DE102013103075A1

DE102013103075A1 - Process for producing an antireflection coating on a substrate and substrate with an antireflection coating

Info

Publication number: DE102013103075A1
Application number: DE102013103075.0A
Authority: DE
Inventors: Ulrike Schulz; Henning Ludwig; Norbert Kaiser; Peter Munzert
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Friedrich Schiller Universtaet Jena FSU
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: DE102013103075B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Entspiegelungsschicht (5) auf einem Substrat (1) angegeben, umfassend die Verfahrensschritte: – Aufbringen einer Schicht (2) aus einem organischen Material oder einem organisch-anorganischen Hybridmaterial auf das Substrat (1), – Erzeugung von Nanostrukturen (4) in der Schicht (2) aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial mit einem Plasmaätzprozess, und – Aufbringen einer anorganischen Schicht (3) auf die Nanostruktur, wobei die anorganische Schicht eine Dicke zwischen 50 nm und 200 nm aufweist. Weiterhin wird ein Substrat (1) mit der auf diese Weise hergestellten Entspiegelungsschicht (5) angegeben.The invention relates to a method for producing an antireflection coating (5) on a substrate (1), comprising the method steps: - applying a layer (2) made of an organic material or an organic-inorganic hybrid material to the substrate (1), - producing Nanostructures (4) in the layer (2) made of the organic material or the organic-inorganic hybrid material using a plasma etching process, and - applying an inorganic layer (3) to the nanostructure, the inorganic layer having a thickness between 50 nm and 200 nm . Furthermore, a substrate (1) with the anti-reflective layer (5) produced in this way is specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Entspiegelungsschicht auf einem Substrat und ein Substrat mit einer Entspiegelungsschicht.The invention relates to a method for producing an antireflection coating on a substrate and to a substrate having an antireflection coating.

Zur Entspiegelung von Oberflächen, insbesondere von optischen Elementen oder Displays, werden üblicherweise reflexionsmindernde Interferenzschichtsysteme verwendet, die mehrere alternierende Schichten aus hochbrechenden und niedrigbrechenden Materialien enthalten. Als Material mit einem besonders niedrigen Brechungsindex im sichtbaren Spektralbereich wird derzeit MgF₂ mit n = 1,38 eingesetzt. Die Entspiegelungswirkung herkömmlicher dielektrischer Schichtsysteme könnte verbessert werden, wenn Materialien mit geringerem Brechungsindex zur Verfügung stehen würden. For anti-reflection of surfaces, in particular of optical elements or displays, reflection-reducing interference layer systems are usually used, which contain a plurality of alternating layers of high-refractive and low-refractive materials. As a material with a particularly low refractive index in the visible spectral range MgF ₂ is currently used with n = 1.38. The antireflective effect of conventional dielectric layer systems could be improved if lower refractive index materials were available.

Aus der Druckschrift EP 1791002 A1 ist bekannt, Partikel aus MgF₂ in amorphes Siliziumoxid einzubinden, um eine Schicht mit noch geringerem Brechungsindex zu erzielen. From the publication EP 1791002 A1 It is known to incorporate particles of MgF ₂ in amorphous silica to achieve a layer with even lower refractive index.

Weiterhin beschreibt die Druckschrift EP 1403665 A2 , hohle Nanopartikel in eine anorganische Siliziumoxidschicht einzubinden, um eine Schicht mit besonders geringem Brechungsindex herzustellen. Furthermore, the document describes EP 1403665 A2 to incorporate hollow nanoparticles into an inorganic silicon oxide layer to produce a particularly low refractive index layer.

Eine alternative Möglichkeit zur Verminderung der Reflexion eines optischen Elements ist aus der Patentschrift DE 10241708 B4 bekannt. Bei diesem Verfahren wird an der Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mittels eines Plasmaätzprozesses eine Nanostruktur erzeugt, durch die die Reflexion des Kunststoffsubstrats vermindert wird. Die Entspiegelung eines optischen Elements durch die Erzeugung einer Nanostruktur an dessen Oberfläche hat den Vorteil, dass eine geringe Reflexion über einen weiten Einfallswinkelbereich erzielt wird. An alternative possibility for reducing the reflection of an optical element is known from the patent specification DE 10241708 B4 known. In this method, a nanostructure is produced on the surface of a plastic substrate by means of a plasma etching process, by means of which the reflection of the plastic substrate is reduced. The antireflection of an optical element by the creation of a nanostructure on its surface has the advantage that a low reflection is achieved over a wide angle of incidence range.

Die Druckschrift DE 10 2008 018 866 A1 beschreibt ein reflexionsminderndes Interferenzschichtsystem, auf das eine organische Schicht aufgebracht wird, die mit einer Nanostruktur versehen wird.The publication DE 10 2008 018 866 A1 describes a reflection-reducing interference layer system on which an organic layer is applied, which is provided with a nanostructure.

Die Herstellung von Nanostrukturen mittels eines Plasmaätzverfahrens kann bei Kunststoffoberflächen, zum Beispiel aus PMMA oder anderen Thermoplasten sowie weichen Lacken, angewandt werden, ist aber nicht ohne weiteres für härtere Materialien anwendbar.The production of nanostructures by means of a plasma etching process can be applied to plastic surfaces, for example of PMMA or other thermoplastics and soft paints, but is not readily applicable to harder materials.

Breitbandige Entspiegelungen, die weitestgehend unabhängig vom Lichteinfallswinkel sind, wären aber auch für Materialien wie beispielsweise Glas, Quarz oder Halbleitermaterialien wünschenswert, die nicht ohne weiteres mit einem Plasmaätzverfahren nanostrukturiert werden können. Broadband antireflective coatings, which are largely independent of the angle of incidence, would also be desirable for materials such as glass, quartz, or semiconductor materials, which can not be readily nanostructured with a plasma etch process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Entspiegelungsschicht anzugeben, mit dem sich verschiedene Substrate wie zum Beispiel Glas, Kunststoff oder Halbleitermaterial breitbandig und weitestgehend winkelunabhängig entspiegeln lassen. Die Entspiegelungsschicht soll sich durch eine hohe mechanische Beständigkeit auszeichnen. Weiterhin soll ein Substrat mit einer derartigen Entspiegelungsschicht angegeben werden.The invention has for its object to provide a method for producing an antireflection coating, with which various substrates such as glass, plastic or semiconductor material broadband and largely angle-independent can be coated. The anti-reflection layer should be characterized by a high mechanical resistance. Furthermore, a substrate should be specified with such an antireflection coating.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung einer Entspiegelungsschicht auf einem Substrat und ein Substrat mit einer Entspiegelungsschicht gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. These objects are achieved by a method for producing an antireflection coating on a substrate and a substrate having an antireflection coating according to the independent patent claims. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird zunächst eine Schicht aus einem organischen Material oder einem organisch-anorganischen Hybridmaterial auf ein Substrat aufgebracht. Die Schicht ist mit anderen Worten eine zumindest teilweise organische Schicht.In one embodiment of the method, a layer of an organic material or an organic-inorganic hybrid material is first applied to a substrate. In other words, the layer is an at least partially organic layer.

