DE102022120892B3

DE102022120892B3 - Reflexionsminderndes Schichtsystem mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche und Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems

Info

Publication number: DE102022120892B3
Application number: DE102022120892.3A
Authority: DE
Inventors: Astrid Bingel; Ulrike Schulz; Anne Gärtner; Friedrich Rickelt; Peter Munzert; Sven Schröder
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2042-08-19
Also published as: US20240061153A1

Abstract

Reflexionsminderndes Schichtsystem mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche und Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden SchichtsystemsEs wird ein reflexionsminderndes Schichtsystem (100), das auf einem Substrat (1) angeordnet ist, angegeben, wobei eine vom Substrat (1) abgewandte Oberfläche (10) des Schichtsystems elektrisch leitfähig ist und zwischen dem Substrat und der Oberfläche eine Nanostruktur (3) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen (35) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Substrat (1) und der Nanostruktur (3) eine elektrisch leitfähige Schicht (2) angeordnet ist.Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems (100) angegeben.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein reflexionsminderndes Schichtsystem mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche und ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems.
Zur Erzielung reflexionsmindernder Eigenschaften transparenter Bauteile finden beispielsweise in optischen Systemen Beschichtungen auf der Basis von Interferenzfiltern Anwendung, für die zum Beispiel Oxidschichten mit unterschiedlichen Brechzahlen aufeinander abgeschieden werden können. Solche Beschichtungen bieten jedoch keine Abschirmung gegenüber statischen oder niederfrequenten elektrischen Feldern.
Die Druckschrift DE 10 2010 012 044 A1 beschreibt eine strukturierte Siliziumschicht für ein optoelektronisches Bauelement, bei dem eine Grenzfläche der Siliziumschicht eine Vielzahl von Teilflächen aufweist.
Die Druckschrift US 2021 / 0 263 195 A1 betrifft einen optischen Gegenstand, bei dem eine Hauptfläche mit einer säulenförmig mikro- oder nanostrukturierten Beschichtung versehen ist.
In der Druckschrift DE 10 2020 118 959 A1 ist ein reflexionsminderndes Schichtsystem angegeben, bei dem der effektive Brechungsindex des Schichtsystems von einer substratseitigen Oberfläche in Richtung der Grenzfläche zu dem Umgebungsmedium im Mittel abnimmt.
Eine Aufgabe ist es, ein Schichtsystem anzugeben, das sich durch reflexionsmindernde Eigenschaften bei gleichzeitig hoher Transmission auszeichnet und für die Abschirmung gegenüber statischen oder niederfrequenten elektrischen Feldern geeignet ist. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein reflexionsminderndes Schichtsystem einfach und zuverlässig hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden durch ein Schichtsystem beziehungsweise ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Es wird ein reflexionsminderndes Schichtsystem angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist das reflexionsmindernde Schichtsystem auf einem Substrat angeordnet.
Der Begriff „Substrat“ bezeichnet allgemein ein Element, das mit einer reflexionsmindernden Beschichtung zu versehen ist. Beispielsweise ist das Substrat transparent oder teiltransparent. Zum Beispiel weist das Substrat in einem Zielwellenlängenbereich der reflexionsmindernden Beschichtung eine Transmission von mindestens 70% oder von mindestens 80% auf. Beispielsweise ist das Substrat ein Glassubstrat oder ein Kunststoff-Substrat. Zum Beispiel ist das Substrat eine optische oder optoelektronische Komponente oder ein Teil davon oder eine Vorstufe einer herzustellenden optischen oder optoelektronischen Komponente.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist eine vom Substrat abgewandte Oberfläche des reflexionsmindernden Schichtsystems elektrisch leitfähig. Insbesondere schließt die elektrisch leitfähige Oberfläche das reflexionsmindernde Schichtsystem in einer vertikalen Richtung, also senkrecht zu einer Hauptfläche des Substrats, gesehen ab. Die Oberfläche bildet eine Grenzfläche zu einem Umgebungsmedium, beispielsweise einem Gas wie Luft. Das reflexionsmindernde Schichtsystem stellt also eine freiliegende, für eine externe elektrische Kontaktierung zugängliche elektrisch leitfähige Oberfläche zur Verfügung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist zwischen dem Substrat und der Oberfläche eine Nanostruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen angeordnet. Die Nanostruktur kann für sich allein genommen oder in Verbindung mit weiteren Komponenten des Schichtsystems, insbesondere in Verbindung mit auf und/oder unter der Nanostruktur angeordneten weiteren Schichten eine Antireflexeigenschaft bewirken.
In mindestens einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist das Schichtsystem auf einem Substrat angeordnet, wobei eine vom Substrat abgewandte Oberfläche des Schichtsystems elektrisch leitfähig ist und zwischen dem Substrat und der Oberfläche eine Nanostruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen angeordnet ist.
