LU103058B1

LU103058B1 - Oberflächenstrukturiertes substrat mit einem schwarzmarkierungsbereich

Info

Publication number: LU103058B1
Application number: LU103058A
Authority: LU
Inventors: Tim Kunze; Sabri Alamri
Original assignee: Fusion Bionic Gmbh
Priority date: 2023-01-05
Filing date: 2023-01-05
Publication date: 2024-07-05
Also published as: DE112024000500A5; WO2024146962A1; EP4646387A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein oberflächenstrukturiertes Substrat, wobei das oberflächenstrukturierte Substrat wenigstens eine erste äußere Oberfläche mit einem Schwarzmarkierungsbereich aufweist, die durch einen strukturierten Bereich und einen unstrukturierten Bereich gebildet ist. Dabei weist der strukturierte Bereich ein erstes Interferenzpixel auf, welches aus einer ersten periodischen Struktur gebildet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenstrukturierten Substrates.

Description

_ LUA 03058

OBERFLACHENSTRUKTURIERTES SUBSTRAT MIT EINEM SN

SCHWARZMARKIERUNGSBEREICH SS

TECHNISCHES GEBIET = =

SS

Die vorliegende Erfindung betrifft ein oberflächenstrukturiertes Substrat, wobei das = eu oberflächenstrukturierte Substrat wenigstens eine erste äußere Oberfläche mit einem « Ny

Schwarzmarkierungsbereich aufweist, die durch einen strukturierten Bereich und einen De unstrukturierten Bereich gebildet ist. Dabei weist der strukturierte Bereich ein erstes eu

Interferenzpixel auf, welches aus einer ersten periodischen Struktur gebildet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenstrukturierten

Substrates.

STAND DER TECHNIK

Industrielle Beschriftungen und Markierungen sind je nach Einsatzzweck immer höheren

Anforderungen ausgesetzt. Besonders dunkle und kontrastreiche Beschriftungen, die unter verschiedenen Betrachtungswinkeln blickstabil sind, können dabei durch die

Schwarzmarkierung erreicht werden, einem Laserbearbeitungsverfahren, welches den zusätzlichen Vorteil hat, dass es keinen Oberflächenabtrag des Materials zur Folge hat.

Strukturen im Nanometerbereich werden dabei durch extrem kurze Laserpulse erzeugt, wodurch eine beständige und tiefe Schwärzung der behandelten Oberflächenbereiche entsteht. Durch Ultrakurzpuls-Laser, welche eine Pulsdauer im Bereich von Pikosekunden oder Femtosekunden aufweisen, können zudem korrosionsbeständige Markierungen erzeugt werden, welche beispielsweise für Medizinprodukte wie Operationsbesteck oder Implantate eine wesentliche Bedeutung haben.

Beispielsweise wird in der CN 108436285 A eine Lasermarkierungsvorrichtung und ein

Verfahren zur Schwarzmarkierung von rostfreiem Stahl offenbart. Bei dem Verfahren zur

Schwarzmarkierung wird das von einer Energiequelle abgegebene Laserlicht durch ein

Galvanometer-Abtastsystem abgelenkt und anschließend durch einen optischen

Fokussierspiegel fokussiert und auf die Oberfläche eines Werkstücks gerichtet. Der Laser emittiert dabei einen Laserpuls mit einer Wellenlänge von 1064 + 5 nm, einer Pulsdauer von 100 - 130 ns und einer Durchschnittsleistung von 20 W. white ip | patent & legal PatGmbH Co

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In der WO 2018/189988 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Metallprodukts LU1030$&

SR beschrieben, bei welchem ebenfalls eine Schwarzmarkierung durchgeführt wird. Das SS

Verfahren umfasst das Abtasten eines Grundflächenlaserstrahls in einer vorgeschriebenen > ersten Richtung, während der Grundflachenlaserstrahl auf eine Oberfläche eines laminierten LQ a.

Körpers gestrahlt wird, und das Wiederholen des Abtastvorgangs für eine Vielzahl von © ve … ve

Reihen, um einen Grundbereich auf der Oberfläche des laminierten Körpers zu bilden. LON

IW

Weiterhin erfolgt das Abtasten eines Markierungslaserstrahls in einer vorgeschriebenen 2 EX: zweiten Richtung, während der Markierungslaserstrahl auf die Oberfläche des laminierten x N

Körpers gestrahlt wird, und das Wiederholen des Abtastvorgangs für eine Vielzahl von N

Reihen, um eine schwarze Markierung zu bilden, die aus der Oxidation der Oberfläche des “~~ laminierten Körpers resultiert. Die zweite Richtung ist von der ersten Richtung verschieden.

Ein |dentifikationscode mit einem vorgeschriebenen Muster wird durch eine Kombination aus dem Basisbereich und der schwarzen Markierung gebildet.

Nachteilig sind die bekannten Verfahren vergleichsweise langsam, was die

Prozessgeschwindigkeit stark limitiert. Dadurch sind solche Verfahren sehr aufwändig und somit kostenintensiv.

AUFGABE

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, ein Substrat mit wenigstens einer ersten äußeren Oberfläche zur Verfügung zu stellen, welche einen

Schwarzmarkierungsbereich aufweist, wobei der Schwarzmarkierungsbereich Uber ein einfaches, kostengünstiges und effektives Verfahren erzeugt werden kann.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem derartige laseroberflächenstrukturierte Bauteile gezielt und zuverlässig reproduzierbar mit vorgegebenen Eigenschaften hergestellt werden können.

LÖSUNG

Die Aufgabe wird durch ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit den Merkmalen des

Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Die Aufgabe wird insbesondere durch ein oberflächenstrukturiertes Substrat, vorzugsweise ein laseroberflächenstrukturiertes Substrat, gelöst, wobei das oberflächenstrukturierte white ip | patent & legal PatGmbH | ;

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Substrat wenigstens eine erste äußere Oberfläche mit einem Schwarzmarkierungsbereich | LU1030$8 aufweist. +

Der Schwarzmarkierungsbereich des oberflachenstrukturierten Substrats ist durch einen — UE strukturierten und einen unstrukturierten Bereich gebildet. Der strukturierte Bereich weist © = erfindungsgemäß ein erstes Interferenzpixel auf, wobei das erste Interferenzpixel aus einer = S ersten periodischen Struktur aus wenigstens drei von einer ebenen Oberfläche 2 WN abweichenden Oberflächenunebenheiten gebildet wird. Die periodische Struktur ist in diesem x Öx

Sinne als periodische, topographische Struktur ausgebildet. Derartige SD

Oberflächenunebenheiten sind dabei Anderungen in der Oberfläche, welche sowohl als

Vertiefungen als auch als Erhöhungen ausgebildet sein können. Insbesondere kann es sich dabei um linienförmige Strukturen, also rillenförmige Vertiefungen oder rillenförmige

Erhöhungen handeln. Weiterhin können solche Oberflächenunebenheiten als punktförmige

Strukturen, insbesondere als inverse Zapfen oder als Zapfen ausgebildet sein. Es können dabei auch verschiedene Arten von Oberflächenunebenheiten gleichzeitig auf einer

Oberfläche oder auf einer Grenzfläche vorliegen.

Dabei weist eine rillenförmige Vertiefung oder eine rillenförmige Erhöhung eine Ausdehnung in einer ersten Dimension auf, die deutlich größer, bevorzugt wenigstens 10-fach größer, ist als die Ausdehnung in den beiden anderen Dimensionen. Die rillenförmige Vertiefung oder die rillenförmige Erhöhung verlaufen dabei parallel zur Oberfläche, welche den strukturierten

Bereich aufweist, insbesondere parallel zur ersten äußeren Oberfläche des Substrats oder der Deckschicht.

Der Abstand zweier benachbarter Oberflächenunebenheiten innerhalb eines

Interferenzpixels, insbesondere innerhalb des ersten Interferenzpixels, beträgt eine erste

Interferenzperiode (p1). Erfindungsgemäß liegt die erste Interferenzperiode, also die Periode der ersten periodischen Struktur bzw. der Abstand von einem Mittelpunkt oder einer

Mittellinie einer Vertiefung zu einer in einer Periodenrichtung benachbart angeordneten

Vertiefung, im Bereich von 50 nm bis 200 um, vorzugsweise im Bereich von 50 nm bis 50 um, besonders bevorzugt im Bereich von 5 um bis 45 um.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt die erste Interferenzperiode im Bereich von 10 um bis 35 um, bevorzugt im Bereich von 15 um bis 30 um. Dabei erscheint die

Oberfläche im strukturierten Bereich schwarz, was als Schwarzmarkierung bezeichnet wird. white ip | patent & legal PatGmbH en

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Bei einer Interferenzperiode von weniger als 5 um treten verstärkt sogenannte LU1030$&

Regenbogeneffekte auf, bei denen für den Betrachter meist unerwünschte Farbverläufe Ww wahrnehmbar sind. >>

Erfindungsgemäß weist der strukturierte Bereich weiterhin mehrere versetzt zueinander © = angeordnete Interferenzpixel aus jeweils einer periodischen Struktur aus wenigstens drei = S

Oberflächenunebenheiten auf, wobei wenigstens 50% der versetzt zueinander angeordneten 2 I

Interferenzpixel einen Überlapp von wenigstens 95%, bevorzugt von wenigstens 97%, x = besonders bevorzugt von wenigstens 99%, ganz besonders bevorzugt von wenigstens SD 99,5% mit einem benachbarten Interferenzpixel, vorzugsweise mit mehreren benachbarten

Interferenzpixeln aufweisen.

Als „Überlapp der Interferenzpixel“ wird dabei eine räumliche Überlappung zweier

Interferenzpixel verstanden, also die Fläche, die zwei überlappende Interferenzpixel gemeinsam aufweisen verglichen mit der Fläche, die ein einzelnes der beiden

Interferenzpixel beinhaltet. Da jedes Interferenzpixel bei der Applikation mittels

Laserinterferenzstrukturierung durch einen Puls gebildet wird, wird dieser Überlapp auch als

Puls-zu-Puls-Überlapp bezeichnet. Ein Interferenzpixel weist dabei eine Fläche auf, welche durch einen Kreis definiert wird, welcher durch die äußeren Ränder der

Oberflachenunebenheiten definiert wird. Dieser Kreis ist der größte Kreis, der dabei gerade noch eine der enthaltenen Oberflächenunebenheiten berührt oder tangiert. Die Größe des

Überlapps ist im Zweifel auf das Interferenzpixel mit der kleineren Fläche bezogen.

Die überlappenden Interferenzpixel können dabei die gleichen periodischen Strukturen aus

Jeweils wenigstens drei Oberflächenunebenheiten, insbesondere in Form von inversen

Zapfen, Zapfen, rillenförmigen Vertiefungen oder rillenförmigen Erhöhungen, aufweisen oder sich in ihren periodischen Strukturen voneinander unterscheiden. Der strukturierte Bereich kann somit in einer Ausführungsform mehrere versetzt zueinander angeordnete erste

Interferenzpixel oder erste und zweite Interferenzpixel aufweisen, wobei die periodischen

Strukturen der zweiten Interferenzpixel von den periodischen Strukturen der ersten

Interferenzpixel abweichen. Ebenso können dritte oder weitere Interferenzpixel mit ebenfalls abweichenden periodischen Strukturen versetzt zu den ersten und/oder zweiten

Interferenzpixeln angeordnet sein.

Die repetitiv nebeneinander angeordneten Interferenzpixel werden dabei zunächst entlang einer ersten Reihe erzeugt. Daraufhin wird eine versetzt dazu angeordnete weitere Reihe erzeugt. Der Interferenzpixel-zu-Interferenzpixel Überlapp (hierin auch nur kurz als "Pixel-zu- white ip | patent & legal PatGmbH en

Pixel Überlapp“ oder ,Überlapp der Interferenzpixel“ oder bei Applikation mittels LU1030$&

Laserstrukturapplikationsverfahren, inspesondere mittels Laserinterferenzstrukturierung als Ww ,Puls-zu-Puls Überlapp“ bezeichnet) ist vorzugsweise sehr hoch innerhalb einer Reihe, also =~ vorzugsweise wenigstens 95%, vorzugsweise wenigstens 97 %, während der Uberlapp QO ss zwischen den Reihen gering ist. So können definierte Strukturen schnell und effektiv erzeugt © = werden. = =

Ein hoher Pixel-zu-Pixel-Uberlapp kann aber auch dadurch erzeugt werden, dass eine erste x =

Reihe so erzeugt wird, dass ein geringerer Uberlapp, beispielsweise im Bereich von 10 % bis SD 20%, oder auch kein Uberlapp gegeben ist, wobei daraufhin die Reihe erneut erzeugt wird, wobei die Position der erneut erzeugten Reihe einen großen Überlapp von wenigstens 95 %, vorzugsweise wenigstens 97 %, zu der zuvor erzeugten Reihe aufweist. Dabei kann der

Überlapp also durch ein mehrfaches Rastern einer Reihe erzeugt werden.

Bei einer Multipulsbearbeitung, also sowohl bei einer Mehrfachbestrahlung als auch bei einem großen Puls-zu-Puls-Überlapp treten Inkubationseffekte auf, sodass vorteilhaft der erste Puls die Absorptionseigenschaften derart verändert (z.B. durch Änderung der Rauheit, 0.ä.), dass der zweite Puls nominal etwas mehr abträgt im Vergleich dazu, wenn es den ersten Puls nicht gegeben hätte.

Außerdem kann eine leichte Erwärmung des Substrates auch dazu führen, dass

Abtragsschwellen verändert, idealerweise leicht erhöht, werden, wobei dies insbesondere bei

Pulsdauern von über 500 ps relevant ist.

Je größer dabei der Überlapp ist, desto größer ist die Strukturtiefe der entstehenden

Strukturen, insbesondere der Oberflachenunebenheiten, und desto stärker können die auftretenden optischen Effekte erscheinen, wodurch einem Betrachter der strukturierte

Bereich des Schwarzmarkierungsbereiches dunkler (und schwärzer) erscheint.

Die Strukturierung mittels Puls-zu-Puls Überlapp hat den Vorteil, dass zumindest einzelne erzeugte Strukturelemente innerhalb eines ersten, zweiten und/oder weiteren

Interferenzpixels mehrfach bestrahlt werden. Hierdurch kann durch

Selbstorganisationsprozesse eine der periodischen Punktstruktur überlagerte quasi- periodische Linienstruktur als Wellenstruktur, insbesondere sog. LIPSS, ausgebildet werden.

Vorteilhaft sind so hierarchische Strukturen auf der Oberfläche des Substrats schnell und somit effektiv erzeugbar, wodurch die Oberflächenrauheit der Wandung einer periodischen

Punktstruktur insbesondere im Nano- und/oder Submikrometerbereich, insbesondere im white ip | patent & legal PatGmbH en

Nanometerbereich, erhöht werden kann, was eine Vergrößerung der Oberfläche zur Folge | LU1030$& hat. SS

Der strukturierte Bereich wird dabei durch die unterschiedlichen, aufgebrachten Strukturen „ws gebildet. Diese können eine einzelne Linienstruktur, eine einzelne Punktstruktur, mehrere © ve … ve

Uberlagerte Linienstrukturen, mehrere überlagerte Punktstrukturen oder auch Üüberlagerte Een Le

N

Punkt- und Linienstrukturen sein. Auch wenn der strukturierte Bereich aus mehreren, nicht 2 I zwingend miteinander verbundenen, einzelnen strukturierten Teilbereichen, wie x S beispielsweise einzelnen Zapfen oder einzelnen rillenfôrmigen Vertiefungen, besteht, so wird Ne im Sinne der Erfindung doch der gesamte Anteil der Oberfläche, der strukturiert ist, dessen “~~

Oberflache sich folglich aufgrund einer Behandlung mittels eines Laserinterferenzverfahrens geändert hat, als ein strukturierter Bereich angesehen. Es kann also jede Oberfläche lediglich einen strukturierten Bereich aufweisen.

Jeglicher Teil der Oberfläche, der nicht dem strukturierten Bereich zuzuordnen ist, gilt dann als zum unstrukturierten Bereich gehôrend.

Die Periode der Struktur, also die Strukturperiode, wird für periodische Punktstrukturen oder fur periodische Linienstrukturen im Sinne der Erfindung als Interferenzperiode (pn) bezeichnet. Sie ist im Allgemeinen abhängig von der Strukturierung einer Maske, dem

Negativ der gewünschten periodischen Punkt- oder Linienstruktur auf einem Formwerkzeug oder der Wellenlänge der interferierenden Laserstrahlen, dem Einfallswinkel der interferierenden Laserstrahlen und der Anzahl der interferierenden Laserstrahlen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den

Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

ALLGEMEINE VORTEILE

Mit Hilfe einer hierin beschriebenen Strukturierung von Oberflächen und/oder Grenzflächen von Substraten, insbesondere einer Deckschicht und/oder einer Grundschicht von

Substraten, können vorteilhaft die optischen Eigenschaften der Oberfläche oder Grenzflache gezielt beeinflusst werden.

Insbesondere kann effektiv und vorteilhafterweise besonders schnell im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ein Schwarzmarkierungsbereich auf einer Oberfläche oder

Grenzflache aufgebracht werden. Die resultierende Schwarzmarkierung ist weiterhin vorteilhaft besonders matt ausgebildet. Gerade eine Kombination mit zusätzlichen optischen white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Effekten, die die optischen Eigenschaften der Oberfläche geeignet beeinflussen, führt zu LU1030$& reduzierten Reflexionen und Blendeigenschaften, wodurch Synergieeffekte auftreten. +

Des Weiteren kann die Struktur direkt (d.h. ohne das Erfordernis, die Struktur zwingend über „4 nn eine weitere Schicht indirekt aufzubringen) auf eine Oberfläche Substrats appliziert/erzeugt © = werden. Da die Strukturierung nicht vom Brechungsindex oder der Haftung bestimmter = S

Beschichtungsmaterialien auf dem Substrat abhängig ist, ist diese Struktur also flexibler 2 EX: einsetzbar als herkömmliche chemische Strukturierungen oder Nanostrukturierungen, bei x Öx denen Metallgitter auf die Anordnungen aufgebracht werden müssen. N —

Auch ist die Stabilität und Robustheit der erzeugten Strukturen vorteilhaft, da diese im

Vergleich zu anderen Verfahren, insbesondere gegenüber Beschichtungen, verbessert ist.

Somit wird die Beständigkeit des laseroberflächenstrukturierten Bauteils mit gezielt eingestellten Oberflächeneigenschaften optimiert. Der Hintergrund ist hier, dass die

Strukturen direkt auf die Oberfläche einer Deckschicht eines Bauteils aufgebracht und/oder in das Bauteil eingebracht sind und sich nicht über die Zeit und der einsatzbedingten

Materialbeanspruchung, insbesondere mechanischen Materialbeanspruchung von der

Oberfläche (ab)lösen können. Darüber hinaus sind die Strukturen chemikalienbeständig gegenüber Lösungsmitteln und Glasreinigern.

Entgegen herkömmlicher Methoden (wie beim Ätzen, Sandstrahlen,

Polymerbeschichtungen) zum Auf-/Einbringen einer Struktur auf einem Substrat besteht ein weiterer Vorteil des hierin definierten oberflächenstrukturierten Substrats bzw. des

Applikationsverfahrens darin, dass ohne großen Aufwand lediglich gewisse

Ausschnitte/Bereiche einer Ebene einer Deckschicht zielgerichtet und/oder partiell strukturiert werden können. So kann bspw. auch auf das aufwendige Anfertigen und

Anordnen einer Maske zum Anbringen auf einer zu strukturierenden Oberfläche, die bspw. gewisse Bereiche der Oberfläche vor der Behandlung abschirmt/schützt, verzichtet werden.

Zudem lassen sich die Strukturparameter (bspw. die Interferenzperiode, die Strukturtiefe, die

Durchmesser, die Form und die Größe der Vertiefungen, insbesondere der inversen Zapfen oder der rillenförmigen Vertiefungen) und somit auch die damit verbundenen Eigenschaften zielgerichtet und maßgeschneidert anpassen.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit mehrere der vorteilhaften Eigenschaften gleichzeitig auf einer Oberfläche oder wenigstens an einem Bauteil zu erzielen. Dafür werden entweder verschiedene Strukturen, insbesondere periodische Punktstrukturen und/oder periodische white ip | patent & legal PatGmbH en

Linienstrukturen auf einer Oberfläche überlagert angeordnet und/oder es können auch LU1030$& verschiedenen Oberflächen oder Grenzflachen eines Bauteils strukturiert werden. Ww

AUSFUHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG +

ON

Das erfindungsgemäße oberflachenstrukturierte Substrat beschreibt ein Substrat, = 8 aufweisend wenigstens einen Schwarzmarkierungsbereich mit wenigstens einer ersten x periodischen Struktur, insbesondere einer Punktstruktur, im Mikro- und/oder N x. x

Submikrometerbereich, insbesondere mit mehreren versetzt zueinander angeordneten _ periodischen Strukturen, welche einen Überlapp von wenigstens 95% aufweisen, wodurch ein beständiger und blickstabiler Schwarzmarkierungsbereich entsteht.

Strukturiertes Substrat

Substrat

Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begriff Substrat auf ein Substrat dessen Oberfläche eine Ausdehnung in mehrere Raumrichtungen hat. Es kann sich bei einem Substrat, bevorzugt einem flächigen Substrat, um ein planares Substrat oder ein gekrümmtes

Substrat, beispielsweise ein parabolisches Substrat handeln. Unter flächig ist im Sinne der

Erfindung ferner zu verstehen, dass die Ausdehnung eines Substrats, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, beispielsweise eines planaren Substrates in x und y

Richtung, beziehungsweise die Ausdehnung eines gekrümmten Substrates entlang seines

Krümmungsradius größer ist als die Ausdehnung des Bereichs, in dem die zumindest drei

Teilstrahlen miteinander interferieren. Bei einem gekrümmten Substrat mit einer gekrümmten ersten äußeren Oberfläche ist dann auch die projizierte Oberfläche gekrümmt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Substrat um ein Substrat, dessen Ausdehnung in x und y Richtung, beziehungsweise dessen Ausdehnung entlang eines Krümmungsradius kleiner oder gleich der Ausdehnung des Bereichs ist, in dem die zumindest drei Teilstrahlen miteinander interferieren. Eine homogene Strukturierung des

Substrats ist in einem Bearbeitungsschritt (während eines Laserpulses) möglich.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Substrat um ein flachiges Substrat, dessen Ausdehnung in x und y Richtung, beziehungsweise dessen

Ausdehnung entlang eines Krümmungsradius größer der Ausdehnung des Bereichs ist, in dem die zumindest drei Teilstrahlen miteinander interferieren. Durch Bewegen des Substrats white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung in der x und y Ebene ist eine flächige, homogene Strukturierung des Substrats in mehreren | LU1030$&

Bearbeitungsschritten (mit mehreren Laserpulsen) môglich. Die Bewegung des Substrats Ww kann hierbei durch Rotation oder Translation oder durch eine Uberlagerung aus Rotation und =~

Translation erfolgen. SQ >

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwarzmarkierungsbereich mit einem £t S

Glanzfaktor von weniger als 10, bevorzugt weniger 5, besonders bevorzugt weniger als 2,5, 2 EX: ganz besonders bevorzugt weniger als 1, insbesondere weniger als 0,5, insbesondere x = weniger als 0,2, noch weiter bevorzugt weniger als 0,1, ausgebildet. Dabei wird der SD

Glanzfaktor vorzugsweise mit einem Glanzmessgerät unter einem Einfallswinkel von 60° gemessen.

Dabei führt ein geringerer Glanzfaktor aufgrund der damit einhergehenden geringen

Reflexion zu einem matteren Gesamteindruck der Schwarzmarkierung, wodurch vorteilhaft der Kontrast zwischen dem Schwarzmarkierungsbereich und der angrenzenden nicht strukturierten Oberfläche des Substrats erhöht werden kann.

Im Sinne der Erfindung umfasst die Bezeichnung Substrat ein festes Material mit vorzugsweise reflektierender Oberfläche, wobei das Substrat insbesondere bei

Raumtemperatur fest ist, sodass eingebrachte Oberflächenunebenheiten auf der Oberfläche bestehen bleiben. Beispiele für derartige Substrate sind insbesondere Metalle und Halbleiter oder Verbindungen daraus, insbesondere Kupfer und Silizium. Auch andere Materialien, insbesondere solche mit einer guten spezifischen Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 20 W/(m-K), besonders bevorzugt von wenigstens 50 W/(m-K), ganz besonders bevorzugt von wenigstens 75 W/(m-K), insbesondere von wenigstens 100 W/(m-K), noch mehr bevorzugt von wenigstens 150 W/(m-K), gemessen bei 20 °C sind für derartige

Anwendungen geeignet. Beispiele für geeignete Metalle umfassen Kupfer (Cu, 240- 401 W/(m-K)), Silber (Ag, 429 W/(m-K)), Gold (Au, 314 W/(m-K)), Zinn (Sn, 67 W/(m-K)), Zink (Zn, 110 W/(m-K)), Aluminium (Al, 236 W/(m-K)), Chrom (Cr, 86 W/(m-K)), Wolfram (W, 197 W/(m-K)), Nickel (Ni, 85 W/(m-K)) oder Mischungen bzw. Legierungen, wie bspw.