Nachfolgend werden Nanostrukturen in der Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial mit einem Plasmaätzprozess erzeugt. Subsequently, nanostructures are produced in the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material by a plasma etching process.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine anorganische Schicht auf die Nanostruktur aufgebracht. Die anorganische Schicht weist vorteilhaft eine Dicke zwischen 50 nm und 200 nm auf, bevorzugt zwischen 100 nm und 200 nm.In a further method step, an inorganic layer is applied to the nanostructure. The inorganic layer advantageously has a thickness of between 50 nm and 200 nm, preferably between 100 nm and 200 nm.

Die anorganische Schicht mit einer Dicke in diesem vorteilhaften Bereich überwächst die Nanostruktur derart, dass sie selbst eine Nanostruktur an ihrer Oberfläche aufweist, welche die Reflexion von Licht erheblich vermindert. Die Nanostruktur wird von der anorganischen Schicht insbesondere nicht planarisiert. Weiterhin hat die 50 nm bis 200 nm dicke anorganische Schicht den Vorteil, dass sie sich im Vergleich zu organischen Materialien und zu noch dünneren anorganischen Schichten durch eine besonders gute mechanische Beständigkeit, insbesondere Kratz- und Abriebfestigkeit auszeichnet. Hinsichtlich der mechanischen Beständigkeit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke der anorganischen Schicht mindestens 100 nm beträgt. The inorganic layer having a thickness in this advantageous range overgrows the nanostructure such that it itself has a nanostructure on its surface which significantly reduces the reflection of light. In particular, the nanostructure is not planarized by the inorganic layer. Furthermore, the 50 nm to 200 nm thick inorganic layer has the advantage that it is characterized by a particularly good mechanical resistance, in particular scratch and abrasion resistance compared to organic materials and even thinner inorganic layers. With regard to the mechanical resistance, it is particularly advantageous if the thickness of the inorganic layer is at least 100 nm.

Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass das alleinige Aufbringen und Strukturieren der Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial mit dem Plasmaätzprozess nur eine geringe oder sogar gar keine Verminderung der Reflexion des Substrats bewirkt. Eine wesentliche Verminderung der Reflexion des Substrats erfolgt erst durch das nachfolgende Aufwachsen der Schicht aus dem anorganischen Material auf die zuvor hergestellten Nanostrukturen. Mit der auf diese Weise hergestellten Entspiegelungsschicht kann vorteilhaft eine besonders geringe Reflexion über einen weiten Wellenlängenbereich erzielt werden, die weitestgehend unabhängig vom Einfallswinkel des Lichts ist. In particular, it has been found that the sole application and patterning of the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material with the Plasma etching process causes little or no reduction in the reflection of the substrate. A substantial reduction of the reflection of the substrate takes place only by the subsequent growth of the layer of the inorganic material on the previously prepared nanostructures. With the antireflection coating produced in this way, advantageously a particularly low reflection over a wide wavelength range can be achieved, which is largely independent of the angle of incidence of the light.

Dies beruht insbesondere darauf, dass die Entspiegelungsschicht, welche aus der Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial und der darauf aufgebrachten anorganischen Schicht gebildet wird, aufgrund der Nanostrukturierung einen sehr geringen effektiven Brechungsindex aufweist, der mit herkömmlichen Materialien für Interferenzschichtsysteme nicht erzielt werden könnte. Insbesondere kann die Entspiegelungsschicht einen effektiven Brechungsindex aufweisen, der geringer ist als der Brechungsindex n = 1,38 von MgF₂ Unter dem effektiven Brechungsindex ist dabei der über die Schicht gemittelte Brechungsindex zu verstehen, der aufgrund der Nanostrukturierung geringer ist als er bei einer homogenen Schicht aus dem gleichen Material. Bevorzugt weist die Entspiegelungsschicht einen effektiven Brechungsindex n < 1,3 auf. Besonders bevorzugt beträgt der Brechungsindex n der Entspiegelungsschicht sogar weniger als 1,25. In particular, this is because the antireflective layer formed from the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material and the inorganic layer coated thereon has a very low effective refractive index due to nanostructuring, which is not achieved with conventional materials for interference layer systems could be. In particular, the anti-reflection layer may have an effective refractive index which is less than the refractive index n = 1.38 of MgF ₂ Under the effective refractive index is to be understood average refractive index across the layer, which is lower due to the nanostructure as it in a homogeneous layer from the same material. The antireflection coating preferably has an effective refractive index n <1.3. Even more preferably, the refractive index n of the antireflection coating is even less than 1.25.

Die mittels des Plasmaätzprozesses in der Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial erzeugten Nanostrukturen weisen bevorzugt im Mittel eine Höhe von mindestens 30 nm auf. Die Höhe der Nanostrukturen beträgt im Mittel beispielsweise zwischen 30 nm und 150 nm, bevorzugt zwischen 30 nm und 70 nm. The nanostructures produced by means of the plasma etching process in the layer of the organic material or of the organic-inorganic hybrid material preferably have an average height of at least 30 nm. The height of the nanostructures is on average for example between 30 nm and 150 nm, preferably between 30 nm and 70 nm.

