DE102009030303A1

DE102009030303A1 - Verfahren zur Herstellung von Antireflexschicht-bildenden Beschichtungen sowie Antireflexbeschichtungen

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Publication number: DE102009030303A1
Application number: DE102009030303A
Authority: DE
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Antireflexschicht-bildenden Beschichtungen auf einem Substrat sowie eine Antireflexbeschichtung auf einem Substrat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Antireflexschicht-bildenden Beschichtungen auf einem Substrat sowie eine Antireflexbeschichtung auf einem Substrat.
Es ist bekannt, dass heutzutage transparente Kunststoffe und Glas mit einer Antireflex-Schicht versehen werden, um die Verluste durch die Reflexion an den Oberflächen zu minimieren. Für z. B. Brillengläser und Fensterscheiben werden dazu hauptsächlich Schichtkombinationen eingesetzt, die mindestens eine hochbrechende Schicht enthalten. Diese Multilagenschichten werden hauptsächlich über PVD-Prozesse, wie Sputtern oder Aufdampfen, hergestellt ( EP 1 206 715 A1 ) bzw. über PECVD/PICVD-Verfahren ( DE 102 50 564 A1 ). Allerdings sind diese Mehrschicht-Antireflexbeschichtungen nur für Anwendungen geeignet, bei denen die spektrale Bandbreite der Entspiegelung kleiner als eine Oktave sein darf (A. Gombert, M. Rommel, Forschungsverbund Sonnenenergie „Themen 97/98", S. 81). Für eine breitbandige Entspiegelung, wie sie z. B. für solare Anwendungen benötigt wird, können diese Verfahren daher nicht eingesetzt werden. Zudem sind die Vielschichtsysteme für viele Anwendungen zu teuer.
Um eine wirksame Erhöhung der solaren Transmission zu erreichen, muss der Brechungsindex des Substratmaterials (n_S ≅ 1,5) an denjenigen von Luft (n_L = 1) über ein sehr niedrigbrechendes Dünnschichtsystem (n_D < 1,3) angepasst werden. Dies ist mit den klassischen Beschichtungstechnologien als dichte Filme nicht erzielbar. Allerdings sind eine Reihe von Verfahren für die breitbandige Transmissionserhöhung von Acrylglas und Floatglas bereits untersucht worden (A. Gombert, M. Rommel, Forschungsverbund Sonnenenergie „Themen 97/98", S. 81), die auf porösen bzw. mikrostrukturierten Materialien beruhen, bei denen ein Festkörper mit Luft gemischt wird. Die Poren bzw. Strukturen müssen fein genug sein, damit Sie von der einfallenden Strahlung nicht aufgelöst werden.
Im Bereich der Solaranwendungen werden solche Antireflex-Eigenschaften auf Glas über Sol-Gel-Schichten (Centrosolar, EP 1 328 483 B1 , EP 1 181 256 B1 ) und geätzte Oberflächen (SUNARC) schon angeboten. Eine weitere Möglichkeit ist die Abscheidung solcher porösen Schichten mittels PECVD-Verfahren unter Niederdruckbedingungen, wie es in DE 199 12 737 beschrieben ist.
Wenn Kunststoffe entspiegelt werden sollen, werden dazu häufig Strukturen in die Oberfläche geprägt oder es wird durch Plasmaätzen die Oberfläche strukturiert ( DE 103 18 566 ).
In jüngster Zeit werden immer häufiger Plasmen eingesetzt, die bei Umgebungsdruck arbeiten. Mit kalten, bei Atmosphärendruck betriebenen, im technischen Sprachgebrauch auch. als „Corona-Entladungen” bezeichneten dielektrisch behinderten Entladungen („(dielektrische) Barrierenentladungen”) ist es möglich, mittels PECVD ebenfalls Schichten abzuscheiden. Hierbei können ebenfalls gezielt poröse Schichten hergestellt werden, die als Antireflex-Schicht eingesetzt werden können. In EP 1 342 810 , EP 1 819 843 A , WO 08/045226 A wird dies über den Einsatz von Organosiloxanen auf Kunststoffen erreicht. Bei Jidenko (J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4155–4163) und Borra (J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006) R19–R54) ist die Bildung von porösen Schichten mittels Silan als Monomer beschrieben.