Mittels der Nanostruktur kann ein effektiver Brechungsindex erzielt werden, der deutlich geringer ist als der Brechungsindex einer homogenen Schicht aus demselben Material. Die Reflexion an der Oberfläche des Schichtsystems kann so gezielt eingestellt werden, beispielsweise im Hinblick auf eine spektral breitbandige Antireflexeigenschaft und/oder eine gute Antireflexeigenschaft über einen großen Winkelbereich. Dies kann gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren Schichten zwischen dem Substrat und der Nanostruktur erfolgen. Ferner stellt das Schichtsystem eine elektrisch leitfähige Oberfläche zur Verfügung, welche für eine externe elektrische Kontaktierung zugänglich ist. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Oberfläche mit einem Massepotential verbunden werden. Das Schichtsystem vereint also eine Antireflexeigenschaft mit der Möglichkeit, eine Abschirmung gegenüber statischen oder niederfrequenten elektrischen Feldern zu erzielen. Ferner kann sich das Schichtsystem durch eine hohe Transmission auszeichnen. Beispielsweise beträgt die Transmission in einem Zielwellenlängenbereich mindestens 80% oder mindestens 90%. Insbesondere kann die gesamte Transmission durch das reflexionsmindernde Schichtsystem und das Substrat größer oder gleich der Transmission durch das Substrat ohne das reflexionsmindernde Schichtsystem sein. Das reflexionsmindernde Schichtsystem kann also für das Substrat transmissionssteigernd oder zumindest transmissionserhaltend wirken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist zwischen dem Substrat und der Nanostruktur eine elektrisch leitfähige Schicht angeordnet. Die elektrisch leitfähige Schicht ist beispielsweise eine homogene, unstrukturierte Schicht. Beispielsweise grenzt die Nanostruktur unmittelbar an die elektrisch leitfähige Schicht an. Mit anderen Worten ist von der Nanostruktur in Richtung des Substrats gesehen zumindest die am nächsten liegende Schicht elektrisch leitfähig. Gegebenenfalls vorhandene weitere, näher am Substrat angeordnete Schichten können auch elektrisch isolierend sein. Beispielsweise ist in Zwischenräumen zwischen den Säulen eine die Oberfläche des reflexionsmindernden Schichtsystems bildende Schicht direkt oder über eine Zwischenschicht elektrisch leitend mit der unterliegenden homogenen elektrisch leitfähigen Schicht verbunden.
Beispielsweise weist die elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von höchstens 400 nm oder höchstens 200 nm oder höchstens 100 nm oder höchstens 50 nm und/oder mindestens 5 nm oder mindestens 10 nm auf. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht kann insbesondere auch im Hinblick auf eine für die reflexionsmindernde Eigenschaft des Schichtsystems günstige optische Schichtdicke gewählt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist die elektrisch leitfähige Schicht mit der Oberfläche des Schichtsystems elektrisch leitend verbunden. Über die elektrisch leitfähige Schicht kann die elektrische Leitfähigkeit parallel zur Oberfläche des Schichtsystems erhöht werden. Zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der Oberfläche kann elektrisch isolierendes Material angeordnet sein. In diesem Fall ist das elektrisch isolierende Material zweckmäßigerweise nur stellenweise vorhanden, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der Oberfläche besteht.
Das Material an der Oberfläche des Schichtsystems und/oder die elektrisch leitfähige Schicht weisen beispielsweise ein transparentes, elektrisch leitfähiges Oxid auf. Transparente, elektrisch leitende Oxide (transparent conductive oxides, kurz „TCO“) sind transparente, elektrisch leitende Materialien, in der Regel Metalloxide, beispielsweise auf der Basis von Indiumzinnoxid (ITO), Zinkoxid, Zinnoxid oder Galliumoxid (Ga₂O₃). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO₂ oder In₂O₃ gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn₂SnO₄, CdSnO₃, ZnSnO₃, MgIn₂O₄, GaInO₃, Zn₂In₂O₅ oder In₄Sn₃O₁₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin kann es möglich sein, dass die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung entsprechen und auch p- oder n-dotiert sein können.
Die genannten TCO-Materialien eignen sich auch gegebenenfalls für weitere strukturierte, insbesondere nanostrukturierte oder unstrukturierte Schichten des reflexionsmindernden Schichtsystems.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems weisen zumindest einige der Säulen Hohlräume auf. Eine laterale Ausdehnung der Hohlräume beträgt zumindest für einige Säulen beispielsweise mehr als 10 nm. Die Hohlräume können zumindest teilweise vollständig umschlossen sein. Mittels der Hohlräume kann für die Nanostruktur ein besonders niedriger Brechungsindex erzielt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems sind die Säulen stochastisch zufällig über das Substrat verteilt und/oder zumindest für einige Säulen beträgt ein Mittenabstand zur am nächsten liegenden Säule zwischen einschließlich 50 nm und einschließlich 100 nm. Bei der Herstellung der Nanostruktur erfolgt die Ausbildung der Säulen insbesondere selbstorganisiert. Zwischenräume zwischen benachbarten Säulen weisen zumindest an einigen Stellen beispielsweise eine laterale Ausdehnung von mindestens 5 nm oder mindestens 10 nm und/oder von höchstens 60 nm oder höchstens 40 nm auf. Eine maximale laterale Ausdehnung der Säulen beträgt beispielsweise mindestens 20 nm und/oder höchstens 60 nm. Die jeweiligen Achsen der Säulen können schräg oder senkrecht zur Oberfläche des Substrats verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems weisen die Säulen ein Höhe-zu-Breite-Verhältnis von mindestens 1,0 oder mindestens 1,5 oder mindestens 2 auf. Eine Höhe der Säulen, also eine Ausdehnung senkrecht zur Oberfläche, beträgt bevorzugt zwischen einschließlich 40 nm und einschließlich 300 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 70 nm und einschließlich 200 nm. Mit einer Nanostruktur mit einem solchen Höhe-zu-Breite-Verhältnis können Streuverluste effizient vermieden werden, so dass eine hohe Transmission erzielbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems weist die Nanostruktur einen effektiven Brechungsindex von höchstens 1,7 oder höchstens 1,6 oder höchstens 1,3 auf. Alternativ oder ergänzend beträgt der effektive Brechungsindex zum Beispiel mindestens 1,05 oder mindestens 1,1. Insbesondere ist der effektive Brechungsindex der Nanostruktur kleiner als der Brechungsindex der gegebenenfalls vorhandenen elektrisch leitfähigen Schicht zwischen dem Substrat und der Nanostruktur.