche 32 gebildet wird. Ein Randbereich kann auch wie dargestellt konvex gewölbt sein.

Allgemein ist es von Vorteil, bei einer Untergliederung in Haupt- und Nebenfläche die Aspekte einer Farbgleichheit und Entspiegelung unterschiedlich zu gewichten. Für die

Hauptfläche ist eine gute Entspiegelung besonders wichtig. Hier sollte die gemittelte Reflektivität im sichtbaren Spektralbereich, insbesondere auch die photopische Reflektivität vorzugsweise kleiner als 5%, mehr bevorzugt kleiner 3%, am meisten bevorzugt kleiner 1 ,5% sein. Die

Hauptfläche definiert auch die für den Betrachter wahrnehmbare Farbe der Restreflexion.

Vorzugsweise ist diese farbneutral, kann aber auch beispielsweise bläulich sein. Bei dem Oberflächenbereich mit kleinerer Fläche, also der Nebenfläche spielt die Farbe der Restreflexion eine größere Rolle. Eine Abweichung von der Farbe der Hauptfläche wird eher als auffällig wahrgenommen, als eine lokal größere Reflexion. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Antireflex-Beschichtung allgemein so ausgelegt werden, dass die durchschnittliche oder gemittelte Reflektivität auf der Nebenfläche um einen Faktor 2 bis 5 höher ist, als auf der Hauptfläche, wobei die photopische Reflektivität aber immer noch geringer ist, als die des unbeschichteten Substrats. Bei Saphir als Substrat beträgt die gemittelte Reflektivität bei 0° Lichteinfall, also senkrechtem Lichteinfall 7,5% bis 8%, bei 45° Lichteinfall 30% bis 50%. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ist das Schichtsystem bezüglich bestimmter

Lichteinfallsrichtungen unter jeweils gleichem Winkel in Bezug auf die jeweiligen Normalen der Oberflächenbereiche optimiert. Mit anderen Worten ist das Schichtsystem so ausgelegt, dass unterschiedlich geneigte Oberflächenbereiche jeweils bei beispielsweise senkrechtem Lichteinfall möglichst gleiche Farben der Restreflexion und/oder möglichst niedrige Reflektivitaten aufweisen. Unter Beleuchtung mit einer realen Lichtquelle tritt aber der Fall auf, dass der Lichteinfallswinkel des Lichts je nach der Neigung des Oberflächenbereichs variiert. Gemäß der Erfindung ist daher insbesondere auch vorgesehen, dass die Antireflex-Beschichtung 5 mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:

- die Farben der Restreflexion der Oberflächenbereiche (30, 32) verschiedener Neigung unterscheiden sich im CIE xyz-Farbsystem voneinander um nicht mehr als Δχ=0.05, Δν=0.05, bevorzugt nicht mehr als Δχ=0.03, Δν=0.03, besonders bevorzugt um nicht mehr als Δχ=0.02, Δν=0.02, wenn das transparente Element (1) mit Licht bestrahlt wird, welches senkrecht auf einen der Oberflächenbereiche trifft,

- die photopischen Reflektivitäten der Oberflächenbereiche verschiedener Neigung unterscheiden sich voneinander um nicht mehr als AR_ph=1.5%, wenn das transparente Element (1) mit Licht bestrahlt wird, welches senkrecht auf einen der Oberflächenbereiche trifft. Dabei ist die Neigung wiederum deutlich unterschiedlich, so dass zwischen den Normalen der Oberflächen bereiche ein Winkel von mindestens 20°, vorzugsweise mindestens 30° liegt.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen des Gegenstands der Ansprüche vielfältig variiert werden. Dabei können verschiedene

Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden. So kann auf einem scheibenförmigen Substrat beidseitig eine Antireflex-Beschichtung aufgebracht werden. Die Antireflex- Beschichtungen können dann auch unterschiedliche Farben der Restreflexion aufweisen. Die Erfindung ist weiterhin nicht auf sechs- oder siebenlagige Beschichtungen, wie sie beispielhaft die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, beschränkt. Es können auch noch mehr Lagen vorgesehen werden, wie z. B. 9 Lagen im nachstehend beschriebenen Beispiel 2. Bevorzugt wird aber ganz allgemein, dass die Antireflex-Beschichtung 5 höchstens zwanzig, besonders bevorzugt höchstens fünfzehn Lagen aufweist, um den Fertigungsaufwand in Grenzen zu halten und die Abrasionsbeständigkeit zu erhalten.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Schichtsysteme beschrieben.