Die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial wird bei dem Plasmaätzprozess vorzugsweise derart abgetragen, dass nach dem Plasmaätzprozess Bereiche des Substrats zwischen den Nanostrukturen freiliegen. Die freiliegenden Bereiche weisen vorteilhaft im Mittel eine Breite von mindestens 5 nm, bevorzugt zwischen 5 nm und 20 nm, auf. Die im nachfolgenden Verfahrensschritt aufgebrachte anorganische Schicht grenzt in diesem Fall zumindest teilweise an das Substrat an. The layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material is preferably removed in the plasma etching process such that after the plasma etching process, areas of the substrate are exposed between the nanostructures. The exposed regions advantageously have an average width of at least 5 nm, preferably between 5 nm and 20 nm. In this case, the inorganic layer applied in the subsequent method step at least partially adjoins the substrate.

Das Verfahren ist vorteilhaft zur Erzeugung einer Entspiegelungsschicht auf einer Vielzahl von Substratmaterialien geeignet. Dadurch, dass die Nanostruktur in der auf das Substrat aufgebrachten organischen oder organisch-anorganischen Hybridschicht erzeugt wird, kann vorteilhaft ein Substrat mit der Entspiegelungsschicht versehen werden, dass selbst nur schwer oder gar nicht mittels eines Plasmaätzprozesses strukturiert werden kann. Das Substrat kann insbesondere ein Glas, einen Kunststoff oder ein Halbleitermaterial aufweisen.The method is advantageously suitable for producing an antireflection coating on a multiplicity of substrate materials. By virtue of the fact that the nanostructure is produced in the organic or organic-inorganic hybrid layer applied to the substrate, a substrate can advantageously be provided with the anti-reflection layer, which itself can be structured only with difficulty or not at all by means of a plasma etching process. The substrate may in particular comprise a glass, a plastic or a semiconductor material.

Die organische oder organisch-anorganische Hybridschicht kann insbesondere monomolekulare organische Verbindungen wie zum Beispiel Melamin (2,4,6-Triamino-1,3,5-triazin), 5,5'-Di(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophen, 2,3-Dihydro-1,4-phtalazin-dion, 1,3,5-Tri(N-carbazolyl)benzol, Biphenyl-4-Carbonsäure, 4-(4-Fluorophenyl)benzolsäure, 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6,-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol, 2-(2Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, 1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatrien, Tetraphenyl, 6-Methoxy-2-(4-methoxyphenyl)benzo[b]-thiophen, Bathocuproin, 1,3-Benzodiazol, 2,5,(Bis(1-naphtyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,4-Diamino-6-phenyl,1,3,5-triazin, Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amin, oder Pentacen aufweisen. The organic or organic-inorganic hybrid layer may in particular be monomolecular organic compounds such as, for example, melamine (2,4,6-triamino-1,3,5-triazine), 5,5'-di (4-biphenylyl) -2,2 ' -bithiophene, 2,3-dihydro-1,4-phthalazin-dione, 1,3,5-tri (N-carbazolyl) benzene, biphenyl-4-carboxylic acid, 4- (4-fluorophenyl) benzoic acid, 2- (2H Benzotriazol-2-yl) -4,6, -bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenol, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene, Tetraphenyl, 6-methoxy-2- (4-methoxyphenyl) benzo [b] thiophene, bathocuproine, 1,3-benzodiazole, 2,5, (bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2, 4-diamino-6-phenyl, 1,3,5-triazine, tris (4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine, or have pentacene.

Geeignete Materialien sind auch Plasmapolymere, die im Vakuumprozess oder bei Atmosphärendruck erzeugt werden können, wie beispielsweise Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Allylamin, Allylalkohol, Villylacetat, Styren oder Parylen.Suitable materials are also plasma polymers which can be produced in a vacuum process or at atmospheric pressure, for example hexamethyldisiloxane (HMDSO), allylamine, allyl alcohol, villyl acetate, styrene or parylene.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die organische oder organisch-anorganische Hybridschicht einen Lack oder ein anderes nasschemisch aufbringbares zumindest teilorganisches Material wie zum Beispiel Ormocer, Polyurethan, Polysiloxanlack, Acryllack oder Silikon auf.In a further embodiment, the organic or organic-inorganic hybrid layer comprises a lacquer or another wet-chemically applicable at least partially organic material such as, for example, Ormocer, polyurethane, polysiloxane lacquer, acrylic lacquer or silicone.

Weitere geeignete Materialien für die organische oder organisch-anorganische Hybridschicht sind Polymere wie zum Beispiel PMMA, Polycarbonat, Cycloolefin, Polyamid oder Polytetrafluorethylen (PTFE).Other suitable materials for the organic or organic-inorganic hybrid layer are polymers such as PMMA, polycarbonate, cycloolefin, polyamide or polytetrafluoroethylene (PTFE).

Die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial wird bevorzugt durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht. Alternativ kann die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischem Hybridmaterial auch mit einem nasschemischen Verfahren auf das Substrat aufgebracht werden.The layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material is preferably applied to the substrate by a vacuum coating method. Alternatively, the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material may also be applied to the substrate by a wet chemical method.

Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird vor der Erzeugung der Nanostrukturen mittels des Plasmaätzverfahrens eine dünne Schicht aus einem anorganischen Material auf die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischem Hybridmaterial aufgebracht. Die dünne Schicht kann beispielsweise eine Oxidschicht, eine Nitridschicht oder eine Fluoridschicht sein. Insbesondere kann die dünne Schicht Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Titanoxid oder Magnesiumfluorid enthalten. In one embodiment of the method, a thin layer of an inorganic material is applied to the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material prior to the generation of the nanostructures by means of the plasma etching. The thin layer may be, for example, an oxide layer, a nitride layer or a fluoride layer. In particular, the thin layer may contain silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide or magnesium fluoride.

Die dünne Schicht weist vorteilhaft eine Dicke von nur 2 nm oder weniger auf. Das Aufbringen dieser dünnen Schicht vor der Durchführung des Plasmaätzprozesses hat den Vorteil, dass die dünne Schicht als Initialschicht für den Plasmaätzprozess wirkt und somit das Erzeugen einer Nanostruktur auch in Materialien ermöglicht, bei denen dies ohne die vorherige Aufbringung der dünnen Schicht nur schwer oder gar nicht möglich wäre. The thin layer advantageously has a thickness of only 2 nm or less. The application of this thin layer before performing the plasma etching process has the advantage that the thin layer acts as an initial layer for the plasma etching process and thus enables the creation of a nanostructure in materials in which this is difficult or impossible without the previous application of the thin layer it is possible.