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist zwischen dem Substrat und der Nanostruktur eine weitere Nanostruktur angeordnet. Zum Beispiel hat die weitere Nanostruktur einen höheren effektiven Brechungsindex als die Nanostruktur. Die reflexionsmindernde Eigenschaft kann so weitergehend gefördert werden. Die weitere Nanostruktur kann weitgehend analog zur Nanostruktur oder durch ein anderes Verfahren hergestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des reflexionsmindernden Schichtsystems ist zwischen dem Substrat und der Nanostruktur eine Interferenzschichtenfolge angeordnet. Durch die Kombination der Nanostruktur mit der Interferenzschichtenfolge können die reflexmindernden Eigenschaften an vorgegebene Anforderungen hinsichtlich des Wellenlängenbereichs und/oder des Winkelbereichs und/oder in Bezug auf den Brechungsindex des Substrats eingestellt werden. Insbesondere kann die Nanostruktur mit genau einstellbarer Schichtdicke und effektivem Brechungsindex hergestellt werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, eine Interferenzschichtenfolge mit der Nanostruktur zu kombinieren und so beispielsweise eine besonders breitbandige Entspiegelung zu erzielen.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung des vorstehend beschriebenen reflexionsmindernden Schichtsystems. In Zusammenhang mit dem reflexionsmindernden Schichtsystem angegebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Schichtsystems umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem ein Substrat bereitgestellt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Schichtsystems umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem eine Nanostruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen auf dem Substrat ausgebildet wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine vom Substrat abgewandte Oberfläche des gebildeten Schichtsystems elektrisch leitfähig ausgebildet. Die Oberfläche des Schichtsystems kann beim Ausbilden der Nanostruktur entstehen oder durch eine insbesondere unmittelbar auf die Nanostruktur aufgebrachte elektrisch leitfähige Deckschicht gebildet werden.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Substrat bereitgestellt und eine Nanostruktur mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen wird auf dem Substrat ausgebildet, wobei eine vom Substrat abgewandte Oberfläche des gebildeten Schichtsystems elektrisch leitfähig ist.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein Substrat auf einfache und zuverlässige Weise mit einer Schichtstruktur versehen werden, die reflexionsmindernde Eigenschaften und eine hohe Transmission einerseits sowie die Möglichkeit einer Abschirmung von statischen oder niederfrequenten elektrischen Feldern andererseits bieten kann. Weiterhin ist das Verfahren kompatibel zu konventionellen Herstellungsverfahren von optischen Schichtsystemen.
Vor dem Ausbilden der Nanostruktur wird vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Schicht auf dem Substrat abgeschieden.
Das Ausbilden der elektrisch leitfähigen Schicht und/oder die Abscheidung von elektrisch leitfähigem Material auf der Nanostruktur kann beispielsweise durch Verdampfen erfolgen. Hierbei kann ein Beschuss mit Edelgasionen erfolgen. Dadurch wird die Schichtbildung bei niedrigeren Temperaturen gefördert. Dies ist in der Druckschrift DE 19752889 C1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit explizit durch Rückbezug aufgenommen wird. Alternativ können auch andere Verfahren Anwendung finden, beispielsweise Sputtern oder Atomlagenabscheidung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausbilden der Nanostruktur das Ausbilden einer nanostrukturierten Schicht auf dem Substrat. Die nanostrukturierte Schicht kann insbesondere unmittelbar auf der elektrisch leitfähigen Schicht ausgebildet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die nanostrukturierte Schicht ein organisches oder teilorganisches Material auf.
Das Ausbilden der nanostrukturierten Schicht kann beispielsweise durch ein Plasmaverfahren erfolgen, bei dem eine Ausgangsschicht zunächst abgeschieden und nachfolgend stellenweise wieder abgetragen wird, so dass eine säulenartige Struktur entsteht. Die Ausgangsschicht kann beispielsweise als ein Polymer aufgebracht oder als eine andere organische Verbindung aufgedampft werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens enthält die nanostrukturierte Schicht mindestens eine ringförmig angeordnete Gruppierung mit konjugierten Stickstoff- und Kohlenstoffatomen. Die nanostrukturierte Schicht wird insbesondere im Vakuum aufgedampft und weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 80 nm und einschließlich 1000 nm auf. Vorzugsweise weist das organische Material für die nanostrukturierte Schicht eine von Purin, Pyrimidin oder Triazin ableitbare Molekülstruktur auf.
Als organische Materialien eignen sich insbesondere solche mit konjugierten C=N-Gruppen und Derivate davon. Beispielsweise eignet sich ein Material aus der Klasse der Triazine, beispielsweise TIC (1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione), Acetoguanamin (6-Methyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine), Melamin (2,4,6-Triamino-1,3,5-triazin), Cyanursäure (3,5-Triazine-2,4,6-triol,2,4,6-Trihydroxy-1,3,5-triazine), der Purine, etwa Xanthin (2,6-Dihydroxypurine), Adenin (7H-purin-6-amine), Guanin (2-amino-3,7-dihydropurin-6-one), der Pyrimidine, beispielsweise Uracil (1H-pyrimidine-2,4-dione) oder UEE (Uracil-5-carboxylic acid ethyl ester), der Imidazole, etwa Kreatinin (2-Amino-1-methyl-2-imidazolin-4-one), oder der Phenylamine, etwa NPB (N,N'-Di(naphth-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidin), TPB (N,N,N',N'-Tetraphenylbenzidine) oder TCTA (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine).
Von der Klasse der Polymere eignen sich beispielsweise Acrylate, etwa Polymethylacrylat (PMMA) oder Photolacke, die Epoxid-Verbindungen oder Acrylate enthalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausbilden der Nanostruktur ein Überschichten der nanostrukturierten Schicht mit einer Schicht. Die Schicht ist insbesondere eine anorganische Schicht. Die Schicht kann elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend sein.
Das Abscheiden der insbesondere anorganischen Schicht der Nanostruktur kann so erfolgen, dass sie die Struktur der nanostrukturierten Schicht nachbildet. Hierbei kann die abgeschiedene Dicke an den Flanken der Säulen und/oder zwischen benachbarten Säulen auch wesentlich dünner sein als auf den Spitzen der Säulen. Wenn die Schicht durch physikalische Dampfabscheidung wie Aufdampfen oder Sputtern aufgebracht wird, bedeckt sie die weitgehend senkrecht stehenden Strukturen mit unterschiedlicher Dicke, je nach Winkel der auftreffenden Teilchen. Davon abweichend kann die Bedeckung auch konform erfolgen, zum Beispiel durch Atomlagenabscheidung. In diesem Fall ist ihre Gesamtdicke jedoch typischerweise auf wenige Nanometer begrenzt.