Messing (120 W/(m-K)), Kupferlegierungen mit Zinn, Zink, Nickel und/oder Blei oder

Aluminiumlegierungen mit Mangan, Magnesium, Kupfer, Silizium und/oder Zink, daraus.

Geeignete Halbmetalle bzw. Halbleitermaterialien sind Silizium (Si, 163 W/(m-K)), Indium (In, 81,6 W/(m-K)) und Halbleiter, wie die binären IlI-V Halbleiter GaAs, InAs und AlAs und/oder die ternären Halbleiter InGaAs bzw. InAlAs und Mischungen damit. Darüber hinaus weiß der

Fachmann, wie er die spezifischen Wärmeleitfähigkeit flr ein geeignetes Material ermittelt oder er kann diese ihm bekannten Tabellen und Nachschlagewerken entnehmen. Die white ip | patent & legal PatGmbH Co

Wärmeleitfähigkeit ist eine Stoffeigenschaft eines Materials und beschreibt, wie schnell der LU1030$8

Stoff Wärme weiterleiten kann. Je höher die Wärmeleitfähigkeit, desto schneller kühlt sich Ww der Stoff auch wieder ab. Die Wärmeleitfähigkeit hat im SI-System die Einheit W/(m-K) (Watt =~ pro Meter und Kelvin). SQ >

Darüber hinaus weiß der Fachmann, wie er die spezifischen Warmeleitfahigkeit für ein x’ S geeignetes Material ermittelt oder er kann diese ihm bekannten Tabellen und 2 EX:

Nachschlagewerken entnehmen. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Stoffeigenschaft eines x Öx

Materials und beschreibt, wie schnell der Stoff Wärme weiterleiten kann. Je höher die SD

Wärmeleitfähigkeit, desto schneller kühlt sich der Stoff auch wieder ab. Die

Wärmeleitfähigkeit hat im SI-System die Einheit W/(m-K) (Watt pro Meter und Kelvin).

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Substrat Materialien wie Metalle oder

Halbleiter oder Legierungen auf oder besteht aus ihnen. Geeignete Metalle sind beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Ein geeignetes Halbleitermaterial ist beispielsweise

Silizium. Diese Materialien sind aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit zwar oft schwer zu bearbeiten, weisen jedoch gute Wärmeableitungsfähigkeiten auf. Weitere mögliche

Materialien umfassen auch Komposite.

Weitere geeignete Materialien sind Magnesium, Titanium sowie darauf aufbauende

Beschichtungen bzw. Legierungen, aber auch Siliziumcarbid-basierte Materialien,

Keramiken, vorzugsweise auch Polymer und Glas. Dabei wird auf Materialien wie Glas und auch auf Polymere vorzugsweise eine Hilfsschicht aufgebracht (wie hierin beschrieben), deren Material daraufhin die Strukturierung bildet.

Das Material des oberflächenstrukturierten Substrats kann auch einen Schmelzpunkt von weniger als 1.400 °C, bevorzugt von weniger als 1.200 °C, besonders bevorzugt von weniger als 1.100 °C aufweisen. Der Fachmann weiß, wie er den Schmelzpunkt oder den

Schmelzbereich für ein geeignetes Material ermittelt oder er kann diese Werte ihm bekannten Tabellen und Nachschlagewerken entnehmen. Es kann durch die Verwendung von besonders kurzen Laserpulsen, von vorzugsweise weniger als 500 ps (sog.

Ultrakurzpulslaser), insbesondere innerhalb von Bereichen, wie hierin definiert, vorteilhaft auch eine Strukturierung von solchen Materialien mit geringem Schmelzpunkt realisiert werden. Bei anderen Materialien mit höheren Schmelzpunkten, wie beispielsweise Edelstahl sind auch Pulsdauern im Bereich von Nanosekunden (ns) ausreichend, welche deutlich einfacher zu realisieren sind. white ip | patent & legal PatGmbH

Bei längeren Pulsen ab 1 ns wird mehr Wärme, also Energie, in das Material eingebracht LU1030$& und es wird eine größere Menge an Material aufgeschmolzen, wodurch sich lokale Ww

Wellenfronten (an den Maxima) bilden, die sich Ubereinanderstilpen können und somit zu =~ großen Strukturhôhen führen. SQ >

Bei kürzeren Pulsen bis zu 1 ns, insbesondere bis zu 500 ps, trägt man das Material eher ab. er S

Relevante Effekte sind hier die kalte Ablation bzw. die Materialzerstäubung, sodass eher 2 EX:

Vertiefungen entstehen und wenig bis nichts aufschmilzt. x =

Das Substrat kann dabei auch biegsam ausgebildet sein, wie beispielsweise eine Metallfolie.

Relevant ist hier insbesondere, dass die Oberflachenunebenheiten nach einem

Abkühlungsprozess erhalten bleiben.

Vorzugsweise weist das oberflächenstrukturierte Substrat, insbesondere das laseroberflächenstrukturierte Substrat, auf der der ersten äußeren Oberfläche abgewandten

Seite, eine zweite äußere Oberfläche auf. Dabei ist die zweite äußere Oberfläche aus einem strukturierten und einem unstrukturierten Bereich gebildet, wobei der strukturierte Bereich eine periodische Punkt- und/oder Linienstruktur aufweist. So können die vorteilhaften Effekte und Eigenschaften, insbesondere die verbesserte Wärmeübertragung auch an der weiteren zweiten äußeren Oberfläche wirken. Gerade bei einer Verwendung innerhalb eines

Bauelementes und/oder innerhalb einer elektronischen Schaltung kann dadurch der

Wärmeableitungskoeffizient vergrößert und so die Wärmeableitung verbessert werden.

Bevorzugt weist der strukturierte Bereich ein Verhältnis der realen Oberfläche zur projizierten

Oberfläche von wenigstens 120%, vorzugsweise 150%, besonders bevorzugt 200%, insbesondere 250% auf. Die projizierte Oberfläche ist dabei die Projektionsfläche auf die erste äußere Oberfläche ohne Oberflächenunebenheiten.

Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des strukturierten Substrats zusätzlich zu dem Schwarzmarkierungsbereich einen oder mehre anderweitig laserstrukturierte Bereiche aufweist, beispielsweise Bereiche mit verbesserten Anti-glare-Eigenschaften. Die unterschiedlichen Bereiche können sich dabei überschneiden.

Transparentes Substrat

Nach einer möglichen Ausgestaltung besteht das Substrat aus einem transparenten Material.

Ein Material bzw. Substrat ist im Sinne der vorliegenden Erfindung transparent, wenn es white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung eine hohe Durchlässigkeit für zumindest einen Teilbereich des Spektrums LU1030$& elektromagnetischer Strahlung zwischen 1 nm und 10 m aufweist, vorzugsweise für Licht, Ww dass für das menschliche Auge sichtbar ist oder Licht im Bereich von Infrarot- oder =~

Ultraviolettstrahlung. Derartige Teilbereiche sind beispielsweise elektromagnetische SQ ss

Strahlung im Bereich des ultravioletten (UV) Lichtes von 100 nm bis 380 nm, insbesondere © =

UV-A von 315 nm bis 380 nm oder UV-B von 280 nm bis 315 nm oder UV-C von 100 nm bis = S 280 nm, des sichtbaren Lichts von 380 nm bis 780 nm oder in einem Bereich, der auch = Id infrarotes Licht umfasst, von 780 nm bis 5.000 nm oder in einem Bereich des infraroten x =

Lichtes (Warmestrahlung) oder in einem Bereich der Mikrowellenstrahlung, insbesondere SD

Radarstrahlen im Wellenlängenbereich von 1 mm bis 10 m, oder auch ein anderer

Teilbereich, der entsprechend der gewünschten Anwendung, insbesondere an die

Wellenlänge der Laserquelle, angepasst ist. Ein solcher Teilbereich hat bevorzugt wenigstens eine Breite von 10 % oder von 50 % der Wellenlänge, welche die untere Grenze des Teilbereiches bildet. Eine hohe Durchlässigkeit in einem Teilbereich ist im Sinne der

Erfindung ein Transmissionsgrad von wenigstens 50 % oder vorzugsweise wenigstens 70 % oder besonders bevorzugt wenigstens 80 % oder wenigstens 90 % für jede Wellenlänge in dem Teilbereich, also für das gesamte Spektrum in dem Teilbereich. Im Gegensatz dazu wird ein Substrat als teiltransparent bezeichnet, wenn es wenigstens eine gewissen

Transmissionsgrad aufweist, vorzugsweise wenigstens 20 % für jede Wellenlänge in dem

Teilbereich, also für das gesamte Spektrum in einem hierin beschriebenen Teilbereich, aufweist. Der Fachmann weiß, wie er die Transparenz und/oder die Lichtdurchlässigkeit für ein geeignetes Material ermittelt oder er kann diese Werte ihm bekannten Tabellen und

Nachschlagewerken entnehmen.

Vorzugsweise ist das Substrat transparent, weist also in einem Teilbereich des elektromagnetischen Spektrums, vorzugsweise im Bereich des sichtbaren Lichtes oder des nahinfraroten Lichtes oder des UV-Bereiches, insbesondere UV-A und/oder UV-B und/oder

UV-C, einen Transmissionsgrad von wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 70 %, besonders bevorzugt wenigstens 80 %, wenigstens 90 % für jede Wellenlänge in dem

Teilbereich auf.

Als ein transparentes Substrat kann aber auch ein Substrat bezeichnet werden, welches selektiv für bestimmte Wellenlängenbereiche im Bereich des sichtbaren Lichts eine hohe

Durchlässigkeit aufweist, bspw. hat das Substrat eine hohe Durchlässigkeit für elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 500 nm bis 800 nm. Dabei kann der Transmissionsgrad über den Wellenlängenbereich, welcher transmittiert wird, variieren, bspw. für Wellenlängen im Bereich von 380 nm bis 500 nm nicht weniger als 70 % white ip | patent & legal PatGmbH

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung betragen, und im Bereich von 500 nm bis 750 nm nicht weniger als 90 % betragen. LU1030$&

Beispielsweise transmittiert das Substrat Strahlung mit Wellenlängen von 380 nm bis Ww 780 nm. Besonders hohe Transmission, bspw. einen Transmissionsgrad von 90% weist es =~ bei Wellenlängen von 450 nm bis 690 nm auf, der Transmissionsgrad bei den Wellenlängen SQ ss darunter und darüber beträgt bspw. 70 %. > =

Ein transparentes Material umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung transparente 2 EX:

Materialien, insbesondere transparente Keramiken (bspw. Spinell-Keramiken, wie Mg-Al- x Öx

Spinell, ALON, Aluminiumoxid, Yttriumaluminiumgranat, Yttriumoxid oder Zirkonoxid) oder SD

Mischungen daraus. Polycarbonate sind Homopolycarbonate, Copolycarbonate und thermoplastische Polyestercarbonate.

Um einen Schwarzmarkierungsbereich auf einer ersten äußeren Oberfläche eines transparenten Materials zu erzeugen, besteht der strukturierte Bereich vorzugsweise aus einem anderen Material, welches als Deckschicht auf dem transparenten Material aufliegt.

Es handelt sich bei den Oberflächenunebenheiten an der Oberfläche des transparenten

Materials vorzugsweise um Zapfen oder rillenförmige Erhöhungen, die aus einem anderen

Material ausgebildet sind.

Oberflichenunebenheiten

Die Oberflächenunebenheiten können im Sinne der Erfindung als punktférmige

Oberflächenunebenheiten oder als linienférmige Oberflächenunebenheiten ausgebildet sein.

Dabei können die punktférmigen Oberflachenunebenheiten als Zapfen oder als inverse

Zapfen ausgebildet sein. Die linienfôrmigen Oberflächenunebenheiten können dabei als rilenfôrmige Vertiefungen oder als rillenfôrmige Erhöhungen ausgebildet sein. Insbesondere können unterschiedliche Interferenzpixel mit unterschiedlichen Oberflächenunebenheiten auch überlagert angeordnet sein, sodass unterschiedliche Abmessungen und/oder unterschiedliche Arten von Oberflächenunebenheiten auf einem oberflächenstrukturierten

Substrat, insbesondere innerhalb eines Schwarzmarkierungsbereichs, angeordnet sein können. Die Abmessungen der Oberflächenunebenheiten können bei einem Erzeugen mittels Laserinterferenzstrukturierung durch unterschiedliche Verfahrensparameter eingestellt werden. Eine Überlagerung von unterschiedlichen Arten von

Oberflächenunebenheiten meint im Sinne der Erfindung eine Überlagerung sowohl von

Punkt- als auch von Linienstrukturen. white ip | patent & legal PatGmbH en

Die Seitenflächen der Oberflächenunebenheiten der ersten periodischen Struktur, LU103058 vorzugsweise sämtlicher Oberflächenunebenheiten, weisen nach einer vorteilhaften Ww

Ausgestaltung eine glatte Oberfläche auf. Dadurch unterscheiden sich diese Strukturen = deutlich von durch Ätzen erzeugten Oberflächenunebenheiten. Selbst bei einem Verwenden QO ss von Masken können die Seitenflächen oder Mantelflächen der Oberflächenunebenheiten © = nicht so glatt wie bei der Laserinterferenzstrukturierung erzeugt werden. Dadurch sind = S vorteilhaft definierte Strukturen und optimierte Eigenschaften einstellbar. 2 EX:

Eine glatte Seitenfläche (Mantelfläche) der Oberflächenunebenheiten, also der Zapfen oder “a inversen Zapfen oder rillenfôrmigen Vertiefungen oder rillenférmigen Erhöhungen, wird dabei vorzugsweise dadurch erreicht, dass die einzelnen Oberflächenunebenheiten bei der

Strukturierung mittels Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere mittels direkter

Laserinterferenzstrukturierung nicht mehr als viermal, insbesondere nicht mehr als dreimal, besonders bevorzugt nicht mehr als zweimal, ganz besonders bevorzugt nur einmal bestrahlt werden. Dabei erfolgt die Erzeugung jedes Interferenzpixels vorzugsweise durch

Einfachbestrahlung.

Im Sinne der Erfindung gilt eine Seitenfläche einer Struktur, bspw. eines Zapfens oder inversen Zapfens oder rillenförmigen Vertiefungen oder rillenförmigen Erhöhungen, als glatt, wenn der Mittenrauwert (Ra) gemäß DIN EN ISO 4287:2010 kleiner ist als 200 nm, vorzugsweise kleiner als 50 nm, besonders bevorzugt kleiner als 20 nm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 5 nm.

Eine glatte Seitenfläche, auch als Mantelfläche bezeichnet, der Oberflächenunebenheit, also der Zapfen und/oder inversen Zapfen oder rillenförmigen Vertiefungen oder rillenförmigen Erhöhungen, hat gegenüber einer rauen Oberfläche den Vorteil, dass insbesondere bei Einstrahlung elektromagnetischer Strahlung diese nicht diffus an der

Oberfläche zurückgestreut wird bzw. werden kann. Die Seitenfläche der Vertiefungen dient somit bspw. Bei der Einstellung von gewünschten optischen Eigenschaften.

So kann beispielsweise ein innerhalb der Zapfen oder inversen Zapfen oder rillenförmigen

Vertiefungen oder rillenförmigen Erhöhungen auftretender Falleneffekt verbessert und so die

Durchlässigkeit des Lichtes durch diese Grenzfläche erhöht werden, da die Seitenfläche als quasi-homogene Spiegelfläche dient, die den Anteil reflektierter einfallender elektromagnetischer Strahlung innerhalb der Oberflächenunebenheiten, insbesondere der inversen Zapfen, bis zum Sattelpunkt reflektiert, wobei an jedem weiteren Reflexionspunkt innerhalb der Mantelfläche ein Anteil (verbleibender) elektromagnetischer Strahlung in das white ip | patent & legal PatGmbH en

Substrat, dessen erste äußere Oberfläche aus einem derartigen strukturierten und einem LU1030$& unstrukturierten Bereich gebildet ist, einkoppelt. +

Punktférmige Struktur/Interferenzmuster ess

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des oberflächenstrukturierten Substrats weist das «a Le erste Interferenzpixel ein periodisches Gitter von zumindest drei Zapfen oder inversen = A

Zapfen auf. Dadurch wird eine erste periodische Punktstruktur gebildet. Die « Ny

Oberflachenunebenheiten sind hier also Zapfen und/oder inverse Zapfen. Die hier De vorliegenden zweidimensionalen Anderungen der Oberflächeneigenschaften führen zu einer “~~ effizienten Vergrößerung der Oberfläche sowie einer daraus resultierenden verbesserten

Wärmeübertragung. So kann eine größere Menge an Wärme durch den

Schwarzmarkierungsbereich geleitet werden.

Der Begriff inverser Zapfen bezieht sich im Sinne dieser Erfindung auf Strukturen mit einer kreisférmigen, elliptischen, dreieckigen oder im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche, insbesondere mit einer kreisförmigen Grundfläche, die in vertikaler Richtung kegelförmig in das Substrat zulaufen und in deren Sattelpunkt über eine abgerundete Kegelspitze verfügen.

Die inversen Zapfen werden während des Strukturierungsprozesses, d.h. beim Auftreffen eines Laserpulses als Folge des Auftreffens eines Bereiches hoher Intensität in das zu — strukturierende Substrat ausgebildet, wobei die Bereiche zwischen den inversen Zapfen auf bzw. innerhalb des Substrates idealerweise durch destruktive Interferenz deren Intensität

Null ist im Wesentlichen Unstrukturiert verbleiben. Folglich wird durch die Fokussierung der

Laser(-teil)strahlen auf bzw. innerhalb des Substrats das Negativ von dem, was die

Intensitätsverteilung vorgibt, ausgebildet. Die beschriebene Form der inversen Zapfen bezieht sich auf Punktstrukturen, welche an der Oberfläche des Substrates angeordnet sind.

Eine Anordnung der Punktstrukturen in einer oder entlang einer Ebene innerhalb des

Volumens führt zu einer Form welche symmetrischer ausgebildet ist. Im Sinne der Erfindung sind auch die mittels Laserinterferenzstrukturierung innerhalb eines Volumens generierten

Punktstrukturen als inverse Zapfen bezeichnet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die inversen Zapfen vorzugsweise während des

Strukturierungsprozesses mittels Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten Laserinterferenzstrukturierung erzeugt, d.h. beim Auftreffen eines Laserpulses als

Folge des Auftreffens eines Bereiches hoher Intensität in das zu strukturierende Substrat ausgebildet, wobei die Bereiche zwischen den inversen Zapfen auf bzw. innerhalb des

Substrates idealerweise durch destruktive Interferenz deren Intensität Null, insbesondere white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung unterhalb einer materialabhängigen Intensitätsschwelle, ist, im Wesentlichen unstrukturiert LU103058 verbleiben. Folglich wird durch die Fokussierung der Laser(teil)strahlen auf bzw. innerhalb Ww des Substrats das Negativ von dem, was die Intensitätsverteilung vorgibt, ausgebildet. Die =~ beschriebene Form der inversen Zapfen bezieht sich auf Punktstrukturen, welche an der SQ ss

Oberfläche des Substrates angeordnet sind. Eine Anordnung der Punktstrukturen in einer © = oder entlang einer Ebene innerhalb des Volumens führt zu einer Form welche = S symmetrischer, also eher nach der Form eines Ellipsoids, ausgebildet ist. Im Sinne der 2 EX:

Erfindung sind auch die mittels Laserinterferenzstrukturierung innerhalb eines Volumens x = generierten Punktstrukturen als inverse Zapfen bezeichnet. SD

Inverse Zapfen mit einer elliptischen Grundfläche können in einem Strukturierungsprozess mittels Laserstrukturapplikationsverfahren beispielsweise durch Neigung des Substrates im

Verhältnis zum Einfallswinkel des bzw. der fokussierten Laser(teil)strahlen erzeugt werden.

Als „Zapfen“ werden im Sinne dieser Erfindung Strukturen mit einer kreisförmigen, elliptischen, dreieckigen oder im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche, insbesondere mit einer kreisförmigen Grundfläche, bezeichnet, die in vertikaler Richtung kegelförmig aus dem

Substrat herausragen und in deren Sattelpunkt über eine abgerundete Kegelspitze oder einen Kegelstumpf, insbesondere eine abgerundete Kegelspitze, verfügen. Zapfen können durch ein Aufbringen einer Negativform, die inverse Zapfen aufweist, in eine Oberfläche ein- bzw. auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Hierfür eignen sich bspw. Die Imprint-

Lithographie, bspw. Der Nanoprägelithografie (wie hierin definiert).

Die hierin definierten periodischen Punktstrukturen, die vorzugsweise aus Zapfen und/oder inversen Zapfen (entsprechend der Ausrichtung zu einer äußeren Oberfläche eines

Substrates oder einer Deckschicht bzw. in Richtung der Stapel- oder Beschichtungsrichtung) gebildet sind, haben gegenüber (periodischen) Linien- oder Wellenstrukturen den Vorteil, dass die einzelnen Vertiefungen bzw. Erhebungen eine Mantelfläche aufspannen, die sich vorzugsweise radial über den Zapfenquerschnitt (Durchmesser der Grundfläche des Zapfens oder inversen Zapfens) bis zum Sattelpunkt erstreckt. Dies ermöglicht es, dass die hierin definierten optischen Effekte unabhängig von der Ausrichtung der jeweiligen Oberfläche oder der Grenzfläche im Raum eingestellt werden können.

Der Begriff „Interferenzpixel“, bspw. erstes, zweites, drittes und/oder weiteres

Interferenzpixel bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung ein periodisches Muster bzw. Gitter von zumindest drei Zapfen oder inversen Zapfen, vorzugsweise von zumindest sieben Zapfen oder inversen Zapfen, ganz besonders bevorzugt zumindest 19 Zapfen oder white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung inversen Zapfen auf der Oberfläche eines Substrates, die sich innerhalb eines LU103058

Interferenzpixels ausbilden (vgl. Fig. 15). Dabei zeichnet sich ein Interferenzpixel, welches Ww aus Zapfen oder inversen Zapfen gebildet ist, vorzugsweise dadurch aus, dass die Zapfen =~ oder inversen Zapfen derart repetitiv zueinander ausgerichtet sind, dass bei dem Vorliegen SQ ss von drei Zapfen bzw. inversen Zapfen diese so zueinander ausgerichtet sind, dass deren © =

Scheitelpunkte (bei Zapfen deren Hôhenmittelpunkte oder bei inversen Zapfen deren = S

Zentren der Vertiefungen) zueinander den gleichen Abstand aufweisen (sog. 2 EX:

Interferenzperiode). Bei dem Vorliegen von sieben Zapfen bzw. inversen Zapfen sind diese x = so zueinander ausgerichtet, dass ein Zapfen bzw. inverser Zapfen zentral im Gitter SD angeordnet ist, wohingegen die sechs verbleibenden Zapfen bzw. inverser Zapfen um das

Zentrum derart angeordnet sind, dass jeder der Scheitelpunkte (bei Zapfen deren

Höhenmittelpunkte oder bei inversen Zapfen deren Zentren der Vertiefungen) der sechs verbleibenden Zapfen bzw. inverser Zapfen zu dem Zapfen bzw. inverser Zapfen im Zentrum und zumindest zu weiteren zwei seiner benachbarten Zapfen bzw. inversen Zapfen den gleichen Abstand aufweist (sog. Interferenzperiode).

Vorzugsweise wird das periodische Muster bzw. Gitter des Interferenzpixels, insbesondere umfassend inverse Zapfen, durch mechanische Verfahren,

Laserstrukturapplikationsverfahren und/oder mittels chemischer (Nach-)Behandlung, insbesondere durch direkte Laserinterferenzstrukturierung hergestellt. Im Falle der direkten

Laserinterferenzstrukturierung wird das periodische Muster bzw. Gitter vorzugsweise durch das Überlagern von zumindest drei, besonders bevorzugt von zumindest vier

Laser(teil-)strahlen infolge des Fokussierens (Bündelns) dieser Laser(teil-)strahlen auf die

Oberflache oder in das Innere des Substrats erzeugt, wodurch die Teilstrahlen auf der

Oberflache oder im Inneren des Substrats konstruktiv und destruktiv interferieren.

Der Einsatz von Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten

Laserinterferenzstrukturierung zur direkten Herstellung oder indirekten Herstellung (bspw. Im

Falle der Imprint-Lithographie, insbesondere der Nanopragelithografie) zur Herstellung strukturierter und unstrukturierter Bereiche auf der Oberfläche eines Substrates hat den

Vorteil, dass die Zapfen oder inversen Zapfen einer periodischen Punktstrukturen innerhalb einer Art eines Interferenzpixels identische oder nahezu identische Abmessungen aufweisen.