Die nach dem Plasmaätzprozess aufgebrachte anorganische Schicht ist bevorzugt eine Oxidschicht, eine Nitridschicht, eine Oxinitridschicht oder eine Fluoridschicht. Vorteilhaft ist die anorganische Schicht eine Siliziumoxidschicht, insbesondere eine SiO₂-Schicht, oder eine Aluminiumoxidschicht. Weiterhin ist auch eine Magnesiumfluoridschicht geeignet. Die anorganische Schicht zeichnet sich durch eine hohe mechanische Beständigkeit aus. Die Entspiegelungsschicht ist daher vorteilhaft sehr abriebfest und kratzfest. The inorganic layer applied after the plasma etching process is preferably an oxide layer, a nitride layer, an oxynitride layer or a fluoride layer. Advantageously, the inorganic layer is a silicon oxide layer, in particular an SiO ₂ layer, or an aluminum oxide layer. Furthermore, a magnesium fluoride layer is also suitable. The inorganic layer is characterized by a high mechanical resistance. The antireflection coating is therefore advantageously very resistant to abrasion and scratching.

Die anorganische Schicht wird vorzugsweise durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren auf die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial aufgebracht. Insbesondere ist es möglich, dass sowohl die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial als auch die anorganische Schicht jeweils mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht werden. Insbesondere kann dazu ein PVD-Verfahren wie beispielsweise thermisches Verdampfen oder Elektronenstrahlverdampfung eingesetzt werden. Die Schicht aus dem organischen Material oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial kann auch mittels Plasmapolymerisation aufgebracht werden.The inorganic layer is preferably applied to the layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material by a vacuum deposition method. In particular, it is possible that both the organic material or organic-inorganic hybrid material layer and the inorganic layer are each applied by a vacuum deposition method. In particular, a PVD method such as thermal evaporation or electron beam evaporation can be used for this purpose. The layer of the organic material or the organic-inorganic hybrid material may also be applied by plasma polymerization.

Da auch der Plasmaätzprozess, mit dem die zumindest teilweise organische Schicht strukturiert wird, ein Vakuumprozess ist, kann die gesamte Entspiegelungsschicht vorteilhaft in einem Vakuumprozess hergestellt werden. Since the plasma etching process, with which the at least partially organic layer is patterned, is also a vacuum process, the entire antireflection coating can advantageously be produced in a vacuum process.

Es wird weiterhin ein mit dem zuvor beschriebenen Verfahren herstellbares Substrat mit einer Entspiegelungsschicht angegeben. Das Substrat mit einer Entspiegelungsschicht gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine auf das Substrat aufgebrachte Schicht aus einem organischen Material oder einem organisch-anorganischem Hybridmaterial, wobei die Schicht Nanostrukturen aufweist und das Substrat nur teilweise bedeckt, und eine Schicht aus einem anorganischen Material, die auf die Schicht aus dem organisch-anorganischem Hybridmaterial aufgebracht ist und zumindest teilweise an das Substrat angrenzt, wobei die Schicht aus dem anorganischen Material eine Dicke zwischen 50 nm und 200 nm aufweist.Furthermore, a substrate with an antireflection coating which can be produced by the method described above is specified. The substrate having an antireflection coating according to one embodiment of the invention comprises a layer of an organic material or an organic-inorganic hybrid material applied to the substrate, wherein the layer has nanostructures and only partially covers the substrate, and a layer of an inorganic material that is on the layer of the organic-inorganic hybrid material is applied and at least partially adjacent to the substrate, wherein the layer of the inorganic material has a thickness between 50 nm and 200 nm.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Substrats mit der Entspiegelungsschicht ergeben sich aus der vorherigen Beschreibung des Herstellungsverfahrens und umgekehrt.Further advantageous embodiments of the substrate with the anti-reflection layer result from the previous description of the production method and vice versa.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 näher erläutert.The invention will be described below with reference to embodiments in connection with 1 to 3 explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1A bis 1C ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Substrats mit einer Entspiegelungsschicht anhand von schematisch dargestellten Zwischenschritten, 1A to 1C An embodiment of a method for producing a substrate with an anti-reflection layer based on schematically illustrated intermediate steps,

2 eine grafische Darstellung der Reflexion R in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ für ein Ausführungsbeispiel einer Entspiegelungsschicht bei verschiedenen Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens, und 2 a graphical representation of the reflection R as a function of the wavelength λ for an embodiment of an anti-reflection layer at various intermediate steps of the manufacturing process, and

3 eine grafische Darstellung der Transmission T in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ für ein Ausführungsbeispiel einer Entspiegelungsschicht bei verschiedenen Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens. 3 a graphical representation of the transmission T as a function of the wavelength λ for an embodiment of an anti-reflection layer at various intermediate steps of the manufacturing process.

Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Identical or equivalent components are each provided with the same reference numerals in the figures. The components shown and the size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale.

Bei dem in 1A dargestellten ersten Zwischenschritt eines Verfahrens zur Herstellung der Entspiegelungsschicht ist eine Schicht 2 aus einem organischen oder einem organisch-anorganischen Hybridmaterial auf ein Substrat 1 aufgebracht worden.At the in 1A The illustrated first intermediate step of a method for producing the anti-reflection layer is a layer 2 from an organic or an organic-inorganic hybrid material to a substrate 1 been applied.

Bei dem Substrat 1 kann es sich insbesondere um ein optisches Element handeln, bei dem die Reflexion der Oberfläche durch Aufbringen einer Entspiegelungsschicht vermindert werden soll. Beispielsweise kann das Substrat 1 eine Linse wie zum Beispiel ein Brillenglas oder die Oberfläche eines Displays sein. Das Substrat 1 kann alternativ ein Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium aufweisen. Insbesondere kann das Substrat die Oberfläche 1 eines optischen oder optoelektronischen Bauelements sein.At the substrate 1 it may in particular be an optical element in which the reflection of the surface is to be reduced by applying an antireflection coating. For example, the substrate 1 a lens such as a spectacle lens or the surface of a display. The substrate 1 may alternatively comprise a semiconductor material such as silicon. In particular, the substrate may be the surface 1 an optical or optoelectronic device.

Das Substrat 1 kann insbesondere aus Glas, Quarz, einem Halbleitermaterial oder einem Kunststoff gebildet sein. The substrate 1 may be formed in particular of glass, quartz, a semiconductor material or a plastic.