Beispiel 1 ist ein theoretisches, beziehungsweise berechnetes Beispiel einer Antireflex- Beschichtung (7 Schichten) auf Saphir:

Der Anpassprozess führt unter anderen zu folgender theoretischer Lösung für ein System, welches farblich neutral und antireflektiv auf der Hauptfläche 1 sein soll, welches auch unter Betrachtungswinkel farblich neutral und gering reflektierend bleibt, sowie diese Eigenschaft beibehält, wenn durch Abrasion die oberste Schicht beschädigt wird. Außerdem existiert eine zweite Fläche, die einen Winkel von 45° zur ersten Fläche hat und wenn man diese zweite Fläche aus einer Richtung betrachtet, die normal zur ersten Fläche +/- 10° liegt, dann erscheint auch diese zweite Fläche farbneutral und geringer reflektierend als unbeschichtet.

Fläche 1 beschichtet unter 0°

Farbort-Ziel x 0.333

Farbort-Ziel y 0.333

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.327

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.333

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.006

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.000

Farbort CIE x betrachtet unter 20° 0.334

Farbort CIE y betrachtet unter 20° 0.333

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 20° 0.001

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 20° 0.000

photopische eflektivität Ziel < 1.00%

photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 0.82%

photopische Reflektivität betrachtet unter 20° 0.87%

Fläche 1: Dicke der letzten Schicht um 10% reduziert :

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.318

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.293

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.015

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.040

photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 1.27% beschichtet unter

Fläche 2 (Fase)

45°

Farbort-Ziel x 0.333 Farbort-Ziel y 0.333

Farbort CIE x betrachtet unter 45° 0.334

Farbort CIE y betrachtet unter 45° 0.330

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 45° 0.001

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 45° 0.003

Farbort CIE x betrachtet unter 35° 0.337

Farbort CIE y betrachtet unter 35° 0.373

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 35° 0.004

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 35° 0.040

Farbort CIE x betrachtet unter 55° 0.342

Farbort CIE y betrachtet unter 55° 0.309

Farbort -Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 55° 0.009

Farbort -Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 55° 0.024

photopische eflektivität Ziel < 4.00%

photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 2.98%

Die Fläche 2 entspricht also einer unter 45° gegenüber einem ebenen Mittenbereich geneigten Fase. Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass mit dem Schichtsystem mit den oben angegebenen Dicken der Lagen 1 bis 7 (entsprechend den Lagen 50 - 56 in Fig. 2) auch auf der Fase gute Antireflex-Eigenschaften aufweist und sich die Farborte nur geringfügig unterscheiden.

Beispiel 2 ist ein Antireflex(AR)-Design auf Saphir (9 Schichten).

Die folgenden Tabellen zeigen sowohl Werte aus der theoretischen Simulation des Designs als auch Messwerte am abgeschiedenen Schichtsystem. Hierbei handelt es sich um eine Beschichtung, die farbneutral aber leicht bläulich sein soll, gering reflektiert, diese

Eigenschaften in einem großen Betrachtungs-Winkelbereich von 0° bis 45° zeigt. Des Weiteren werden diese Eigenschaften beibehalten, wenn durch einen harschen Abrasionstest die oberste Schicht beschädigt wird. Außerdem umfasst das Substrat eine Fase von 60°, die normal zur Hauptoberfläche +/- 10° (also selbst unter 60°+/- 10°) betrachtet ebenfalls farbneutral und geringer reflektierend ist. Als Abrasionstest wurde der eingangs beschriebene modifizierte Bayertest verwendet, bei dem 2 kg Korundsand (AI2O3) mit 150 Zyklen/Minute 8000 Mal auf Grund seiner Trägheit über ein 100 mm hin- und her-bewegtes Substrat reibt.