Vorzugsweise beträgt der Variationskoeffizient, also der Wert, der sich aus dem

Quotienten aus Standardabweichung und Durchschnittswert ergibt, des Zapfenquerschnitts (Durchmesser der Grundfläche des Zapfens oder inversen Zapfens) max. 15,0 % oder weniger, mehr bevorzugt max. 10,0 % oder weniger, noch mehr bevorzugt max. 5,0 % oder weniger, insbesondere max. 2,5 % oder weniger, noch bevorzugter max. 1,0 % oder weniger aufweisen. Es lassen sich somit Zapfen oder inverse Zapfen herstellen, die zueinander in der white ip | patent & legal PatGmbH Co

Ausformung nahezu identisch sind. Dies erlaubt zudem eine bessere Nachweisbarkeit des | LU1030$8 erfindungsgemäß strukturierten Substrates gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Ww

Strukturierung/Beschichtung von Substraten (bspw. Atzen, Partikelstrahlen, =~

Polymerbeschichtung). SQ >

Linienstruktur oder linienférmige Struktur ai S

Die erste periodische Struktur ist nach einer möglichen Ausgestaltung als erste periodische

Linienstruktur ausgebildet, die aus wenigstens drei, vorzugsweise wenigstens 5, bevorzugt S [a wenigstens 7, parallel verlaufenden rillenférmigen Vertiefungen oder rillenférmigen =

Erhöhungen ausgebildet ist. Die rillenférmigen Vertiefungen oder rillenfôrmige Erhöhungen sind derart angeordnet, dass der Abstand von einer rillenfôrmigen Vertiefung oder einer rilenfôrmigen Erhöhung zu einer innerhalb der periodischen Linienstruktur benachbart angeordneten rillenfôrmigen Vertiefung oder rillenfôrmigen Erhöhung immer identisch ist. Die einzelnen rillenfôrmigen Vertiefungen oder rillenfôrmige Erhöhungen innerhalb der ersten periodischen Linienstruktur sind also äquidistant angeordnet. Dadurch wird eine erste periodische Linienstruktur gebildet. Die Oberflächenunebenheiten sind hier also rillenförmige Vertiefungen und/oder rillenförmige Erhöhungen. Derartige Strukturen benötigen nur zwei überlagerte Laserstrahlen. Daher sind sie schnell und wirtschaftlich erzeugbar, sodass die Wirtschaftlichkeit verbessert wird.

Die sich ergebende Periode der periodischen Linienstruktur, also die Strukturperiode, wird im

Sinne der Erfindung als Interferenzperiode (pn) bezeichnet. Dabei ist die Interferenzperiode der kürzeste Abstand von einem Punkt einer rillenförmigen Vertiefung oder einer rillenförmigen Erhöhung zu einem analogen Punkt der innerhalb der periodischen

Linienstruktur benachbart angeordneten rillenförmigen Vertiefung oder rillenförmigen

Erhöhung. So entspricht die Interferenzperiode beispielsweise dem kürzesten Weg zwischen zwei Mittellinien oder tiefsten Linien einer rillenförmigen Vertiefung oder höchsten Linien der rillenförmigen Erhöhung. Die tiefsten Linien einer rillenförmigen Vertiefung sind dabei die

Mittellinien, an denen das meiste Material abgetragen wurde. Tiefe gilt hier gegenüber der entsprechenden Oberfläche, insbesondere gegenüber dem unstrukturierten Bereich der

Oberfläche.

Das gilt analog für rillenförmige Erhöhungen, wobei die tiefste Linie dann die höchste Linie ist. Rillenförmige Erhöhungen sind dabei im Sinne der Erfindung Strukturen, die sich formgleich zu einer Rille bzw. zu einer rillenförmigen Vertiefung aus der Oberfläche erheben.

Eine Möglichkeit solche rillenförmigen Erhöhungen zu erzeugen ist das Aufbringen von white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung rilenférmigen Vertiefungen auf eine Negativform und das anschließende Übertragen dieser LU103058

Struktur auf die Deckschicht. +

Analog zu den Punkstrukturen, also den Zapfen oder inversen Zapfen, kônnen auch die Proc UE rillenfôrmigen Vertiefungen und die rillenférmigen Erhöhungen innerhalb eines © =

Interferenzpixels angeordnet sein. Dabei weist ein Interferenzpixel wenigstens drei, = S vorzugsweise wenigstens fünf, bevorzugt wenigstens sieben parallel verlaufende, äquidistant 2 I angeordnete rillenförmige Vertiefungen oder rillenförmige Erhöhungen auf. x = vs veu

Es können repetitiv nebeneinander angeordnete Interferenzpixel entweder eine periodische oder eine nicht-periodische Global-Struktur bilden. Die Freiheitsgrade sind dabei die gewählte Interferenzperiode, die Richtung der ersten Dimension, entlang derer die größte

Ausdehnung der rillenförmigen Vertiefungen oder der rillenförmigen Erhöhungen ausgebildet ist, die Strukturtiefe sowie auch der Abstand bzw. Versatz der einzelnen Interferenzpixel.

Dabei bildet die Globalstruktur den strukturierten Bereich.

Das Erzeugen der rillenförmigen Vertiefungen erfolgt bevorzugt mittels eines mechanischen

Verfahrens, eines Laserstrukturapplikationsverfahrens und/oder mittels chemischer (Nach-)Behandlung.

Die Struktur, insbesondere auch deren Interferenzperiode ist im Allgemeinen abhängig von der Strukturierung einer Maske, dem Negativ der gewünschten periodischen Punktstruktur auf einem Formwerkzeug oder der Wellenlänge der interferierenden Laserstrahlen, dem

Einfallswinkel der interferierenden Laserstrahlen und der Anzahl der interferierenden _Laserstrahlen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die rillenförmigen Vertiefungen vorzugsweise während des Strukturierungsprozesses mittels Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten Laserinterferenzstrukturierung erzeugt, d.h. beim Auftreffen eines

Laserpulses als Folge des Auftreffens eines Bereiches hoher Intensität in das zu strukturierende Substrat ausgebildet, wobei die Bereiche zwischen den rillenförmigen

Vertiefungen auf bzw. innerhalb des Substrates idealerweise durch destruktive Interferenz deren Intensität unterhalb einer materialabhängigen Intensitätsschwelle ist, im Wesentlichen unstrukturiert verbleiben. Folglich wird durch die Fokussierung der Laser(teil)strahlen auf bzw. innerhalb des Substrats das Negativ von dem, was die Intensitätsverteilung vorgibt, ausgebildet. white ip | patent & legal PatGmbH en

LUA 03058

Im Falle des Erzeugens der Vertiefungen, insbesondere der rillenförmigen Vertiefungen, Ww durch direkte Laserinterferenzstrukturierung wird die periodische Struktur vorzugsweise =~ durch das Uberlagern von zumindest zwei, bevorzugt von genau zwei, Laser(teil-)strahlen SQ ss infolge des Fokussierens (Bündelns) dieser Laser(teil-)strahlen auf die Oberfläche oder in © = das Innere des Substrats erzeugt, wodurch die Teilstrahlen auf der Oberfläche oder im = S

Inneren des Substrats konstruktiv und destruktiv interferieren. 2 I er Einsatz von Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten a

Falle der Imprint-Lithographie, insbesondere der Nanoprägelithografie) zur Herstellung strukturierter und unstrukturierter Bereiche auf der Oberfläche eines Substrates hat den

Vorteil, dass die Vertiefungen, insbesondere die rillenfôrmigen Vertiefungen oder die rilenfôrmigen Erhôhungen, einer periodischen Punktstrukturen innerhalb einer Art einer periodischen Struktur, insbesondere periodischen Linienstruktur, identische oder nahezu identische Abmessungen aufweisen. Vorzugsweise beträgt der Variationskoeffizient, also der Wert, der sich aus dem Quotienten aus Standardabweichung und Durchschnittswert ergibt, der Rillenbreite (Breite der rillenförmigen Vertiefung oder Breite der rillenförmigen

Erhöhung, ermittelt an der Oberfläche, also bevorzugt an der Grenze zu dem unstrukturierten Bereich) max. 15,0 % oder weniger, mehr bevorzugt max. 10,0 % oder weniger, noch mehr bevorzugt max. 5,0 % oder weniger, insbesondere max. 2,5 % oder weniger, noch bevorzugter max. 1,0 % oder weniger aufweisen. Es lassen sich somit rilenfôrmige Vertiefungen oder rillenférmige Erhöhungen erzeugen, die zueinander in der

Ausformung nahezu identisch sind. Dies erlaubt zudem eine bessere Nachweisbarkeit des erfindungsgemäß strukturierten Substrates gegenüber herkömmlichen Verfahren zur

Strukturierung/Beschichtung von Substraten (bspw. Atzen, Partikelstrahlen,

Polymerbeschichtung).

Rastern

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann durch das Bewegen des Substrats, insbesondere des oberflachenstrukturierten Substrats, in Relation zum Fokussierpunkt, welcher das

Interferenzpixel mit einer periodischen Punktstruktur oder einer periodischen Linienstruktur erzeugt, in Kombination mit gepulsten Laser(teil-)strahlen somit eine flachige, optional homogene und periodische, Punkt- und/oder Linienstruktur auf der Oberfläche eines

Substrats, bevorzugt flächigen, erzeugt werden. white ip | patent & legal PatGmbH Co

Alternativ zum Bewegen des Substrats in Relation zum Fokussierpunkt kann auch der LU1030$&

Fokussierpunkt (bspw. Durch scannerbasierte Methoden) über die Probe bzw. das Substrat Ww geführt werden. >>

Eine Verschiebung des zu strukturierenden Substrates, bevorzugt flächigen Substrats, im © =

Laserstrahl kann aufgrund der relativ großen dabei bewegten Massen vergleichsweise = S aufwändig und langsam sein. Es ist daher vorteilhaft das Substrat, bevorzugt flächige 2 EX:

Substrat während der Bearbeitung ortsfest vorzusehen und die flächige Strukturierung des x Öx

Substrates dadurch zu realisieren, dass die Fokussierung der Teilstrahlen auf die Oberfläche SD des Substrats durch Manipulation der Laserteilstrahlen mit optischen Elementen (Fokussierspiegel bzw. Galvo-Spiegel (Laserscanner)) in Strahlrichtung bewirkt wird. Da die dabei bewegten Massen relativ klein sind, ist dies mit weit geringerem Aufwand bzw. viel schneller möglich. Vorzugsweise ist das Substrat während des Verfahrens ortsfest angeordnet. Es ist auch möglich zwischen einem Bewegen des Substrates und einem

Führen des Fokussierpunktes über das Substrat zu wechseln, wodurch große Substrate, beispielsweise größer als 200 mm x 200 mm, effizient und dennoch definiert und reproduzierbar strukturiert werden können.

Global-Struktur, insbesondere Global-Punktstruktur

Vorteilhaft können die einzelnen Pixel einer Art eines Interferenzpixels, bspw. eines ersten

Interferenzpixels, eines zweiten Interferenzpixels und/oder eines weiteren Interferenzpixels, die benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordnet sind, global (d.h. über die

Ausdehnung der zu strukturierenden Ebene) wahlweise eine periodische oder eine nicht- periodische Global-Punkt- und/oder Global-Linienstruktur ausbilden. Eine vollperiodische

Global-Punkt- und/oder Global-Linienstruktur wird erzeugt bzw. liegt vor, wenn der vorhergehende Pixel und der nachfolgende Pixel einer Art eines Interferenzpixels jeweils um ein ganzes Vielfaches (bspw. 2, 3, 4, 5) der Interferenzperiode (pn) in eine Raumrichtung zueinander verschoben sind. Es ergibt sich dadurch über die Ausdehnung der zu _strukturierenden Ebene ein vollperiodisches Muster, dessen Periode der Interferenzperiode (pn) entspricht.

Eine quasi-periodische Global-Punkt- und/oder Global-Linienstruktur wird erzeugt bzw. liegt vor, wenn der vorhergehende Pixel und der nachfolgende Pixel einer Art eines

Interferenzpixels jeweils um ein gleiches, von einem ganzen Vielfachen abweichendem,

Vielfachen (bspw. 0,5; 1,3; 2,6) der Interferenzperiode (pn) in eine Raumrichtung zueinander verschoben sind. Dem gegenüber wird eine nicht-periodische Global-Punkt- und/oder white ip | patent & legal PatGmbH en

Global-Linienstruktur erzeugt bzw. liegt vor, wenn die Interferenzperiode des nachfolgenden LU103058

Pixels zum benachbarten, vorhergehenden Pixel variiert wird und/oder benachbart repetitiv Ww versetzt zueinander angeordnete Pixel verdreht, bspw. sukzessive verdreht appliziert =~ werden. 2 N

Im Sinne der Erfindung beschreibt eine Global-Struktur eine den strukturierten Bereich LE S bildende Struktur aus beliebigen Oberflächenunebenheiten, vorzugsweise aus inversen 2 EX:

Zapfen und/oder rillenförmigen Vertiefungen oder gemäß einer weiteren bevorzugten x =

Ausgestaltung aus Zapfen und/oder rillenférmigen Erhöhungen. Eine solche Global-Struktur SD kann voll-periodisch, wobei dies vorzugsweise nur eine Art der Oberflächenunebenheit erlaubt, oder quasi-periodisch oder nicht-periodisch ausgebildet sein. Die Art der Periodizität hat einen großen Einfluss auf die zu erreichenden Eigenschaften der Oberfläche, insbesondere auf die optischen Eigenschaften.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung können tiefere Strukturtiefen dadurch erzeugt werden, dass eine mehrfache Bestrahlung von bereits bestehenden

Oberflächenunebenheiten, beispielsweise rillenförmigen Vertiefungen, erfolgt. Bei

Linienstrukturen werden die Strukturtiefen tiefer, also größer, je stärker der Pixel-zu-Pixel

Überlapp, insbesondere der Puls-zu-Puls-Überlapp, also der Überlapp der Interferenzpixel, in Linienrichtung ist. Vorzugsweise erfolgt ein Überlapp quer zur Linienrichtung, was ebenfalls zu tieferen Strukturen führt.

Da die Strukturtiefe einen starken Einfluss auf das Verhältnis der Fläche der Oberfläche zur projizierten Oberfläche hat, kann durch eine hohe Strukturtiefe zu einem erhöhten

Wärmeübergangskoeffizienten führen. Dadurch werden also die

Wärmeübergangseigenschaften verbessert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des oberflächenstrukturierten Substrats weist der

Schwarzmarkierungsbereich, insbesondere der strukturierte Bereich, weiterhin eine zweite periodische Struktur mit einer zweiten Interferenzperiode (p2) im Mikro- oder

Submikrobereich auf, welche als periodische Punktstruktur oder als periodische

Linienstruktur ausgebildet ist.

Vorzugsweise weist der strukturierte Bereich der Oberfläche des Substrates weiterhin eine zweite periodische Punktstruktur, auf, wobei die zweite periodische Struktur aus zumindest einem zweiten Interferenzpixel (11) mit einer zweiten Interferenzperiode (pz) gebildet ist. Dabei weist das zweite Interferenzpixel (11) zur Bildung einer zweiten white ip | patent & legal PatGmbH

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung periodischen Punktstruktur ein periodisches Gitter von zumindest drei Zapfen oder inversen | LU1030$&

Zapfen mit einer zweiten Interferenzperiode (p2) auf. Der strukturierte Bereich, also die Ww

Global-Struktur, wird somit aus einer Überlagerung aus einer ersten periodischen Punkt- =~ oder Linienstruktur und zumindest einer zweiten periodischen Punktstruktur gebildet. SQ >

Optional weist der strukturierte Bereich eine zweite periodische Linienstruktur mit einer x’ S zweiten Interferenzperiode im Mikro oder Submikrometerbereich auf. Vorzugsweise ist die 2 EX: zweite periodische Linienstruktur aus wenigstens einem zweiten Interferenzpixel mit einer x = zweiten Interferenzperiode (p2) gebildet. Zur Bildung einer zweiten periodischen SD

Linienstruktur weist das zweite Interferenzpixel wenigstens drei parallel verlaufende rillenförmige Vertiefungen oder rillenförmige Erhöhungen auf.

Es liegt dann eine Global-Struktur vor, die eine Überlagerung aus einer ersten periodischen

Punkt- oder Linienstruktur und einer zweiten periodischen Linienstruktur ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der strukturierte Bereich zwei überlagerte

Linienstrukturen auf, welche sich im Verlauf in der Richtung unterscheiden. Es liegt also ein erstes Interferenzpixel aus rillenförmigen Vertiefungen und/oder Erhöhungen sowie ein zweites Interferenzpixel aus rillenförmigen Vertiefungen und/oder Erhöhungen überlagert vor. Die erste Interferenzperiode und die zweite Interferenzperiode können dabei identisch oder aber auch unterschiedlich sein. Vorzugsweise sind mehrere erste und mehrere zweite

Interferenzpixel mit linienförmigen Oberflächenunebenheiten derart überlagert, dass die linienförmigen Oberflächenunebenheiten der ersten Interferenzpixel sämtlich in eine

Richtung weisen und dass die linienförmigen Oberflächenunebenheiten der zweiten

Interferenzpixel sämtlich in eine Richtung weisen, also maximal einen Winkel von 5°, vorzugsweise von 1° einschließen. Die repetitiv nebeneinander angeordneten ersten

Interferenzpixel und auch die zweiten Interferenzpixel werden folglich nicht bzw. kaum verdreht zueinander angeordnet.

Die linienförmigen Oberflächenunebenheiten der ersten Interferenzpixel und die linienförmigen Oberflächenunebenheiten der zweiten Interferenzpixel sind dabei bevorzugt orthogonal zueinander angeordnet und schließen vorzugsweise einen Winkel von 30° bis 150°, bevorzugt von 45° bis 135°, besonders bevorzugt von 60° bis 120°, ganz besonders bevorzugt von 80° bis 100°, insbesondere von 85° bis 95° ein. So können zweidimensionale

Änderungen der Oberfläche erzeugt werden. Dadurch kann die Schwarzmarkierung weiter verbessert werden. white ip | patent & legal PatGmbH

Da die Linienstrukturen die in verschiedenen Richtungen verlaufen isotropere Strukturen LU1030$& erzeugen, ist der optische Eindruck homogener, insbesondere in einen größeren Ww

Betrachtungsbereich hinein. >

Vorzugsweise liegen im Schwarzmarkierungsbereich zweidimensionale Änderungen der © =

Oberfläche, also zweidimensionale Oberflachenunebenheiten vor. Dies schließt sowohl die = S

Punktstrukturen, also die Zapfen oder inversen Zapfen, als auch die oben beschriebenen 2 EX: überlagerten und einen Winkel im Bereich von 30° bis 150° einschließenden Linienstrukturen x = mit ein. Durch die zweidimensionale Anderung der Oberfläche kann eine gute SD

Oberflächenrauigkeit, also ein gutes Verhältnis der realen Oberfläche zur projizierten

Oberfläche von wenigstens 120 %, vorzugsweise mehr, insbesondere wenigstens 150 %, bevorzugt wenigstens 250 %, besonders bevorzugt von wenigsten 300 %, ganz besonders bevorzugt von wenigstens 350 %, erreicht werden.

Die Strukturtiefe der ersten periodischen Struktur, also die Tiefe oder Höhe der

Oberflächenunebenheiten bezogen auf die unstrukturierte Oberfläche auf der ersten äußeren

Oberfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 0,3 um bis 60 um, bevorzugt im Bereich von 0,5 um bis 40 um. Um derartige Strukturtiefen zu erreichen, liegt vorzugsweise ein Überlapp der Interferenzpixel vor. Als besonders vorteilhaft haben sich Strukturtiefen von über 1 um herausgestellt.

Deckschicht

Das oberflächenstrukturierte Substrat weist zumindest eine Deckschicht auf oder besteht aus dieser.

Im Sinne der Erfindung ist eine „Deckschicht“ eine Schicht des Substrats, welche bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zum Abschließen des Substrats gegenüber der Umwelt ausgebildet ist. Dabei begrenzt die Deckschicht das Substrat in wenigstens einer

Raumrichtung und stellt den Abschluss des Substrats vorzugsweise direkt gegenüber dem das Substrat umgebenden Medium, vorzugsweise Luft oder Wasser, dar.

Eine Deckschicht weist eine erste äußere Oberfläche auf, welche das Substrat bei bestimmungsgemäßem Gebrauch nach außen, also gegenüber der Umwelt, abschließt, wobei die erste äußere Oberfläche der Deckschicht die Grenzfläche zwischen der

Deckschicht und der Umgebung definiert. Beispielsweise ist die Umwelt, die das Substrat umgibt, Luft. white ip | patent & legal PatGmbH en

LUA 03058

Die Deckschicht weist eine zweite äußere Oberfläche auf, die auf der der ersten äußeren Ww

Oberfläche abgewandten Seite der Deckschicht angeordnet ist. Dabei kann die zweite > äußere Oberfläche einen Abschluss des Bauteils zur Umwelt bilden oder aber als LQ a.

Grenzflache zu einer Grundschicht, vorzugsweise aus einem Trägermaterial, wie einem © ve … ve formgebenden Grundkôrper, ausgebildet sein. EÆ S

Im Sinne der Erfindung wird die zur Umwelt weisende Normale der ersten äußeren x =

Oberflache als Stapelrichtung oder als Beschichtungsrichtung bezeichnet. "eu =

Die Deckschicht ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Beschichtung, welche in

Stapelrichtung auf die Grundschicht aufgebracht wird. Die Grundschicht ist dann also mit der

Deckschicht beschichtet.

Dabei kann die Deckschicht auch als Schichtstapel aus mehreren Teildeckschichten ausgebildet sein, wobei die erfindungsgemäRBen Vertiefungen des strukturierten Bereiches der ersten äußeren Oberfläche der Deckschicht mehrere der Teildeckschichten durchdringen oder wenigstens in diese hineinreichen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung bildet die Deckschicht das Substrat.

Die Deckschicht, die bei bestimmungsgemäBem Gebrauch das oberflächenstrukturierte

Substrat unmittelbar zur Umgebung abgrenzt, kann ein Metall, vorzugsweise Kupfer und/oder Aluminium, eine Legierung und/oder einen Halbleiter, vorzugsweise Silizium, aufweisen oder daraus gebildet sein. Dabei weist diese Deckschicht bevorzugt die erste äußere Oberfläche mit einem strukturierten und einem unstrukturierten Bereich auf.

Ein typisches Beispiel für eine Legierung ist Stahl oder Stahlguss, bspw. Edelstähle nach

EN 10020, wie legierte Stähle, umfassend neben Eisen Legierungselemente ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminium, Silizium, Chrom, Nickel, Molybdän, Titan, Niob, Wolfram,

Vanadium, Cobalt und Mischungen daraus, bspw. V2A-Stahl; V4A-Stahl; Cr-Stahl; CrNi-

Stahl; CrNiMo-Stahl; WStE 26 bis 36; WStE 39 bis 51; 15 MnNi 53; 20 MnMoNi 55; 19 Mn 5; 15 Mo 3; 13 CrMo 44; 10 CrMo 9 10; 14 MoV 6 3.

Es kann auch eine Grundschicht des oberflächenstrukturierten Substrats, welche eine

Oberfläche aufweist, die aus einem strukturierten und einem unstrukturierten Bereich gebildet ist, ein Metall, vorzugsweise Kupfer und/oder Aluminium, eine Legierung und/oder white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung einen Halbleiter, vorzugsweise Silizium, aufweisen oder daraus gebildet sein. LU1030$&

Kennzeichnend dabei ist jeweils, dass in einer Schicht oder Teilschicht des Ww oberflächenstrukturierten Substrats, welche ein Metall, vorzugsweise Kupfer und/oder =~

Aluminium, eine Legierung und/oder einen Halbleiter, vorzugsweise Silizium, aufweist oder QO ss daraus gebildet ist, ein strukturierter Bereich ausgebildet ist bzw. der strukturierte Bereich © = wenigstens in eine solche Teilschicht hineinreicht. = S

Das Material der Deckschicht und/oder der Grundschicht kann einen Schmelzpunkt von x Öx weniger als 1.400 °C, bevorzugt von weniger als 1.200 °C, besonders bevorzugt von weniger SD als 1.100 °C, aufweisen. Insbesondere betrifft dies die Schicht, welche die strukturierte

Oberfläche aufweist.