Die zumindest teilweise organische Schicht 2 kann insbesondere monomolekulare organische Verbindungen wie zum Beispiel Melamin (2,4,6-Triamino-1,3,5-triazin), 5,5'-Di(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophen, 2,3-Dihydro-1,4-phtalazin-dion, 1,3,5-Tri(N-carbazolyl)benzol, Biphenyl-4-Carbonsäure, 4-(4-Fluorophenyl)benzolsäure, 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6,-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol, 2-(2Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, 1,6-Diphenyl-1,3,5-hexatrien, Tetraphenyl, 6-Methoxy-2-(4-methoxyphenyl)benzo[b]-thiophen, Bathocuproin, 1,3-Benzodiazol, 2,5,(Bis(1-naphtyl)-1,3,4-oxadiazol, 2,4-Diamino-6-phenyl,1,3,5-triazin, Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amin, oder Pentacen aufweisen. The at least partially organic layer 2 In particular, monomolecular organic compounds such as melamine (2,4,6- Triamino-1,3,5-triazine), 5,5'-di (4-biphenylyl) -2,2'-bithiophene, 2,3-dihydro-1,4-phthalazin-dione, 1,3,5- Tri (N-carbazolyl) benzene, biphenyl-4-carboxylic acid, 4- (4-fluorophenyl) benzoic acid, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6, -bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenol, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene, tetraphenyl, 6-methoxy-2- (4-methoxyphenyl) benzo [b] thiophene, bathocuproine, 1 , 3-benzodiazole, 2.5, (bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2,4-diamino-6-phenyl, 1,3,5-triazine, tris (4-carbazoyl-9 -ylphenyl) amine, or pentacene.

Bei einer weiteren Ausgestaltung weist die organische oder organisch-anorganische Hybridschicht 2 einen Lack oder ein anderes nasschemisch aufbringbares zumindest teilorganisches Material wie zum Beispiel Ormocer, Polyurethan, Polysiloxanlack, Acryllack oder Silikon auf.In a further embodiment, the organic or organic-inorganic hybrid layer 2 a lacquer or other wet-chemically applied at least partially organic material such as Ormocer, polyurethane, polysiloxane lacquer, acrylic lacquer or silicone.

Weitere geeignete Materialien für die organische oder organisch-anorganische Hybridschicht 2 sind Polymere wie zum Beispiel PMMA, Polycarbonat, Cycloolefin, Polyamid oder Polytetrafluorethylen (PTFE).Other suitable materials for the organic or organic-inorganic hybrid layer 2 are polymers such as PMMA, polycarbonate, cycloolefin, polyamide or polytetrafluoroethylene (PTFE).

Die zumindest teilweise organische Schicht 2 wird vorzugsweise mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht. Zum Beispiel kann zum Aufbringen der zumindest teilweise organischen Schicht 2 ein PVD- oder ein CVD-Verfahren eingesetzt werden. Insbesondere kann die Herstellung der zumindest teilweise organischen Schicht 2 mittels thermischen Verdampfens oder mittels eines Plasmapolymerisationsverfahrens erfolgen. The at least partially organic layer 2 is preferably applied by a vacuum coating method. For example, for applying the at least partially organic layer 2 a PVD or a CVD method can be used. In particular, the preparation of the at least partially organic layer 2 by means of thermal evaporation or by means of a plasma polymerization process.

Alternativ ist es aber auch möglich, die zumindest teilweise organische Schicht 2 mit einem nasschemischen Verfahren aufzubringen. Alternatively, it is also possible, at least partially organic layer 2 apply by wet-chemical method.

Nach dem Aufbringen der zumindest teilweise organischen Schicht 2 wird ein Plasmaätzprozess durchgeführt. Wie in 1B dargestellt, werden auf diese Weise Nanostrukturen 4 in der zumindest teilweise organischen Schicht 2 erzeugt. Die Erzeugung der Nanostrukturen 4 erfolgt vorzugsweise durch Ionenbeschuss mittels einer Plasma-Ionenquelle. Dabei kann beispielsweise ein Argon-Sauerstoff-Plasma verwendet werden. Ein derartiges Plasmaätzverfahren ist an sich aus der Druckschrift DE 10241708 B4 bekannt und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. After application of the at least partially organic layer 2 a plasma etching process is performed. As in 1B In this way, nanostructures are formed 4 in the at least partially organic layer 2 generated. The generation of nanostructures 4 is preferably carried out by ion bombardment by means of a plasma ion source. In this case, for example, an argon-oxygen plasma can be used. Such a plasma etching is per se from the document DE 10241708 B4 is known and will therefore not be explained in detail here.

Die Nanostrukturen 4 weisen vorzugsweise im Mittel eine Höhe von mindestens 30 nm, beispielsweise zwischen 30 nm und 70 nm, auf. Zwischen den Nanostrukturen 4 liegen vorteilhaft Bereiche des Substrats 1 frei. Die Nanostrukturen 4 bedecken das Substrat 1 also nicht vollständig. Die Zwischenräume zwischen den Nanostrukturen 4, in denen das Substrat 1 freiliegt, sind vorteilhaft im Mittel mindestens 5 nm breit, bevorzugt zwischen 5 nm und 20 nm.The nanostructures 4 preferably have on average a height of at least 30 nm, for example between 30 nm and 70 nm. Between the nanostructures 4 Advantageously, areas of the substrate are located 1 free. The nanostructures 4 cover the substrate 1 So not completely. The spaces between the nanostructures 4 in which the substrate 1 are exposed, are advantageous on average at least 5 nm wide, preferably between 5 nm and 20 nm.