Alle diese Schichten bzw. porösen Materialien zeigen einen sehr ähnlichen, optisch nahezu gleichen Verlauf der Transmission bzw. Reflexion. Sie können über die Schichtdicke und den Brechungsindex in einem begrenzten spektralen Bereich auf eine gute Transmission bzw. geringe Reflexion optimiert werden. Eine breitbandige Entspiegelung kann damit aber nicht erreicht werden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige, breitbandige Entspiegelung von Substraten zu ermöglichen, wobei auch die Brechungsindices der benachbarten Schichten angepasst sein sollen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merk malen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 23 betrifft eine Antireflexbeschichtung. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung mindestens einer eine Antireflexschicht bildenden Beschichtung auf einem sich bewegenden Substrat, mittels eines PECVD-Verfahrens bereitgestellt, wobei eine Gasmischung umfassend mindestens ein Arbeits-, Träger- sowie Balancegas durch mindestens einen zwischen mindestens zwei Hochspannungselektroden bildenden Spalt geführt wird und mindestens zwischen dem sich bewegenden Substrat, das von mindestens einer Gegenelektrode getragen wird, und den Hochspannungselektroden ein Plasma erzeugt wird, das eine Plasmazone vorgibt mit der Maßgabe, dass bei Atmosphärendruck bzw. annäherndem Atmosphärendruck gearbeitet wird und eine Volumendosis des Plasmas von 10⁵ bis 10⁸ Ws/m³ in der Plasmazone eingehalten wird.
Unter annäherndem Atmosphärendruck wird erfindungsgemäß ein Druck zwischen 0,9 und 1,1 bar verstanden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, über einen PECVD-Prozess bei Atmosphärendruck (bzw. annäherndem Atmosphärendruck) eine sehr breitbandige (mehrere 100 nm) Entspiegelung bzw. Erhöhung der Transmission zu erreichen. Dazu wurde die Anordnung eines Elektrodensystems mit einem Gaseinlass und mehreren Hochspannungselektroden dahingehend optimiert, dass die in einem Schritt, d. h. bei nur einer Passage der zu entspiegelnden Scheibe durch eine Beschichtungsvorrichtung, abgeschiedene Schicht unterschiedliche Brechungsindices enthält. Wichtig ist dabei, dass die Anzahl der Elektroden sowie die Gaszufuhr und Gasabfuhr genau auf das Monomer abgestimmt wer den, um die optimalen optischen Eigenschaften zu erhalten.
Bevorzugt liegt die Volumendosis im Bereich von 2 × 10⁵ bis 2 × 10⁷ Ws/m³. Dadurch wird eine optimale Beschichtung des Substrates ermöglicht. So ist es möglich, eine Oberfläche zu erhalten, die möglichst gleichmäßig beschichtet ist. Die Volumendosis setzt sich dabei aus der Leistung pro Volumen und der Verweilzeit des Prozessgases in der Plasmazone in dem Volumen zusammen. Sie ist ein Maß für den Umsetzungsgrad des Precursors.
Weiterhin kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer dielektrischen Barriereentladung gearbeitet werden.
Die Gasgeschwindigkeit der Gasmischung kann dabei so gewählt werden, dass eine Verweildauer des Plasmas in der Plasmazone von 1 ms bis 1000 ms eingehalten wird. Dies ermöglicht eine homogene Beschichtung der Oberfläche in Abhängigkeit von den eingesetzten Substraten wie auch dem Arbeits-, Träger- sowie Balancegas. Vorteilhaft ist eine Verweildauer von 5 ms bis 500 ms.
Alternativ kann das PECVD-Verfahren so betrieben werden, dass die Plasmazone einen Vorionisationsbereich mit verminderter Abscheiderate und einen Abscheidebereich umfasst.