Größtenteils werden die vielseitigen Herausforderungen gut im praktischen Beispiel getroffen und dadurch gezeigt, dass das entsprechende Design eine geeignete Umsetzung der Erfindung darstellt. Zwar waren die genauen Werte auf der kleinen Fase nicht genau messbar. Allerdings wurde eine visuelle Vergleichsbeurteilung unter Mikroskop durchgeführt: Der visuelle Eindruck ist tatsächlich, dass die Fase deutlich farbneutraler und geringer reflektierend ist als bei einer Standard-AR-Beschichtung.

Fläche 1: beschichtet unter 0° Design gemessen

Farbort-Designziel x 0.295

Farbort-Designziel y 0.300

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.294 0.262

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.293 0.285

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.001 0.033

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.007 0.015

Farbort CIE x betrachtet unter 30° 0.290 0.263

Farbort CIE y betrachtet unter 30° 0.289 0.280

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 30° 0.005 0.032

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 30° 0.011 0.020

Farbort CIE x betrachtet unter 45° 0.311 0.314

Farbort CIE y betrachtet unter 45° 0.319 0.319

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 45° 0.016 0.019

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 45° 0.019 0.019 photopische eflektivität Ziel < 1.5%

photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 1.22% 1.52% photopische Reflektivität betrachtet unter 30° 1.15% 1.13% photopische Reflektivität betrachtet unter 45° 1.63% 1.31%

Fläche 1: Dicke der letzten Schicht um 10% reduziert : Design

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.267

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.285

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.028

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.015

Farbort CIE x betrachtet unter 30° 0.290

Farbort CIE y betrachtet unter 30° 0.291

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 30° 0.005

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 30° 0.009

Farbort CIE x betrachtet unter 45° 0.360

Farbort CIE y betrachtet unter 45° 0.321

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 45° 0.065

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 45° 0.021

photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 0.68% photopische Reflektivität betrachtet unter 30° 0.77%

photopische Reflektivität betrachtet unter 45° 1.45% Fläche 1: Dicke der letzten Schicht um 20% reduziert : Design

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.266

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.281

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.029

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.019

Farbort CIE x betrachtet unter 30° 0.325

Farbort CIE y betrachtet unter 30° 0.301

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 30° 0.030

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 30° 0.001

Farbort CIE x betrachtet unter 45° 0.402

Farbort CIE y betrachtet unter 45° 0.317

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 45° 0.107

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 45° 0.017

photopische eflektivität betrachtet unter 0° 0.67% photopische Reflektivität betrachtet unter 30° 0.91% photopische Reflektivität betrachtet unter 45° 1.82%

Fläche 1: nach Bayer-Test (Sand-Abrasions-Test) Design gemessen

Farbort CIE x betrachtet unter 0° 0.256

Farbort CIE y betrachtet unter 0° 0.296

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 0° 0.039

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 0° 0.004

Farbort CIE x betrachtet unter 30° 0.240

Farbort CIE y betrachtet unter 30° 0.291

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 30° 0.055

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 30° 0.009

Farbort CIE x betrachtet unter 45° 0.276

Farbort CIE y betrachtet unter 45° 0.324

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 45° 0.019

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 45° 0.024 photopische Reflektivität betrachtet unter 0° 1.59% photopische Reflektivität betrachtet unter 30° 1.35% photopische Reflektivität betrachtet unter 45° 1.79%

Fläche 2 (Fase): beschichtet unter 60° Design gemessen

Farbort-Designziel x 0.295

Farbort-Designziel y 0.300

Farbort CIE x betrachtet unter 60° 0.305

Farbort CIE y betrachtet unter 60° 0.274

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 60° 0.010

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 60° 0.026 Farbort CIE x betrachtet unter 50° 0.282

Farbort CIE y betrachtet unter 50° 0.253

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 50° 0.013

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 50° 0.047

Farbort CIE x betrachtet unter 70° 0.323

Farbort CIE y betrachtet unter 70° 0.302

Farbort-Abweichung x vom Ziel betrachtet unter 70° 0.028

Farbort-Abweichung y vom Ziel betrachtet unter 70° 0.002

Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen als Farbortdiagramme im CIE 1931 Farbraum zwei Beispiele für Farbwerte der Restreflexion unter verschiedenen Lichteinfallswinkeln für

Beschichtungen auf Saphir-Substraten mit einer Fase. In den Diagrammen ist die Begrenzung des Farbraums eingezeichnet. Beide Schichtsysteme wurden auf einen Ziel-Farbort auf der Hauptfläche von x=0,31 , y=0,31 hin optimiert.

