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DE10038749A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optisch antireflektierenden Oberfläche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optisch antireflektierenden Oberfläche

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DE10038749A1
DE10038749A1 DE10038749A DE10038749A DE10038749A1 DE 10038749 A1 DE10038749 A1 DE 10038749A1 DE 10038749 A DE10038749 A DE 10038749A DE 10038749 A DE10038749 A DE 10038749A DE 10038749 A1 DE10038749 A1 DE 10038749A1
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Germany
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light
material layer
surface structure
wavelength
layer
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DE10038749A
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Volkmar Boerner
Benedikt Blaesi
Volker Kuebler
Andreas Gombert
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer, für einen Wellenlängenbereich mit der minimalen Wellenlänge lambda¶M¶ antireflektieren Oberflächenstruktur, mit einer Trägerschicht, auf der eine lichtempfindliche Materialschicht aufgebracht wird, die mit wenigstens zwei, zueinander kohärenten Wellenfeldern mit einer Wellenlänge lambda¶B¶ zum Erhalt eines stochastisch verteilten Interferenzfeldes belichtet wird, wodurch sich während der Belichtung oder nach der Belichtung vermittels gezielter Materialabtragung die Oberflächenstruktur gebildet wird. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die, auf die lichtempfindliche Materialschicht gerichteten, miteinander interferrierenden, kohärenten Wellenfelder einen Winkel alpha einschließen, für den gilt: DOLLAR A alpha > 2 arcsin(lambda¶B¶/(2 È lambda¶M¶)).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Herstel­ lung einer antireflektierenden Oberflächenstruktur (z. B. für sichtbares Licht), mit einer Trägerschicht, auf der eine lichtempfindliche Materialschicht aufgebracht wird, die mit wenigstens zwei, zueinander kohärenten Wellenfeldern mit einer Wellenlänge λB zum Erhalt eines stochastisch verteilten Interferenzfeldes belichtet wird, wodurch während oder nach der Belichtung vermittels gezielter Materialabtragung die Oberflächen­ struktur gebildet wird.
Stand der Technik
An den Grenzflächen transparenter Medien, wie beispielsweise Glas- oder Kunst­ stoffscheiben, die vorzugsweise für Fenster-, Bildschirm- oder Instrumentanzeigeflä­ chen verwendet werden, wird stets ein Teil des auf die Grenzflächen einfallenden Lichtes reflektiert, also in den Raum, aus dem das Licht kommt zurückgespiegelt. Durch die, auf der Grenzfläche der transparenten Medien auftretenden Reflexer­ scheinungen werden die Durchsichteigenschaften sowie das Ablesevermögen bei Bildschirmen oder Anzeigen erheblich beeinträchtigt. Zur Verbesserung der Durch­ sichteigenschaften beziehungsweise des Ablesevermögens von Bildschirmen ganz allgemeiner Art sind Entspiegelungsmaßnahmen bekannt, die verschiedenartigen Einfluß auf die Reflexionseigenschaften an den Grenzflächen nehmen.
So können spiegelnde Oberflächen unter anderem dadurch entspiegelt werden, daß die Oberfläche mit einer geeigneten Rauhigkeit versehen wird. Zwar wird durch das Aufrauhen der Grenzflächenoberfläche kein geringer Anteil des einfallenden Lichtes in den Raum zurückreflektiert, jedoch werden parallel auf die Oberfläche einfallende Lichtstrahlen durch die Oberflächenrauhigkeit in verschiedene Richtungen zurückre­ flektiert. Auf diese Weise werden klare Spiegelbilder vermieden, das heißt Lichtquel­ len, die normalerweise mit scharfen Kanten abgebildet an der Grenzfläche reflektiert würden, führen lediglich zu einer recht homogenen Aufhellung der aufgerauhten Grenzfläche. Hierdurch können starke Leuchtdichteunterschiede vermieden und die bei Reflexen auftretende Störwirkung erheblich reduziert werden.