Bevorzugt wird das PECVD-Verfahren so betrieben, dass die Vorionisation mindestens teilweise im Spalt erfolgt. Dabei kann die Anordnung für das Verfahren aus z. B. einer Gaszufuhr in der Mitte und mindestens einer oder mehrerer beliebig breiter Elektroden auf je der Seite der Gaszufuhr bestehen, wodurch auch eine gezielte Absaugung des Gases so realisiert werden kann. Durch eine geeignete elektrische Anordnung kann die Vorionisation auch zwischen den Elektroden erfolgen, so dass auf dem Substrat nur die Abscheidung erfolgt. Im Bereich der Vorionisation wird üblicherweise nur eine geringfügige Schicht abgeschieden, wohingegen in der Abscheidungszone die eigentliche Abscheidung erfolgt.
Vorteilhafterweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren pro beschichteter Substratoberfläche, bezogen auf das unbeschichtete Substrat, eine Reflektionsminderung um mindestens 2,5% in einem Wellenlängenbereich von mindestens 200 nm erreicht. Dieser Bereich kann variabel zwischen 200 nm und 1500 nm eingestellt werden und z. B. zwischen 300 nm und 500 nm, 400 nm und 600 nm oder 500 nm und 700 nm liegen.
Beim Durchgang eines Lichtstrahls durch eine Scheibe wird das Licht an Grenzflächen reflektiert und in den Materialien absorbiert; aus Gründen der Energieerhaltung ist die transmittierte Intensität, bezogen auf eine einfallende Intensität von 100%, gegeben durch T = 100% – R – A, wobei R und A die „Energieverluste” durch Reflexion und Absorption bezeichnen. Wenn es gelingt, durch Entspiegelung einer Grenzfläche des ursprünglich unbeschichteten Glases die Reflexion um x% zu verringern, steigt T um x% an. Die theoretisch maximal mögliche Entspiegelung einer Grenzfläche eines Materials mit dem Brechungsindex n_s beträgt dabei [(n_s – 1)/(n_s + 1)]², bei gewöhnlichem Glas mit n_s ≈ 1,5 also 4,0%.
Das Substrat weist bevorzugt im Bereich von 300 bis 1000 nm eine Reflektionsminderung von mindestens 2,5% auf. Dies umfasst folglich nicht nur den Bereich des sichtbaren Lichtes, sondern auch einen Teil des nahen Infrarot-Bereichs sowie auch des UV-Lichtes. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine große spektrale Bandbreite und damit verbundenen, verschiedenen Anforderungen einsetzbar.
Es kann auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine eine Antireflexschicht bildende Beschichtung abgeschieden werden.
Weiterhin kann auf der mindestens einen Schicht, die eine Antireflexschicht bildet, mindestens eine weitere Schicht abgeschieden werden.
Vorteilhafterweise kann als mindestens eine weitere Schicht eine die Benetzung der Oberfläche beeinflussende Schicht abgeschieden werden. Dies kann eine hydrophobe Schicht sein, die z. B. mittels Hexamethylcyclotrisiloxan, Hexamethyldisiloxan oder einer Fluorverbindung (c-C₄F₈ oder CF₄) unter inerten Bedingungen (Ar, He, N₂ als Trägergas) abgeschieden werden kann und einen Wasserrandwinkel über 90° aufweist.
Bevorzugt wird als mindestens eine weitere Schicht eine die Kratzfestigkeit der Oberfläche verbessernde Schicht abgeschieden. Dies ermöglicht einen Einsatz der Substrate auch unter extremeren Umgebungsbedingungen, wie z. B. im Außenbereich. Dies kann eine glasartige SiO_x-Schicht sein, wie sie im Beispiel 3 beschrieben ist.
Als Arbeitsgas wird bevorzugt mindestens ein Precursor ausgewählt aus Silanen, Organosilanen, Organosiloxanen, Organosilazanen, Alkoxysilanen, fluorhaltigen Monomeren und/oder Mischungen hiervon eingesetzt.
Hierbei ist das Organosilan ausgewählt aus Substanzen wie z. B. Tetramethylsilan, Trimethylsilan oder Mischungen hiervon. Hierbei ist das Organosiloxan ausgewählt aus Substanzen wie z. B. Hexamethyldisiloxan, Octamethyltrisiloxan oder Mischungen hiervon. Hierbei ist das Organosilazan ausgewählt aus Substanzen wie z. B. Hexamethyldisilazan, Octamethyltrisilazan oder Mischungen hiervon. Hierbei ist das Alkoxysilan ausgewählt aus Substanzen wie z. B. Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan oder Mischungen hiervon.