Die Fase ist in beiden Beispielen um jeweils 55° gegenüber der Hauptfläche abgewinkelt. Die Antireflex-Beschichtung bedeckt die Hauptfläche und die Fase. Für die

Berechnung der optischen Eigenschaften wurde wie in Fig. 3 gezeigt eine Schichtdickenreduktion auf der Fase, bedingt durch ein gerichtetes Beschichtungsverfahren angenommen.

Die Schichtdicken des Beispiels zu Fig. 5 auf der Hauptfläche betragen in der

Reihenfolge von der untersten zur obersten Lage:

34,8 nm / 27,6 nm / 38 nm / 140,4 nm / 91 ,6 nm. Auf der Fase ergeben sich durch die

Abwinkelung die folgenden reduzierten Schichtdicken:

20 nm / 15,9 nm / 21 ,8 nm / 80,5 nm / 52,5 nm.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel betragen die Schichtdicken aufsteigend von der unterste zur obersten Lage auf der Hauptfläche:

44,8 nm / 19,9 nm / 62,5 nm / 28,9 nm / 30,9 nm/ 48,2 nm / 20,4 nm / 159,8 nm / 76,37 nm.

Auf der Fase betragen die entsprechenden Schichtdicken:

44,8 nm / 19,9 nm / 62,5 nm / 28,9 nm / 30,9 nm/ 48,2 nm / 20,4 nm / 159,8 nm / 76,37 nm.

Die Farbwerte der Hauptfläche sind in den Diagrammen der Fig. 5 und Fig. 6 als Punkte, die Werte der Fase als offene Dreiecke eingezeichnet. Weiterhin sind die y-Farbwerte in den Diagrammen eingetragen.

Wie im Vergleich der Diagramme ersichtlich, ist bei einer erfindungsgemäßen

Antireflex-Beschichtung die Änderung der Farbwerte zwischen Fase und Hauptfläche insgesamt klein, wobei auch kaum eine Änderung der Farbe in Abhängigkeit des Lichteinfallswinkels auftritt. Alle Werte liegen im Farbort-Diagramm der Fig. 6 nahe zusammen, während diese beim

Vergleichsbeispiel annähernd entlang einer Linie aufgeweitet sind.

Die Werte sind nachfolgend in den beiden Tabellen im Einzelnen angegeben. In der Tabelle bezeichnen die Angaben EW den Einfallswinkel, R die Reduktion der Schichtdicke der obersten Lage und R_ph die photopische Reflektivität

Beispiel 1 (Fig. 5)

Farbe für

Winkel, Kommentar

Abrasion und

Fase nicht

optimiert EW R [nm] R_ph [%] X y Δ(χγ)

0°, 100% Schicht (neu):

0° 0 0,72 0,310 0,310 0,030 perfekt

15° 0 0,73 0,315 0,312 0,025

30° 0 0,87 0,326 0,335 0,006 starke

Farbabweichungen unter verschiedenen

45° 0 1 ,67 0,325 0,368 0,038 Betrachtungswinkel

60° 0 5,27 0,312 0,356 0,031

starke

Beschichtung

Farbabweichungen nach auf

0° 10 0,97 0,344 0,338 0,015 Abrieb Hauptfläche

starke

unter 0°

Farbabweichungen nach

15° 10 z1 ,03 0,346 0,346 0,021 Abrieb

starke

Farbabweichungen nach

30° 10 1 ,30 0,343 0,370 0,041 Abrieb

starke

Farbabweichungen nach

45° 10 2,28 0,327 0,379 0,048 Abrieb

60° 10 6,11 0,311 0,352 0,029

0° 0 7,64 0,460 0,451 0,176 sehr starke

15° 0 8,03 0,452 0,448 0,169 Farbabweichungen unter verschiedenen

30° 0 9,23 0,432 0,439 0,148

Betrachtungswinkeln :

Beschichtung 45° 0 11 ,67 0,401 0,419 0,112 helles/leuchtendes/brillia auf 60° 0 17,16 0,362 0,387 0,064 ntes Orange