Diese Art der Entspiegelung wird erfolgreich beispielsweise bei Displays mit der Be­ zeichnung Antiglare-Schicht eingesetzt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Entspiege­ lungstechnik liegt in der Abformbarkeit der Strukturen durch preisgünstige Prägepro­ zesse. Nachteilhaft bei dieser Art der Entspiegelung ist jedoch, daß die hemisphäri­ sche Reflexion, d. h. die Summe aus spiegelnder und diffuser Reflexion in den ge­ samten rückwärtigen Raumbereich, im günstigsten Fall nicht erhöht wird, wodurch die Untergrundhelligkeit derartig präparierter Glasoberflächen von Bildschirmen rela­ tiv hoch ist. Dies führt nicht zuletzt zu einer erheblichen Reduzierung des Kontrastes eines hinter einer solchen Antiglare-Schicht vorhandenen Bildes bzw. Anzeige.
Eine weitere Möglichkeit optische Flächen zu entspiegeln, besteht durch das Auf­ bringen geeigneter Interferenzschichten. Dabei wird die zu entspiegelnde Oberfläche mit einer oder mehreren dünnen Schichten mit geeignetem Brechungsindex und ge­ eigneter Dicke beschichtet. Die Interferenzschichtstruktur ist dabei derart ausgebil­ det, daß in geeigneten Wellenlängenbereichen destruktive Interferenzerscheinungen im reflektierten Strahlungsfeld auftreten, wodurch beispielsweise Reflexe von Licht­ quellen in ihrer Helligkeit stark reduziert werden. Jedoch verbleibt ihre Abbildung im reflektierten Strahlengang, im Unterschied zu der vorstehend genannten Antiglare- Schicht, scharf. Selbst bei einer visuellen Restreflexion von weniger als 0,4% wirken die scharfen Spiegelbilder bisweilen störender als die relativ hohe Helligkeit von An­ tiglare-Oberflächen. Das Kontrastverhältnis ist gut. Für die meisten Bildschirme und weiteren Anwendungen sind jedoch Interferenzschichten in der Herstellung zu teuer.
Eine dritte Alternative zur Entspiegelung optischer Flächen besteht im Einbringen sogenannter Subwellenlängengitter, die auf der Grenzfläche eines optisch transpa­ renten Mediums zu einem Brechzahfgradienten führt, wodurch eine optische Wirkung gleichsam der von Interferenzschichten erzeugt wird. Ein sol­ cher Brechungsindexgradient wird durch Oberflächenstrukturen realisiert, sofern die Strukturen kleiner als die Wellenlängen des einfallenden Lichtes sind. Hierfür eignen sich günstigerweise die Herstellung periodischer Strukturen mittels holographischer Belichtung in einer Photoresistschicht, die auf der Oberfläche eines transparenten Mediums aufgebracht ist.
Beispiele derartiger Subwellenlängengitter sind den Druckschriften DE 38 31 503 C2 und DE 24 22 298 A1 entnehmbar.
Derartige Subwellenlängen-Oberflächengitter mit Perioden von 200 bis 300 nm eig­ nen sich für die breitbandige Reflexionsminderung. Oberflächen, die auch unter dem Begriff "Moth-Eye-Antireflection-Surfaces" bekannt sind, sind in einem Artikel von M. C. Hutley, S. J. Willson, 'The Optical Properties of Moth-Eye-Antireflection-Surfaces", OPTICA ACTA, 1982, Vol. 29, Nr. 7, Seite 993-1009, ausführlich beschrieben. Zwar besteht der große Vorteil derartiger "Mottenaugen-Schichten" in der mittels Prägeprozessen preisgünstig zu vervielfältigenden Herstellungsweise, gleichsam der von Antiglare-Strukturen, doch ist die großflächige Herstellung derartiger Strukturen sehr schwierig, aufgrund der nur sehr engen optischen Toleranzbereiche hinsichtlich der Varianz von Strukturtiefen und einem sehr hohen Aspektverhältnis, d. h. sehr hohem Verhältnis aus Strukturtiefe und Periode der Strukturen, durch die sich verfälschende Farbeffekte einstellen können. Überdies bilden sich an derartigen Oberflächenver­ gütungen die Bilder von Lichtquellen ebenso scharf im reflektierten Bild ab, wie es bei Interferenzschichten der Fall ist.