Der Begriff „Arbeitsgas” beinhaltet eine reaktive Substanz, die bei Standard-Bedingungen (Raumtemperatur, Normaldruck) gasförmig sein kann und polymerisierbar ist, so dass sie auf dem Substrat eine Beschichtung bilden kann.
Je nach Precursor können die Hydrophilie der Oberfläche erhöht werden oder hydrophobe Schichten aufgebracht werden bzw. die Kratzfestigkeit und damit die Stabilität der Schichten erhöht werden. Ein Maß für den Umsetzungsgrad des Precursors in der Plasmazone ist die bereits genannte Volumendosis.
Bevorzugt ist das Balancegas ausgewählt aus Luft, CO₂, O₂, NH₃, N₂O, He, N₂, Ar. Das Balancegas ist erfindungsgemäß ein reaktives oder nicht reaktives Gas, das dem Trägergas und Arbeitsgas vor der Plasmazone beigemischt wird.
Das Trägergas ist vorzugsweise ausgewählt aus Edelgasen oder Inertgasen, insbesondere Helium, Argon und Stickstoff. Trägergase sind Gase, die das Arbeitsgas in die Plasmazone trägt.
Vorteilhafterweise wird als Substrat Glas, insbesondere Floatglas oder Gussglas, eingesetzt. Somit sind diese Schichten hervorragend u. a. für den Einsatz im Bereich Verglasung und solare Anwendung geeignet. Mit diesem Verfahren können alle möglichen planaren Substrate, wie Folien, Platten oder Scheiben aus Glas, Silizium, Gummi oder Kunststoff beschichtet werden. Weiterhin kann durch eine dynamische Beschichtung, d. h. durch Bewegung des Substrates oder des Elektrodenkopfes, eine besonders gute Beschichtung und damit eine breitbandige Entspiegelung erreicht werden.
Als Substrat können ferner auch Polymere, insbesondere optisch transparente Kunststoffe, eingesetzt werden.
Weiterhin ist eine durch eines der bisher beschriebenen Verfahren herstellbare Antireflexbeschichtung auf einem Substrat erfindungsgemäß.
Anhand der nachfolgenden 1 bis 5 sowie der Beispiele 1 bis 3 soll der anmeldungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf diese speziellen Varianten einzuschränken.
1 zeigt die berechnete Reflexion eines mit porösen SiO₂-Schichten beidseitig entspiegelten Floatglases.
2A zeigt den schematischen Aufbau zur Beschichtung von Substraten.
2B zeigt die Schichtdicke sowie den Brechungsindex in Abhängigkeit von der Messposition.
3A zeigt die Abhängigkeit der Reflexion von der Wellenlänge.
3B zeigt die Abhängigkeit der Transmission von der Wellenlänge.
4A zeigt eine mögliche Anordnung zur Abscheidung der breitbandigen Antireflexbeschichtung, wobei das Substrat breiter ist als der Bereich der Gaszufuhr bzw. des Gasauslasses und der Hochspannungselektroden.
4B zeigt eine weitere mögliche Anordnung zur Abscheidung der breitbandigen Antireflexbeschichtung, wobei hier das Substrat schmaler ist als die Summe aus Hochspannungselektroden und Gaszufuhr bzw. Auslass.
4C zeigt eine weitere mögliche Anordnung zur Abscheidung der breitbandigen Antireflexbeschichtung, wobei die Gaszufuhr zwischen den zwei Hochspannungselektroden erfolgt und der Auslass links bzw. rechts neben den Hochspannungselektroden angeordnet ist.
5A zeigt den Einfluss der elektrischen Anordnung auf die Bereiche der Vorionisation und der Abscheidung, wobei die Hochspannung auf beiden Elektroden gleichphasig geschaltet ist.
5B zeigt den Einfluss der elektrischen Anordnung auf die Bereiche der Vorionisation und der Abscheidung, wobei die Hochspannung gegenphasig geschaltet ist.