Vorzugsweise liegt in dem strukturierten Bereich, vorzugsweise an der Oberfläche (d.h., an der Grenzfläche des strukturierten Bereichs des Substrats), insbesondere bei Einsatz eines

Metalls und/oder einer Legierung, der Sauerstoffanteil im Bereich von zumindest 8 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von zumindest 10 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von zumindest 15 bis 30 Gew.-%. Der Sauerstoffanteil hat den Vorteil, dass es zu einer oberflächlichen Passivierung im strukturierten Bereich kommt, was im

Zusammenspiel mit der reinen durch die Topographie erzeugten Schwarzmarkierung zu einem Kombinationseffekt führt, wodurch der Anteil absorbierter elektromagnetischer

Strahlung, insbesondere sichtbaren Lichts, bspw. ausgedrückt als Glanzfaktor (wie hierin definiert), erhöht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt in dem strukturierten Bereich das

Massenverhdltnis des Metalls und/oder eines Metalls der Legierung zur oxidierten Form des

Metalls im Bereich von 95:5 bis 50:50, vorzugsweise im Bereich von 90:10 bis 50:50, besonders bevorzugt im Bereich von 85:15 bis 60:40, insbesondere im Bereich von 80:20 bis 60:40. Es kann alternativ auch keine oder nur eine geringe Oxidation auftreten.

Grundschicht/Grundkörper

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste äußere Oberfläche des oberflächenstrukturierten Substrats als Bestandteil einer Deckschicht ausgebildet und ist die

Deckschicht an eine Grundschicht angrenzend ausgebildet. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Grundschicht für die Deckschicht als formgebender Grundkörper ausgebildet ist, auf deren Oberfläche die Deckschicht zumindest teilweise angeordnet ist. Insbesondere wenn white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung die Grundschicht als formgebender Grundkörper ausgebildet ist, ist die Deckschicht auf LU1030$& diesem aufgebracht. +

Die Grundschicht ist im Sinne dieser Erfindung ein Substrat, welches formgebend für das SN 0 oberflächenstrukturierte Substrat ist, wobei daran angrenzend wenigstens eine Deckschicht © = bzw. Teildeckschicht, wie beispielsweise eine Schicht aus wenigstens einem Metall, = S vorzugsweise Kupfer und/oder Aluminium, einer Legierung und/oder einem Halbleiter, 2 EX: vorzugsweise Silizium angeordnet ist. x Öx

Der Begriff „formgebender Grundkörper“ bezeichnet im Sinne der Erfindung einen

Gegenstand von konstruktiver Gestalt dem diese aktiv gegeben wurde, und der z.B. durch spanlose Formung (z.B. durch Pressen, Pressspritzen oder Spritzgießen) in allseitig geschlossenen Werkzeugen hergestellt worden ist. Alternativ dazu ist der Formkörper ein gewollt geformter Körper/Gegenstand in Form von Rohlingen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Grundschicht, insbesondere der formgebende

Grundkörper aus einem transparenten oder teiltransparenten oder transluzenten Material, vorzugweise aus Glas, gebildet oder weist ein transparentes oder teiltransparentes oder transluzentes Material, vorzugweise Glas, auf.

Das Material, welches die Grundschicht oder den formgebenden Grundkörper bildet, kann auch aus der Gruppe der Kunststoffe, insbesondere der transparenten oder teiltransparenten oder transluzenten Kunststoffe, ausgewählt sein.

Zu erreichende Effekte

Es können sowohl innerhalb des Schwarzmarkierungsbereiches als auch in weiteren

Bereichen der Oberfläche des Substrates andere Eigenschaften erzeugt werden. Dafür wird die Strukturierung innerhalb und/oder außerhalb des Schwarzmarkierungsbereiches entsprechend eingestellt, sodass aufgrund der eingebrachten Oberflächenunebenheiten die entsprechenden Eigenschaften generiert werden.

Optische Effekte:

Antireflexion white ip | patent & legal PatGmbH en

Grundsätzlich wird an Oberflächen oder Grenzflachen ein Teil der einfallenden LU1030$& elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung zum Teil Ww reflektiert. Der verbleibende Rest der elektromagnetischen Strahlung wird in das Substrat =~ transmittiert und dort wenigstens teilweise absorbiert. SQ >

Im Sinne der Erfindung beziehen sich Antireflexionseigenschaften hierin insbesondere auf > RN das vermehrte Transmittieren, bzw. Beugen von einfallender elektromagnetischer Strahlung SL © mit Wellenlängen im für den Menschen optisch sichtbaren Spektralbereich, insbesondere = = 380 bis 780 nm, oder im Bereich von Ultraviolettstrahlung (insbesondere 100 bis 380 nm) & N oder Infrarotstrahlung (insbesondere 780 bis 10.000 nm), sodass die elektromagnetische 2

Strahlung nicht reflektiert, sondern vorzugsweise durch das Substrat absorbiert wird.

Für die Erzeugung einer Oberfläche, die Antireflexionseigenschaften aufweist, weisen die

Vertiefungen, insbesondere die Zapfen oder inversen Zapfen oder die rillenförmigen

Vertiefungen oder die rillenförmigen Erhöhungen, eines Interferenzpixels nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine mittlere Strukturtiefe bzw.

Profiltiefe im statistischen Mittel dso im Bereich von 5 nm bis 10 um, insbesondere im Bereich von 10 nm bis 5 um, besonders bevorzugt im Bereich von 50 nm bis 800 nm, ganz besonders bevorzugt von 100 nm bis 500 nm auf. Die Strukturtiefe der inversen Zapfen eines Interferenzpixels wird im Allgemeinen durch die mittlere Strukturtiefe (dso) beschrieben, die innerhalb eines Interferenzpixels die Anteile der Zapfen mit einer bestimmten

Strukturtiefe kleiner oder größer als der angegebene Wert für die Strukturtiefe definiert.

Bevorzugt werden Antireflexionseigenschaften auf einer Oberfläche dadurch erreicht, dass der strukturierte Bereich durch eine periodische Struktur, vorzugsweise durch eine periodische Punktstruktur, im Nanobereich (Submikrometerbereich) aus Vertiefungen, vorzugsweise inversen Zapfen oder Zapfen, mit mittleren Abmessungen im

Submikrometerbereich gebildet ist oder eine solche periodische Punktstruktur im

Nanobereich wenigstens aufweist. Die periodische Punktstruktur eines Interferenzpixels weist insbesondere eine Interferenzperiode von 100 nm bis 1.000 nm, besonders bevorzugt 200 nm bis 700 nm, ganz besonders bevorzugt von 200 nm bis 450 nm.

Die hierin definierten Strukturparameter zur Erzeugung einer Oberfläche, die

Antireflexionseigenschaften aufweist, wie die Interferenzperiode und Strukturtiefe, insbesondere die Interferenzperiode, erlauben es vorteilhaft, den Anteil reflektierter

Strahlung an einer Grenzfläche eines Substrates, vorzugsweise innerhalb des

Schwarzmarkierungsbereiches, um zumindest 50%, vorzugsweise zumindest 70%, besonders bevorzugt zumindest 80%, ganz besonders bevorzugt zumindest 90%, insbesondere zumindest 95% zu reduzieren. white ip | patent & legal PatGmbH en

LUA 03058

Die Antireflexionseigenschaften für sichtbares Licht kommen insbesondere zustande, wenn Ww die Abmessungen der erzeugten Struktur, also die Interferenzperiode und Abmessung der =~

Vertiefungen, insbesondere der einzelnen Zapfen oder inversen Zapfen, in Bereichen kleiner SQ ss als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegen, also vorzugsweise unterhalb von 700 nm. © =

Unter Reflexion versteht man in der Physik das Zurückwerfen von einer elektromagnetischen 2 I

Welle an einer Grenzfläche von Materialien unterschiedlichen Brechungsindizes. Der x =

Reflexionswinkel und der Transmissionswinkel von Licht in transparenten Substraten kénnen SD allgemein über das Snelliussche Brechungsgesetz berechnet werden zu nı sind, = n,sinö, berechnet, wobei nı und na den Brechungsindex des Umgebungsmediums, beispielsweise von Luft, und dem Material der Deckschicht oder Grundschicht angeben und 54 und 52 jeweils die Winkel des einfallenden und des reflektierten Strahls angeben.

Durch die periodische Struktur, insbesondere periodische Punktstruktur, auf der äußeren

Oberfläche der Deck- oder Grundschicht verändert sich der Brechungsindex der Deck- oder

Grundschicht im Bereich der Oberfläche oder Grenzfläche in der Form, dass sich ein gradueller Brechungsindex ergibt. Das hat zur Folge, dass Licht mit Wellenlängen größer der

Interferenzperiode (pn) der periodischen Punktstruktur vermehrt transmittiert wird. Licht mit

Wellenlängen kleiner oder gleich der periodischen Struktur, vorzugsweise der periodischen

Punktstruktur, wird an der Oberfläche gebeugt.

Antireflexionseigenschaften bezeichnen im Sinne der Erfindung Strukturen, vorzugsweise

Punktstrukturen, aber auch Linienstrukturen, deren Abmessungen im Bereich der einfallenden elektromagnetischen Welle liegen, sodass der Brechungsindexunterschied „aufgeweicht“ wird, wodurch eine Einkopplung der einfallenden Welle in die entsprechende

Schicht erfolgt. Dabei kann auch ein Teil der einfallenden elektromagnetischen Welle leicht vom Betrachter weggebeugt werden.

Zusätzlich umfasst der Begriff Antireflexionseigenschaften im Sinne der Erfindung auch, dass der Brechungsindex an der Grenze zwischen dem ersten Medium, zum Beispiel Luft, und dem Substrat, graduell ist, sodass für die einfallende elektromagnetische Welle kein klarer Übergang von einem Medium zum anderen vorhanden ist und die einfallende white ip | patent & legal PatGmbH

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung elektromagnetische Welle vermehrt transmittiert wird. Vorzugsweise ist eine Anti- LU1030$&

Reflexionseigenschaft dabei bzgl. Sichtbarem Licht zu verstehen. +

Der Brechungsindex des strukturierten Substrats ist dabei durch die erzeugte periodische — UE

Punktstruktur graduell. Er nimmt über die Höhe der Struktur hinweg ab, sodass kein klarer © =

Medium-Medium-Ubergang existiert. Dadurch kommt es zur erhöhten Transmission von = S einfallenden elektromagnetischen Wellen mit einer Wellenlänge größer als die 2 EX:

Interferenzperiode der erzeugten Struktur, vorzugsweise Punktstruktur, und zur Beugung von x Öx einfallenden elektromagnetischen Wellen mit einer Wellenlänge im Bereich der SD

Interferenzperiode der erzeugten Struktur in die Deck- oder Grundschicht.

Im Sinne der Erfindung beschreibt ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit

Antireflexionseigenschaften auch ein solches Substrat, welches einen strukturierten Bereich aufweist, der aus sich überlagernden Strukturen besteht, wobei also der ersten periodischen Struktur eine weitere Struktur überlagert ist, wobei mindestens eine Struktur

Abmessungen im Mikro- oder Submikrometerbereich aufweist, und wobei zumindest eine

Struktur aus Vertiefungen, insbesondere aus Zapfen oder inversen Zapfen oder rillenförmigen Vertiefungen oder rillenförmigen Erhöhungen (wie hierin definiert), gebildet ist, welche insbesondere durch interferierende Laserstrahlen erzeugbar sind. Vorzugsweise ist die weitere Struktur eine Linienstruktur aus rillenförmigen Vertiefungen oder rillenférmigen

Erhöhungen oder eine weitere periodische Punktstruktur aus Zapfen oder inversen Zapfen.

So können vorteilhaft mehrere Eigenschaften der Oberfläche gleichzeitig eingestellt werden.

Beispielsweise kann der strukturierte Bereich, insbesondere die Struktur, aus sich überlagernden periodischen Strukturen, bei dem Einsatz von interferierenden Laserstrahlen durch entsprechende Ausgestaltung der Parameter, insbesondere der Verfahrensparameter, (Auswahl der Laserstrahlungsquelle, Anordnung der optischen Elemente) an die

Anforderungen der jeweiligen Anwendung optimal angepasst werden.

Nach einer möglichen Ausgestaltung weist ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit einer ersten äußeren Oberfläche mit anti-reflektierenden Eigenschaften eine periodische Struktur mit einer ersten Interferenzperiode auf, die den strukturierten Bereich bildet. Vorteilhaft können die Anti-Reflexionseigenschaften dadurch sehr zuverlässig und gut reproduzierbar eingestellt werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren zur Beeinflussung der Oberflächen- oder

Grenzflächen-Eigenschaften (bspw. Ätzen, Sandstrahlen, Polymerbeschichtungen) ist es bei white ip | patent & legal PatGmbH en

Verwendung von Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten LU1030$&

Laserinterferenzstrukturierung nicht erforderlich, dass die gesamte Oberfläche strukturiert Ww werden muss. Der Anteil der strukturierten Oberfläche (Bedeckungsgrad an Vertiefungen, =~ insbesondere inversen Zapfen, pro Flächeneinheit, der durch die Anzahl und den SQ ss

Durchmesser bzw. die Breite der Vertiefungen, vorzugsweise der inversen Zapfen, bedingt © = ist), d.h. der Anteil des strukturierten Bereiches der Oberfläche beträgt vorzugsweise 3 % bis = S 99 %, besonders bevorzugt 5 % bis 80 %, ganz besonders bevorzugt 7 % bis 70 %, 2 EX: insbesondere 10 % bis 50 %. Dies erlaubt nicht nur eine bessere Nachweisbarkeit x = gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Strukturierung/Beschichtung von Oberflächen, SD sondern hat diesen gegenüber den Vorteil, dass weniger Defekte oder anfälligere Strukturen in die Ebene der Oberfläche und/oder Grenzfläche eingebracht werden, um die hierin definierten Eigenschaften zu erzielen.

Reduzierte Reflexion aufgrund des Falleneffektes

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Oberflächenunebenheiten als inverse Zapfen und/oder rillenförmige Vertiefungen ausgebildet. Somit trifft ein Teil der an der Oberfläche reflektierten Strahlen erneut auf einen Punkt innerhalb derselben Oberflächenunebenheit und es wird erneut ein Teil der elektromagnetischen Strahlung in das Substrat transmittiert.

Dadurch kann vorteilhaft der Anteil der in das Substrat transmittierten und dort absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöht und so die Reflektion vermindert werden. Dieses

Phänomen wird im Sinne der Erfindung als reduzierte Reflektion aufgrund des Falleneffektes bezeichnet.

Die Reduzierung der Reflexion aufgrund des Falleneffektes (wie hierin definiert) durch die

Ausbildung geeigneter strukturierter und unstrukturierter Bereiche auf der ersten äußeren

Oberfläche eines Substrates ist führt insbesondere auch zu reduzierten Blendeffekten und es kann ganz allgemein der optische Eindruck durch einen matten Eindruck verbessert werden.

Ausbildung geeigneter strukturierter und unstrukturierter Bereiche auf der äußeren

Oberfläche und/oder inneren Oberfläche eines Substrates ist von großer Bedeutung zur

Reduktion von allgemeiner Reflexion, insbesondere auch zur Reduzierung von gerichteter

Reflektion. Dabei sind die Oberflächenunebenheiten so tief ausgebildet, dass ein innerhalb einer Oberflächenunebenheit reflektierter Lichtstrahl erneut auf eine Stelle innerhalb der

Oberflachenunebenheit trifft und dadurch dort wiederum ein Teil in das Substrat eindringen white ip | patent & legal PatGmbH

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung kann, wobei es zu Transmission, aber auch zu Absorption kommt. In jedem Fall wird durch | LU1030$& derart tiefe Strukturen die Reflektion reduziert. +

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die strukturierten Bereiche, die zu Proc UE einer Reduzierung der Reflexion aufgrund des Falleneffektes innerhalb der strukturierten © =

Bereiche derart angeordnet, dass bezogen auf die Einfallsrichtung elektromagnetischer = S

Strahlung, vorzugsweise Licht, an dieser Grenzflâche, in die das Licht eintritt, inverse Zapfen = I und/oder rillenförmige Vertiefungen derart angeordnet sind, dass diese in das Substrat, hin x Öx ausgebildet sind. SD

Es kann eine solche Struktur zur Reduzierung der Reflektion aufgrund des Falleneffektes auch durch die Ausbildung eines geeigneten strukturierten und unstrukturierten Bereiches, insbesondere eines strukturierten Bereiches, auf der äußeren Oberfläche und/oder inneren

Oberfläche des Substrats erzeugt werden.

Die Mantelfläche der Zapfen oder inversen Zapfen dient bei der Ausnutzung des

Falleneffekts als Spiegelfläche, vorzugsweise quasi-homogene Spiegelfläche, die den Anteil reflektierter einfallender elektromagnetischer Strahlung innerhalb der inversen Zapfen und/oder rillenförmigen Vertiefungen, bis zum Sattelpunkt reflektiert, wobei an jedem weiteren Reflexionspunkt innerhalb der Seitenfläche ein Anteil (verbleibender) elektromagnetischer in das Substrat, dessen äußere Oberfläche und/oder innere Oberfläche aus einem derartigen strukturierten und einem unstrukturierten Bereich gebildet ist, einkoppelt. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Seitenfläche der inversen Zapfen oder rillenförmigen Vertiefungen glatt ausgebildet.

Anti-Glare

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auf dem Substrat, insbesondere im

Schwarzmarkierungsbereich, eine Strukturierung erzeugt werden, die Anti-Glare

Eigenschaften aufweist.

Mit Hilfe einer hierin beschriebenen Strukturierung, insbesondere Anti-Glare-Strukturierung der Oberflächen können Blendeffekte reduziert werden. Eine Anti-Glare Struktur streut auftreffende elektromagnetische Strahlung, bspw. Licht an einer Ebene des Substrates, insbesondere der Oberfläche des Substrates, so dass eine Spiegelung dieser elektromagnetischen Strahlung deutlich reduziert werden kann. white ip | patent & legal PatGmbH

Unter Glare (Blendung) versteht man im Sinne der Erfindung die Reflexion des Lichts einer LU1030$&

Lichtquellequelle (z. B. der Sonne) auf einem Substrat, bspw. einer Glasscheibe oder auch Ww auf einem Metallelement. >>

Mit Hilfe einer Anti-Glare-Behandlung der Oberflächen (im Stand der Technik typischerweise © = durch Beschichtungen erzeugt) kônnen diese Blendeffekte reduziert werden. Eine Anti-Glare = S

Struktur streut auftreffendes Licht an der Oberfläche, so dass eine Spiegelung deutlich 2 EX: reduziert werden kann. Die Oberfläche wirkt in diesem Bereich dann vorteilhaft matt. x Öx

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Interferenzperioden der

Punktstruktur des ersten Interferenzpixels und die Periode des zweiten Interferenzpixels identisch.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren nach Schritt b) das Applizieren zumindest einer weiteren Art eines Interferenzpixel mit einer weiteren Interferenzperiode (pn), bspw. ein drittes Interferenzpixel (12) mit einer dritten

Interferenzperiode (ps) auf die in Schritt b) bearbeitete Oberfläche des Substrates, insbesondere mittels Laserablation, wobei das weitere, bspw. das dritte Interferenzpixel (12) entsprechend der hierin definierten Merkmale zu dem ersten Interferenzpixel (10) und zweiten Interferenzpixel (11) überlagert angeordnet wird. Dabei liegt das Verhältnis der weiteren Interferenzperiode (pn) zu den anderen Interferenzperioden im vorzugsweise im

Bereich von 20:1 bis 1:20, vorzugsweise im Bereich von 10:1 bis 1:10, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:5, insbesondere 3:1 bis 1:3, wodurch die hierin definierten

Eigenschaften, insbesondere die Anti-Glare-Eigenschaften oder die Reduktion der Reflexion aufgrund des Falleneffektes innerhalb des Schwarzmarkierungsbereiches optimiert werden können.

Dabei sind die so innerhalb eines Interferenzpixels erzeugten periodischen Strukturen, vorzugsweise periodischen Punktstrukturen, in Form als periodisch angeordnete

Vertiefungen, vorzugsweise Zapfen oder inverse Zapfen, ausgebildet. Dabei liegt die

Interferenzperiode (d.h. der Abstand zwischen den Vertiefungen, vorzugsweise der Abstand zwischen den Scheitelpunkten zweier benachbarter inverser Zapfen — bzw. der

Höhenmittelpunkte bezogen auf Zapfen- oder der Mittellinien der rillenförmigen Vertiefungen oder der Mittellinien der rillenförmigen Erhöhungen) einer periodischen Struktur, vorzugsweise einer ersten periodischen Struktur, insbesondere auf einer Oberfläche der

Deck- oder Grundschicht, die Anti-Glare-Eigenschaften aufweist, im statistischen Mittel im white ip | patent & legal PatGmbH en

Bereich von 1 um bis 50 um, bevorzugt im Bereich von 5 um bis 50 um, besonders LU1030$& bevorzugt im Bereich von 10 um bis 30 um. +

Vorteilhaft können die einzelnen Pixel einer Art eines Interferenzpixels, also mit derselben Proc UE

Interferenzperiode und mittleren Strukturtiefe, bspw. eines ersten Interferenzpixels, eines © = zweiten Interferenzpixels und/oder eines weiteren Interferenzpixels, die benachbart repetitiv = S versetzt zueinander angeordnet sind, global (d.h. Über die Ausdehnung der zu 2 EX: strukturierenden Ebene) wahlweise eine periodische oder eine nicht-periodische Struktur, x Öx vorzugsweise eine periodische oder nicht-periodische Punktstruktur, ausbilden. Eine SD vollperiodische Punktstruktur wird erzeugt bzw. liegt vor, wenn der vorhergehende Pixel und der nachfolgende Pixel einer Art eines Interferenzpixels jeweils um ein ganzes Vielfaches (bspw. 2, 3, 4, 5) der Interferenzperiode (pn) in eine Raumrichtung zueinander verschoben sind. Es ergibt sich dadurch über die Ausdehnung der zu strukturierenden Ebene ein vollperiodisches Muster, dessen Periode der Interferenzperiode (pn) entspricht. Eine quasi- periodische Punktstruktur wird erzeugt bzw. liegt vor, wenn der vorhergehende Pixel und der nachfolgende Pixel einer Art eines Interferenzpixels jeweils um ein gleiches, von einem ganzen Vielfachen abweichendem, Vielfachen (bspw. 0,5; 1,3; 2,6) der Interferenzperiode (pn) in eine Raumrichtung zueinander verschoben sind.

Demgegenüber wird eine nicht-periodische Punktstruktur erzeugt bzw. liegt vor, wenn die

Interferenzperiode des nachfolgenden Pixels zum benachbarten, vorhergehenden Pixel variiert wird und/oder benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordnete Pixel verdreht, bspw. Sukzessive verdreht appliziert werden.

Kennzeichnend dabei ist, dass der strukturierte Bereich aus einer Überlagerung mehrerer periodischer Strukturen gebildet ist. Dabei werden insbesondere mehrere Interferenzpixel derart repetitiv aneinander angrenzend angeordnet, sodass die erzeugte Global-Struktur, also die Struktur, die den strukturierten Bereich bildet, vorzugsweise nicht periodisch ist.

Dadurch entstehen vorzugsweise viele Streuzentren an der Oberfläche, die aufgrund ihrer

Unregelmäßigkeit die elektromagnetische Strahlung, also das Licht, in unterschiedliche

Richtungen streuen. Dadurch werden vorteilhaft starke Reflektionen in einzelne Richtungen vermieden. Weiterhin können so vorteilhaft Effekte vermieden oder wenigstens reduziert werden, welche durch Refraktionseffekte aufgrund einer Periodizität wie ein regenbogenartiger Schimmereffekt wirken. white ip | patent & legal PatGmbH en

Um eine solche nicht-periodische Struktur zu erzeugen, weisen vorzugsweise wenigstens LU1030$& 70 %, bevorzugt wenigstens 90%, besonders bevorzugt wenigstens 98 %, der benachbarten Ww

Interferenzpixel unterschiedliche Strukturparameter, also wenigstens einen unterschiedlichen =~

Strukturparameter oder wenigstens zwei unterschiedliche Strukturparameter ausgewählt aus SQ ss der Interferenzperiode, der Strukturtiefe bzw. mittleren Strukturtiefe, und der Anordnung der © =

Zapfen oder inversen Zapfen innerhalb eines Interferenzpixels, auf. Dabei kann = S beispielsweise die Position der Vertiefungen, insbesondere der Zapfen oder inversen Zapfen 2 EX: geändert werden, um eine nicht-periodische Global-Struktur zu erhalten. Vorteilhaft kann x Öx dadurch bei hoher Prozessgeschwindigkeit eine geeignete Global-Struktur mit geringer SD

Periodizität erhalten werden, wodurch vorteilhaft der Moiré-Effekt sowie Beugungseffekte vermieden werden können. Bevorzugt erfolgt die Änderung des oder der Strukturparameter nach einer zufälligen Verteilung, insbesondere mittels eines stochastischen Verfahrens.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Punktstruktur, die durch benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordnete Pixel einer Art eines

Interferenzpixels ausgebildet ist, eine vollperiodische Punktstruktur oder eine quasi- periodische Punktstruktur (jeweils wie vorstehend definiert).