Vorteilhaft beträgt die Dicke der Schicht zwischen einschließlich 5 nm und einschließlich 100 nm, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 15 nm und einschließlich 80 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausbilden der Nanostruktur ein Durchführen einer Nachbehandlung, bei der die nanostrukturierte Schicht zumindest stellenweise zersetzt oder entfernt wird. Mit anderen Worten werden durch die Nachbehandlung organische Bestandteile vollständig oder teilweise herausgelöst.
Bei der Nachbehandlung wird beispielsweise ein Plasmaätzprozess durchgeführt, bei dem eine Grundform der zuvor ausgebildeten Nanostruktur erhalten bleibt. Die Geometrie und/oder das Höhe-zu-Breite-Verhältnis der Säulen der Nanostruktur ändern sich durch die Nachbehandlung also nicht oder zumindest nicht wesentlich.
Alternativ oder ergänzend kann die Nachbehandlung auch durch eine thermische Behandlung erfolgen, beispielsweise bei einer Temperatur von über 70 °C.
Insbesondere können durch die Nachbehandlung die organischen Bestandteile der nanostrukturierten Schicht vollständig oder zumindest nahezu vollständig entfernt werden. Es hat sich gezeigt, dass ein organisches Material als Ausgangsmaterial für die nanostrukturierte Schicht besonders geeignet ist, auch wenn das herzustellende Schichtsystem vollständig oder zumindest nahezu vollständig durch anorganisches Material gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die vor der Nachbehandlung abgeschiedene Schicht elektrisch leitfähig. Insbesondere kann das gesamte auf der nanostrukturierten Schicht abgeschiedene Material elektrisch leitfähig sein. Ein niedriger elektrischer Widerstand kann so vereinfacht erzielt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach der Nachbehandlung eine elektrisch leitfähige Deckschicht aufgebracht, wobei die elektrisch leitfähige Deckschicht die elektrisch leitfähige Oberfläche des herzustellenden Schichtsystems bildet.
Die Schritte zur Herstellung der Nanostruktur können auch wiederholt durchgeführt werden, um so übereinander gestapelte Nanostrukturen zu erzielen.
Vorzugsweise werden zumindest das Ausbilden der Nanostruktur und die nachfolgenden Schritte, in denen eine Beschichtung des Substrats erfolgt, in einer Anlage in einem geschlossenen Vakuum-Prozess durchgeführt. Die Herstellung des Schichtsystems kann so besonders effizient erfolgen. Insbesondere können auch alle Schritte, in denen eine Abscheidung, Strukturierung oder Nachbehandlung erfolgt, in einer Anlage durchgeführt werden.
Weiterhin kann das reflexionsmindernde Schichtsystem technisch zuverlässig durch konventionelle Vakuumtechnik realisiert werden. Dadurch eignet sich das Verfahren auch besonders für die Massenfertigung.
Das Schichtsystem und das Herstellungsverfahren eignen sich allgemein für optische Komponenten, etwa aus Glas oder Kunststoff, insbesondere für Linsen, Linsenarrays, optische Fenster, miniaturisierte Kunststofflinsen oder mikrooptische Bauelemente oder Teile davon oder auch für optoelektronische Komponenten oder Teile davon.
Beispielsweise können die optischen oder optoelektronischen Komponenten für optische Linsen, Objektive, Kameras, für Displays oder Displayabdeckungen, für Anzeigen, für die Beleuchtungsoptik, für Abschirmfenster, für Heizelemente, für Fenster zur elektromagnetischen Feldkontrolle, für die Solarzellentechnologie, für die Displaytechnologie, für Fenster von Kathodenstrahlröhren (kurz CRT) oder für Quantenzellen Anwendung finden.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:

1A ein Ausführungsbeispiel für ein reflexionsminderndes Schichtsystem im schematischer Schnittansicht;
1B einen exemplarischen Verlauf für eine Reflexion in Abhängigkeit von der Wellenlänge für ein Beispiel eines reflexionsmindernden Schichtsystems (Kurve 101) im Vergleich zu einem Schichtaufbau ohne elektrisch leitfähige Nanostruktur als abschließende Schicht (Kurve 102);
2A ein Ausführungsbeispiel für ein reflexionsminderndes Schichtsystem im schematischer Schnittansicht;
2B einen Verlauf einer Reflexion in Abhängigkeit von der Wellenlänge für ein Beispiel eines reflexionsmindernden Schichtsystems (Kurve 201) im Vergleich zu einem unbeschichteten Glassubstrat (Kurve 202);
2C einen Verlauf einer Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge für ein Beispiel eines reflexionsmindernden Schichtsystems (Kurve 203) im Vergleich zu einem unbeschichteten Glassubstrat (Kurve 204);
3A ein Ausführungsbeispiel für ein reflexionsminderndes Schichtsystem im schematischer Schnittansicht;
3B ein Ausführungsbeispiel für einen Verlauf der Reflexion in Abhängigkeit von der Wellenlänge für das in 3A dargestellte Ausführungsbeispiel;
die 4A bis 4D ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten;
4E ein Beispiel für einen der 4D nachfolgenden optionalen Herstellungsschritt zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
die 5A bis 5H ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten; und
die 6A bis 6D ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dargestellten Zwischenschritten.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können verschiedene Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur verbesserten Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei dem in 1A dargestellten Ausführungsbeispiel eines reflexionsmindernden Schichtsystems ist das reflexionsmindernde Schichtsystem 100 auf einem Substrat 1 angeordnet, wobei eine vom Substrat 1 abgewandte Oberfläche 10 des Schichtsystems elektrisch leitfähig ist. Zwischen dem Substrat 1 und der Oberfläche 10 des Schichtsystems 100 ist eine Nanostruktur 3 mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen 35 angeordnet. Die Oberfläche 10 ist durch eine Schicht 32 gebildet, wobei die Schicht 32 im sichtbaren Spektralbereich strahlungsdurchlässig und elektrisch leitfähig ist. Beispielsweise enthält die Schicht 32 ein TCO-Material oder besteht aus einem TCO-Material. Zwischen dem Substrat 1 und der Nanostruktur 3 ist eine elektrisch leitfähige Schicht 2 angeordnet. In Zwischenräumen zwischen den Säulen 35 ist die elektrisch leitfähige Schicht 2 mit der die Oberfläche 10 bildenden Schicht 32 elektrisch leitend verbunden. Die Säulen 35 weisen zumindest stellenweise Hohlräume 36 auf. Die Hohlräume 36 können insbesondere vollständig von elektrisch leitfähigem Material, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von der Schicht 32 und der elektrisch leitfähigen Schicht 2, umschlossen sein. Die elektrisch leitfähige Schicht 2 selbst ist vorzugsweise unstrukturiert.
