具有抗反射涂层的基板制造技术

本发明专利技术涉及具有抗反射涂层的基板。本发明专利技术基于如下任务，即：改善防反光层的抗磨损强度。为此，设置有经涂层的基板，该基板‑在至少一侧上具有多层式的抗反射涂层(5)，该抗反射涂层(5)‑由具有不同折射率的层来构造，其中，具有较高折射率的层和具有较低折射率的层交替，其中，‑具有较低折射率的层由具有铝份额的氧化硅来构造，在这些具有较低折射率的层中‑铝的材料量与硅的材料量的比例大于0.05、优选大于0.08，但硅的材料量相对于铝的材料量占优势，并且其中，‑具有较高折射率的层包含硅化物、氧化物或者氮化物。

Substrate with antireflective coating

The present invention relates to a substrate having an antireflective coating. The invention is based on the following tasks, i.e., to improve the abrasion resistance of the antireflection coating. Therefore, setting by coating substrate, the substrate has a multilayer anti reflective coating on at least one side (5), the anti reflective coating (5) constructed by having different refractive index layer which has a high refractive index layer and has a low refractive index layer alternately, which, has a low refractive index layer is constructed of silicon oxide with aluminum share, the amount of material in these materials with aluminum low refractive index layer and silicon ratio greater than 0.05, preferably greater than 0.08, but the amount of material of silicon material relative to the amount of aluminum is dominant, and the has a high refractive index layer contains silicide, oxide or nitride.