Auch ist es möglich kleinste Oberflächenstrukturen im Submikrometerbereich bzw. im Subwellenlängenbereich mittels stochastischer Verfahren herzustellen. Dies ist bei­ spielsweise durch Ätzverfahren möglich, wie es beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 28 07 414 C2 hervorgeht. Ferner wird in dem Artikel von A. Gombert, et. al., "Subwavelength-structured antireflective surfaces on glas", Thin Solid Films, 351 (1999), S. 73 bis 78, dargestellt, dass stochastische Oberflächenstrukturen mit Hilfe gezieltem Schichtwachstum, die die vorstehend beschriebenen antireflektieren­ den Eigenschaften aufweisen, erhalten werden können. Zwar erlauben beide Verfah­ rensvarianten eine Vervielfältigung der erhaltenen stochastischen Oberflächenstruk­ turen im Wege an sich bekannter Prägeprozesse, doch haftet den mit diesen Verfah­ ren gewonnenen Oberflächenstrukturen der Nachteil an, dass die Winkel, unter de­ nen Restlicht zurückreflektiert werden, nicht gezielt eingestellt werden können (z. B. Kleinwinkelstreuung oder Streuung in große Raumwinkel).
Auch ist es bekannt, stochastische Strukturen mit anderen optischen Eigenschaf­ tenmittels holographischer Verfahren zu gewinnen, beispielsweise bei der Herstel­ lung von optischen Diffusoren. Optische Verfahren, die im Wege holographischer Belichtung stochastisch verteilte Interferenzmuster zur Erzeugen in der Lage sind, haben den Vorteil gegenüber den vorstehend genannten stochastischen Verfahren, dass die Winkelbereiche, in denen Licht an derart strukturierten Oberflächen zurück reflektiert werden, einstellbar sind. Ein Verfahren, bei dem ein holographisches In­ terferenzmuster zur Einprägung eines stochastischen Strukturmusters verwendet wird, ist in der amerikanischen Druckschrift US 5,365,354 beschrieben. Mit diesem Verfahren ist die Herstellung von Diffusoren möglich. Darin ist ein Verfahren zur Her­ stellung von stochastischen Strukturen für Diffusoren, nicht aber zur Entspiegelung beschrieben.
Auch geht aus der DE 197 08 776 C1 ein Verfahren hervor, mit dem durch Überlage­ rung eines grobkörnigen Speckelmusters und dem Abbild eines Subwellenfängen­ gitters eine kombinierte Oberflächenstruktur erhältlich ist, die sowohl Eigenschaften einer Antireflexschicht als auch einer Antiglare-Schicht aufweist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Herstellung einer, für sichtbares Licht antireflektierenden Oberflächenstruktur derart zu verbessern, dass einerseits der an der Oberflächenstruktur zurückreflektierte Lichtanteil erheblich re­ duziert und andererseits der zurückreflektierte Lichtanteil gezielt in bestimmte Raumwinkelbereiche zurückreflektiert wird. Auf diese Weise sollen die, bei bisher bekannten Oberflächenstrukturen auftretenden, zwar im Kontrast stark reduzierten aber dennoch vorhandenen Reflexionsbilder an der Oberflächenstruktur möglichst vollständig vermieden werden, zumal die zurückreflektierten Lichtanteile diffus zu­ rückreflektiert werden sollen. Überdies soll das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit der Replizierbarkeit der gewonnenen Oberflächenstruktur im Wege kon­ ventioneller Prägeverfahren erlauben, d. h. möglicherweise auftretenden Hinter­ schnitte innerhalb der sich ausbildenden Oberflächenstrukturen sollen gänzlich ver­ mieden werden. Schließlich gilt es eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Herstel­ lung derartiger Oberflächenstrukturen möglich ist, die überdies einer stochastischen Verteilung unterliegen sollen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer, für einen bestimmten Wellenlängebereich, der eine kleinste Wellenlängengrenze λM aufweist, antireflektie­ renden Oberflächenstruktur, mit einer Trägerschicht, auf der eine lichtempfindliche Materialschicht aufgebracht wird, die mit wenigstens zwei, zueinander kohärenten Wellenfeldern mit einer Wellenlänge λB zum Erhalt eines stochastisch verteilten In­ terferenzfeldes belichtet wird, wodurch sich während der Belichtung oder nach der Belichtung vermittels gezieltem Materialabtrag die Oberflächenstruktur gebildet wird, derart weitergebildet, dass die, auf die lichtempfindliche Materialschicht gerichteten, miteinander interferrierenden, kohärenten Wellenfelder einen Winkel α einschließen, für den gilt:
α < 2 arcsin (λB/(2 . λM)).