Bei einer Variante des Verfahrens (nicht dargestellt) wird vor der Durchführung des Plasmaätzprozesses eine dünne Schicht auf die zumindest teilweise organische Schicht 2 aufgebracht, die als Initialschicht für den nachfolgenden Plasmaätzprozess dient. Die dünne Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 2 nm oder weniger, besonders bevorzugt von 1,5 nm oder weniger auf. Bei einer so geringen Dicke befindet sich die dünne Schicht noch im Anfangsstadium ihres Wachstums und bedeckt die darunterliegende Schicht 2 nur teilweise, d.h. sie bildet eine inselförmige Schicht mit einer Vielzahl von statistisch verteilten Inseln aus. Die dünne Schicht ist vorzugsweise eine Oxidschicht, eine Nitridschicht oder eine Fluoridschicht. Insbesondere ist eine dünne Schicht aus TiO₂, SiO₂, MgF₂ oder aus einem Siliziumnitrid geeignet. In a variant of the method (not shown), a thin layer is applied to the at least partially organic layer before the plasma etching process is carried out 2 applied, which serves as an initial layer for the subsequent plasma etching. The thin layer preferably has a thickness of 2 nm or less, more preferably 1.5 nm or less. At such a small thickness, the thin layer is still in its initial stage of growth, covering the underlying layer 2 only partially, ie it forms an island-shaped layer with a multiplicity of statistically distributed islands. The thin layer is preferably an oxide layer, a nitride layer or a fluoride layer. In particular, a thin layer of TiO ₂ , SiO ₂ , MgF ₂ or of a silicon nitride is suitable.

Bei dem weiteren in 1C dargestellten Verfahrensschritt ist eine anorganische Schicht 3 auf die zuvor mit dem Plasmaätzverfahren strukturierte zumindest teilorganische Schicht 2 aufgebracht worden. Die anorganische Schicht 3 bedeckt die Nanostrukturen 4 der zumindest teilorganischen Schicht 2 sowie die Bereiche des Substrats 1, die mit dem Plasmaätzverfahren freigelegt wurden. At the further in 1C The process step shown is an inorganic layer 3 to the at least partially organic layer previously structured by the plasma etching process 2 been applied. The inorganic layer 3 covers the nanostructures 4 the at least partially organic layer 2 as well as the areas of the substrate 1 which were exposed by the plasma etching process.

Die Dicke der anorganischen Schicht 3 beträgt im Mittel zwischen 50 nm und 200 nm, bevorzugt 100 nm bis 200 nm. Da die anorganische Schicht auf die Nanostrukturen 4 aufgebracht wird, kann die Dicke der anorganischen Schicht ungleichmäßig sein. Unter der Dicke der anorganischen Schicht 3 wird deshalb eine über die anorganische Schicht 3 gemittelte Dicke verstanden. Die mittlere Dicke der anorganischen Schicht 3 kann beim Aufwachsen beispielsweise mit einem kalibrierten Schwingquarzmesssystem bestimmt werden, wobei die mittlere Schichtdicke aus der aufgebrachten Masse berechnet wird. Die mittlere Dicke der anorganischen Schicht 3 entspricht der Dicke einer gleichmäßig dicken Schicht, die die gleiche Masse wie die tatsächlich aufgebrachte ungleichmäßig dicke anorganische Schicht 3 aufweist. The thickness of the inorganic layer 3 is on average between 50 nm and 200 nm, preferably 100 nm to 200 nm. Since the inorganic layer on the nanostructures 4 is applied, the thickness of the inorganic layer may be uneven. Under the thickness of the inorganic layer 3 becomes therefore over the inorganic layer 3 average thickness understood. The average thickness of the inorganic layer 3 can be determined during growth, for example with a calibrated quartz crystal measuring system, wherein the average layer thickness is calculated from the applied mass. The average thickness of the inorganic layer 3 corresponds to the thickness of a uniformly thick layer which is the same mass as the unevenly applied inorganic layer actually applied 3 having.

Dadurch, dass die anorganische Schicht 3 auf die nanostrukturierte Schicht 2 aus dem organischen oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial aufgebracht wird, weist sie selbst eine nanostrukturierte Oberfläche auf, welche die Reflexion von auf das Substrat 1 einfallendem Licht vermindert. Die Schichtenfolge aus der nanostrukturierten Schicht 2 aus dem organischen oder dem organisch-anorganischen Hybridmaterial und der darauf aufgebrachten anorganischen Schicht 3 bildet daher eine Entspiegelungsschicht 5 für das Substrat 1 aus.Due to the fact that the inorganic layer 3 on the nanostructured layer 2 is applied from the organic or the organic-inorganic hybrid material, it has itself a nanostructured surface, which is the reflection of the substrate 1 diminished incident light. The layer sequence of the nanostructured layer 2 from the organic or organic-inorganic hybrid material and the inorganic layer applied thereto 3 therefore forms an anti-reflection layer 5 for the substrate 1 out.

Die anorganische Schicht 3 ist bevorzugt eine Oxidschicht, eine Nitridschicht, eine Oxinitridschicht oder eine Fluoridschicht. Insbesondere kann die anorganische Schicht 3 eine SiO₂-Schicht sein. Weitere geeignete Materialien sind insbesondere Al₂0₃ oder MgF₂. Die anorganische Schicht 3 zeichnet sich insbesondere durch eine hohe mechanische Festigkeit aus und bildet eine Barriere gegen das Eindringen von Feuchtigkeit aus. Für die mechanische Festigkeit und Wirkung als Feuchtigkeitsbarriere ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke der anorganischen Schicht mindestens 100 nm beträgt. Dadurch, dass die anorganische Schicht 3 die Nanostrukturen 4 und die zuvor freigelegten Bereiche des Substrats 1 bedeckt, zeichnet sich die Entspiegelungsschicht 5 durch eine gute Abriebfestigkeit und Klimastabilität aus. The inorganic layer 3 is preferably an oxide layer, a nitride layer, an oxynitride layer or a fluoride layer. In particular, the inorganic layer 3 an SiO ₂ layer. Other suitable materials are in particular Al ₂ 0 ₃ or MgF ₂ . The inorganic layer 3 is characterized in particular by a high mechanical strength and forms a barrier against the ingress of moisture. For the mechanical strength and effect as a moisture barrier, it is particularly advantageous if the thickness of the inorganic layer is at least 100 nm. Due to the fact that the inorganic layer 3 the nanostructures 4 and the previously exposed areas of the substrate 1 covered, the anti-reflective coating stands out 5 through a good abrasion resistance and climatic stability.