Fase 0° 10 7,78 0,418 0,431 0,133 sehr starke

unter 55°

15° 10 8,08 0,412 0,427 0,126 Farbabweichungen unter verschiedenen

30° 10 9,05 0,394 0,415 0,105

Betrachtungswinkeln

45° 10 11 ,10 0,368 0,394 0,073 nach Abrasion

60° 10 16,12 0,340 0,366 0,036

Im Folgenden werden weitere Merkmale erfindungsgemäßer Antireflex-Beschichtungen hinsichtlich der Schichtdicken der Lagen diskutiert. Die Merkmale der Schichtdickenbereiche gelten dabei insbesondere bei einer Wellenlänge von 550 nm im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,6, bevorzugt 1 ,45 bis 1 ,5 für die Lagen mit niedrigerem Brechungsindex und einem Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 550 nm im Bereich von 1 ,8 bis 2,3, bevorzugt 1 ,95 bis 2,1 für die Lagen mit höherem Brechungsindex. Ein Charakteristikum geeigneter Beschichtungen ist gemäß einer Ausführungsform das Verhältnis der Schichtdicken der obersten Lage zur drittobersten Lage, dies sind im allgemeinen die oberste Lage mit niedrigerem Brechungsindex und die zweitoberste Lage mit niedrigerem Brechungsindex. Das Verhältnis der Schichtdicke der obersten Lage zur Schichtdicke der drittobersten Lage liegt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne Beschränkung auf die Ausführungsbeispiele in einem Bereich von 0,5 bis 8,5, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 8, dabei besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 8. Fig. 7 zeigt dazu drei Diagramme (a), (b), (c), in welchen das oben genannte Verhältnis für eine Vielzahl optimierter Antireflex-Beschichtungen dargestellt ist. Auf der Ordinate der Diagramme ist jeweils das Verhältnis aufgetragen, jeder Punkt in den Diagrammen repräsentiert eine Antireflex- Beschichtung. In Diagramm (a) ist das Verhältnis für Beschichtungen aufgetragen, die für ein Saphir-Substrat mit einer um 55° abgewinkelten Facette als zweiten Oberflächen bereich gegenüber der Hauptfläche als erstem Oberflächenbereich. Diagramm (b) zeigt weitere Beispiele, hier sind die Beschichtungen für ein Borosilikatglas und eine unter 55° abgewinkelte Facette optimiert. Die Beispiele von Diagramm (c) sind optimierte Beschichtungen für ein Saphir-Substrat mit einer um 30° abgewinkelten Facette. Wie ersichtlich liegen für alle drei Konfigurationen die Verhältnisse im Bereich von 0,5 bis 8, wobei nur ein Beispiel mit einer sehr dicken drittobersten Schicht in Diagramm (b) ein Verhältnis von unter 2 aufweist.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass insbesondere bei einer Neigung des zweiten Oberflächen bereiches zum ersten Oberflächenbereich im Bereich von 50° bis 60° das Verhältnis des Produkts der Schichtdicken des obersten Paars von Lagen zum Produkt der Schichtdicken des zweitobersten Paars von Lagen in einem der Bereiche von 8 bis 22 oder 60 bis 140 liegt. Mit anderen Worten liegt die Schichtdicke hier im Bereich von 8 bis 140, wobei ein Bereich zwischen 22 und 60 ausgenommen ist. Bei dem Beispiel der Fig. 1 würde das vorstehend genannte Verhältnis V gebildet durch (Schichtdicke Lage 56 x Schichtdicke Lage 55) / (Schichtdicke Lage 54 x Schichtdicke Lage 53).

Fig. 8 zeigt zwei Diagramme (a), (b), bei welchen für eine Vielzahl von

Ausführungsbeispielen auf der Ordinate das Verhältnis aufgetragen ist. Die Antireflex- Beschichtungen entsprechen dabei denen der Diagramme (a) und (b) der Fig. 7.