Für die Erzeugung einer Oberfläche, die Anti-Glare-Eigenschaften aufweist, weisen die

Vertiefungen, vorzugsweise die Zapfen oder inversen Zapfen, eines Interferenzpixels nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine mittlere Strukturtiefe bzw. Profiltiefe im statistischen Mittel dso im Bereich von 5 nm bis 20 um, besonders bevorzugt im Bereich von 50 nm bis 10 um, ganz besonders bevorzugt von 100 nm bis bis 5 um, noch mehr bevorzugt 200 nm bis 2 um, auf. Die Strukturtiefe der inversen Zapfen eines Interferenzpixels wird im Allgemeinen durch die mittleren Strukturtiefe (dso) beschrieben, die innerhalb eines Interferenzpixels die Anteile der Zapfen mit einer bestimmten Strukturtiefe kleiner oder größer als der angegebene Wert für die Strukturtiefe definiert.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass zueinander benachbart angeordnete erste

Interferenzpixel und/oder zweite Interferenzpixel wenigstens zu einem hohen Anteil von wenigstens 70 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, bevorzugt zu wenigstens 98 %, variierende Strukturparameter, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend die

Interferenzperiode des Interferenzpixels, die Strukturtiefe der Vertiefungen, vorzugsweise der inversen Zapfen, den Durchmesser der Zapfen oder inversen Zapfen, die Breite der rillenförmigen Vertiefungen oder der rillenförmigen Erhöhungen, die Form der Zapfen oder inversen Zapfen und die Größe der Zapfen oder inversen Zapfen, aufweisen. Vorzugsweise white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung ist ein weiterer möglicher Strukturparameter die Anordnung bzw. die Position der LU1030$&

Vertiefungen, vorzugsweise der Zapfen oder inversen Zapfen. Hierdurch kann vorteilhaft Ww global, vorzugsweise auch lokal, ein hoher Grad an Unordnung, d.h. nicht periodischen =~

Strukturen erzeugt werden, wodurch unerwünschte oder störende optische Effekte, wie SQ ss

Moiré-Effekte oder Farbeffekte, die durch Diffraktion an aufgebrachten Mikrostrukturen © = entstehen, minimiert oder verhindert werden. = S

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Interferenzperiode der x =

Punktstruktur zumindest eines jeden weiteren Interferenzpixels einer Art, bspw. jedes SD

Interferenzpixel eines ersten Interferenzpixels, jedes Interferenzpixel eines zweiten

Interferenzpixels und/oder jedes Interferenzpixel eines dritten Interferenzpixels, im

Wesentlichen identisch, d.h. differieren maximal um 0% bis 2,0%, besonders bevorzugt um maximal 0 bis 1,0%. Ganz besonders bevorzugt sind die Interferenzperioden identisch.

Hierdurch können die Parameter der Laserstrukturierungsvorrichtung, insbesondere der

Laserinterferenzstrukturierungsvorrichtung zum Applizieren der Interferenzpixel auf die

Ebene des Substrates konstant gehalten werden, was den Aufwand und das Entstehen von

Fehlstrukturen minimiert.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordneten Interferenzpixel einer Art, bspw. das erste

Interferenzpixel, das zweite Interferenzpixel und/oder das dritte Interferenzpixel sukzessive zum vorhergehenden Interferenzpixel dieser einen Art um eine innerhalb des

Interferenzpixels angeordnete (vorzugsweise um eine zentrische) Drehachse (d.h. eine

Normale zur Ebene) verdreht, bspw. alternierend oder sukzessive im Verhaltnis zum vor- vorhergehenden verdreht. Vorzugsweise wird das nachfolgende Interferenzpixel im

Verhältnis zum vorhergehenden Interferenzpixel der Interferenzpixel einer Art im Bereich um 51° bis 90°, weiterhin im Bereich um 3° bis 85°, besonders bevorzugt um 5° bis 80°10° bis 75°, ganz besonders bevorzugt um 10° bis 75°, insbesondere im Bereich um 15° bis 60° verdreht. Hierdurch wird global über eine Ebene des Substrates, die durch eine Oberfläche des Substrates aufgespannt wird oder innerhalb des Volumens des Substrates, ein hoher

Grad an Unordnung, d.h. nicht periodischen Strukturen erzeugt, wodurch ebenfalls unerwünschte oder störende optische Effekte, wie Moiré-Effekte oder Farbeffekte, die durch

Diffraktion an aufgebrachten Mikrostrukturen entstehen, minimiert oder verhindert werden.

Allgemein wird zur Erzeugung geeigneter Anti-Glare-Eigenschaften angestrebt, durch die konkrete Auswahl der Strukturparameter der ersten und zweiten Interferenzpixel und jeder weiteren Art eines Interferenzpixels eine Punktstruktur mit gebrochener Periodizitat, also white ip | patent & legal PatGmbH Co

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg aie Luxemburgische Patentanmeldung ohne resultierende Periodizität, zu generieren. Bevorzugt sind die erzeugten Punktstrukturen LU1030$8 folglich nicht-periodisch angeordnet, wobei vorzugsweise die Interferenzperioden der ersten Ww und der zweiten Interferenzpixel bzw. jeder weiteren Art eines Interferenzpixels verschieden =~ (nicht identisch) zueinander sind. Periodische Effekte, welche das resultierende Bild stören, SQ ss können so vorteilhaft vermieden werden. > =

Aus einer Überlagerung von ersten und zweiten Interferenzpixeln, welche identische 2 EX:

Interferenzperioden aufweisen, können periodische Punktstrukturen resultieren, bei denen x = der unerwünschte Moiré-Effekt auftritt. SD

Auch eine nachteilige Änderung des Farbverhaltens wie sie aufgrund von Beugungseffekten an den eingeführten Strukturen auftreten können, werden durch einen hohen Grad an

Unordnung vermieden.

Die vorhandene Punktstruktur führt zu einem Streuungsverhalten des auftreffenden Lichtes, wobei es sich um eine Vielzahl von minimalen Ablenkungsprozessen der Photonen an den eingebrachten Punktstrukturen handelt. Eine vorhandene Periodizität der Punktstrukturen kann somit eine Verstärkung von Ablenkungen der Photonen, also des Lichtes, in bestimmte

Richtungen führen, wodurch ein Flitter oder Glitzer-Effekt erzeugt würde. Während dieser

Effekt für bestimmte Anwendungen gewünscht ist, so soll er doch für viele weitere

Anwendungen vermieden werden. Die Generierung von nicht-periodischen Strukturen führt hier vorteilhaft zu einer Reduzierung bzw. Vermeidung dieser Glitzereffekte.

Im vorgenannten Fall liegt der Versatz zwischen dem Interferenzpixel einer ersten Art und dem Interferenzpixel einer zweiten Art, bspw. dem zweiten Interferenzpixel und dem ersten

Interferenzpixel im Bereich von 5% < x < 50%, vorzugsweise im Bereich von 10% < x < 50%, insbesondere im Bereich von 20% < x < 50%, besonders bevorzugt im Bereich von 25% < x < 45% der Interferenzperiode. Ist die periodische Punktstruktur derart ausgebildet, dass ein

Interferenzpixel einer weiteren Art vorgesehen ist, zumindest ein drittes Interferenzpixel, so ist dieses zu dem Interferenzpixel der vorhergehenden Art derart überlagert angeordnet, dass der Versatz zwischen dem Interferenzpixel der weiteren Art, bspw. dem dritten

Interferenzpixel und dem zweiten Interferenzpixel im Bereich von 5% < x < 50%, vorzugsweise im Bereich von 10% < x < 50%, insbesondere im Bereich von 20% < x < 50%, besonders bevorzugt im Bereich von 25% < x < 45% der Interferenzperiode liegt. Ein

Versatz, welcher unterhalb der Interferenzperiode liegt, führt zu einer Erhöhung der

Strukturdichte bzw. Dichte der Punktstruktur, woraus also ein erhöhter Streuquerschnitt und white ip | patent & legal PatGmbH Co

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg aie Luxemburgische Patentanmeldung vorteilhaft ein größerer Streueffekt bzw. eine stärkere Verminderung der gerichteten LU1030$&

Reflexion resultiert. +

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das strukturierte Proc UE

Substrat, insbesondere die auf der Oberfläche des Substrates applizierte Punktstruktur © = zumindest eine weitere Art eines Interferenzpixel mit einer weiteren Interferenzperiode, = S bspw. ein drittes Interferenzpixel mit einer dritten Interferenzperiode auf, wobei das weitere, 2 EX: bspw. das dritte Interferenzpixel entsprechend der vorgenannten Ansprüche zu dem ersten x =

Interferenzpixel und zweiten Interferenzpixel überlagert angeordnet ist. Hierdurch können in SD der Ebene des zu strukturierenden Substrates vorteilhaft weitere Defekte (d.h.

Punktstrukturen im Mikro- und Submikrometerbereich) erzeugt werden. Eine höhere Anzahl an inversen Zapfen erhöht die Anzahl der Streuzentren und reduziert die gerichtete

Reflektion. Vorteilhaft kann hierdurch auch der Grad an Unordnung, d.h. nicht periodischen

Strukturen erhöht werden, wodurch unerwünschte oder störende optische Effekte, wie Moire-

Effekte oder Farbeffekte, die durch Diffraktion an aufgebrachten Mikrostrukturen entstehen, minimiert oder verhindert werden. Darüber hinaus reduziert oder vermeidet dies beispielsweise bei dem Einsatz von Displays das Auftreten eines Glitzer- bzw. Glitter-

Effektes, der in Folge von Oberflächenstrukturen größer oder gleich von Displaypixeln auftritt. Bei einem Glitzer- bzw. Glitter-Effekt leuchtet ein Displaypixel nur einen Teil des — Oberflächenmerkmals aus, so dass Streueffekte entstehen, die man makroskopisch als periodisches Muster wahrnimmt.

Vorzugsweise handelt es sich bei der hierin definierten Struktur zur Erzeugung von Anti-

Glare-Eigenschaften, vorzugsweise Punktstruktur, um eine nicht periodische _ Punktstruktur aus Zapfen oder inversen Zapfen mit mittleren Abmessungen im

Mikrometerbereich, wobei die Struktur eines Interferenzpixels insbesondere einen mittleren

Abstand bezogen auf den jeweiligen Sattelpunkt bzw. Höhenmittelpunkt zweier benachbarter

Zapfen eines Interferenzpixels von 1 um bis 50 um, besonders bevorzugt 5 um bis 50 um, ganz besonders bevorzugt von 10 um bis 30 um aufweist. Dieser bevorzugt anti- periodischen Punktstruktur im Mikrometerbereich kann eine weitere Struktur im

Nanometerbereich überlagert sein, wobei die mittlere Abmessung der überlagernden

Struktur bevorzugt Abmessungen im Bereich der Laserwellenlänge A, bzw. M2, insbesondere von 100 nm bis 1.000 nm, besonders bevorzugt von 200 nm bis 500 nm aufweist. Im Sinne der Erfindung wird eine solche Struktur auch als hierarchische Struktur bezeichnet.

Die Erfindung umfasst auch ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit Anti-Glare-

Eigenschaften, wobei eine erste äußere Oberfläche Anti-Glare-Eigenschaften aufweist. white ip | patent & legal PatGmbH

Vorzugsweise weist eine solche Oberfläche weiterhin eine zweite periodische Struktur, LU1030$&

SR vorzugsweise zweite periodische Punktstruktur, mit einer zweiten Interferenzperiode auf. SS

Dabei kann einerseits eine Variation der Interferenzperiode die Periodizität der Struktur, Pr UE insbesondere der Global-Struktur reduzieren, wodurch der Anti-Glare-Effekt verbessert wird. © ve … ve

Weiterhin kann eine zweite periodische Struktur aber auch weitere Eigenschaften erzeugen. EÆ Le

So umfasst die Erfindung auch ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit Anti-Glare- x =

Eigenschaften, wobei eine erste äußere Oberfläche, insbesondere innerhalb des N

Schwarzmarkierungsbereiches, Anti-Glare-Eigenschaften und auch weitere Eigenschaften, “~~ wie beispielsweise ein erhöhter Wärmeübergangskoeffizient an der Oberfläche aufweist. Die

Uberlagerten Strukturen werden dabei so erzeugt, wie in den entsprechenden Abschnitten zu den konkreten Eigenschaften beschrieben.

VERFAHREN

Von der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines oberflachenstrukturierten Substrats, wie hierin definiert, bei das oberflächenstrukturierte

Substrat wenigstens eine erste äußere Oberfläche mit einem Schwarzmarkierungsbereich aufweist, wobei der Schwarzmarkierungsbereich die erste äußere Oberfläche durch einen strukturierten Bereich und einen unstrukturierten Bereich gebildet ist, mitumfasst. Das

Verfahren zum Erzeugung eines strukturierten Substrates (wie hierin definiert) umfasst vorzugsweise die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines zu strukturierenden Substrates, wobei das zu strukturierende

Substrat eine Grenzflache aufweist, wobei die Grenzflache als direkte Kontaktfläche zwischen der zu strukturierenden Oberfläche des zu strukturierenden Substrats und einem daran angrenzenden Medium, bspw. ein Gas oder eine Hilfsschicht, ausgebildet ist, wobei das zu strukturierende Substrat oder das daran angrenzende

Medium ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von zumindest 20 W/(m-K), vorzugsweise zumindest 50 W/(m-K), bevorzugt zumindest 100 W/(m-K), besonders bevorzugt zumindest 200 W/(m-K), gemessen bei 20 °C, aufweist oder daraus besteht, b) Applizieren eines strukturierten Bereichs auf die zu strukturierende Oberfläche, insbesondere auf einer ersten äußeren Oberfläche, des zu strukturierenden white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Substrates, insbesondere mittels Laserablation (wie hierin definiert), wodurch ein LU1030$&

SR

Schwarzmarkierungsbereich auf der zu strukturierenden Oberfläche erzeugt wird, SS wobei der strukturierte Bereich zumindest ein erstes Interferenzpixel mit einer ersten as

Interferenzperiode (p41) aufweist, © SW wobei das erste Interferenzpixel aus einer ersten periodischen Struktur aus = = wenigstens drei Oberflächenunebenheiten gebildet wird, wobei die = 8

Oberflächenunebenheiten insbesondere als eine einzelne Linienstruktur, eine x einzelne Punktstruktur, mehrere überlagerte Linienstrukturen, mehrere überlagerte S [a

S

Punktstrukturen oder auch überlagerte Punkt- und Linienstrukturen ausgebildet sein 2 kônnen, wobei der Abstand zweier benachbarter Oberflächenunebenheiten eine erste

Interferenzperiode (p41) beträgt, wobei der strukturierte Bereich ferner mehrere weitere versetzt zueinander angeordnete Interferenzpixel aufweist, wobei der strukturierte Bereich durch überlagertes Applizieren der ersten Interferenzpixel () auf einer Oberfläche oder im Volumen innerhalb der Grenzfläche des Substrates gebildet wird, wobei die ersten Interferenzpixel einen Überlapp, insbesondere einen Pixel-zu-Pixel

Überlapp (wie hierin definiert), von wenigstens 90%, bevorzugt von wenigstens 95%, besonders bevorzugt von wenigstens 99%, ganz besonders bevorzugt von wenigstens 99,5% aufweisen.

Besonders vorteilhaft kann hierdurch auf dem Substrat eine Oberflächenstrukturierung erzeugt werden, die eine Schwarzmarkierung, mit einer gegenüber dem unstrukturierten

Bereich des Substrats reduzierten Reflexion aufweist.

Vorzugsweise liegt die erste Interferenzperiode (p1) im Bereich von 50 nm bis 200 um, vorzugsweise von 1 um bis 45 um.

Weiterhin vorzugsweise weist der Schwarzmarkierungsbereich ein Verhältnis der realen

Oberfläche zur projizierten Oberfläche von wenigstens 120%, auf.

Erfindungsgemäß wird der strukturierte Bereich auf einer Oberfläche des Substrates zumindest durch überlagertes Applizieren mehrerer erster Interferenzpixel mit einer ersten

Interferenzperiode (p1) auf der ersten äußeren Oberfläche des Substrates gebildet, wodurch white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung ein Interferenzpixel-zu-Interferenzpixel Uberlapp (hierin auch nur kurz als " Überlapp der LU1030$&

Interferenzpixel“ oder bei Applikation mittels Laserstrukturapplikationsverfahren, Ww insbesondere mittels Laserinterferenzstrukturierung als ,Puls-zu-Puls Überlapp“ bezeichnet). =

Dies bedeutet, dass ein erstes Interferenzpixel zu zumindest einem weiteren ersten SQ ss

Interferenzpixel mit der ersten Interferenzperiode (p1) und/oder einem zweiten © =

Interferenzpixel mit einer zweiten Interferenzperiode (p2) und/oder einem weiteren = S

Interferenzpixel mit einer weiteren Interferenzperiode (pn) derart versetzt zueinander = I angeordnet werden kann, dass bspw. wenigstens 50% der versetzt zueinander x = angeordneten Interferenzpixel einen Uberlapp von wenigstens 95%, bevorzugt von SD wenigstens 97%, besonders bevorzugt von wenigstens 99%, ganz besonders bevorzugt von wenigstens 99,5%, noch mehr bevorzugt von wenigstens 99,8% mit einem benachbarten

Interferenzpixel, vorzugsweise mit mehreren benachbarten Interferenzpixeln aufweisen.

Vorteilhaft wird durch das sehr enge Anordnen von benachbart zueinander angeordneter periodischer Strukturen, insbesondere periodischer Punktstrukturen und/oder

Linienstrukturen, bspw. durch benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordneter Pixel einer Art eines Interferenzpixels, die Oberfläche im strukturierten Bereich des Substrates noch stärker im Verhältnis zur projizierten Oberfläche vergrößert, insbesondere auf wenigstens 200%, besonders bevorzugt auf wenigstens 250% vergrößert, wodurch vorteilhaft die Wärmeübertragungseigenschaften verbessert, insbesondere der

Wärmeübergangskoeffizient erhöht wird. Somit kann eine bessere Wärmeabfuhr von einem

Substrat oder Element, bspw. einem Bauelement, erzielt werden.

Bevorzugt erfolgt das Strukturieren der Oberfläche eines Substrates, d.h. das Applizieren der strukturierten Bereiche umfassend ein erstes, zweites, drittes und/oder weiteres

Interferenzpixel durch ein mechanisches Verfahren, mittels chemischer (Nach-)Behandlung und/oder durch ein Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere mittels

Laserinterferenzstrukturierung.

Zur Herstellung von Substraten, deren äußere Oberfläche zumindest teilweise aus einem strukturierten und einem unstrukturierten Bereich gebildet ist, kann als mechanisches

Verfahren beispielsweise Lithographie, insbesondere Photolithographie oder Imprint-

Lithographie, wie Nano-Imprint-Lithographie, verwendet werden. Bei der Lithographie wird in der Regel auf der zu strukturierenden Oberfläche des Substrates eine Opferschicht angeordnet. Die Opferschicht dient einer Maskierung der zu strukturierenden Oberfläche und kann nach der Lithographie, insbesondere vollständig, entfernt werden. Beispielsweise kann die Opferschicht auf der zu strukturierenden Oberfläche aufgebracht und nachfolgend white ip | patent & legal PatGmbH .

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung strukturiert werden. Die laterale Struktur der Opferschicht kann dann, insbesondere mittels LU103058 eines Ätzverfahren, auf die Oberfläche des Substrates übertragen werden. +

Bei der Photolithographie ist die Opferschicht meist eine photosensitive Lackschicht, dessen — UE chemische Eigenschaften mittels Bestrahlung durch eine entsprechend strukturierte Maske, © = etwa eine Metallmaske, hindurch, lokal modifiziert werden, was ein Ausbilden der = S strukturierten Bereiche in der Opferschicht ermöglicht. Mit diesem Verfahren kann eine 2 EX:

Strukturierung von Flächen mit Strukturgrößen von wenigen Mikrometern in lateraler x =

Richtung erzielt werden. Sowohl regelmäßige als auch unregelmäßige Strukturen können so SD hergestellt werden.

Die Imprint-Lithographie, bspw. der Nanoprägelithografie (engl. Nano-Imprint-Lithography) ist ein Mikroformverfahren bzw. ein Kontaktstrukturierungsverfahren bei dem die Strukturierung der Oberfläche eines Substrates, bspw. der Opferschicht mittels eines Formwerkzeugs erfolgt, das geeignet strukturiert ist. Dieses Formwerkzeug, etwa ein entsprechend strukturierter Stempel, wird in die Oberfläche des zu strukturierenden Substrats eingedrückt.

Das zu strukturierende Substrat kann hierbei beispielsweise ein thermoplastisches Polymer (Thermoplastic Nano Imprint Lithography, T-NIL) oder ein photosensitives Material (Photo

Nano Imprint Lithography, P-NIL) enthalten. Das zu strukturierende Substrat kann allerdings auch ein zumindest teilweise erweichtes Metall und/oder eine Legierung umfassen oder daraus bestehen. Als Metalle eignen sich hierfür insbesondere Metalle mit einem geringen

Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt, wie bspw. Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Zinn (Sn), Blei (Pb), Zink (Zn), Aluminium (Al) oder Mischungen bzw. Legierungen, wie bspw.

Kupferlegierungen mit Zinn, Zink, Nickel du/oder Blei, daraus. Mittels Nano-Imprint-

Lithographie können Oberflächen auf besonders einfache Weise strukturiert werden.

Insbesondere können besonders kleine laterale Strukturgrößen, also Strukturen unterhalb von 1 um bis in den Bereich unterhalb von 10 nm hergestellt werden. Die Nano-Imprint-

Lithographie ist deshalb für die Herstellung von Strukturgrößen, die in der Größenordnung der Wellenlänge von Strahlung im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich liegen, etwa für die Herstellung von Strukturen für ein photonisches Gitter, besonders geeignet. Ein derartiges Verfahren eignet sich insbesondere, wenn die strukturierten

Bereiche der Oberfläche des Substrates eine periodische Punktstruktur (wie hierin definiert) aufweisen sollen, die aus Zapfen und/oder inversen Zapfen gebildet sind. Zur Herstellung des Formwerkzeuges bietet es sich dabei an, das Negativ der gewünschten periodischen

Punktstruktur auf der zu strukturierenden Oberfläche des Substrats, insbesondere ein

Negativ mit einer entsprechend komplementären periodischen Struktur, die entsprechend aus inversen Zapfen und/oder Zapfen gebildet ist, zur indirekten Aufbringung oder white ip | patent & legal PatGmbH en

Erzeugung von Strukturen auf einem anderen Substrat zu applizieren, bspw. durch LU1030$&

Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten Ww

Laserinterferenzstrukturierung, und dieses Negativ auf die zu strukturierende Oberfläche des =~

Substrates zu übertragen. SQ >

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Strukturieren der Oberfläche des _g= S

Substrates mittels Laserstrukturapplikationsverfahren, insbesondere der direkten 2 EX:

Laserinterferenzstrukturierung erfolgen. Dabei geschieht die Erzeugung einer periodischen x =

Intensitätsverteilung auf der Oberfläche des Substrates oder in dessen Volumen durch SD

Interferenz von gepulsten Laserstrahlen durch Aufspalten des ursprünglichen Laserstrahls in mehrere Teilstrahlen und durch anschließendes Übereinanderführen dieser Teilstrahlen in einem beliebigen festen Punkt (Fokussierpunkt) auf der Oberfläche des Substrates oder im

Volumen des Substrates.

Ein strukturierter Bereich auf einer äußeren Oberfläche eines zu strukturierenden Substrats kann dabei folgendermaßen erzeugt werden:

Es wird ein zu strukturierendes Substrat, bevorzugt auf zumindest einer Seite flächig ausgebildeten Substrat, bereitgestellt, welches sich auf einer Haltevorrichtung befindet. Von einer Laserstrahlungsquelle wird ein Laserstrahl emittiert. Dieser Laserstrahl wird durch ein

Strahlteilerelement, das auch als optisches Strahlteilerelement bezeichnet werden kann, in zumindest drei, besonders bevorzugt zumindest vier Teilstrahlen geteilt. Die so erzeugten

Teilstrahlen treffen auf ein Fokussierelement auf, welches die zumindest drei, besonders bevorzugt vier Teilstrahlen auf der Oberfläche des Substrats, bevorzugt auf zumindest einer

Seite flachig ausgebildeten Substrat, fokussiert (bündelt), sodass die Teilstrahlen auf der

Oberflache des Substrats konstruktiv und destruktiv interferieren. Somit wird eine periodische Punktstruktur im Mikro- und/oder Submikrometerbereich auf der Oberfläche des

Substrats, bevorzugt flachigen und/oder transparenten Substrats, durch

Laserinterferenzbearbeitung erzeugt. Dabei werden die zumindest drei Teilstrahlen so überlagert, dass ein 2D-Muster entsteht.