Die 2 und 3 zeigen Reflexions- und Transmissionsspektren, die bei Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel gemessen wurden. Die bei dem Ausführungsbeispiel durchgeführten Zwischenschritte entsprechen denen der 1A bis 1C.The 2 and 3 show reflection and transmission spectra, which were measured at intermediate steps of the manufacturing method according to an embodiment. The intermediate steps performed in the embodiment correspond to those of 1A to 1C ,

Bei dem Ausführungsbeispiel wurde ein Substrat 1 aus einem Glas, das unter der Bezeichnung B270 erhältlich ist, mit einer Entspiegelungsschicht 5 versehen. Die Herstellung der Entspiegelungsschicht 5 erfolgte in einer Vakuumbeschichtungsanlage (Typ Leybold APS904), die eine Plasmaionenquelle enthält.In the embodiment, a substrate 1 from a glass, which is available under the name B270, with an anti-reflective coating 5 Mistake. The production of the anti-reflective coating 5 was carried out in a vacuum coating system (type Leybold APS904) containing a plasma ion source.

In einem ersten Schritt wurde eine 300 nm dicke Schicht 2 aus 5,5'-Di(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophen durch Aufdampfen auf das Glassubstrat 1 abgeschieden. Der Prozessdruck betrug 2·10^–5 mbar. Die organische Schicht 2 wurde mit einer Wachstumsrate von 0,2 nm/s mit der Schichtdicke von 300 nm abgeschieden. Die Schichtdicke wurde mit einem Schwingquarzmesssystem, das die Massenzunahme während des Aufwachsens detektiert, gemessen. Das Aufwachsen der organischen Schicht 2 erfolgte ohne Ionenbeschuss durch die Plasmaionenquelle und ohne Plasmavorbehandlung des Substrats.In a first step, a 300 nm thick layer was formed 2 from 5,5'-di (4-biphenylyl) -2,2'-bithiophene by evaporation on the glass substrate 1 deposited. The process pressure was 2 × 10 ^-5 mbar. The organic layer 2 was deposited at a growth rate of 0.2 nm / s with the layer thickness of 300 nm. The layer thickness was measured with a quartz crystal measuring system which detects the mass increase during growth. The growth of the organic layer 2 was carried out without ion bombardment by the plasma ion source and without plasma pretreatment of the substrate.

In einem weiteren Schritt wurden Nanostrukturen 4 in der organischen Schicht 2 mittels der Plasmaionenquelle erzeugt. Es wurde ein Argon-Sauerstoffplasma eingesetzt, wobei die Flussrate von Argon 13 sccm und die Flussrate von Sauerstoff 30 sccm betrug. Die Plasmaionenquelle wurde mit einer BIAS-Spannung, die ein Maß für die Energie der auf die Oberfläche auftreffenden Ionen ist, von 120 V und mit einem Entladestrom von 50 A betrieben. Die Nanostrukturen 4 wurden mit einer Ätzzeit von 450 s hergestellt.In a further step were nanostructures 4 in the organic layer 2 generated by the plasma ion source. An argon-oxygen plasma was used wherein the flow rate of argon was 13 sccm and the flow rate of oxygen was 30 sccm. The plasma ion source was operated at a BIAS voltage, which is a measure of the energy of the ions impinging on the surface, of 120 V and with a discharge current of 50 A. The nanostructures 4 were produced with an etching time of 450 s.

Die auf diese Weise erzeugte nanostrukturierte organische Schicht 2 wurde in einem weiteren Schritt mit einer anorganischen Schicht 3 aus SiO₂ überschichtet. Das Aufbringen der SiO₂-Schicht 3 erfolgte mittels Elektronenstrahlverdampfung. Bei einer mit dem Schwingquarzmesssystem bestimmten Schichtdicke der SiO₂-Schicht von 148 nm wurde der Aufwachsvorgang gestoppt und auf diese Weise die Entspiegelungsschicht 5 fertig gestellt. Vorteilhaft wurde die Entspiegelungsschicht in einem einzigen Vakuumprozess hergestellt. The nanostructured organic layer produced in this way 2 was in a further step with an inorganic layer 3 overcoated of SiO _2. The application of the SiO ₂ layer 3 was done by electron beam evaporation. At a layer thickness of the SiO ₂ layer of 148 nm determined with the quartz crystal measuring system, the growth process was stopped and in this way the antireflection coating 5 finished. Advantageously, the anti-reflection layer was produced in a single vacuum process.

In 2 ist die gemessene Reflexion R in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ bei den Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel dargestellt. Kurve 6 zeigt die Reflexion des noch unbeschichteten Glassubstrats. Kurve 7 zeigt die Reflexion nach dem Aufbringen und Strukturieren der Schicht aus 5,5'-Di(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophen. Kurve 8 zeigt die Reflexion nach Fertigstellung der Entspiegelungsschicht durch das Aufbringen der anorganischen SiO₂-Schicht.In 2 is the measured reflection R as a function of the wavelength λ in the intermediate steps of the manufacturing method according to the embodiment shown. Curve 6 shows the reflection of the still uncoated glass substrate. Curve 7 shows the reflection after application and patterning of the layer of 5,5'-di (4-biphenylyl) -2,2'-bithiophene. Curve 8th shows the reflection after completion of the anti-reflection layer by the application of the inorganic SiO ₂ layer.

3 zeigt die gemessene Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ bei den Zwischenschritten des Herstellungsverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel. Kurve 9 zeigt die Transmission des noch unbeschichteten Substrats, Kurve 10 die Transmission nach dem Aufbringen und Strukturieren der Schicht aus Di(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophen, und Kurve 11 die Transmission nach Fertigstellung der Entspiegelungsschicht durch das Aufbringen der anorganischen SiO₂-Schicht. 3 shows the measured transmission as a function of the wavelength λ in the intermediate steps of the manufacturing method according to the embodiment. Curve 9 shows the transmission of the still uncoated substrate, curve 10 the transmission after application and patterning of the layer of di (4-biphenylyl) -2,2'-bithiophene, and curve 11 the transmission after completion of the anti-reflection layer by the application of the inorganic SiO ₂ layer.

Nach dem Aufbringen und Strukturieren der Schicht aus dem organischen Material ist die Reflexion R (Kurve 7) nur geringfügig kleiner als die Reflexion R (Kurve 6) des unbeschichteten Substrats. Weiterhin ist die Transmission T (Kurve 10) nach diesem Zwischenschritt noch geringfügig kleiner als die Transmission T des unbeschichteten Substrats (Kurve 9). After the application and structuring of the layer of the organic material, the reflection R (curve 7 ) only slightly smaller than the reflection R (curve 6 ) of the uncoated substrate. Furthermore, the transmission T (curve 10 ) after this intermediate step still slightly smaller than the transmission T of the uncoated substrate (curve 9 ).