Dementsprechend zeigt Diagramm (a) das Verhältnis für die auf ein Saphirsubstrat mit einer unter 55° abgewinkelten Facette und Diagramm (b) das Verhältnis für die auf ein Borosilikatglas- Substrat mit einer unter 55° abgewinkelten Facette optimierten Antireflex-Beschichtungen. Wenn die vorstehend erläuterten Merkmale als Nebenbedingungen eingesetzt werden, kann auch der Aufwand bei der Optimierung der Schichtsysteme entsprechend reduziert werden, da sich die Anzahl der Möglichkeiten und damit auch den Berechnungsaufwand erheblich verringert.

Demgemäß ist in Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass mindestens eine der Antireflex-Beschichtungen aus dem Paar von Antireflexbeschichtungen, für welche zumindest einer der Parameter Farbe der Restreflexion und photopische Reflektivität berechnet wird, so ausgewählt wird, dass wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

- das Verhältnis der Schichtdicke der obersten Lage der Antireflex-Beschichtung 5 zur

Schichtdicke der drittobersten Lage liegt in einem Bereich von 0,5 bis 8,5, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 8, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 8,

- das Verhältnis des Produkts der Schichtdicken des obersten Paars von Lagen zum Produkt der Schichtdicken des zweitobersten Paars von Lagen liegt in einem der Bereiche von 8 bis 22 oder 60 bis 140.

Einen Einfluss auf die optischen Eigenschaften in Bezug auf die Invarianz unter

Beschichtung unterschiedlich geneigter Flächen hat auch das Verhältnis der dicksten hoch- und niedrigbrechenden Schichten. Fig. 9 zeigt dazu zwei Diagramme, in welchen für eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen das Verhältnis der Schichtdicke der dicksten niedrigbrechenden Schicht zur Schichtdicke der niedrigsten hochbrechenden Schicht dargestellt sind. Diagramm (a) zeigt das Verhältnis für eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen auf einem Saphir-Substrat, wobei die Ausführungsbeispiele entweder auf Facetten mit einem Winkel von 30° oder auf einen Winkel von 55° optimiert sind. Diagramm (b) zeigt die Werte des Verhältnisses für Antireflex- Beschichtungen, die für ein Borosilikatglas-Substrat mit einer unter 55° abgewinkelten Facette optimiert sind. Es ist zu erkennen, dass in beiden Fällen in den Werten ein Bereich vorkommt, in dem keine Beschichtungen mit günstigen Eigenschaften vorkommen. Es wird nicht

ausgeschlossen, dass in diesen Bereichen ebenfalls geeignete Beschichtungen liegen, offensichtlich sind diese aber mindestens weniger häufig. Es ist weiterhin ersichtlich, dass der Bereich abhängig vom Brechungsindex des Substrats ist. Beim Borosilikatglas mit einem Brechungsindex von 1 ,47 bei 550 nm Lichtwellenlänge liegt der Bereich um den Wert zwei, beim Saphir-Substrat mit einem Brechwert von etwa 1 ,77 liegt der Bereich hingegen um den Wert zwei. Die Abhängigkeit kann mit einem Faktor (n-1)/(riBoro-1) gut dargestellt werden, wobei ΠΒΟΓΟ den Brechwert des Borosilikatglases, also bei 550 nm einen Wert von 1 ,47 bezeichnet. Damit kann ein vorteilhaftes Merkmal erfindungsgemäßer Antireflex-Beschichtungen wie folgt definiert werden: Das Verhältnis der Schichtdicke der dicksten Lage unter den Lagen mit niedrigerem Brechungsindex zur Schichtdicke der dicksten Lage unter den Lagen mit höherem

Brechungsindex beträgt zwischen 0,2 und 3, wobei ein Bereich von 1 ,5/F(n) bis 2,5/F(n) ausgenommen ist, wobei F(n) eine Funktion des Brechungsindex n des Substrats ist und gegeben ist durch F(n)=(n-1)/(riBoro-1), beziehungsweise mit dem Brechwert von Borosilikatglas F(n)=(n-1)/(0,47). Auch hier kann abhängig vom Brechungsindex des Substrats für das Verfahren zur Herstellung eines transparenten Elements eine entsprechende Nebenbedingung erstellt werden, um die Auswahl möglicher Designs einzuschränken.