1 zeigt die berechnete Reflexion eines mit po rösen SiO₂-Schichten beidseitig entspiegelten Floatgases. Der effektive Brechungsindex n = 1,24 und die Schichtdicke beträgt 150 nm. Die berechnete Reflexion steigt im Bereich von 250 bis 400 nm auf 9% und fällt bis zu einer Wellenlänge von 700 nm wieder auf 0 ab. Danach erhöht sich der Wert für die berechnete Reflexion in einem Wellenlängen-Bereich von 700 bis 1.500 nm nahezu linear und nähert sich im darauf folgenden einem Maximum von 7% an.
In 2A ist der Aufbau für das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren dargestellt. Der Gaseinlass 10 erfolgt zwischen den zwei Hochspannungselektroden 20 auf das Glassubstrat 30. Das Glassubstrat 30 ist hierbei auf der Gegenelektrode 50 angeordnet. Mit den Ziffern 1 bis 5 sind verschiedene Messpositionen, die sich auf dem Glassubstrat 30 befinden, bezeichnet.
2B zeigt die Abhängigkeit der Schichtdicke sowie der Brechungsindices von der Messposition 1 bis 5. Die Schichtdicke liegt bei Messposition 1 bis 3 im Bereich von 50 nm und bei Messposition 4 und 5 im Bereich von 350 nm. Der Brechungsindex liegt für Messposition 1 bei 1,125 und für Messposition 2 und 3 im Bereich von 1,05. Für die Messpositionen 4 und 5 liegt der Brechungsindex bei 1,2 bzw. 1,1525. In 2b ist der Brechungsindex und Schichtdickenverlauf einer statischen Beschichtung mit Silan dargestellt.
3A zeigt die Reflexion in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei einer erfindungsgemäßen, beidseitigen Antireflexbeschichtung auf Floatglas, wobei das Substrat oder der Elektrodenkopf bewegt wird. die Reflexion der Antireflexschicht liegt im Bereich von 0 bis 600 nm bei 1% und sinkt in einem Bereich bis ca. 800 nm auf 0,5% ab. Danach folgt ein Anstieg der Reflexion, der im Bereich von 2.000 bis 2.500 gegen ein Maximum, hier 5%, geht. Die Referenz (unbeschichtetes Floatglas) weist im Bereich von 0 bis 100 nm einen Anstieg der Reflexion von 5,5 auf 8,5% auf. Danach sinkt die prozentuale Reflexion geringfügig, liegt aber über den ganzen gemessenen Wellenlängenbereich deutlich über der Reflexion der erfindungsgemäßen Antireflexschicht.
3B zeigt die Transmission einer Referenz sowie der erfindungsgemäßen Antireflexbeschichtung in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Die Kurven für die Transmission verlaufen nahezu parallel, wobei für die erfindungsgemäße Antireflexbeschichtung die Transmission durchgängig über den ganzen gemessenen Wellenlängenbereich einen höheren Wert aufweist als für die Referenz (unbeschichtetes Floatglas).
4A zeigt eine mögliche Anordnung zur Abscheidung der breitbandigen Antireflexbeschichtung. Hier sind die Hochspannungselektroden 20 links und rechts von der Gaszufuhr 40 angeordnet. Das Substrat 30 liegt dieser Anordnung gegenüber. Auf der Gegenelektrode 50 ist das Substrat 30 angeordnet. Der Pfeil unterhalb der Gegenelektrode zeigt die Bewegungsrichtung von Gegenelektrode 50 und dem darauf befindlichen Substrat 30 an.
4B zeigt eine weitere mögliche Anordnung zur Abscheidung der breitbandigen erfindungsgemäßen Antireflexbeschichtung. Das Substrat 30 ist auf der Gegenelektrode 50 angeordnet, die der Gaszufuhr 40 gegenüber liegt. Die Gaszufuhr 40 ist zwischen zwei Hochspannungselektroden 20 angeordnet. Der Pfeil unterhalb der Gegenelektrode 50 zeigt die Bewegungs richtung des Substrates 30 an.