Erst nach dem Aufbringen der anorganischen Schicht ist die Reflexion R (Kurve 8) wesentlich geringer als die Reflexion R des unbeschichteten Substrats (Kurve 6) und die Transmission T (Kurve 11) wesentlich größer als die Transmission T des unbeschichteten Substrats (Kurve 9).Only after the application of the inorganic layer is the reflection R (curve 8th ) is substantially less than the reflection R of the uncoated substrate (curve 6 ) and the transmission T (curve 11 ) substantially larger than the transmission T of the uncoated substrate (curve 9 ).

Die bei den Zwischenschritten gemessenen Reflexions- und Transmissionsspektren verdeutlichen, dass eine wesentliche Verminderung der Reflexion R und eine daraus resultierende Erhöhung der Transmission T erst nach dem Verfahrensschritt des Aufbringens der anorganischen Schicht eintritt. Die Funktion der Entspiegelungsschicht wird daher maßgeblich durch die anorganische Schicht, insbesondere durch deren Struktur und Schichtdicke, beeinflusst. Mittels der Entspiegelungsschicht kann die Reflexion vorteilhaft über einen breiten Wellenlängenbereich vermindert werden. Dabei kann die Wellenlänge, bei der die maximale Transmission erzielt wird, durch eine Einstellung der Schichtdicke der anorganischen Schicht variiert werden. Aufgrund der bevorzugt mindestens 100 nm dicken anorganischen Schicht als oberster Schicht zeichnet sich die Entspiegelungsschicht durch eine besonders gute mechanische Beständigkeit und Klimastabilität aus.The reflection and transmission spectra measured during the intermediate steps make it clear that a significant reduction in the reflection R and a resulting increase in the transmission T occurs only after the process step of applying the inorganic layer. The function of the anti-reflection layer is therefore significantly influenced by the inorganic layer, in particular by their structure and layer thickness. By means of the antireflection coating, the reflection can advantageously be reduced over a wide wavelength range. In this case, the wavelength at which the maximum transmission is achieved can be varied by adjusting the layer thickness of the inorganic layer. Due to the preferably at least 100 nm thick inorganic layer as the top layer, the antireflection coating is characterized by a particularly good mechanical resistance and climatic stability.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1791002 A1 [0003]
EP 1403665 A2 [0004]
DE 10241708 B4 [0005, 0047]
DE 102008018866 A1 [0006]

Claims

Method for producing an antireflection coating ( 5 ) on a substrate ( 1 ), comprising the method steps: - applying a layer ( 2 ) of an organic material or an organic-inorganic hybrid material on the substrate ( 1 ), - production of nanostructures ( 4 ) in the layer ( 2 ) of the organic material or the organic-inorganic hybrid material with a plasma etching process, and - applying an inorganic layer ( 3 ) on the nanostructure, wherein the inorganic layer has a thickness between 50 nm and 200 nm.

The method of claim 1, wherein the nanostructures ( 4 ) have on average a height of at least 30 nm.

Method according to one of the preceding claims, wherein prior to the application of the inorganic layer ( 3 ) between the nanostructures ( 4 ) Areas of the substrate ( 1 ) which on average have a width of at least 5 nm.

Method according to one of the preceding claims, wherein the thickness of the inorganic layer ( 3 ) is at least 100 nm.

Method according to one of the preceding claims, wherein the layer ( 2 ) is removed from the organic material or the organic-inorganic hybrid material in the plasma etching process in such a way that after the plasma etching process regions of the substrate ( 1 ) between the nanostructures ( 4 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the substrate ( 1 ) comprises a glass, a plastic or a semiconductor material.

Method according to one of the preceding claims, wherein the layer ( 2 ) of the organic material or the organic-inorganic hybrid material of one of the following materials: melamine (2,4,6-triamino-1,3,5-triazine), 5,5'-di (4-biphenylyl) -2, 2'-bithiophene, 2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione, 1,3,5-tri (N-carbazolyl) benzene, biphenyl-4-carboxylic acid, 4- (4-fluorophenyl) -benzoic acid, 2- (2H- Benzotriazol-2-yl) -4,6, -bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenol, 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene, tetraphenyl , 6-Methoxy-2- (4-methoxyphenyl) benzo [b] thiophene, bathocuproine, 1,3-benzodiazole, 2,5, (bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2,4 Diamino-6-phenyl, 1,3,5-triazine, tris (4-carbazoyl-9-ylphenyl) amine, pentacene, hexamethyldisiloxane (HMDSO), allylamine, allyl alcohol, villyl acetate, styrene, parylene, ormocer, polyurethane, polysiloxane varnish, Acrylic varnish, silicone, PMMA, polycarbonate, cycloolefin, polyamide, polytetrafluoroethylene (PTFE).

Method according to one of the preceding claims, wherein the layer ( 2 ) is applied to the substrate from the organic material or the organic-inorganic hybrid material by a vacuum coating method.

Method according to one of the preceding claims, wherein the inorganic layer ( 3 ) is a silicon oxide layer.

Method according to one of the preceding claims, wherein the inorganic layer ( 3 ) is applied by a vacuum coating method.

Substrate having an antireflection coating, wherein the antireflective coating ( 5 ) comprises: - one on the substrate ( 1 ) applied layer ( 2 ) of an organic material or an organic-inorganic hybrid material, wherein the layer ( 2 ) Has nanostructures and the substrate ( 1 ) only partially covered, and - a layer ( 3 ) of an inorganic material which is deposited on the layer ( 2 ) is applied from the organic-inorganic hybrid material and at least partially to the substrate ( 1 ), wherein the layer ( 3 ) of the inorganic material has a thickness between 50 nm and 200 nm.

Substrate having an antireflection coating according to claim 11, wherein the nanostructures ( 4 ) have on average a height of at least 30 nm.

Substrate having an antireflection coating according to claim 11 or 12, wherein the substrate ( 1 ) adjacent regions of the inorganic layer ( 3 ) have on average a width of at least 5 nm.

Substrate having an antireflection coating according to one of claims 11 to 13, wherein the inorganic layer ( 3 ) is a silicon oxide layer.

Substrate having an antireflection coating according to one of Claims 11 to 14, the thickness of the inorganic layer ( 3 ) is at least 100 nm.