Das reflexionsmindernde Schichtsystem 100 stellt also an der dem Substrat 1 abgewandten Oberfläche 10 des reflexionsmindernden Schichtsystems eine von außen zugängliche elektrisch leitfähige Schicht zur Verfügung. Diese Schicht kann beispielsweise mit einem Massepotential elektrisch leitend verbunden werden und so zur Abschirmung vor elektrostatischen oder niederfrequenten elektrischen Feldern eingesetzt werden.
Die Säulen 35 sind stochastisch zufällig über das Substrat 1 verteilt und für zumindest einige der Säulen 35 beträgt ein Mittenabstand zur am nächsten liegenden Säule 35 zwischen einschließlich 50 nm und einschließlich 100 nm. Zwischenräume zwischen benachbarten Säulen weisen zumindest an einigen Stellen beispielsweise eine laterale Ausdehnung von mindestens 5 nm oder mindestens 10 nm und/oder von höchstens 60 nm oder höchstens 40 nm auf. Vorzugsweise weisen die Säulen eine Höhe zu Breite Verhältnis von mindestens 1,0 oder mindestens 1,5 oder mindestens 2 auf.
Die Herstellung der Nanostruktur 3 wird in Zusammenhang mit den 4A bis 4E näher erläutert.
Bei dem in 1A dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Nanostruktur 3 und dem Substrat 1 eine Interferenzschichtenfolge 4 angeordnet. Beispielsweise weist die Interferenzschichtenfolge 4 eine alternierende Abfolge von ersten Schichten 41 und zweiten Schichten 42 auf, wobei die ersten Schichten 41 einen vergleichsweise niedrigen Brechungsindex und die zweiten Schichten 42 einen vergleichsweise hohen Brechungsindex aufweisen oder umgekehrt. Zum Beispiel eignet sich SiO₂ als niedrigbrechende Schicht und Ta₂O₅ als hochbrechende Schicht.
Durch den Aufbau der Interferenzschichtenfolge 4 in Verbindung mit der Nanostruktur 3 kann ein reflexionsminderndes Schichtsystem 100 realisiert werden, das eine elektrisch leitfähige Oberfläche 10 zur Verfügung stellt und gleichzeitig für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich eine geringe Reflexion und eine hohe Transmission aufweist.
1B zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erzielbare Reflexion, welche hinsichtlich einer geringen Reflexion im sichtbaren Spektralbereich optimiert ist.
Der Kurve 101 liegt ein Schichtaufbau zugrunde, bei dem die ersten Schichten 41 aus SiO₂ und die zweiten Schichten 42 aus Ta₂O₅ gebildet sind. Die elektrisch leitfähige Schicht 2 ist eine 15 nm dicke ITO-Schicht. Die Nanostruktur 3 wird bei der Herstellung aus einer etwa 170 nm dicken organischen Schicht aus Melamin gebildet, welche durch Plasmaätzen in eine Nanostruktur mit einer Höhe von etwa 90 nm umgewandelt wird. Die Schicht 32 ist eine im sichtbaren Spektralbereich und im nahen Infrarotspektralbereich transparente und leitfähige ITO-Schicht mit einer Dicke von 30 nm. Die Säulen 35 der Nanostruktur 3 sind also durch hohle ITO-Nadeln gebildet.
Der Vergleich mit der Kurve 102 zeigt, dass die Reflexion durch die Nanostruktur 3 im sichtbaren Spektralbereich deutlich abgesenkt werden kann, wobei das reflexionsmindernde Schichtsystem 100 gleichzeitig eine elektrisch leitfähige Oberfläche 10 bereitstellt. Über den gesamten Bereich von 400 nm bis 700 nm beträgt die Restreflexion weniger als 0,2 %. Bei einer linearen 4-Spitzenmessung der Oberfläche ergibt sich ein Flächenwiderstand von 300 Ohm/square (Ω/□).
Selbstverständlich können für die beschriebenen Schichten auch andere Materialien und/oder andere Schichtdicken Anwendung finden. Weiterhin kann der Verlauf der spektralen Reflexion durch geeignete Wahl der Parameter in weiten Grenzen variiert werden.
Das in 2A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit 1A beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied hierzu ist auf der Nanostruktur 3 eine Deckschicht 38 angeordnet, die die Oberfläche 10 des reflexionsmindernden Schichtsystems 100 bildet. Für die Deckschicht 38 eignen sich insbesondere die im Zusammenhang mit der elektrisch leitfähigen Schicht 2 und der Schicht 32 beschriebenen Materialien, beispielsweise ein TCO-Material wie ITO.
Die Deckschicht 38 ist mit der elektrisch leitfähigen Schicht 2 elektrisch leitend verbunden. Die Schicht 32 kann in diesem Ausführungsbeispiel elektrisch leitend oder elektrisch isolierend sein. Eine solche Deckschicht 38 kann auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1A zusätzlich vorhanden sein.
Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Unterschied zu dem in 1A dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der Nanostruktur 3 und dem Substrat 1 keine Interferenzschichtenfolge angeordnet. Auf dem Substrat 1 befinden sich lediglich die elektrisch leitfähige Schicht 2 und die darauf angeordnete Nanostruktur 3 mit der Deckschicht 38.
In 2B zeigt eine Kurve 201 eine Reflexion für einen reflexionsmindernden Schichtaufbau, der für den nahen Infrarotspektralbereich optimiert ist. Die Kurve 201 bezieht sich auf ein reflexionsminderndes Schichtsystem 100 mit einer Nanostruktur 3 mit einer Höhe von zirka 90 nm. Die Schicht 32 ist aus einem 15 nm dicken dielektrischen Material, beispielsweise SiO₂. Die Deckschicht 38, die die Oberfläche 10 des reflexionsmindernden Schichtsystems 100 bildet, weist eine Dicke von 15 nm auf.
Die resultierende Reflexion ist im gesamten Wellenlängenbereich von etwa 600 nm bis 1500 nm niedriger als für ein unbeschichtetes Glassubstrat (Kurve 202). Gleichzeitig wird, wie 2C zeigt, die Transmission (Kurve 203) gegenüber einem unbeschichteten Glassubstrat (Kurve 204) in einem Wellenlängenbereich von etwa 600 nm bis 1300 nm erhöht. Es wird also eine elektrisch leitfähige Oberfläche erzielt, wobei gleichzeitig eine geringe Restreflexion und eine hohe Transmission für den Zielwellenlängenbereich erreicht werden.
Die hohe Transmission wird insbesondere aufgrund eines besonders niedrigen effektiven Brechungsindex der elektrisch leitfähigen Nanostruktur 3 von höchstens 1,4 oder höchstens 1,3 erreicht. Beispielsweise liegt der effektive Brechungsindex der Nanostruktur 3 zwischen einschließlich 1,2 und einschließlich 1,4.
Das in 3A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit 1A beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied hierzu ist zwischen der Nanostruktur 3 und dem Substrat 1 anstelle einer Interferenzschichtenfolge eine weitere Nanostruktur 5 angeordnet. Die elektrisch leitfähige Schicht 2 befindet sich zwischen der weiteren Nanostruktur 5 und der Nanostruktur 3. Zwischen der weiteren Nanostruktur 5 und dem Substrat 1 ist eine weitere leitfähige Schicht 25 angeordnet. Die weitere Nanostruktur 5 und die weitere elektrisch leitfähige Schicht 25 können ähnlich zur Nanostruktur 3 beziehungsweise elektrisch leitfähigen Schicht 2 ausgebildet werden. Die Nanostruktur 3 und die weitere Nanostruktur 5 können sich jedoch beispielsweise hinsichtlich des effektiven Brechungsindex voneinander unterscheiden, etwa aufgrund einer unterschiedlichen Strukturierung, etwa in Hinblick auf die Höhe in vertikaler Richtung oder die Ausdehnung in lateraler Richtung, und/oder aufgrund unterschiedlicher Materialien. Die weitere Nanostruktur 5 weist ähnlich zu der Nanostruktur 3 weitere Säulen 55 mit Hohlräumen 56 auf.
Für den Fall, dass alle auf dem Substrat 1 angeordneten Schichten durch ITO gebildet sind, zeigt die 3B exemplarisch den Verlauf der Reflexion in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Über den gesamten sichtbaren Spektralbereich liegt die Reflexion unter 4 %, was der Reflexion eines unbeschichteten Glassubstrats entsprechen würde. Für die reflexionsmindernde Schichtstruktur mit der Nanostruktur 3 und der weiteren Nanostruktur 5 ergibt sich ein Flächenwiderstand von weniger als 40 Ohm/square.
Die 4A bis 4D veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems anhand von schematisch dargestellten Zwischenschritten.
Wie in 4A dargestellt, wird eine Ausgangsschicht 310 für eine nanostrukturierte Schicht aufgebracht. Die nanostrukturierte Schicht 31 weist vorzugsweise ein organisches Material auf, kann jedoch auch anorganische Bestandteile enthalten, solange das Material für die nanostrukturierte Schicht 31 leichter durch ein Plasmaätzverfahren strukturierbar ist als das darunterliegende Material, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die elektrisch leitfähige Schicht 2. Zwischen dem Substrat 1 und der elektrisch leitfähigen Schicht 2 befindet sich exemplarisch wie in 1A gezeigt eine optionale Interferenzschichtenfolge 4.
Wie in 4B dargestellt, wird die Ausgangsschicht 310 durch ein Plasmaverfahren in die nanostrukturierte Schicht 31 strukturiert, so dass eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten, in lateraler Richtung nebeneinander angeordneten Säulen 35 entsteht. Die Säulen 35 erstrecken sich überwiegend senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht, beispielsweise in einem Winkelbereich von 70° bis 110°, zu einer zu beschichtenden Hauptfläche des Substrats 1. Zwischen den Säulen 35 liegt die elektrisch leitfähige Schicht 2 zumindest stellenweise frei. Die nanostrukturierte Schicht 31 weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 40 nm und einschließlich 250 nm auf. Beispielsweise kann durch Plasmaätzen einer 170 nm dicken Schicht aus Melamin durch Plasmaätzen mit Sauerstoff im Druckbereich von 0,1 - 0,4 * 10^-4 mbar innerhalb von 200 bis 800s eine Nanostruktur mit einer Höhe von 90 nm erzeugt werden.
Wie in 4C dargestellt, werden die Säulen 35 mit einer Schicht 32 überschichtet. Hierbei bildet die Schicht 32 die Säulen 35 der nanostrukturierten Schicht 31 zumindest stellenweise nach. Die Schicht 32 ist eine anorganische oder zumindest teilanorganische Schicht. Für den Fall, dass die Schicht 32 die oberste Schicht des herzustellenden Schichtsystems ist und somit die Oberfläche 10 des fertiggestellten Schichtsystems bildet (vgl. 4D), ist die Schicht 32 elektrisch leitfähig. Insbesondere ist die Schicht 32 eine ein TCO-Material aufweisende Schicht. Alternativ kann optional auf der Schicht 32 eine weitere Schicht, etwa in Form einer Deckschicht, aufgebracht werden. In diesem Fall, der anhand der 4E beschrieben wird, kann die Schicht 32 elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend sein.