Der Winkelbeziehung liegt die Forderung zugrunde, dass bei der Herstellung von entspiegelnden Strukturen im Wege stochastischer Oberflächenstrukturen die maxi­ male laterale Dimension der einzelnen Strukturelemente der stochastischen Oberflä­ chenstruktur kleiner sein sollte als die Lichtwellenlänge, die auf die entspiegelnden Oberflächenstrukturen auftrifft. Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Herstellung von entspiegelnden bzw. antireflektierenden Oberflächenstrukturen, die z. B. im sichtbaren Spektralbereich eine entspiegelnde Wirkung zeigen sollen. Das heißt, dass die einzelnen Strukturelemente in ihrer lateralen Ausdehnung nicht größer als λM ~ ca. 380 nm, das entspricht eben der kurzwelligen Grenze des sicht­ baren Spektralbereiches, sein sollen.
Vorzugsweise sollte wenigstens eines der miteinander interferiereneden kohärenten Wellenfelder eine stochastische Amplituden- und Phasenverteilung aufweisen. Je mehr Wellenfelder unter der vorstehenden Winkelbeziehung auf die lichtempfindliche Materialschicht auftreffen, deren Amplituden vorzugsweise jeweils gleich groß sind, umso bessere Belichtungsergebnisse können erzielt werden.
Vorzugsweise eignen sich zur Herstellung derartiger stochastischer Oberflächen­ strukturen Wellenlängen im UV-Bereich, so dass sich beispielsweise bei einer Be­ lichtungswellenlänge von 364 nm (Ar-Ionen-Laser) ein Winkelbereich von α < 57° ergibt, der von wenigstens zwei miteinander kohärent interferierenden Wellenfelder zur Ausbildung des stochastischen Interferenzmusters einzuschließen ist. Eine sinn­ volle obere Grenze für den Winkelbereich für α liegt bei 180°. Beim Einsatz von kürzerwelligen Belichtungswellen beispielsweise λB von 266 nm (vervierfachte Nd- YAG-Wellenlänge) beginnt der Winkelbereich bereits bei 41°.