4C zeigt eine weitere Variante zur Abscheidung der Antireflexbeschichtung. Hier ist die Gaszufuhr 40 zwischen zwei Hochspannungselektroden 20 oberhalb des Substrates 30 angeordnet. Der Gasauslass 45 ist links bzw. rechts der Hochspannungselektroden 20 angeordnet. Das Substrat 30 befindet sich auf der Gegenelektrode 50, die in Pfeilrichtung bewegt wird.
5A zeigt eine weitere mögliche Anordnung, wobei hier der Einfluss der elektrischen Anordnung auf die Bereiche der Vorionisation 60 und der Abscheidung 70 dargestellt ist. Die Hochspannung ist auf beiden Hochspannungselektroden 20 gleichphasig geschaltet. Hier befindet sich das Substrat 30 auf der Gegenelektrode 50. Dieser Anordnung gegenüber ist die Gaszufuhr 40, die zwischen den beiden Hochspannungselektroden 20 erfolgt, angeordnet.
In 5B ist die Hochspannung der Hochspannungselektroden 20 gegenphasig geschaltet. Dadurch zündet das Plasma auch zwischen den Elektroden 20 und die Vorionisation 60 befindet sich nicht direkt auf der Substratoberfläche 30. Die Gaszufuhr 40 erfolgt zwischen den zwei Hochspannungselektroden 20 auf das Substrat 30, das auf der Gegenelektrode 50 angeordnet ist. Durch den Pfeil unterhalb der Gegenelektrode 50 ist die Bewegungsrichtung des Substrates 30 dargestellt.
Diese verschiedenen Anordnungen sind beliebig kombinierbar in Abhängigkeit von den Substraten wie auch den gewünschten Oberflächeneigenschaften.
Beispiel 1
Antireflex-Beschichtung eines Floatglases (dynamisch)
Ein Beschichtungssystem mit einem zentralen Gaseinlass und je einer Hochspannungselektrode auf jeder Seite wird verwendet. Die Gasgeschwindigkeit wird so gewählt, dass eine Verweilzeit von 12 ms erreicht wird, mit einer Mischung aus Helium, Kohlendioxid, Ammoniak und Silan. Es wird eine dielektrische Barrierenentladung betrieben, so dass eine Volumendosis von 6·10⁵ W·s/m³ erreicht wird. Ein sich bewegendes Glassubstrat wird so einseitig mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s beschichtet. Danach wird die Probe gedreht und mit den gleichen Parametern auf der Rückseite beschichtet. Bei der mittels UV-VIS-Spektroskopie vermessenen Probe reduziert sich die Reflexion im Bereich von 300 bis 1000 nm auf etwa 1%.
Beispiel 2
Antireflex-Beschichtung eines Floatglases (statisch)
Ein Beschichtungsreaktor mit zwei Glasplatten (10 × 30 cm²) und Kupferband als planare Elektroden (5 × 25 cm²) wird von einer Seite mit einer Gasmischung aus Helium, Distickstoffoxid, Ammoniak und Silan gespült. Die Gesamtverweilzeit im Reaktor beträgt 360 ms und die gesamte Volumendosis 2·10⁵ Ws/m³. Es zeigt sich, dass nach einer Verweilzeit von ca. 5 ms die Schichtabscheidung einer Antireflex-Schicht beginnt und aufgrund der gewählten Volumendosis diese bis zu einer Verweilzeit von ca. 140 ms als Antireflex-Schicht reicht. Danach ist der Precursor nahezu vollständig abreagiert.