Nach dem in 4C dargestellten Überschichten mit der Schicht 32 wird, wie in 4D veranschaulicht, eine Nachbehandlung durchgeführt, bei der die nanostrukturierte Schicht 31 zumindest stellenweise zersetzt oder entfernt wird. Dadurch entsteht ein anorganisch-organisches Hybridmaterial. Vorzugsweise werden die organischen Bestandteile bei der Nachbehandlung vollständig entfernt. Im Unterschied zu der Strukturierung in dem in 4B gezeigten Zwischenschritt bleibt die Geometrie der Nanostrukturierung 3 mit den Säulen 35 weitgehend erhalten. Insbesondere ändert sich das Höhe-zu-Breite-Verhältnis der Säulen 35 nicht oder nicht wesentlich.
Durch die Nachbehandlung entstehen Hohlräume 36 in den Säulen 35. Mittels der Hohlräume 36 ergibt sich für die Nanostruktur 3 ein besonders geringer effektiver Brechungsindex.
Die Nachbehandlung kann durch ein Plasmaätzverfahren erzielt werden. Hierbei ist die zu bearbeitende Schicht, also die nanostrukturierte Schicht 31, im Unterschied zu dem in 4B dargestellten Zwischenschritt von einer darüber liegenden Schicht, der Schicht 32, überdeckt. Alternativ oder ergänzend zu einer Nachbehandlung mit einem Plasmaätzverfahren kann auch eine thermische Behandlung, beispielsweise bei einer Temperatur von mindestens 70 °C als Nachbehandlung durchgeführt werden.
Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Nanostruktur 3 mit genau einstellbaren und reproduzierbaren Eigenschaften hergestellt werden, insbesondere in Hinblick auf die Höhe der Nanostruktur 3 und ihren effektiven Brechungsindex. Dadurch kann die Nanostruktur 3 beispielsweise effizient mit der Interferenzschichtenfolge 4 kombiniert werden.
Vorzugsweise wird für alle Plasmaprozesse immer die gleiche Plasmaquelle verwendet. Beispielsweise eignet sich eine Plasmaquelle vom Typ APS, etwa eine Beschichtungsanlage der Serie SyrusPro des Herstellers Bühler Leybold Optics mit einer Ionenenergie von 80-150 eV.
Insbesondere können zumindest die Schritte, in denen eine Beschichtung des Substrats 1 erfolgt, in einer Anlage in einem geschlossenen Vakuum-Prozess durchgeführt. Die Herstellung des Schichtsystems kann so besonders effizient erfolgen. Insbesondere können auch alle Schritte, in denen eine Abscheidung, Strukturierung oder Nachbehandlung erfolgt, in einer Anlage durchgeführt werden.
Das in 4D dargestellte reflexionsmindernde Schichtsystem 100 entspricht dem in Zusammenhang mit den 1A und 1B beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Schicht 32 elektrisch leitfähig ist und die Oberfläche 10 des hergestellten Schichtsystems bildet 1.
Alternativ kann, wie in 4E, eine Deckschicht 38 auf die Schicht 32 aufgebracht werden, so dass die Deckschicht 38 im fertiggestellten reflexionsmindernden Schichtsystem 100 die Oberfläche 10 bildet. Für die Deckschicht 38 eignen sich insbesondere die in Zusammenhang mit der elektrisch leitfähigen Schicht 2 beschriebenen Materialien. Die Schicht 32 kann in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls elektrisch leitfähig oder auch elektrisch isolierend sein. Beispielsweise ist die Schicht 32 im letzteren Fall eine dielektrische Schicht, die zum Beispiel Siliziumoxid enthält.
In diesem Ausführungsbeispiel wird also ein Teil des Materials über den Hohlräumen 36 vor der Nachbehandlung aufgebracht, nämlich die Schicht 32, während ein weiterer Teil des Materials, nämlich die Deckschicht 38, nach der Nachbehandlung aufgebracht wird.
Mittels der Deckschicht 38 kann die Materialstärke über den Hohlräumen 36 der Nanostruktur vergrößert werden. Da die Deckschicht 38 nach der Nachbehandlung aufgebracht wird, hat die Dicke der Deckschicht 38, insbesondere im Unterschied zur Dicke der Schicht 32, keinen Einfluss auf den Verfahrensschritt der Nachbehandlung. Ein solches zweistufiges Aufbringen kann daher auch für den Fall günstig sein, dass die Schicht 32 und die Deckschicht 38 aus demselben Material hergestellt sind. Die Materialien können sich jedoch auch voneinander unterscheiden.
In den Zwischenräumen zwischen den Säulen 35 ist die Deckschicht 38 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 2 elektrisch leitend verbunden. Dies kann unmittelbar über einen direkten Kontakt zwischen den Schichten oder mittelbar über die Schicht 32 erfolgen.
Das in 4E dargestellte reflexionsmindernde Schichtsystem 100 entspricht weitgehend dem in Zusammenhang mit den 2A und 2B beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Deckschicht 38 elektrisch leitfähig ist und die Oberfläche 10 des hergestellten Schichtsystems bildet 1. Im Unterschied zur 2A ist jedoch eine optionale Interferenzschichtenfolge 4 zwischen dem Substrat 1 und der Nanostruktur 3 angeordnet.
Anhand der 5A bis 5H ist exemplarisch ein Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem eine reflexionsmindernde Schichtstruktur mit gestapelten Nanostrukturen hergestellt wird, wie sie beispielsweise in der 3A gezeigt ist.