Bei derartigen Belichtungsverhältnissen, ist es möglich, stochastisch verteilte Ober­ flächenstrukturen zu gewinnen, die hochfrequente Strukturanteile aufweisen, wo­ durch wiederum die diffusen Reflexionseigenschaften der dabei gewonnenen Ober­ flächenstrukturen derart positiv beeinflusst werden, so dass das an der Oberflächen­ struktur reflektierte Restlicht in bestimmte Raumwinkelbereiche umverteilt wird, die z. B. einen großen Winkelunterschied zum Lot auf die Oberfläche aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da eine Entspiegelung die Reflexion zwar stark verringert, aber nicht voll­ ständig unterdrückt. Für die Restreflexion ist es daher erwünscht, dass sie zum Bei­ spiel bei visuellen Anwendungen nicht in den Blickwinkelbereich zurückgelenkt oder asymmetrisch in bestimmte Raumwinkelbereiche reflektiert wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, stochastisch verteilten Oberflächenstrukturen weisen, wie vorstehend bereits erwähnt, hochfrequente Strukturanteile auf, wie man sie in Analogie aus der Nachrichtentechnik unter Ver­ wendung des Fourierformalismus zur Interpretation zeitlich variierender Signale kennt. In der Optik können in Analogie die hierzu örtlich variierenden Signale, wie beispielsweise die Oberflächenreliefstrukturen, spektral analysiert werden. Handelt es sich um periodische Oberflächenreliefstrukturen, wie beispielsweise bei einem Subwellenlängengitter, so treten bei der Analyse lediglich diskrete Ortsfrequenzen auf. Eine stochastische Oberflächenreliefstruktur, wie sie mit dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren erhalten wird, zeichnet sich durch ein kontinuierliches Ortsfrequenz­ spektrum aus. So führen bei senkrechtem Lichteinfall lediglich Strukturen mit Ortsfre­ quenzen größer als das Inverse der Wellenlänge der auf die Oberflächenreliefstruk­ tur einfallenden Strahlung zu einer Antireflexwirkung ohne Streuung, ähnlich wie es auch bei periodischen Subwellenlängengittern der Fall ist. Eine besondere Eigen­ schaft der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten stochastisch verteil­ ten Oberflächenstrukturen ist die Ausbildung derartiger Oberflächenstrukturen mit Ortsfrequenzen, die in etwa in der gleichen Größenordnung oder größer als das In­ verse der Wellenlänge der einfallenden Strahlung sind. Hierbei entsprechen die größten Strukturtiefen in der stochastischen Oberflächenstruktur wenigstens der Größenordnung der kleinsten Wellenlänge, des auf die Oberflächenstruktur auftref­ fenden Lichtes.
Die originäre Ausbildung einer derartigen stochastischen Oberflächenstruktur setzt eine Strahlungsquelle voraus, die Licht mit einer für die Ausbildung eines stochasti­ schen Interferenzmusters erforderliche Kohärenz emittiert. Besonders geeignete Lichtquellen hierfür stellen UV-Licht emittierende Laser beispielsweise Ar-Ionen- Laser dar, deren Lichtstrahlen mit oder ohne vorgeschaltetem Filter in geeigneter Weise zur Interferenz gebracht werden. Die Belichtungswellen λB sollten gleich oder kleiner jener Lichtwellenlängen sein, die in einer späteren Anwendung auf die Antireflexoberfläche auftreffen.
Zur Ausbildung der Oberflächenstrukturen wird eine lichtempfindliche Schicht, bei­ spielsweise eine Photoresistschicht mit dem stochastischen Interferenzmuster be­ lichtet, wodurch nach oder während der Belichtung durch die Intensitätsverteilung in der lichtempfindlichen Schicht Reliefstrukturen entstehen.
So vermag die Intensitätsverteilung beispielsweise niedermolekulare Polymere in­ nerhalb der lichtempfindlichen Schicht zu vernetzen, wodurch gezielte Deformationen an der Schichtoberfläche die Folge sind. Alternativ bilden sich Oberflächenstrukturen im Wege der Belichtung einer Photoresistschicht und einem nachfolgendem Ent­ wicklungsschritt bzw. Ätzprozess aus.
Die auf diese Weise hergestellten Oberflächenstrukturen können mit an sich be­ kannten Replikationsprozessen, beispielsweise im Walzenprägeverfahren, Stempel­ prägeverfahren oder in Spritzgussprozessen vervielfältigt werden. Der Vorteil all die­ ser Verfahren ist es, dass strukturierte Oberflächen sehr kostengünstig hergestellt werden können. Da die erfindungsgemäß stochastische Oberflächenstruktur keine Hinterschnitte aufweist, ist es möglich, all jene Verfahren problemlos anzuwenden. Als Prägestempel - oder Werkzeug zur großflächigen Replikation von Mikrostrukturen können galvanisch hergestellte Matrizen verwendet werden, wodurch in vorteilhafter Weise aus einer ursprünglichen Oberflächenstruktur durch Umkopieren viele Prägestempel gewonnen werden können. Alternativ kann eine Struktur auch durch einen Ätzprozess in einen Stempel gebracht werden.