In Fig. 10 ist für eine Vielzahl von Antireflex-Beschichtungen auf einem Saphir-Substrat mit einem Fasenwinkel von 30° das Verhältnis der Differenz der Schichtdicke der dicksten zur dünnsten Lage zur Summe der Schichtdicken dieser Lagen gezeigt. Die Punkte ergeben sich also gemäß der Beziehung (dmax-dmin)/ (dmax+dmin), wobei dmax die maximale Schichtdicke aller Lagen und dmin die minimale Schichtdicke aller Lagen einer geeigneten Antireflex-Beschichtung bezeichnen. Die Werte dieses Verhältnis sind für die anderen hier als Beispiele diskutierten Systeme, also Antireflex-Beschichtungen auf Saphir und Borosilikatglas mit einen Fasenwinkel von jeweils 55° ähnlich. Ohne Beschränkung auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beträgt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Wert dieses Verhältnisses (dmax-dmin)/

(dmax+dmin) mindestens 0,65.

Charakteristisch für geeignete Antireflex-Beschichtungen ist weiterhin auch das

Verhältnis von der Standardabweichung der Schichtdicken der einzelnen Lagen zur Schichtdicke der dicksten Lage. Fig. 11 zeigt dazu zwei Diagramme mit Werten dieses Verhältnisses. Das Diagramm (a) zeigt die Werte für die Ausführungsbeispiele auf einem Saphirsubstrat und Diagramm (b) für ein Borosilikatglas-Substrat, jeweils mit einem Fasenwinkel von 55°. Die Werte für die Ausführungsbeispiele auf einem Saphir-Substrat mit einer um 30° abgewinkelten Fase liegen zwischen den Maximalwerten in den Diagrammen (a) und (b).

Ohne Beschränkung auf die Ausführungsbeispiele ist demnach gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Verhältnis von Standardabweichung der Schichtdicken der Lagen zur Schichtdicke der dicksten Lage der Antireflex-Beschichtung in einem Bereich von 0,25 bis 0,45 liegt. Auch hier kann wiederum eine entsprechende

Nebenbedingung formuliert werden, um die Auswahl möglicher geeigneter Designs zu vereinfachen.

Nachfolgend sind drei Ausführungsbeispiele aus der Menge der Antireflex- Beschichtungen, deren Werte in den Fig. 7 bis Fig. 11 gezeigt sind, aufgeführt. Eine Antireflexbeschichtung auf einem Saphir-Substrat mit einem Fasenwinkel von 55° hat die folgenden Schichtdicken, wobei die Angaben (h) und (I) hoch-, beziehungsweise niedrigbrechende Lagen bezeichnen:

Substrat / 17,5 nm (I) / 17,25 nm (h) / 13,45 nm (I) / 9,6 nm (h) / 32,4 nm (I)

/ 20,4 nm (h) / 13,45 nm (I) / 237,9 nm (h) / 94,3 nm (I).

Eine Antireflexbeschichtung auf einem Saphir-Substrat mit einem Fasenwinkel von 30° hat die folgenden Schichtdicken, wobei die Angaben (h) und (I) hoch-, beziehungsweise niedrigbrechende Lagen bezeichnen:

Substrat / 24,9 nm (I) / 28,15 nm (h) / 34,6 nm (I) / 165,4 nm (h) / 20,3 nm (I)

/ 150 nm (h) / 93,4 nm (l).

Eine Antireflexbeschichtung auf einem Borosilikatglas-Substrat mit einem Fasenwinkel von 55° hat die folgenden Schichtdicken, wobei die Angaben (h) und (I) hoch-, beziehungsweise niedrigbrechende Lagen bezeichnen:

Substrat / 268,7 nm (h) / 24,7 nm (I) / 45,3 nm (h) / 49,6 nm (I) / 30,1 nm (h) / 154,3 nm (l).

Die Erfindung kann überall dort genutzt werden, wo spezielle Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften von Antireflex-Beschichtungen gestellt werden. Neben der Applikation als Uhrengläser oder Lupen für Uhrengläser lässt sich die Erfindung auch im Bereich Architektur, Consumerelektronik und für optische Komponenten einsetzen. Im Bereich der Consumer-Elektronik eignet sich die Erfindung besonders für Deckgläser von Smartphones, Smartwatches, Notebooks, LCD Displays, Brillen, 3D-Brillen, Head-up-Displays.