Auf einem Substrat 1 wird eine weitere elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht (5A). Nachfolgend wird, wie in 1B dargestellt, eine weitere Ausgangsschicht 510 aufgebracht. Diese weitere Ausgangsschicht wird wie im Zusammenhang mit 4B beschrieben durch ein Plasmaätzverfahren strukturiert, so dass eine Mehrzahl von weiteren Säulen 55 entsteht (5C).
Die weitere nanostrukturierte Schicht 51 wird mit einer weiteren Schicht 52 überschichtet (5D).
Nachfolgend werden, wie in Zusammenhang mit 5D beschrieben, die organischen Anteile der weiteren nanostrukturierten Schicht 51 zersetzt oder entfernt. Nachfolgend wird eine elektrisch leitfähige Schicht 2 aufgebracht. In den Zwischenräumen zwischen den weiteren Säulen 55 mit den weiteren Hohlräumen 56 können sich Freiräume ausbilden, in denen kein Material der elektrisch leitfähigen Schicht 2 vorhanden ist.
Das Aufbringen der Ausgangsschicht 310 in 5F, das Ausbilden der nanostrukturierten Schicht 31 in 5G, das Überschichten der nanostrukturierten Schicht 31 und die Nachbehandlung zur Ausbildung der Hohlräume 36 in 5H kann wie in Zusammenhang mit den 4A bis 4D beschrieben erfolgen.
Durch das Verfahren entsteht ein reflexionsminderndes Schichtsystem 100 mit zwei übereinander gestapelten Nanostrukturen. Diese Nanostrukturen bilden jeweils einen effektiven Brechungsindex, der klein ist gegenüber dem effektiven Brechungsindex der elektrisch leitfähigen Schicht 2 und der weiteren elektrisch leitfähigen Schicht 25. Hierbei kann die gesamte auf dem Substrat 1 ausgebildete Schichtfolge elektrisch leitfähig sein, so dass sich besonders niedrige Schichtwiderstände ergeben können.
Das in den 6A bis 6D dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Verfahren entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den 5A bis 5H beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere können die Verfahrensschritte vor dem Abscheiden der elektrisch leitfähigen Schicht 2 analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel durchgeführt werden. Im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 2 erhöht und kann beispielsweise auch größer sein als die Dicke der weiteren Nanostruktur 5. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 2 kann insbesondere in Hinblick auf eine möglichst geringe Restreflexion optimiert werden. Die weiteren Verfahrensschritte, insbesondere die Schritte zur Ausbildung der Nanostrukturen 3, 5 sind von der Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht 2 weitgehend unabhängig. Die weiteren in den 6B bis 6D dargestellten Zwischenschritte können analog zu den Schritten 5F bis 5H durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
10: Oberfläche
100: reflexionsminderndes Schichtsystem
2: elektrisch leitfähige Schicht
25: weitere elektrisch leitfähige Schicht
3: Nanostruktur
31: nanostrukturierte Schicht
310: Ausgangsschicht
32: Schicht
35: Säule
36: Hohlraum
38: Deckschicht
4: Interferenzschichtenfolge
41: erste Schicht
42: zweite Schicht
5: weitere Nanostruktur
51: weitere nanostrukturierte Schicht
510: weitere Ausgangsschicht
52: weitere Schicht
55: weitere Säule
56: weiterer Hohlraum

Claims

Reflexionsminderndes Schichtsystem (100), das auf einem Substrat (1) angeordnet ist, wobei eine vom Substrat (1) abgewandte Oberfläche (10) des Schichtsystems elektrisch leitfähig ist und zwischen dem Substrat und der Oberfläche eine Nanostruktur (3) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen (35) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Substrat (1) und der Nanostruktur (3) eine elektrisch leitfähige Schicht (2) angeordnet ist.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (2) mit der Oberfläche (10) des Schichtsystems elektrisch leitend verbunden ist.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einige der Säulen (35) Hohlräume (36) aufweisen.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Säulen (35) stochastisch zufällig über das Substrat (1) verteilt sind und zumindest für einige Säulen (35) ein Mittenabstand zur am nächsten liegenden Säule (35) zwischen einschließlich 50 nm und einschließlich 100 nm beträgt.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Säulen (35) ein Höhe-zu-Breite-Verhältnis von mindestens 1,0 aufweisen.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Nanostruktur (3) einen effektiven Brechungsindex von höchstens 1,6 aufweist.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen dem Substrat (1) und der Nanostruktur (3) eine weitere Nanostruktur (5) angeordnet ist.
Reflexionsminderndes Schichtsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen dem Substrat (1) und der Nanostruktur eine Interferenzschichtenfolge (4) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Schichtsystems mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Substrats (1); b) Ausbilden einer Nanostruktur (3) mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Säulen (35) auf dem Substrat (1), wobei eine vom Substrat (1) abgewandte Oberfläche (10) des gebildeten Schichtsystems (100) elektrisch leitfähig ist, und wobei zwischen dem Substrat (1) und der Nanostruktur (3) eine elektrisch leitfähige Schicht (2) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (2) vor dem Ausbilden der Nanostruktur (3) auf dem Substrat (1) abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Ausbilden der Nanostruktur (3) die folgenden Schritte umfasst: b1) Ausbilden einer nanostrukturierten Schicht (31) auf dem Substrat (1); b2) Überschichten der nanostrukturierten Schicht (31) mit einer Schicht (32); b3) Durchführen einer Nachbehandlung, bei der die nanostrukturierte Schicht (31) zumindest stellenweise zersetzt oder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die nanostrukturierte Schicht (31) ein organisches oder teilorganisches Material aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die in Schritt b2) abgeschiedene Schicht (32) elektrisch leitfähig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei nach der Nachbehandlung eine elektrisch leitfähige Deckschicht (38) aufgebracht wird, wobei die elektrisch leitfähige Schicht die elektrisch leitfähige Oberfläche (10) des gebildeten Schichtsystems bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, mit dem ein reflexionsminderndes Schichtsystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt wird.