Auch ist es möglich mehr als eine Lichtquelle zu verwenden, deren Lichtwellen in geeigneter Weise auf die zu belichtende Materialschicht auftreffen.
Bei Verwendung lediglich einer einzigen Lichtquelle, beispielsweise eines Excimer- Lasers, wird der Lichtstrahl vorzugsweise divergent aufgeweitet, um die gesamte Fläche eines Diffusors zu beleuchten, dessen zentraler Bereich lichtundurchlässig ausgebildet ist. Der Diffusor ist derart ausgebildet, dass lediglich in seinen Randbe­ reichen Licht passieren kann, wodurch sich die Lichtstrahlen in Strahlrichtung dem Diffusor nachgeordnet in der erfindungsgemäß vorgegebenen Weise überlagern. Die Trägerschicht mit der entsprechend lichtempfindlichen Materialschicht ist an geeig­ neter Stelle dem Diffusor nachgeordnet. Auch können alternativ oder zusätzlich Strahlungsquellen mit einem definiertem Intensitätsprofil verwendet, weitere Masken, Filter mit Speckelmustern oder ähnlich, strahlformende optische Mittel in den Strah­ lengang eingebracht werden, um das gewünschte Interferenzmuster zu erzeugen.
Auch ist es möglich mehrere Lichtquellen mit unterschiedlichen Beleuchtungswel­ lenlängen λB zu verwenden und einzusetzen.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge­ dankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 Bestrahlungsaufbau zur Herstellung einer stochastischen Oberflächenstruktur.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
In Fig. 1 ist ein Bestrahlungsaufbau dargestellt, mit einer Lichtquelle 1, vorzugswei­ se ein Excimer-Laser, bspw. ein Ar-Ionen-Laser, die ein kohärentes Strahlenbündel 2 emittiert. Im Strahlengang der Lichtquelle nachgeordnet ist eine Linse 3 vorgesehen, die den Lichtstrahl 2 auf eine Diffusoreinheit 4 aufweitet, die einen optisch diffus wirkenden, transparenten Ringbereich 5 vorsieht und im Übrigen lichtundurchlässig ausgebildet ist. Im Strahlengang der Diffusoreinheit 4 nachgeordnet ist eine Träger­ platte 6 vorgesehen, auf der eine Photoresistschicht 7 aufgebracht ist.
Die von der Diffusoreinheit 4 ausgehenden Einzelwellen interferieren auf der, der Lichtquelle abgewandten Seite derart, dass Teilwellen aus gegenüberliegenden Sektoren der Diffusoreinheit, die vorzugsweise als Ringdiffusor ausgebildet ist, den großen Winkel α einschließen, der sich aus der geometrischen Vorgabe des Ringbe­ reiches 5 sowie dem Abstand zwischen der Diffusoreinheit 4 und der Trägerplatte 6 bestimmt. Durch die geometrische Vorgabe treffen hauptsächlich Lichtwellen auf die Photoresistschicht 7 auf, die einen hohen Einfallswinkel relativ zur Ebene der Photo­ resistschicht 7 einschließen, wodurch sich auf der Photoresistschicht durch die ent­ sprechende Belichtung mit nachfolgender Entwicklung in der Photoresistschicht Oberflächenreliefstrukturen ergeben, die hohe Ortsfrequenzen mit hohen Amplituden aufweisen. Hierdurch wird die entspiegelnde Wirkung und eine gezielte Umverteilung der Rückreflexe erreicht.
Insbesondere im Hinblick auf eine unkomplizierte Replizierbarkeit der Oberflächen­ struktur auf der Trägerplatte 6 weist die stochastische Oberflächenstruktur hochfre­ quente Strukturanteile mit Amplituden auf, die idealerweise in der selben Größenord­ nung liegen wie die typischen lateralen Abmessungen dieser Strukturanteile.