Die periodische Punktstruktur wird nach einer Variante des Verfahrens innerhalb eines

Interferenzpixels mittels eines einzelnen Laserpulses, hierin als Einfachbestrahlung bezeichnet, auf der äußeren Oberfläche des zu strukturierenden Substrats erzeugt. Eine

Einfachbestrahlung bedeutet dabei, dass der Interferenzpixel innerhalb eines

Bearbeitungsschrittes vorzugsweise nur einmal mittels eines einzelnen Laserpulses belichtet wird. Es wird also eine Punktstruktur mit einer Interferenzperiode innerhalb eines white ip | patent & legal PatGmbH

Interferenzpixels durch die Belichtung mit nur einem Laserpuls erzeugt. Dabei überlappen ~~ LU1030%& nebeneinander angeordnete Interferenzpixel vorzugsweise nicht, sodass ein entstandener Ww inverser Zapfen nicht erneut beleuchtet wird. Die maximale Laserpulsenergie ist dabei von =~ der PixelgrôBe sowie vom Material abhängig. Vorzugsweise liegt die minimale Pulsenergie SQ ss im Bereich von 50 uJ bis 20 mJ, besonders bevorzugt im Bereich von 300 uJ bis 800 uJ. © =

Vorteilhaft ist somit eine hohe Prozessgeschwindigkeit erreichbar. Zusätzlich kann das = S

Verwenden einer Einfachbestrahlung das Auftreten von quasi-periodischen 2 EX:

Wellenstrukturen, sog. LIPSS, durch unkontrollierte Selbstorganisationsprozesse, welche die x Öx optischen Eigenschaften der Substratoberfläche dahingehend verändern, verhindern. SD

Folglich kann durch eine Einfachbestrahlung ein Auftreten der LIPSS-Strukturen verhindert werden. Dadurch kann eine deutlich präzisere Prozesskontrolle erreicht und zuverlässig eine die gewünschte Eigenschaft des Schwarzmarkierungsbereichs erzeugt werden.

Dass die periodische Punktstruktur innerhalb eines Interferenzpixels durch Applizieren eines einzelnen Laserpulses mittels Einfachbestrahlung erzeugt wird, hat darüber hinaus den

Vorteil, dass sehr geringe Strukturtiefen erzeugt werden können, was insbesondere bei dünnen Substraten von Vorteil ist.

Vorzugsweise werden durch Einfachbestrahlung geringe Strukturtiefen, die entsprechend des Materials bzw. der Materialzusammensetzung des Substrats eingestellt werden können.

Beispielsweise lassen sich hierdurch Strukturtiefen im Bereich von 0,05 um bis 2 um, bevorzugt von 0,1 um bis 1 um erreichen. Beispielsweise können hierdurch auch

Strukturierungen von Substraten erzielt werden, die sich zudem durch

Antireflexionseigenschaften auszeichnen, wobei die Strukturtiefen im Bereich von 5 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 5 nm bis 150 nm, ganz besonders bevorzugt 10 nm bis 100 nm liegen. Durch das Verwenden eines einzelnen Laserpulses wird gewährleistet, dass die Strukturtiefen der periodischen Punktstruktur eine geringe

Ausprägung haben. Vorteilhaft wird so erreicht, dass die optischen Eigenschaften des

Substrats gegenüber dem unstrukturierten Substrat nicht verschlechtert sind.

Ungeachtet dessen kann auch bei der Strukturierung mittels Einfachbestrahlung vorgesehen sein, dass ein Puls-zu-Puls Überlapp eingestellt wird. Dies bedeutet, dass ein erstes

Interferenzpixel zu einem zweiten und/oder weiteren Interferenzpixel derart versetzt zueinander angeordnet werden kann, dass bspw. wenigstens 50% der versetzt zueinander angeordneten Interferenzpixel einen Überlapp von wenigstens 95%, bevorzugt von wenigstens 97%, besonders bevorzugt von wenigstens 99%, ganz besonders bevorzugt von wenigstens 99,5% mit einem benachbarten Interferenzpixel, vorzugsweise mit mehreren white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung benachbarten Interferenzpixeln aufweisen. Die Strukturierung mittels Puls-zu-Puls Überlapp LU103058 hat den Vorteil, dass zumindest einzelne erzeugte Strukturelemente innerhalb eines ersten, Ww zweiten und/oder weiteren Interferenzpixels mehrfach bestrahlt werden. Hierdurch kann = durch Selbstorganisationsprozesse eine der periodischen Punktstruktur überlagerte quasi- SQ ss periodische Linienstruktur als Wellenstruktur, insbesondere sog. LIPSS, ausgebildet © = werden. Vorteilhaft sind so hierarchische Strukturen auf der Oberfläche des Substrats = S schnell und somit effektiv erzeugbar, wodurch die Oberflächenrauheit der Wandung einer 2 EX: periodischen Punktstruktur insbesondere im Nano- und/oder Submikrometerbereich, x Öx insbesondere im Nanometerbereich, erhöht werden kann, was eine Vergrößerung der SD

Oberfläche zur Folge hat.

Insbesondere ist das Erreichen der gewünschten Interferenzperioden der durch die

Selbstorganisationsprozesse erzeugten LIPSS von den Materialeigenschaften des zu strukturierenden Substrats und den Eigenschaften des zur Strukturierung verwendeten

Laserstrahls abhängig, insbesondere von der Wellenlänge des Laserstrahls. Eine gewünschte Interferenzperiode ist also über eine geeignete Auswahl der

Laserstrahlungsquelle einstellbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird derselbe Interferenzpixel mittels mehrerer aufeinanderfolgender Laserpulse durch eine Mehrfachbestrahlung bearbeitet.

Mehrfachbestrahlung bedeutet dabei, dass derselbe zu strukturierende Bereich des

Substrats durch mehrere aufeinanderfolgende Laserpulse bearbeitet wird, wobei das durch die Überlagerung von Teilstrahlen erzeugte 2D-Muster eines ersten Pulses gegenüber einem zweiten und/oder weiteren Pulses deckungsgleich oder im Wesentlichen deckungsgleich (d.h., mit einer topologischen Verschiebung von weniger als 1,0%, vorzugsweise von weniger als 0,5%) ist. Es wird also eine Punktstruktur mit einer Interferenzperiode innerhalb eines Interferenzpixels mehrmals belichtet, wobei ein entstandener inverser Zapfen erneut einmal oder mehrmals belichtet wird. Die Pulslänge ist dabei durch den Nutzer einstellbar.

Insbesondere wird bei diesem Verfahren derselbe Interferenzpixel mittels

Mehrfachbestrahlung bearbeitet. Somit bildet sich in Folge der aufeinanderfolgenden

Mehrfachbestrahlung, insbesondere zumindest drei, besonders bevorzugt zumindest vier aufeinanderfolgende Pulse mit identischen Verfahrensparametern eines Interferenzpixels durch Selbstorganisationsprozesse eine der periodischen Punktstruktur überlagerte quasi- periodische Linienstruktur als Wellenstruktur aus. Unter Verfahrensparametern sind im

Sinne der Erfindung bspw. die Einstellung des Abstands des Strahlteilerelements zum

Fokussierelement, die Laserpulsdauer, die Laserpulsenergie, die Laserwellenlänge und/oder white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung die Position des Interferenzbereichs auf dem Substrat zu verstehen. LU103058

Selbstorganisationsprozesse bezeichnen insbesondere sog. LIPSS, wie sie aus dem Stand Ww der Technik bekannt sind. LIPSS treten in Folge eines teilweisen Erwärmens der >

Substratoberfläche und dem anschließenden Erstarren derselben in Form von regelmäßigen, SQ ss quasi-periodischen (wie hierin definierten) Wellenstrukturen auf. Vorteilhaft sind so © = hierarchische Strukturen auf der Oberfläche des Substrats schnell und somit effektiv = S erzeugbar, wodurch die Oberflächenrauheit der Wandung einer periodischen Punktstruktur 2 EX: erhöht werden kann, was eine Vergrößerung der Oberfläche zur Folge hat. Eine x Öx

Neueinstellung der Laserinterferenzvorrichtung und/oder eine Neuausrichtung des Substrats SD ist dafür nicht notwendig. Zusätzlich sind die Strukturparameter der periodischen

Punktstruktur, insbesondere die Strukturtiefe somit ebenfalls einstellbar. Vorzugsweise wird eine geringe Strukturtiefe hierbei dadurch erreicht, dass die Prozessparameter, insbesondere die Laserpulsenergie, derart angepasst werden, dass der Energieeintrag durch die Mehrfachbestrahlung pro Interferenzpixel möglichst gering bleibt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird durch Mehrfachbestrahlung mit zueinander abweichenden Verfahrensparametern eine weitere periodische Punktstruktur oder periodische Linienstruktur mit einer von der Interferenzperiode der ersten periodischen

Struktur, der zweiten periodischen Struktur und/oder einer weiteren periodischen Struktur verschiedenen Interferenzperioden auf das Substrat aufgebracht. Dabei betreffen die abweichenden Verfahrensparameter insbesondere den Abstand des Strahlteilerelements zum Fokussierelement, wodurch die Interferenzperiode der weiteren periodischen

Punktstruktur oder Linienstruktur im Vergleich zur ersten periodischen Punktstruktur verändert wird. Aber auch eine zusätzliche Veränderung der Laserpulsdauer und/oder - energie ist möglich. Somit kann vorteilhaft eine flexible zweite Struktur mit Abmessungen im

Mikro- und/oder Submikrometerbereich auf das Substrat aufgebracht werden, die von der ersten periodischen Punktstruktur unabhängig ist. Dadurch ist eine einfache Ausrichtung der

Interferenzpixel auf dem Substrat gewährleistet. Zusätzlich ist so der Anteil der strukturierten

Fläche auf der Substratoberfläche erhöht, sodass bestimmte Eigenschaften, wie beispielsweise der Falleneffekt zur Reduzierung der Reflexion eine größere Rolle spielt.

Die Laserpulsdauer liegt vorzugsweise im Bereich von 50 fs bis 100 ns, bevorzugt im

Bereich von 500 fs bis 50 ns, besonders bevorzugt im Bereich von 800 fs - 20 ns, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ps bis 10 ns liegt. Dadurch kann die Energie vorteilhaft so begrenzt werden, dass definierte Strukturen erzeugbar sind. Durch diese kurzen Laserpulsdauer kann ein unerwünschtes und/oder unkontrolliertes Aufschmelzen des

Substrates (bspw. in Form einer strukturellen oder chemischen Umwandlung), insbesondere white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung in Folge lokaler Überhitzung bspw. durch einen zu hohen Energieeintrag, unterbunden oder LU1030$& zumindest minimiert werden. Dies ist insbesondere bei den hierin eingesetzten Ww „empfindlichen“ Materialien die die Substrate aufweisen oder aus denen die die Substrate =~ bestehen vorteilhaft. SQ >

Bei längeren Pulsen ab 1 ns wird mehr Wärme, also Energie, in das Material eingebracht x’ S und es wird eine größere Menge an Material aufgeschmolzen, wodurch sich lokale 2 EX:

Wellenfronten (an den Maxima) bilden, die sich übereinanderstülpen können und somit zu x = großen Strukturhôhen führen. SD

Bei kürzeren Pulsen bis zu 1 ns, insbesondere bis zu 500 ps, trägt man das Material eher ab.

Relevante Effekte sind hier die kalte Ablation bzw. die Materialzerstäubung, sodass eher

Vertiefungen entstehen und wenig bis nichts aufschmilzt.

Die Laserstrahlungsquelle ist vorzugsweise dazu eingerichtet, Wellenlängen im Bereich von 100 nm bis 15 um (bspw. CO2-Laser im Bereich von 10,6 um), ganz besonders bevorzugt im

Bereich von 266 nm bis 1.064 nm zu emittieren. Als Laserstrahlungsquelle eignen sich beispielsweise UV-Laserstrahlquellen (155 nm bis 355 nm), Laserstrahlquellen, die grünes

Licht (532 nm) emittieren, Diodenlaser (typischerweise 800 nm bis 1000 nm) oder

Laserstrahlquellen, die im nahen infrarot (typischerweise 1064 nm) Strahlung emittieren, insbesondere mit einer Wellenlänge im Bereich von 200 nm bis 650 nm Wellenlänge. Für die

Mikroverarbeitung geeignete Laser sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise HeNe-Laser, HeAg-Laser (ca. 224 nm), NeCu-Laser (ca. 249 nm), Nd:YAG

Laser (ca. 355 nm), YAG-Laser (ca. 532 nm), InGaN-Laser (ca. 532 nm).

Die Laserpulsenergie beträgt vorzugsweise 50 uJ bis 20 mJ, bevorzugt 300 pd bis 800 ju, besonders bevorzugt 500 bis 800 uJ. Durch diese geringe Laserpulsenergie pro Laserpuls kann ein unerwünschtes und/oder unkontrolliertes Aufschmelzen des Substrates (bspw. in

Form einer strukturellen oder chemischen Umwandlung), insbesondere in Folge lokaler

Überhitzung bspw. durch einen zu hohen Energieeintrag, unterbunden oder zumindest minimiert werden. Dies ist insbesondere bei den hierin eingesetzten „empfindlichen“

Materialien die die Substrate aufweisen oder aus denen die die Substrate bestehen vorteilhaft.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden Pulse im ps-Bereich verwendet. Dadurch kann der Energieeintrag verringert und so auch die white ip | patent & legal PatGmbH en

Wärmediffusionslänge reduziert werden. Das ermöglicht ein Erzeugen von definierten LU1030$&

Strukturen auch bei Materialien mit hohen Wärmeleitfähigkeiten. +

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Interferenzperioden der Proc UE periodischen Struktur des ersten Interferenzpixels (p1) und die Interferenzperioden des © = zweiten Interferenzpixels (pz) und/oder jedes weiteren Interferenzpixels (pn) identisch. = Le

Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens erfolgt das Applizieren zumindest eines x = strukturierten Bereichs auf einer zu strukturierenden Oberfläche, insbesondere auf einer SD ersten äußeren Oberfläche, des zu strukturierenden Substrats indirekt, wobei eine

Hilfsschicht durch eine transparente Grundschicht strukturiert wird, wobei die transparente

Grundschicht als das zu strukturierende Substrat ausgebildet ist. Dabei werden die

Laserstrahlen, insbesondere die Laserteilstrahlen, durch die transparente Grundschicht geleitet und auf die Grenzfläche zwischen Grundschicht und Hilfsschicht, welche vorzugsweise aus einem Material, wie hierin definiert, insbesondere einem Metall ausgebildet ist, insbesondere auf die Oberfläche der Hilfsschicht, fokussiert. Das Material der

Hilfsschicht ist dabei so ausgewählt, dass es im Gegensatz zur Grundschicht das Licht des

Lasers besonders gut absorbiert. Dadurch kommt es zu einem partiellen Aufschmelzen der

Hilfsschicht, insbesondere an der Oberfläche der Hilfsschicht, an der Grenzfläche zur

Grundschicht. Es kann dadurch eine Struktur auf der Grundschicht erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst daher vor dem Schritt des Applizierens zumindest eines strukturierten Bereichs an einer Grenzfläche, insbesondere auf der Oberfläche des zu strukturierenden Substrates, auch das Bereitstellen einer Hilfsschicht.

Vorzugsweise ist die zu strukturierende Oberfläche des zu strukturierenden Substrates und die daran angrenzende Oberfläche der Hilfsschicht komplementär (d.h., deckungsgleich) zueinander, vorzugsweise jeweils planar, insbesondere planparallel zueinander, ausgebildet, was es erlaubt, die zu strukturierende Oberfläche des zu strukturierenden Substrates in

Deckung mit der angrenzenden Oberfläche der Hilfsschicht zu bringen.

Durch das Applizieren zumindest eines strukturierten Bereichs an einer Grenzfläche der transparente Grundschicht zu der Hilfsschicht wird durch einen Materialübertrag von der

Hilfsschicht auf die zu strukturierende transparente Grundschicht ein strukturierter Bereich durch Oberflächenunebenheiten aus dem Material der Hilfsschicht ausgebildet. In einer

Ausführungsform verbleibt die Hilfsschicht im Anschluss an Schritt (b) auf der transparenten

Grundschicht, wobei die transparenten Grundschicht bspw. als Deckschicht auf der

Hilfsschicht, die bspw. in einem Bauelement eine andere Funktion übernimmt, ausgebildet white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung ist. Im Anschluss an Schritt (b) kann die Hilfsschicht von der Grundschicht entfernt werden, | LU1030$&

SR wodurch eine Deckschicht an der Grundschicht verbleibt. Vorteilhaft kann so eine gute SS

Wärmeableitung auch auf transparenten Materialien erreicht werden. >

Vorzugsweise weist die Grundschicht ein transparentes Material (wie hierin in Bezug auf die © ve … ve

Teiltransparenz oder Transluzenz definiert), vorzugweise Glas (z.B. Borosilikatgläser, EÆ Le

N

Quarzgläser, Alkali-Erdalkali-Silikatgläser (bspw. Kalknatronglas), Alumosilikatgläser, 2 WN metallische Glaser), aber auch feste Polymere (z.B. Polycarbonate, wie Makrolon® und x =

Apec®; Polycarbonatblends, wie Polycarbonatpolyester (Makroblend®) und Bayblen®; "eu =

Polymethylmethacrylat, wie Plexiglas®; Polyester; 10 Polyethylenterephthalat, Polypropylen,

Polyethylen) sowie transparente Keramiken (bspw. Spinell-Keramiken, wie Mg-Al-Spinell,

Aluminiumoxynitrid (ALON), Aluminiumoxid, Yttriumaluminiumgranat, Yttriumoxid oder

Zirkonoxid) oder Mischungen daraus, aufweist oder aus einem transparenten Material, vorzugweise Glas, gebildet ist. Ein geeignetes Material für die transparente Grundschicht ist dabei Glas, welches eine geeignete Transparenz bzw. Transluzenz (jeweils wie hierin definiert), insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichtes aufweist.

Das Material der Grundschicht weist erfindungsgemäß einer Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 20 W/(m-K) auf.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung behélt das transparente Substrat, insbesondere die transparente Grundschicht, und deren Oberfläche, insbesondere dessen

Wärmeübergangsbereich auf der ersten äußeren Oberfläche, aus einem strukturierten und einem unstrukturierten Bereich gebildet ist, nach dessen Strukturierung (d.h. nach

Applikation einer ersten, zweiten und/oder weiteren Linien- und/oder Punktstruktur, wie hierin definiert) weiterhin wenigstens teilweise seine Transparenz, sodass es weiterhin transparent oder zumindest teiltransparent ist.

Anti-Glare

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines laseroberflächenstrukturierten Substrats, welches Anti-Glare-Eigenschaften aufweist, vorzugsweise mittels Laserinterferenzstrukturierung, aufweisend folgende Schritte: a) Bereitstellen eines Substrates, b) Applizieren von zumindest einem ersten Interferenzpixel mit einer ersten

Interferenzperiode (p1) auf einer ersten äußeren Oberfläche des Substrates, white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung wobei jedes der ersten Interferenzpixel () eine periodische Struktur von zumindest drei LU1030$&

Oberflächenunebenheiten, vorzugsweise Zapfen oder inverse Zapfen oder rillenfôrmige Ww

Vertiefungen oder rillenférmige Erhöhungen, mit einer ersten Interferenzperiode (p1) =~ aufweist, SQ > wobei > = der strukturierte Bereich durch Uberlagertes Applizieren der ersten Interferenzpixel () auf der = = ersten äußeren Oberfläche des Substrates gebildet wird. geeignete Möglichkeit zum Generieren von Anti-Glare-Eigenschaften ist dabei das a

Erzeugen von hierarchischen Strukturen, bei denen die Interferenzperiode und/oder mittlere

Strukturtiefe sich um wenigstens einen Faktor 10 unterscheidet. Besonders bevorzugt werden hierarchische Strukturen so erzeugt, dass mittels Mehrfachbestrahlung

Selbstorganisationsprozesse effektiv quasi-periodische Strukturen, insbesondere quasiperiodische Linienstrukturen, erzeugen. Dadurch kann vorteilhaft die

Oberflächenrauheit erhöht und die Dichte der Vertiefungen einfach erhöht werden. Dies ermöglicht vorteilhaft eine hohe Prozessgeschwindigkeit.

Eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine periodische Struktur zunächst mittels eines Laserinterferenzverfahrens auf einer Negativform erzeugt und mittels der Negativform auf der Deckschicht aufgebracht wird.

Alternativ nutzt das Verfahren zur Erzeugung der Strukturen nur eine Einfachbestrahlung oder wenigstens eine maximal 2-fache oder maximal drei-fache Bestrahlung, bei der LIPSS-

Strukturen vermieden werden können. So können sehr zuverlässig reproduzierbare

Strukturen erzeugt werden.

Nach einer vorteilhaften Variante zur Erzeugung einer nicht-periodischen Global-Struktur unterscheidet sich beim Erzeugen von benachbarten Interferenzpixeln zu einem hohen Anteil von wenigstens 70 %, vorzugsweise wenigstens 90 %, bevorzugt wenigstens 98 %, wenigstens einer der Strukturparameter.

Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordneten Interferenzpixel einer Art, bspw. das erste Interferenzpixel, das zweite Interferenzpixel und/oder das dritte Interferenzpixel mittels einem

Laserinterferenzverfahren erzeugt und sukzessive zum vorhergehenden Interferenzpixel dieser einen Art dadurch modifiziert, dass eine Phasenverschiebung in wenigstens einem der wenigstens zwei für das Laserinterferenzverfahren verwendeten Teilstrahlen zu einer

Änderung der Position der Vertiefungen innerhalb eines Interferenzpixels führt. white ip | patent & legal PatGmbH en

LUA 03058

Dafür wird vorzugsweise die Polarisation eines für Interferenzstrukturierung verwendeten Ww

Teilstrahls variiert. Dadurch kann die Phasenverschiebung zu einer Anderung der =~

Strukturparameter, insbesondere der Position der Vertiefungen, führen. SQ >

Die Erfinder haben überdies herausgefunden, dass eine Modifikation der Strukturparameter £t S ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Interferenzperiode des Interferenzpixels, die 2 EX:

Strukturtiefe der inversen Zapfen, den Durchmesser der inversen Zapfen, die Form der x = inversen Zapfen und die Größe der inversen Zapfen zu einer hierin bevorzugten Asymmetrie SD (Nicht-Periodizität) innerhalb der globalen Punktstruktur und somit zu einer erwünschten

Asymmetrie der aufgerauten Struktur beiträgt. So kann vorgesehen sein, dass die vorgenannten Strukturparameter einzelner, benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordneter Pixel einer Art eines Interferenzpixels, bspw. die Pixel des ersten

Interferenzpixels alternierend oder sukzessive, bspw. graduell modifiziert werden. So bietet es sich beispielsweise an, die Strukturtiefe eines jeden nachfolgenden Pixels zum benachbarten, vorhergehenden Pixel graduell zu erhöhen und ab einem anderen Pixel graduell wieder zu verringern. Hierzu eignet sich im Verfahren, dass ein jedes nachfolgendes

Pixel mit einer variierenden, bspw. graduell ansteigenden Pulsenergie (im Bereich wie hierin definiert) und/oder einer graduell ansteigenden Pulsdauer bzw. Pulsweite (wie hierin definiert) auf der Oberfläche des Substrates oder im Volumen des Substrates appliziert wird.

Auch kann vorgesehen sein, dass ein einzelner Strukturparameter beim Applizieren eines

Pixels einer Art eines Interferenzpixels innerhalb eines Bereichs stochastisch variiert wird.

Beispielsweise kann in dem Verfahren das Verdrehen eines nachfolgenden Pixels zum benachbarten, vorhergehenden Pixel nicht sukzessiv (also gleichfôrmig erfolgt), sondern innerhalb des hierin definierten Winkelbereichs alternierend erfolgen, bspw. zunéchst in eine

Richtung und dann in eine andere oder dieselbe Richtung jeweils mit der gleichen oder einer anderen Winkelverschiebung.

Eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass einer oder mehrere

Strukturparameter zufällig oder nach einem stochastischen Verfahren auf die unterschiedlichen Interferenzpixel verteilt sind, sodass die meisten benachbarten

Interferenzpixel keine identischen Strukturparameter aufweisen. white ip | patent & legal PatGmbH

LASERINTERFERENZSTRUKTURIERUNGSVORRICHTUNG LU1 03058

Als Beispiel für eine Laserinterferenzstrukturierungsvorrichtung zur Erzeugung eines a strukturierten Substrates, insbesondere eines Substrats mit einem ess

Schwarzmarkierungsbereich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine > RN

Substrats, beispielhaft sind hierin flächige und/oder transparente Substrate zu nennen, = =

Se umfassend © | x De - eine Laserstrahlungsquelle (1) zum Emittieren eines Laserstrahls, “an - ein Strahlteilerelement (2), das im Strahlengang (3) des Laserstrahls, insbesondere im Strahlengang (3) des von der Laserstrahlungsquelle (1) emittierten Laserstrahls, angeordnet ist, - ein Fokussierelement (4), das derart eingerichtet ist, dass dieses die Teilstrahlen derart durchlaufen, dass die Teilstrahlen auf der Oberfläche oder im Volumen eines

Substrats, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats (5) in einem

Interferenzbereich interferierbar sind, wobei der Strahlteiler (2) entlang seiner optischen Achse im Strahlengang (3) frei beweglich ist, und wobei der Strahlteiler (2) dazu eingerichtet ist, den einfallenden Laserstrahl, der von der Laserstrahlungsquelle (1) ausgesandt wird, in zumindest 3, vorzugsweise zumindest 4

Teilstrahlen, insbesondere 4 bis 8, also 4, 5, 6, 7, oder 8 Teilstrahlen, aufzuteilen.

Besonders bevorzugt ist der Strahlteiler (2) derart eingerichtet, dass dieser den einfallenden

Laserstrahl in ein geradzahliges Vielfaches, d.h. 4, 6 oder 8 Teilstrahlen, ganz besonders bevorzugt 4 Teilstrahlen aufteilt.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann ein Strahlteilerelement (2) derart vorgesehen sein, dass dieser einen ersten Strahlteiler und zumindest einen, dem ersten Strahlteiler nachgeordneten weiteren Strahlteiler umfasst, wobei der erste Strahlteiler den einfallenden

Laserstrahl in zumindest 2 Teilstrahlen aufteilt und der weitere Strahlteiler in zumindest einem Strahlengang eines Teilstrahls angeordnet ist und diesen Teilstrahl beim Durchlaufen in zumindest 2 Teilstrahlen aufteilt.

Zur Laserinterferenzstrukturierung des Substrats (5), bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, wird hierbei der von der Laserstrahlungsquelle emittierte

Laserstrahl durch das Strahlteilerelement (2) in zumindest 3, bevorzugt zumindest 4

Teilstrahlen aufgeteilt. Aus dem Stand der Technik sind lediglich Zweistrahlinterferenzen white ip | patent & legal PatGmbH Co

(d.h. Strukturierung mittels Interferenz von zwei Teilstrahlen) bekannt. Derartige LU1030$&

Zweistrahlinterferenzen erzeugen jedoch nur Linienstrukturen auf dem Substrat. +

Im Anschluss werden die Teilstrahlen durch das Fokussierelement (4) so umgelenkt, dass SQ ss sie auf der Oberfläche oder im Inneren eines Substrats (5), bevorzugt flächigen und/oder © = transparenten Substrats, in einem Interferenzbereich interferieren. = S

Dadurch kann eine zweidimensionale, periodische Punktstruktur mit Abmessungen im Mikro- x = und Submikrometerbereich erzeugt werden, deren Strukturperiode durch die Verschiebung SD des Strahlteilerelements (2) entlang seiner optischen Achse frei einstellbar ist. Eine flächige

Bearbeitung eines Substrats (5), bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, ist möglich.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Strahlteilerelement um ein einzelnes optisches Element, insbesondere ein diffraktives oder refraktives optisches

Element, welches derart aufgebaut ist, dass die Unterteilung des einfallenden Laserstrahls auf den optischen Eigenschaften des Strahlteilerelements basiert. Somit ist vorteilhaft gewährleistet, dass gegenüber einem mehrteiligen Strahlteilerelement, welches aus mehreren optischen Elementen (bspw. Spiegel, Prismen, etc.) besteht, ein einfacher optischer Aufbau realisierbar ist. Die gewünschte Strahlaufteilung ist erreichbar, ohne dass ein Kalibrieren, bzw. Anpassen der Anordnung von mehreren optischen Elementen zueinander notwendig ist. Auch ist die Beweglichkeit des Strahlteilerelements im

Strahlenganz einfach zu realisieren, da nur das Bewegen eines einzelnen optischen

Elements durchzuführen ist. Zudem ergeben sich durch das Verwenden eines einteiligen

Strahlteilerelements weniger verschleißanfällige Komponenten, welche ggf. auszutauschen sind.

Als Vorteil der hierin definierten Vorrichtung kann genannt werden, dass durch diese

Vorrichtung und dem mit ihrer Hilfe realisierbaren Verfahren bei der Strukturierung von

Substraten, insbesondere bei der Erzeugung einer Struktur mit verbesserten

Wärmeübertragungseigenschaften, insbesondere mit einem erhöhten

Wärmeübergangskoeffizienten, auf die Verwendung von Chemikalien und deren aufwändige

Entsorgung verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann somit auch auf die Aufreinigung der Substrate verzichtet werden.

Des Weiteren können eine breite Anzahl von Substraten, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substraten, insbesondere transparente Materialien mit der Vorrichtung white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung bearbeitet werden. Da das Verfahren nicht vom Brechungsindex oder der Haftung LU1030$& bestimmter Beschichtungsmaterialien auf dem Substrat abhängig ist, ist dieses Verfahren Ww also flexibler als herkömmliche chemische Verfahren. >>

Bearbeitungszeit nach diesem Verfahren deutlich geringer, da die Periodizität der Strukturen = S durch die Interferenz der einfallenden, zumindest 3, vorzugsweise zumindest 4 Teilstrahlen = Id in einem Interferenzbereich gewährleistet wird, und nicht durch zeitintensivere x =

Selbstorganisationsprozesse zustande kommt. Zudem ist gegenüber herkömmlichen SD

Verfahren von Vorteil, dass die Form (strukturelle Ausgestaltung; Geometrie) der erzeugten

Mikro-/Nanostrukturen kontrolliert werden kann. Durch die Anzahl der interferierenden (Teil-)Strahlen, deren Polarisation, sowie durch die Einstellung der Prozessparameter, können die Strukturen in der Geometrie gesteuert werden und dadurch die

Wärmeübertragungseigenschaften, insbesondere den Wärmeübergangskoeffizienten, gezielt beeinflusst werden.

Ferner ist die Stabilität der so erzeugten Punktstruktur zu erwähnen, die im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungen beständiger ist, da sie sich nicht über die Zeit und die einsatzbedingte Materialbeanspruchung vom zu beschichtenden Substrat lösen kann.

Wird die Strukturierung im Volumen, d.h. im Inneren des Substrats, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, insbesondere in dem transparenten Material vorgenommen, so ist die entstandene Strukturierung (d.h. die Punktstruktur des strukturierten Substrates) unempfindlicher gegen Stöße und Abrieb als herkömmliche

Beschichtungen. Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Strukturierung (hierin auch als Texturierung bezeichnet) im Inneren des Materials (d.h. unterhalb der Oberfläche) nicht zwingend Antireflexionseigenschaften erzeugt. Die Texturierung im Inneren des Materials ist jedoch für andere Anwendungsgebiete interessant, wie Produktschutz, optische

Datenspeicherung, Dekoration, usw.

Von besonderem Vorteil ist, dass durch den hierin offenbarten Aufbau der Vorrichtung bzw. die Anordnung der optischen Komponente Substrate mit sehr hohen Strukturierungsraten von bis zu 4,0 m#/min, insbesondere im Bereich von 0,01 bis 4,0 m?#min, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 3,5 m?/min, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 3,0 m¥min strukturiert werden können. Dies ist dadurch gewährleistet, dass der Bereich, in dem die zumindest drei Teilstrahlen überlagert werden, durch eine bevorzugte Auswahl optischer Elemente aufgeweitet werden kann, wodurch in einem Bearbeitungsschritt eine white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung große Fläche bestrahlt werden kann. Im Gegensatz zu dem Fachmann bekannten Verfahren LU103058 wie dem direkten Laserschreiben ist keine starke Fokussierung zum Erzeugen von NN

QS hochauflösenden Merkmalen notwendig. PE

VERWENDUNG ess

OS

+ S ds

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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE LU1030$8

SR

Ses

Anhand folgender Figuren und Ausführungsbeispiele wird die vorliegende Erfindung näher WW erlautert, ohne die Erfindung auf diese zu beschrénken. a =

Fig.1: ein Ausschnitt durch ein Substrat mit einer periodischen Punktstruktur «a Le

N

Fig. 2: ein Ausschnitt durch ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit einer periodischen = ss

Punktstruktur & Ste

Fig. 3: ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit einer periodischen Struktur, welche als “yy periodische Linienstruktur ausgebildet ist.

Fig. 4: Ein oberflächenstrukturiertes Substrat mit Linienstrukturen, die in zwei Richtungen verlaufen zum Erzeugen von zweidimensionalen Oberflächenunebenheiten

Fig. 5: Die Erzeugung von Zapfen mittels einer Hilfsschicht.

Fig. 6: eine rillenférmige Vertiefung.

Fig. 7A: eine schematische Darstellung eines inversen Zapfens.

Fig. 7B: eine schematische Darstellung einer zapfenähnlichen Vertiefung mit kreisférmiger

Grundflache.

Fig. 7C: eine schematische Darstellung einer zapfenahnlichen Vertiefung mit unregelmäfiger Grundfläche.

Fig. 8: einen kumulativen Aufbau der Punktstruktur aus einer Überlagerung mehrerer

Interferenzpixel,

Fig. 9: eine Punktstruktur, welche aus der Überlagerung von mehreren ersten und zweiten Interferenzpixeln gebildet ist,

Fig. 10: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 11: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein Umlenkelement (6) zur Parallelisierung der Teilstrahlen enthält.

Fig. 12: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein Umlenkelement (7) zur Aufweitung des Winkels der Teilstrahlen zur optischen Achse des Strahlengangs (3) enthält.

Fig. 13A: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die optische Elemente (6) mit einer planaren, reflektierenden Oberfläche, die die

Teilstrahlen auf das Fokussierelement (4) umlenken, enthält. white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Fig. 13B: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, LU103058

SR die als optisches Element zur Strahlformung einen Galvo-Spiegel (9) umfasst, was SS eine ortsfeste Positionierung des zu strukturierenden Substrats während des >

Prozesses der Strukturierung erlaubt. LQ a.

Fig. 14: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, © S pére, wobei die Vorrichtung ein Polarisationselement (8), welches den Phasenverlauf 3 S

N der Teilstrahlen zueinander verschiebt, enthält, wobei ss x

A) das Strahlteilerelement (2) im Strahlengang (3) nah an der S N

Na

Laserstrahlungsquelle (1) positioniert ist. “a

B) das Strahlteilerelement (2) im Strahlengang (3) nah am Umlenkelement (7) positioniert ist.

Fig. 15: eine schematische Ansicht der sich auf der Oberfläche oder im Inneren des

Substrats ergebenden Interferenzpixel mit der Weite D, und die Verteilung der einzelnen Interferenzpixel auf der Oberfläche oder im Inneren des Substrats, wobei die Interferenzpixel zueinander verschoben sind mit der Pixeldichte Pd.

Fig. 16: eine schematische perspektivische Ansicht des strukturierten Substrats (5) mit den erzeugten periodischen Punktstrukturen, bestehend aus inversen Zapfen, mit

Abmessungen im Mikro- und Submikrometerbereich, und symbolisch die

Transmission von einfallenden elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen größer als die Interferenzperiode der erzeugten Strukturen, sowie die Beugung von einfallenden elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen im Bereich oder kleiner der erzeugten Strukturen.

Fig. 17: eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die als optisches Element einen Galvospiegel (9) mit einer planaren, reflektierenden Oberfläche, die die Teilstrahlen auf das Fokussierelement (4) umlenken, sowie ein Polygonrad (91) enthält.

Fig. 18: eine grafische Darstellung des Diffraktionswinkels von einfallendem Licht über der

Wellenlänge des einfallenden Lichts für strukturierte Substrate mit drei unterschiedlichen Strukturweiten.

Fig. 19: eine schematische perspektivische Ansicht des strukturierten Substrats (5) mit den erzeugten periodischen Punktstrukturen, bestehend aus inversen Zapfen, mit

Abmessungen im Mikrometerbereich, der eine periodische Wellenstruktur im

Submikrometerbereich überlagert ist.

Fig. 20: eine schematische

A) Draufsicht und white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Fig. X1: eine schematische Darstellung der Reduzierung der Reflektion aufgrund des 0. ,

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Substrates 5 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. = WS

Das Substrat 5 weist eine erste äußere Oberfläche 32 auf. Die erste äußere Oberfläche 32 x N ist in der Regel der Umwelt, also insbesondere der Luft, dem Wasser oder einem anderen 2

Fluid zugewandt.

Die erste äußere Oberfläche 32 ist aus einem strukturierten Bereich 28 und einem unstrukturierten Bereich 29 gebildet. Der hier dargestellte strukturierte Bereich 28 ist aus einer periodischen Struktur aus Oberflächenunebenheiten 34 gebildet. Nach einer alternativen Ausgestaltung kann der strukturierte Bereich 28 auch aus einer Überlagerung mehrerer periodischer Strukturen gebildet sein, sodass die Uberlagerte Struktur, auch als

Globalstruktur, bei Punktstrukturen auch als Global-Punktstruktur bezeichnet, nicht periodisch, insbesondere nicht vollperiodisch, sein muss. Die Oberflächenunebenheiten 34 sind hier als inverse Zapfen 14 ausgebildet, wobei die periodische Struktur eine periodische

Punktstruktur ist.

Ein Abschnitt eines oberflächenstrukturierten Substrats 5, aufweisend eine Grundschicht 37 und eine an die Grundschicht 37 angrenzende Deckschicht 35, ist in Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung dargestellt.

Auch hier ist die erste äußere Oberfläche 32 des Substrates 5 aus einem strukturierten

Bereich 28 und einem unstrukturierten Bereich 29 gebildet. Dabei bildet in der hier dargestellten Variante die Gesamtheit der inversen Zapfen 14 den strukturierten Bereich 28.

Fig. 3 zeigt ein oberflächenstrukturiertes Substrat 5 mit einer periodischen Struktur, welche als periodische Linienstruktur ausgebildet ist. Hier sind die auf der ersten äußeren

Oberfläche 32 der Deckschicht 35 des Substrates 5 angeordnete — Oberflächenunebenheiten 34, aus denen der strukturierte Bereich 28 gebildet ist, als rilenfôrmige Vertiefungen 36 mit einer großen Ausdehnung in einer ersten Dimension Dim1 ausgebildet. Die Ausdehnung der rillenférmigen Vertiefungen 36 in einer zweiten Dimension

Dim2 und in einer dritten Dimension Dim3 ist deutlich geringer. white ip | patent & legal PatGmbH LL

Die Periodizität der Struktur ergibt sich aus der Wiederholung der rillenférmigen LU1030$&

Vertiefungen 36 mit gleichmäBigem Abstand, sodass die Interferenzperiode p, insbesondere Ww die erste Interferenzperiode p1, von einem bestimmten Punkt der rillenférmigen =~

Vertiefung 36, beispielsweise dem tiefsten Punkt, zu dem diesem Punkt entsprechenden SQ ss

In Fig. 4 ist ein Substrat 5 dargestellt, bei dem erste und zweite rillenfôrmige (linienfôrmige)

Vertiefungen 36A, 36 B als Oberflachenunebenheiten 34 dargestellt sind, deren erste S N

Dimensionen Dim 1A und Dim1B in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Dadurch bilden DL die verbleibenden unstrukturierten Bereiche 29 zweidimensionale Änderungen der

Oberfläche. Der strukturierte Bereich wird hier durch die rillenförmigen Vertiefungen 36A, 36B gebildet. Die unterschiedlichen Richtungen Dim1A und Dim1B schließen dabei einen orthogonalen Winkel ein.

In Fig. 5 werden Zapfen 43 auf einem Substrat 5 dadurch erzeugt, dass eine Hilfsschicht 31 auf einer transparenten Grundschicht 37 aufgelegt wird. Ein Laserstrahl 3 wird dabei durch das für die Wellenlänge des Laserlichtes transparente Grundschicht 37 bis zur

Hilfsschicht 31 geleitet. Die Oberfläche der Grundschicht 37, die zur Hilfsschicht 31 weist wird dabei abgerastert, sodass Zapfen 43 entstehen. Daraufhin wird die Hilfsschicht 31 entfernt und es verbleiben lediglich die Zapfen 43 aus dem Material der Hilfsschicht 31. Die

Zapfen bilden dabei die Deckschicht 35.

In Fig. 6 ist eine als rillenförmige Vertiefung 36 ausgebildete Oberflächenunebenheit 34 schematisch dargestellt. Die tiefste Linie ist bei einer solchen symmetrischen Struktur die

Mittellinie 39.

Der Bereich des Schnittes der rillenförmigen Vertiefung 36 mit der entsprechenden

Oberfläche wird als Grundfläche 40 der Oberflächenunebenheit bezeichnet. Die

Grundfläche 40 bildet dann den Abschnitt des strukturierten Bereiches der Oberfläche, welcher dieser Oberflächenunebenheit zugeordnet werden kann. Die Seitenflächen 41 sind hier glatt ausgebildet. Eine rillenférmige Vertiefung kann aber auch mit einer quasi- periodischen Linienstruktur überlagert sein. Die Breite b der rillenfôrmigen Vertiefung 36 ist bei diesem Ausführungsbeispiel geringer ausgebildet als die Strukturtiefe x.

In Fig. 7A ist eine schematische Darstellung eines mittels eines Laserinterferenzverfahrens erzeugten inversen Zapfens 14, welcher die Strukturtiefe x aufweist, dargestellt. Die white ip | patent & legal PatGmbH

Grundfläche 40 des inversen Zapfens 14 ist hier kreisfôrmig mit einem Durchmesser d LU1030$& ausgebildet. Die Seitenflächen 41 sind glatt ausgebildet. +

Eine schematische Darstellung einer zapfenähnlichen Vertiefung 42, wie sie beispielsweise a mittels eines Atzprozesses unter Verwendung einer, hier nicht dargestellten Maske mit ss kreisfôrmigen Öffnungen, generiert werden kann, ist in Fig. 7B gezeigt. Die dargestellte > RN

In Fig. 7C ist schematische Darstellung einer zapfenähnlichen Vertiefung 42 mit S N unregelmäßiger Grundfläche 40 und unregelmäßiger, völlig variabler Seitenfläche 41 a" dargestellt. Eine derartige Vertiefung wird beispielsweise beim Atzen ohne Maske generiert.

Fig. 8 visualisiert den kumulativen Aufbau der Punktstruktur aus einer Überlagerung mehrerer Interferenzpixel (10, 11, 12, 13). Jedes Interferenzpixel (10, 11, 12, 13) besteht aus mehreren mittels Laserinterferenzstrukturierung in das Substrat eingebrachten inversen

Zapfen (14).

In Teilbild (A) ist das erste Interferenzpixel (10) gezeigt, welches mehrere inverse Zapfen (14, 14.1) aufweist. Teilbild (B) visualisiert eine Überlagerung aus dem ersten

Interferenzpixel (10) und dem zweiten Interferenzpixel (11), wobei diese Überlagerung aus inversen Zapfen (14.1) des ersten Interferenzpixels (10) und aus inversen Zapfen (14.2) des zweiten Interferenzpixels (11) besteht.

Dabei besteht ein Versatz (15) zwischen dem ersten Interferenzpixel (10) und dem zweiten

Interferenzpixel (11), wodurch die inversen Zapfen (14.2) des zweiten Interferenzpixels (11) um diesen Versatz (15) gegenüber den inversen Zapfen (14.1) des ersten Interferenzpixels (10) verschoben sind.

Teilfigur © visualisiert eine Überlagerung, bei der zusätzlich ein drittes Interferenzpixel (12) mit den ersten beiden Interferenzpixeln (10, 11) überlagert ist. Die überlagerte Struktur in

Teilbild © weist somit inverse Zapfen (14.1) des ersten Interferenzpixels (10), inverse Zapfen (14.2) des zweiten Interferenzpixels (11) sowie inverse Zapfen (14.3) des dritten

Interferenzpixels (12) auf. Das dritte Interferenzpixel (12) ist in diesem Ausführungsbeispiel zum zweiten Interferenzpixel (11) in derselben Raumrichtung entlang der x-Achse verschoben, wie das zweite Interferenzpixel (11) zum ersten Interferenzpixel (10).

Teilbild (D) zeigt eine Überlagerung, bei der weiterhin ein viertes Interferenzpixel (13) überlagert ist, wobei dies gegenüber dem dritten Interferenzpixel (12) in einer anderen

Raumrichtung entlang der y-Achse verschoben ist. Somit weist der Ausschnitt in Teilbild (D) eine Punktstruktur aus einer Überlagerung aus vier Interferenzpixeln (10, 11, 12, 13) auf. white ip | patent & legal PatGmbH en

LUA 03058

Die Graphen, welche unterhalb der Interferenzpixel (10, 11, 12, 13) angeordnet sind, dienen WW der Visualisierung der periodischen Strukturen innerhalb eines Interferenzpixels (10, 11, 12, a 13). Aufgrund der Entstehung der Interferenzpixel (10, 11, 12, 13) über den Prozess der ss

Laserinterferenzstrukturierung, also entsprechend des Interferenzbildes der Laser(teil- > RN strahlen), weist jedes einzelne Interferenzpixel (10, 11, 12, 13), welches innerhalb eines Lo ©

Beleuchtungs- oder Bestrahlungsprozesses innerhalb einer ausgewählten Pulsdauer = WN entstanden ist, eine periodische Anordnung der inversen Zapfen (14) auf. Der Abstand der & N inversen Zapfen (14.1) des ersten Interferenzpixels (10), der aus dem Abstand der 2

Intensitätsmaxima des das erste Interferenzpixel (10) erzeugenden Interferenzbildes resultiert, stellt die Interferenzperiode (p1) dar. Die Intensität entspricht dabei der zur

Erzeugung der inversen Zapfen (14.1) notwendigen Intensität im Interferenzmuster der

Laser(teil-)strahlen. Somit entspricht der Abstand der Intensitätsmaxima des

Interferenzbildes der Interferenzperiode (p1). Das zweite Interferenzpixel (11) weist dabei eine zweite Interferenzperiode (p2) auf.

Fig. 9 zeigt eine Punktstruktur (16), welche aus der Überlagerung von mehreren ersten

Interferenzpixeln (10) mit einer ersten Interferenzperiode (p1) und mehreren zweiten

Interferenzpixeln (11) mit einer zweiten Interferenzperiode (p2) gebildet ist. Die ersten

Interferenzpixel (10) weisen dabei inverse Zapfen (14.1) auf, welche hier mit einer vertikalen

Musterfüllung dargestellt sind. Die zweiten Interferenzpixel (11) weisen inverse Zapfen (14.2) auf, welche mit einer horizontalen Musterfüllung dargestellt sind. Die Interferenzperiode (p1) des ersten Interferenzpixels (10) ist kleiner als die zweite Interferenzperiode (p2) des zweiten

Interferenzpixels (11).

In einer optionalen Einstellung der Interferenzpixel (10, 11) derart, dass die Anzahl der inversen Zapfen (14.1, 14.2) innerhalb der Interferenzpixel (10, 11) identisch ist, variiert folglich die Fläche der Interferenzpixel (10, 11), was hier durch die Kreise visualisiert ist.

Eines der ersten Interferenzpixel (10) ist hier durch sämtliche inverse Zapfen (14.1) mit vertikaler Musterfüllung innerhalb des kleineren Kreises schematisch dargestellt. Eines der zweiten Interferenzpixel ist wiederum durch die inversen Zapfen (14.2), die mit einer horizontalen Musterstrukturierung dargestellt sind, innerhalb des größeren Kreises visualisiert.

Dabei sind die mehreren ersten Interferenzpixel (10) benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordnet und die mehreren ersten Interferenzpixel (10) bilden dadurch ein Muster mit der

Interferenzperiode (p1). Weiterhin sind die mehreren der zweiten Interferenzpixel (11) benachbart repetitiv versetzt zueinander angeordnet und die mehreren der zweiten white ip | patent & legal PatGmbH

Interferenzpixel (11) bilden somit ein Muster mit der sich von der ersten Interferenzperiode ~~ LU1030%& (p1) unterscheidenden zweiten Interferenzperiode (p2). SS

Der unterhalb der Punktstruktur (16) angeordnete Graph visualisiert die Anordnung der ‘© = inversen Zapfen (14.1, 14.2) entlang einer Linie durch die Punktstruktur (16). Die Maxima der = =

Intensität entsprechen dabei dem Mittelpunkt der inversen Zapfen (14.1, 14.2). Wie in Fig. 8 = 8 dient dieser Graph der Darstellung des Prinzips. Die Intensität entspricht dabei dem zur x

Erzeugung der inversen Zapfen (14.1, 14.2) notwendigen Intensität im Interferenzmuster der S [a x

Laser(teil )strahlen. -—

Fig. 10 visualisiert in einem ersten Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Vorrichtung, umfassend eine Laserstrahlungsquelle (1) zum Emittieren eines Laserstrahls. Im

Strahlengang (3) des Laserstrahls hinter der Laserstrahlungsquelle (1) angeordnet, befindet sich ein Strahlteilerelement (2), welches im Strahlengang (3) beweglich angeordnet ist. Im

Strahlengang (3) des Laserstrahls hinter dem Strahlteilerelement (2) angeordnet, befindet sich ein Fokussierelement (4). Im Strahlengang (3) des Laserstrahls hinter dem

Fokussierelement (4) angeordnet, befindet sich eine Haltevorrichtung, auf der ein Substrat (5), bevorzugt flachiges und/oder transparentes Substrat, gelagert ist.