Beispiel 3
Antireflex und Antikratz-Beschichtung
Ein Floatglas wird zuerst mit den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern mit einer Antireflex-Schicht beschichtet. Allerdings wird diese Schicht bei einer Geschwindigkeit von 2 mm/s abgeschieden. Im Anschluss wird mit einer identischen Anordnung mit dem Precursor TMOS (Tetramethoxysilan) sowie Stickstoff und Ammoniak als Prozessgasen die Gasgeschwindigkeit so gewählt, dass eine Verweilzeit von 10 ms und eine Volumendosis von 5·10⁵ Ws/m³ und einer Geschwindigkeit von 4 mm/s betrieben. Diese Schichtkombination zeigt neben der Antireflex-Wirkung auch eine verbesserte Kratzstabilität.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1206715 A1 [0002]
- DE 10250564 A1 [0002]
- EP 1328483 B1 [0004]
- EP 1181256 B1 [0004]
- DE 19912737 [0004]
- DE 10318566 [0005]
- EP 1342810 [0006]
- EP 1819843 A [0006]
- WO 08/045226 A [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- A. Gombert, M. Rommel, Forschungsverbund Sonnenenergie „Themen 97/98”, S. 81 [0002]
- A. Gombert, M. Rommel, Forschungsverbund Sonnenenergie „Themen 97/98”, S. 81 [0003]
- Jidenko (J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 4155–4163) [0006]
- Borra (J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006) R19–R54) [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung mindestens einer eine Antireflexschicht bildenden Beschichtung auf einem sich bewegenden Substrat, mittels eines PECVD-Verfahrens, wobei eine Gasmischung umfassend mindestens ein Arbeits-, Träger- sowie Balancegas durch mindestens einen zwischen mindestens zwei Hochspannungselektroden bildenden Spalt geführt wird und mindestens zwischen dem sich bewegenden Substrat, das von mindestens einer Gegenelektrode getragen wird, und den Hochspannungselektroden ein Plasma erzeugt wird, das eine Plasmazone vorgibt mit der Maßgabe, dass: a) bei Atmosphärendruck bzw. annäherndem Atmosphärendruck gearbeitet wird und b) eine Volumendosis des Plasmas von 10⁵ bis 10⁸ Ws/m³ in der Plasmazone eingehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumendosis im Bereich von 2 × 10⁵ bis 2 × 10⁷ Ws/m³ liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer dielektrischen Barriereentladung gearbeitet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasgeschwindigkeit der Gasmischung so gewählt wird, dass eine Verweildauer des Plasmas in der Plasmazone von 1 ms bis 1000 ms eingehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verweildauer von 5 ms bis 500 ms eingehalten wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das PECVD-Verfahren so betrieben wird, dass die Plasmazone einen Vorionisationsbereich mit verminderter Ab scheiderate und einen Abscheidebereich umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das PECVD-Verfahren so betrieben wird, dass die Vorionisation mindestens teilweise im Spalt erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass pro beschichtete Substratoberfläche bezogen auf das unbeschichtete Substrat eine Reflektionsminderung um mindestens 2,5% in einem Wellenlängenbereich von mindestens 200 nm erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat im Bereich von 300 bis 1000 nm eine Reflektionsminderung von mindestens 2,5% aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine eine Antireflexschicht bildende Beschichtung abgeschieden wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mindestens einen Schicht, die eine Antireflexschickt bildet, mindestens eine weitere Schicht abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine weitere Schicht eine die Benetzung der Oberfläche beeinflussende Schicht abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine weitere Schicht eine die Kratzfestigkeit der Oberfläche verbessernde Schicht abgeschieden wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgas mindestens ein Precursor ausgewählt aus Silanen, Organosilanen, Organosiloxanen, Organosilazanen, Alkoxysilanen, fluorhaltigen Monomeren und/oder Mischungen hiervon eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Organosilan ausgewählt ist aus Substanzen, wie z. B. Tetramethylsilan, Trimethylsilan oder Mischungen hiervon.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Organosiloxan ausgewählt ist aus Substanzen wie z. B. Hexamethyldisiloxan, Octamethyltrisiloxan oder Mischungen hiervon.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Organosilazan ausgewählt ist aus Substanzen wie z. B. Hexamethyldisilazan, Octamethyltrisilazan oder Mischungen hiervon.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkoxysilan ausgewählt ist aus Substanzen wie z. B. Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan oder Mischungen hiervon.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Balancegas ausgewählt ist aus Luft, CO₂, O₂, NH₃, N₂O, He, N₂, Ar.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergas ausgewählt ist aus Edelgasen oder Inertgasen, insbesondere Helium, Argon und Stickstoff.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Glas, insbesondere Floatglas oder Gussglas, eingesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat Polymere, insbesondere optisch transparente Kunststoffe, eingesetzt werden.
Antireflexbeschichtung auf einem Substrat, herstellbar durch ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22.