Bezugszeichenliste
1
Lichtquelle
2
Lichtstrahl
3
Optische Linse
4
Diffusoreinheit
5
Transparenter Ringbereich
6
Trägerplatte
7
Photoresistschicht

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer, für einen Wellenlängenbereich mit der mini­ malen Wellenlänge λM antireflektierenden Oberflächenstruktur, mit einer Träger­ schicht, auf der eine lichtempfindliche Materialschicht aufgebracht wird, die mit we­ nigstens zwei, zueinander kohärenten Wellenfeldern mit einer Wellenlänge λB zum Erhalt eines stochastisch verteilten Interferenzfeldes belichtet wird, wodurch sich während der Belichtung oder nach der Belichtung vermittels gezieltem Materialabtrag die Oberflächenstruktur gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die, auf die lichtempfindliche Materialschicht gerich­ teten, miteinander interferrierenden, kohärenten Wellenfelder einen Winkel α ein­ schließen, für den gilt:
α < 2 arcsin (λB/(2 . λM)).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle ein oder mehrere UV-Licht emittie­ rende Laser eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stochastische Interfrenzfeld eine stochastische Amplituden- und Phasenverteilung aufweist, zu dessen Erzeugung ein oder mehrere optische Diffusoren, Masken, Filter mit Specklemustern und/oder ähnliche, strahlfor­ mende optische Mittel eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als lichtempfindliche Materialschicht eine Polymer­ schicht verwendet wird, in der durch Belichtung Vernetzungsprozesse auftreten, die zu lokalen Brechungsindexveränderungen und/oder Deformationen an der Oberflä­ che führen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als lichtempfindliche Materialschicht eine Photore­ sistschicht verwendet wird, die nach der Belichtung einem Entwicklungsverfahren unterzogen wird, bei dem sich die Oberflächenstruktur ausbildet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur auf der lichtempfindlichen Materialschicht im Wege einer galvanischen Abformung oder eines Ätzprozesses auf einen Prägestempel zur weiteren Vervielfältigung der Oberflächenstruktur auf andere Oberflächen übertragen wird.
7. Vorrichtung zur Herstellung einer, für einen Wellenlängenbereich mit der mi­ nimalen Wellenlänge λM antireflektierenden Oberflächenstruktur, mit einer Träger­ schicht, auf der eine lichtempfindliche Materialschicht aufgebracht ist, mit wenigstens einer Lichtquelle, die Licht einer Wellenlänge λB emittiert, das auf die lichtempfindli­ che Materialschicht derart gerichtet ist, sodass wenigstens zwei Wellenfelder derart miteinander interferrieren, dass die Materialschicht durch ein stochastisch verteiltes Interferenzfeld belichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle und der lichtempfindlichen Materialschicht wenigstens ein optischer Diffusor derart vorgesehen ist, dass miteinander interferierende Wellenfelder auf die lichtempfindliche Materialschicht auftreffen, die einen Winkel α miteinander einschließen, für den gilt:
α < 2 arcsin (λB/(2 . λM)).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor ein Ringdiffusor ist, dessen zentraler Bereich lichtundurchlässig ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringdiffusor derart ausgebildet ist, dass die Am­ plituden von Wellenfeldern, die aus sich gegenüberliegenden Sektoren des Ringdif­ fusors austreten, gleich groß sind.
10. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lichtquellen vorgesehen sind, de­ ren Lichtstrahlen geneigt auf die lichtempfindliche Materialschicht auftreffen und ei­ nen Winkel α einschließen, für den gilt,
α < 2 arcsin (λB/(2 . λM))
und, dass im Strahlengang der Lichtstrahlen wenigstens ein optischer Diffusor, Filter mit Speckelmustern, eine Maske, und/oder ähnliche, strahlformende optische Mittel ein­ gebracht sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen einen Lichtstrahl mit definier­ ter Intensitätsverteilung emittieren.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine UV-Lichtquelle in Art eines Excimerlasers ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das strahlformende optische Mittel ein Axicon ist.
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