In dieser Ausgestaltung emittiert die Laserstrahlungsquelle (1) einen gepulsten Laserstrahl.

Es handelt sich hier bei der Laserstrahlungsquelle um einen UV Laser mit einer Wellenlänge von 355 nm Wellenlänge und einer Pulsdauer von 12 ps. Das Strahlungsprofil der

Laserstrahlungsquelle entspricht in dieser Ausführungsform einem Top-Hat-Profil.

In diesem Ausführungsbeispiel entspricht das Strahlteilerelement (2) einem diffraktiven

Strahlteilerelement. Ein diffraktives Strahlteilerelement ist hier ein Strahlteilerelement, welches Mikro- oder Nanostrukturen enthält. Das Strahlteilerelement (2) unterteilt den

Laserstrahl in 4 Teilstrahlen.

Das Fokussierelement (4) entspricht in diesem Ausführungsbeispiel einer refraktiven, sphärischen Linse, die die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Teilstrahlen so auf das Substrat (5), bevorzugt flächige und/oder transparente Substrat, lenkt, dass sie dort in einem Interferenzbereich interferieren. Der Interferenzwinkel entspricht in dieser

Ausgestaltung 27,2°, woraus eine Interferenzperiode von 550 nm für die periodische

Punktstruktur bei dem gleichen Polarisationszustand resultiert.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das flächige Substrat einmal bestrahlt, sodass sich eine Bearbeitungsdauer pro Struktureinheit, d. h. pro Interferenzpixel, von 12 ps ergibt. white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Bei dem Substrat (5), bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrat, handelt es sich | LU1030$&

SR um ein Glas, ganz speziell ein Quarzglas, welches auf einer Haltevorrichtung gelagert ist, & sodass es in der xy-Ebene, senkrecht zum Strahlengang des von der Laserstrahlungsquelle > (1) emittierten Laserstrahls beweglich ist. £a.

Fig. 11 visualisiert in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Vorrichtung wie in Fig. 10 = Ss beschrieben, zusätzlich umfassend ein Umlenkelement (6), welches sich im Strahlengang (3) x des Lasers nach dem Strahlteilerelement (2) und dem Fokussierelement (4) befindet. S > x

In dieser Ausgestaltung ist das Umlenkelement eine konventionelle, refraktive, konvexe “~~

Linse, Die Teilstrahlen treffen derart auf das Umlenkelement (6) auf, dass sie nach

Durchlaufen des Umlenkelements im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dadurch lässt sich der Punkt, in dem die Teilstrahlen auf der Oberfläche oder im Inneren des

Substrats interferieren, einstellen.

Fig. 12 visualisiert in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung basierend auf dem in Fig. 10 und Fig. 11 gezeigten Aufbau. Zusätzlich umfasst dieser Aufbau ein weiteres

Umlenkelement (7), welches im Strahlengang (3) des Lasers zwischen dem

Strahlteilerelement (2) und dem Umlenkelement (6) angeordnet ist.

In dieser Ausgestaltung ist das weitere Umlenkelement (7) eine konventionelle, refraktive, konkave Linse. Die Teilstrahlen treffen derart auf das weitere Umlenkelement auf, sodass ihr

Winkel zur optischen Achse des Strahlengangs aufgeweitet wird. Dadurch lässt sich der

Interferenzwinkel, mit dem die Teilstrahlen auf der Oberfläche oder im Inneren des

Substrats, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, interferieren, verändern.

In dieser Ausgestaltung sind alle optischen Elemente abgesehen vom Strahlteilerelement (2) entlang der optischen Achse des Strahlengangs (3) fixiert. Der Interferenzwinkel der

Teilstrahlen auf dem Substrat wird über eine Verschiebung des Strahlteilerelements (2) entlang der optischen Achse des Strahlengangs eingestellt.

Fig. 13A zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung wie in Fig. 12, umfassend die optischen Elemente (6) mit einer planaren, reflektierenden Oberfläche, die derart eingerichtet sind, dass sie die Teilstrahlen auf das Fokussierelement (4) umlenken.

In dieser Ausgestaltung werden die zumindest drei Teilstrahlen durch Verschiebung der optischen Elemente (6) in einem bevorzugten Winkel auf das Substrat gelenkt. Dadurch white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung kann auf ein Umlenkelement in Form einer Linse (Bezugszeichen (6) in Fig. 12) verzichtet LU103058 werden. SS

Vorrichtung, die als optisches Element zur Strahlformung einen Galvo-Spiegel (9) umfasst, = = was eine ortsfeste Positionierung des zu strukturierenden Substrats 5 während des 2 A

Prozesses der Strukturierung erlaubt.

N NS

N

=

Fig. 14 visualisiert in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung wie in Fig. 10, zusätzlich umfassend je ein Polarisationselement (8) pro Teilstrahl, welche im Strahlengang (3) des Laserstrahls zwischen dem Umlenkelement (6) und dem Fokussierelement (4) angeordnet sind.

Das Polarisationselement ist derart angeordnet, dass es die Polarisierung der einzelnen

Teilstrahlen zueinander so verändert, dass sich eine Veränderung des Interferenzmusters ergibt.

Diese Ausgestaltung ist in zwei unterschiedlichen Konfigurationen dargestellt. In Fig. 14A ist das Strahlteilerelement (2) im Strahlengang (3) nah an der Laserstrahlungsquelle (1) positioniert. In Fig. 14 B ist das Strahlteilerelement (2) im Strahlengang (3) nah am

Umlenkelement (7) positioniert. Auf diese Weise lässt sich das Interferenzmuster der interferierenden Teilstrahlen auf der Oberfläche des Substrats (5) stufenlos einstellen, ohne dass die anderen optischen Elemente im Aufbau oder das Substrat bewegt werden müssen.

Zusätzlich wäre es auch denkbar, dass die Anordnung ein zusätzliches optisches Element zur Strahlformung enthält, das im Strahlengang (3) des Laserstrahls der

Laserstrahlungsquelle (1) nachgeordnet ist. In dieser Ausgestaltung entspricht das

Strahlungsprofil der Laserstrahlungsquelle einem Gauß-Profil. Das optische Element zur

Strahlformung wandelt dieses Profil in ein Top-Hat-Profil um.

Fig. 15 enthält eine schematische Ansicht der sich auf der Oberfläche oder im Inneren des

Substrats ergebenden Interferenzpixel mit der Weite D, und die Verteilung der einzelnen

Interferenzpixel auf der Oberfläche oder im Inneren des Substrats, wobei die Interferenzpixel zueinander verschoben sind mit der Pixeldichte Pd.

In dieser Ausgestaltung ist die Pixeldichte Pd kleiner als die Weite eines Interferenzpixels, D.

Dadurch kann durch Bewegen des Substrats (5) mittels eines gepulsten Laserstrahls eine white ip | patent & legal PatGmbH | ;

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung flächige homogene periodische Punktstruktur auf der Oberfläche oder im Inneren eines LU1030$&

Substrats, bevorzugt flächigen und/oder transparenten Substrats, erzeugt werden. +

Vorzugsweise werden die nacheinander aufgebrachten Interferenzpixel nebeneinander a angeordnet. In dieser Ausgestaltung existiert ein Uberlapp zwischen zwei nebeneinander ess angeordneten Interferenzpixeln. Aufgrund der Mehrfachbestrahlung werden so bevorzugt > RN

Selbstorganisationsprozesse innerhalb des strukturierten Bereiches, also innerhalb der Lo © inversen Zapfen 14, angeregt. Dadurch kann effizient eine hierarchische Struktur erzeugt = =

Se werden. x +

Fig. 16 visualisiert das durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte strukturierte

Substrat (5) mit den erzeugten periodischen Punktstrukturen, bestehend aus inversen

Zapfen, mit Abmessungen im Mikro- und Submikrometerbereich. Es wird zudem symbolisch die Transmission von einfallenden elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen größer als die Interferenzperiode der erzeugten Strukturen, sowie die Beugung von einfallenden elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen im Bereich oder kleiner der erzeugten

Strukturen verdeutlicht.

Fig. 17 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung wie in Fig. 13B, umfassend das optische Element (91) mit einer planaren, reflektierenden Oberfläche, wobei es sich um ein Polygonrad handelt, welches derart eingerichtet ist, dass es um eine eingezeichnete Achse rotiert. Dabei werden die einfallenden Teilstrahlen derart abgelenkt, dass sie auf einen Galvospiegel (9) treffen, welcher die Strahlen über ein

Fokussierelement (4) auf das Substrat lenkt. Die Rotation des Polygonrads bewirkt dabei, dass der Punkt, in dem die Strahlen auf dem Substrat gebündelt werden während des

Belichtungsprozesses entlang einer Linie beweglich ist. Die Teilstrahlen scannen also das

Substrat, was zu einer erhöhten Prozessgeschwindigkeit führt.

Fig. 18 zeigt in einer grafischen Darstellung die Transmissions- bzw. Beugungsfähigkeit von einem strukturierten Substrat abhängig von der Strukturweite auf. Dabei wird der

Diffraktionswinkel von Licht in Abhängigkeit von dessen Wellenlänge für Strukturen mit drei unterschiedlichen Strukturweiten gezeigt. Ist die Wellenlänge des einfallenden Lichts größer als die Strukturweite, so wird das Licht vollständig transmittiert. Bei Wellenlängen im Bereich der Strukturweite oder kleiner kommt es zur Diffraktion. Die Diffraktionswinkel können aus der Grafik entnommen werden. white ip | patent & legal PatGmbH en

Fig. 19 visualisiert das durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte strukturierte LU1030$&

Substrat (5) mit den erzeugten periodischen Punktstrukturen, bestehend aus inversen Ww

Zapfen, mit Abmessungen im Mikrometerbereich. Dieser periodischen Punktstruktur im =~

Mikrometerbereich überlagert ist eine periodische Wellenstruktur im Submikrometerbereich, QO ss welche ebenfalls durch das hierin beschriebene erfindungsgemäße Verfahren in einem © =

Produktionsschritt erzeugbar ist. = S

Fig. 20A visualisiert eine quasi-periodische Wellenstruktur (19) in einer Draufsicht und S N

Fig. 20B in einer Schnittansicht, wie sie ein strukturiertes Substrat aufweist, welches durch DL ein hierin offenbartes Verfahren, insbesondere durch eine Mehrfachbestrahlung oder durch eine Einfachbestrahlung mit hoher Intensität, erzeugt werden kann. Dabei stellt die

Schnittansicht der Fig. 11B einen Querschnitt durch die in Fig. 11A dargestellte Struktur etwa entlang der Schnittlinie A-A dar. In den Materialien auftretende Selbstorganisationsprozesse führen dazu, dass wellenförmige Strukturen mit Wellenbergen (20) und Wellentälern (21) innerhalb eines derart bestrahlten Bereiches entstehen. Die entstehenden Strukturen weisen dabei grundsätzlich eine gewisse Periodizität auf, wobei allerdings auch Defekte (22), also

Unregelmäßigkeiten, auftreten. Somit weist eine derartige Struktur im Gegensatz zu einer echt periodischen Struktur sowohl Abweichungen in den Strukturabmessungen, insbesondere bei den Abständen der Wellenberge zu den Wellentälern, als auch Defekte auf, sodass die erzeugte Wellenstruktur nicht homogen ausfällt.

Eine schematische Schnittdarstellung eines strukturierten Substrats 5 ist in Fig. 21 zur

Visualisierung der Reduktion der Reflektion aufgrund des Falleneffektes gezeigt. Dabei ist nach oben weisend eine Deckschicht 35 dargestellt. Unterhalb der Deckschicht 35 ist eine

Grundschicht 37 gezeigt.

Es sind an dem Substrat inverse Zapfen 14 angeordnet, wobei die Schnittdarstellung gerade in einer Reihe inverser Zapfen 14 liegt. Auf die inversen Zapfen 14 auftreffendes Licht 44 trifft dabei zum Teil auch auf einen innerhalb eines inversen Zapfens 14 angeordneten

Grenzflächenpunkt 45. Dabei wird ein Teil des Lichtes 44 an diesem Grenzflächenpunkt 45 bereits durch die Grenzfläche in das innere der Deckschicht 35 transmittiert. Ein weiterer

Anteil des Lichtes 44 wird jedoch reflektiert und trifft auf einen weiteren innerhalb eines inversen Zapfens 14 angeordneten Grenzflächenpunkt 45. Auch dort wird ein Anteil des

Lichtes 44 durch die Grenzfläche zwischen Luft und Deckschicht transmittiert und ein wiederum geringerer Teil reflektiert. Auch dieser reflektierte Teil gelangt in dieser Darstellung auf einen weiteren Grenzflächenpunkt 45, wo wiederum ein Teil des Lichtes 44 transmittiert white ip | patent & legal PatGmbH en

Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU “sens veri Jahvat epg Nee Luxemburgische Patentanmeldung wird. Dadurch kann die Gesamtmenge des durch die Grenzfläche transmittierten LU1030$&

Lichtes 44.1 gegenüber einer Oberfläche ohne inverse Zapfen 14 deutlich erhöht werden. NS

SS st LS ds

N ds

Ds white ip | patent & legal PatGmbH ; nn . »

BEZUGSZEICHENLISTE LU1030$8 1 Laserstrahlungsquelle 0. 2 Strahlteilerelement ‘© © 3 Strahlengang, Laserstrahl = = 4 Fokussierelement z = 5 Substrat 6 weiteres Umlenkelement S N

Ty Wt 7 Umlenkelement “an 8 Polarisationselement 9 Fokussierspiegel bzw. Galvo-Spiegel 91 Polygonrad 10 erstes Interferenzpixel 11 zweites Interferenzpixel 12 drittes Interferenzpixel 13 viertes Interferenzpixel 14 inverse Zapfen 14.1 inverse Zapfen des ersten Interferenzpixels 14.2 inverse Zapfen des zweiten Interferenzpixels 14.3 inverse Zapfen des dritten Interferenzpixels 14.4 inverse Zapfen des vierten Interferenzpixels 15 Versatz 16 Punktstruktur p1 erste Interferenzperiode p zweite Interferenzperiode 19 quasiperiodische Wellenstruktur 20 Wellenberg 21 Wellental 22 Defekt 23 Wasserkontaktwinkel 24 Wassertropfen 25 Gasphase 26 Tangente

A-A Schnittlinie 28 strukturierter Bereich 29 unstrukturierter Bereich 30 Oberflächenstrukturiertes Bauteil white ip | patent & legal PatGmbH LL

31 Hilfsschicht LU1030$& 32 Erste äußere Oberfläche Ww 33 Zweite äußere Oberfläche >> 34 Oberflächenunebenheit SN 0 35 Deckschicht > = 36 Rillenfôrmige Vertiefungen Een S 36A Erste rillenférmige Vertiefungen 2 EX: 36B Zweite rillenförmige Vertiefungen x = 37 Grundschicht SD 39 Mittellinie 40 Grundflache 41 Seitenflâäche 42 Zapfenähnliche Vertiefung 43 Zapfen

Dim1 erste Dimension

Dim2 zweite Dimension

Dim3 dritte Dimension

Dim1A erste Dimension einer ersten rillenfôrmigen Vertiefung

Dim1B erste Dimension einer zweiten rillenförmigen Vertiefung

D Weite des Interferenzpixels

Pd Pixeldichte?

D Durchmesser b Breite x Strukturtiefe white ip | patent & legal PatGmbH en

Claims

PATENTANSPRÜCHE LU1030$8

1. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5), 0. wobei das oberflächenstrukturierte Substrat (5) wenigstens eine erste äußere Oberfläche © ve + OR NS (32) mit einem Schwarzmarkierungsbereich aufweist, ON N wobei der Schwarzmarkierungsbereich durch einen strukturierten Bereich (28) und einen = ss unstrukturierten Bereich (29) gebildet ist, & Ste wobei der strukturierte Bereich (28) ein erstes Interferenzpixel (10) aufweist, te wobei das erste Interferenzpixel (10) aus einer ersten periodischen Struktur aus wenigstens drei Oberflächenunebenheiten (34) gebildet wird, wobei der Abstand zweier benachbarter Oberflächenunebenheiten (34) eine erste Interferenzperiode (p1) beträgt, wobei die erste Interferenzperiode (p1) im Bereich von 50 nm bis 200 um, vorzugsweise von 5 um bis 45 um liegt, und wobei der strukturierte Bereich (28) weiterhin mehrere versetzt zueinander angeordnete Interferenzpixel aus jeweils einer periodischen Struktur aus wenigstens drei Oberflächenunebenheiten (34) aufweist, wobei wenigstens 50% der versetzt zueinander angeordneten Interferenzpixel einen Überlapp von wenigstens 95%, bevorzugt von wenigstens 97%, aufweisen.

2. Oberflachenstrukturiertes Substrat (5) nach Anspruch 1, wobei der Schwarzmarkierungsbereich mit einem Glanzfaktor von weniger als 10 ausgebildet ist.

3. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste äußere Oberfläche (32) als Bestandteil einer Deckschicht (35) ausgebildet ist und wobei die Deckschicht (35) an eine Grundschicht (37) angrenzend ausgebildet ist.

4. Oberflachenstrukturiertes Substrat (5) nach Anspruch 3, wobei die Grundschicht (37) ein transparentes Material, vorzugweise Glas, aufweist oder aus einem transparenten Material, vorzugweise Glas, gebildet ist. white ip | patent & legal PatGmbH | ; Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung

5. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das LU1030$& SR Material des oberflächenstrukturierten Substrats (5) und/oder der Deckschicht (35) SS wenigstens ein Metall, vorzugsweise Kupfer und/oder Aluminium, eine Legierung > und/oder einen Halbleiter, vorzugsweise Silizium, aufweist, vorzugsweise daraus besteht. £a.

6. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach Anspruch 5, wobei in dem strukturierten = Ss Bereich der Sauerstoffanteil im Bereich von zumindest 8 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise x im Bereich von zumindest 10 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von S [a x zumindest 15 bis 30 Gew.-% liegt. =

7. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Material des oberflächenstrukturierten Substrats (5) und/oder der Deckschicht (35) einen Schmelzpunkt von weniger als 1.400 °C, bevorzugt von weniger als 1.200 °C, besonders bevorzugt von weniger als 1.100 °C, aufweist.

8. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Interferenzpixel (10) ein periodisches Gitter von zumindest drei Zapfen (43) oder inversen Zapfen (14) aufweist.

9. Oberflachenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Interferenzpixel (10) eine erste periodische Linienstruktur aus wenigstens drei nebeneinander angeordneten, parallel zueinander verlaufenden, aquidistant angeordneten rillenförmigen Vertiefungen (36) oder rillenförmigen Erhöhungen ausgebildet ist.

10. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der strukturierte Bereich (28) weiterhin eine zweite periodische Struktur mit einer zweiten Interferenzperiode (p2) im Mikro- oder Submikrobereich aufweist, welche als periodische Punktstruktur oder als periodische Linienstruktur ausgebildet ist.

11. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Strukturtiefe der Oberflächenunebenheiten (34) des ersten Interferenzpixels (10) im Bereich von 0,3 um bis 60 um, vorzugsweise im Bereich von 0,5 um bis 40 um liegt. white ip | patent & legal PatGmbH | ; Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung

LUA 03058

12. Oberflächenstrukturiertes Substrat (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die WW Oberflachenunebenheiten (34) Seitenflachen (41) mit einer glatten Oberfläche aufweisen. a = DS

13. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenstrukturierten Substrats (5) gemäß einem «a Le N der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend folgende Schritte: = eu a) Bereitstellen eines zu strukturierenden Substrates (5), wobei das zu strukturierende Ne Substrat (5) eine Grenzflache aufweist, wobei die Grenzflache als direkte “~~ Kontaktflache zwischen der zu strukturierenden Oberfläche des zu strukturierenden Substrats (5) und einem daran angrenzenden Medium ausgebildet ist, wobei das zu strukturierende Substrat (5) oder das daran angrenzende Medium ein Material mit einer Warmeleitfahigkeit von zumindest 20 W/(m-K) aufweist, b) Applizieren eines strukturierten Bereichs auf die zu strukturierende Oberfläche des zu strukturierenden Substrates (5), wodurch ein Schwarzmarkierungsbereich auf der zu strukturierenden Oberfläche erzeugt wird, wobei der strukturierte Bereich (28) zumindest ein erstes Interferenzpixel (10) mit einer ersten Interferenzperiode (p1) aufweist, wobei das erste Interferenzpixel (10) aus einer ersten periodischen Struktur aus wenigstens drei Oberflächenunebenheiten (34), gebildet wird, wobei der Abstand zweier benachbarter Oberflächenunebenheiten (34) eine erste Interferenzperiode (p41) beträgt, wobei der strukturierte Bereich (28) ferner mehrere weitere versetzt zueinander angeordnete Interferenzpixel aufweist, wobei der strukturierte Bereich (28) durch überlagertes Applizieren der ersten Interferenzpixel (10) auf einer Oberfläche oder im Volumen innerhalb der Grenzfläche des Substrates (5) gebildet wird, wobei die ersten Interferenzpixel (10) einen Überlapp von wenigstens 90%, bevorzugt von wenigstens 95% aufweisen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das zu strukturierende Substrat (5) als eine Grundschicht (37) und das an das zu strukturierende Substrat (5) angrenzende Medium white ip | patent & legal PatGmbH | ; Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung als eine Hilfsschicht (31) mit einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von zumindest | LU1030$& 20 W/(m-K) ausgebildet ist. S

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Hilfsschicht im Anschluss an Schritt b) © = von der Grundschicht (37) entfernt wird, wodurch eine an die Grundschicht (37) = = angrenzende Deckschicht (35) verbleibt. = 8 y Ve

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Grundschicht (37) ein transparentes -— N Material, vorzugweise Glas, aufweist oder aus einem transparenten Material, vorzugweise Glas, gebildet ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Material mit einer Warmeleitfahigkeit von zumindest 20 W/(m-K) wenigstens ein Metall, vorzugsweise Kupfer und/oder Aluminium, wenigstens eine Legierung oder wenigstens einen Halbleiter, vorzugsweise Silizium, aufweist oder daraus gebildet ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die erste Interferenzperiode (p1) im Bereich von 50 nm bis 200 um, vorzugsweise von 1 um bis 45 um, ausgebildet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Applizieren gemäß Schritt b) mittels Laserinterferenzverfahren erfolgt, wobei vorzugsweise Teilstrahlen mittels eines Strahlteilerelementes (2) erzeugt werden und die Interferenzperiode (p) eines Interferenzpixels, vorzugsweise die erste Interferenzperiode (p1) des ersten Interferenzpixels (10), mittels eines Verschiebens des Strahlteilerelementes (2) stufenlos eingestellt wird, wobei vorzugsweise die weiteren optischen Elemente in ihrer räumlichen Anordnung fixiert sind.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die periodische Struktur zunächst mittels eines Laserinterferenzverfahrens auf einer Negativform erzeugt und mittels der Negativform auf die Oberfläche des zu strukturierenden Substrats (5) aufgebracht wird. white ip | patent & legal PatGmbH | ; Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die periodische Struktur innerhalb LU1030$& SR eines Interferenzpixels durch Applizieren eines einzelnen Laserpulses mittels SS Einfachbestrahlung erzeugt wird. > DS NT

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei mittels einer Mehrfachbestrahlung = SD eines Interferenzpixels mit identischen Verfahrensparametern eine hierarchische Struktur = 8 mit einer in den Vertiefungen angeordneten Punktstruktur und/oder Linienstruktur erzeugt X N wird. N =

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei eine der ersten periodischen Struktur Uberlagerte, periodische Linien- und/ oder Punktstruktur mit variierten Verfahrensparametern erzeugt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei die Laserpulsdauer im Bereich von 50 fs bis 100 ns, vorzugsweise im Bereich von 500 fs bis 50 ns, bevorzugt im Bereich von 800 fs - 20 ns, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ps bis 10 ns liegt. white ip | patent & legal PatGmbH | ; Unser Zeichen: FUBI-0015-P-LU sens ven ahual 0agonisantiai Luxemburgische Patentanmeldung