【技术实现步骤摘要】
具有抗反射涂层的基板本申请是申请号为201210042892.2、申请日为2012年2月23日、标题为“具有抗反射涂层的基板和用于制造该基板的方法”的中国申请的分案申请。
本专利技术普遍涉及抗反射涂层或设有抗反射涂层的载体。本专利技术尤其涉及具有对抗划伤或其他磨损的高抵抗能力的抗反射涂层。
技术介绍
抗反射涂层目前以多种多样的方式使用于：改善如观察窗玻璃板那样的透明基板的透射率或者另一方面减弱在基板上起干扰作用的反射。但视基板的应用目的而定地，该抗反射涂层可能暴露在高的磨损负荷下。例如速度很高的沙子颗粒和灰尘颗粒在行驶期间碰到车辆观察窗玻璃板的外部涂层上，并且随着时间的流逝，可以使涂层受到损伤。当雨刷器在脏的玻璃板上引导的时候，在这样的玻璃板上也产生特别的负荷。在此，沙子颗粒和灰尘颗粒不仅在玻璃板上经过而且同时通过雨刷器的橡胶唇片压向玻璃板。在涂层中可能以这种方式产生很长的划痕。划痕以及其他的损坏导致变得模糊，并且因此恰好与用于抗反射的涂层起反作用。此外，驾驶员的视线受到妨碍。因此，产生对具有抗划伤和抗磨损的高抵抗能力的抗反射涂层的需求。由US2005/0074591A1公知了具有耐磨损抗反射涂层的透明基板。该抗反射涂层由具有交替的高折射率和低折射率的四个层组合而成。低折射的层由氧化硅(SiO2)制成，高折射的层由氮化硅(Si3N4)或者氧化锡(SnO2)制成。在此，该层堆叠的最上面的层由低折射的层来形成。在这里缺点在于，该低折射的氧化硅层相比于高折射的材料、尤其相比于Si3N4是非常软的。因此，恰恰该最上面的层会一如既往地快速磨损。如果最上面的层被磨掉，那么于是高折射的层形成表面。这导致防反光效应发生逆反。在这里，即该层更像是介电镜面那样起作用。
技术实现思路
因此，本专利技术基于如下任务，即：进一步改善防反光层的耐磨损强度。此外，本专利技术的任务是，提供如下的层系统，该层系统将玻璃板、尤其观察窗玻璃板的反射率从典型地为大约4％降低至小于1％，并且同时使基板表面的机械耐受性大大提高。该任务通过独立权利要求的主题来解决。本专利技术的有利的构造方案和改进方案在各自的从属权利要求中说明。据此，本专利技术设置有经涂层的基板，该基板-在至少一侧上具有多层式的抗反射涂层，该抗反射涂层-由具有不同折射率的层构造，其中，具有较高的折射率的层和具有较低折射率的层交替，其中，-具有较低折射率的层由具有铝份额的氧化硅构造，在该较低折射率的层中-铝的材料量与硅的材料量的比例大于0.05、优选大于0.08，但硅的材料量相对于铝的材料量占优势，并且其中，-具有较高折射率的层包含硅化物、氧化物或者氮化物。特别适用于高折射的层的是氮化硅。换句话说，依据本专利技术的低折射的层具有依据下列关系式的、硅的材料量与铝的材料量的比例：n(Al)/(n(Si)+n(Al))>0.05，其中，n(Al)表示铝的材料量，以及n(Si)表示硅的材料量。令人意外地表明：铝或氧化铝的掺混赋予相比于高折射的氮化硅层而言软而低折射的氧化硅层以明显更高的抗划伤和抗磨损的耐受性。用于制造这种经涂层的基板的方法相应地基于如下所述，即：-在基板的至少一侧上施加多层式的抗反射涂层，将该抗反射涂层-通过依次的沉积而由具有不同折射率的层来构造，其中，具有较高折射率的层和具有较低折射率的层交替，其中，-具有较低折射率的层由具有铝份额的氧化硅来构造，在这些层中-铝的材料量与硅的材料量的比例大于0.05、优选大于0.08，但是硅的材料量相对于铝的材料量占优势；并且其中，-沉积含氧化物、硅化物或者氮化物的层，特别优选含氮化硅的层作为具有较高折射率的层。作为用于抗反射涂层的层的优选沉积方法，应用：溅射，尤其磁控溅射。另外在此情况下，反应式溅射是特别有利的，这是因为在该情况下，利用相同的靶不仅能够制造低折射层的氧化硅，而且可以制造用于高折射层的、优选应用的氮化硅。改换为不同层材料的过程可以简单地通过改变过程参数，尤其是改变过程气体的组成来进行。在优选的实施方式中，抗反射涂层的表面通过具有较低折射率的、由含铝份额的氧化硅所制成的层来形成。这是有利的，以便在涂层与环境的分界面上实现尽可能小的折射率跃变，进而实现特别良好的抗反射效果。恰在此处表明了本专利技术的特别优点，这是因为通过低折射的最上面层的依据本专利技术的层组成而避免了该层的快速磨损。铝掺杂应该优选地不比20摩尔％的硅含量更多。换句话说，如下所述是优选的，即：铝的材料量与硅的材料量的比例最高为0.2。与之相应地，于是对于硅的材料量n(Si)和铝的材料量n(Al)而言，适用的是：n(Al)/(n(Si)+n(Al))＝x，其中，x处在0.05至0.2的范围内如果铝含量过大，那么最后由于低折射的层的折射率升高而使防反光效果减低。依据本专利技术的其他特别优选的实施方式，具有较高折射率的层也构造为含铝的氮化硅层。与之相应地，这些层于是由具有铝份额的氮化硅所制成，在这些层中铝的材料量与硅的材料量的比例大于0.05、优选大于0.08。尤其地，铝含量相对于硅含量可以在高折射的层和低折射的层中是相同的、或基本上相同的。为了制造这类层堆叠，可以将所有的层通过对一个经铝掺杂的硅靶的反应式溅射来沉积。该方法相应地特别简单，因为可以取消靶的更换。相应地于是为了高折射氮化硅层存在如上所说明那样的硅和铝的材料量的相应比例，也就是n(Al)/(n(Si)+n(Al))>0.05、优选在从0.05至0.2的范围内。令人意外地表明，依据本专利技术的抗反射层业已以相对较薄的层厚度提供了耐久的划伤保护。因此，在优选实施方式中，抗反射涂层具有处在总计200纳米至400纳米范围内的层厚度。特别优选的层厚度处在从250纳米至300纳米范围内。作为对比，典型的划痕保护涂层或者硬质材料涂层一般厚于1微米。作为基板考虑如下无机原料：如玻璃以及透明的和不透明的玻璃陶瓷、还有蓝宝石玻璃、人造石英(熔凝石英)或者用于例如光学目的晶体，如氟化钙。特别合适的是呈板形的基板。尤其具有玻璃的复合材料(如其例如用作车辆玻璃制品那样)也是合适的。在此，该复合体也可以在涂以抗反射涂层之后生产。为了制造这样的复合体，例如将两个玻璃板以PVB薄膜彼此连接。优选的作为基板的玻璃是硼硅酸盐玻璃(如高硼硅浮法玻璃)、铝硅酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、钠钙硅酸盐玻璃和玻璃陶瓷。此外，也可以应用光学玻璃和滤光玻璃作为基板。此外，层特性可以非常有利地通过特别的溅射方法而受到有利地影响。该方法下面称为HiPIMS方法(HighPowerImpulseMagnetronSputtering(高功率脉冲磁控溅射))或者也称为HPPMS方法(HighPowerPulseMagnetronSputtering(高功率脉冲磁控溅射))。该沉积方法是脉冲式的溅射方法，其中，产生高能量的脉冲，该高能量的脉冲产生了在靶上明显超过对于溅射而言典型的10W/cm2的高功率密度。特别地，依据本专利技术的该改进方案设置为：将多层式的抗反射涂层中的至少一个层、优选多个层、特别优选所有层通过磁控溅射进行沉积，其中，为了激励等离子体而应用脉冲场，其中，这些脉冲具有每平方厘米靶面积至少100瓦特的功率密度。功率密度也完全可以超过每平方厘米1000瓦特。优选的功率范围在100W本文档来自技高网...

【技术保护点】
经涂层的蓝宝石玻璃基板，所述基板在该基板的至少一侧上具有：‑沉积在所述基板上的含铝的二氧化硅层；以及‑沉积在所述含铝的二氧化硅层上的多层式的抗反射涂层，其中，所述多层式的抗反射涂层包括至少四个彼此跟随的层并且由具有不同折射率的层来构造，其中，具有较高折射率的层和具有较低折射率的层交替，其中，所述具有较低折射率的层由具有铝份额的氧化硅来构造，其中，所述具有较高折射率的层包含氮化硅。

【技术特征摘要】
2011.02.23 DE 102011012160.9;2012.01.20 DE 10201201.经涂层的蓝宝石玻璃基板，所述基板在该基板的至少一侧上具有：-沉积在所述基板上的含铝的二氧化硅层；以及-沉积在所述含铝的二氧化硅层上的多层式的抗反射涂层，其中，所述多层式的抗反射涂层包括至少四个彼此跟随的层并且由具有不同折射率的层来构造，其中，具有较高折射率的层和具有较低折射率的层交替，其中，所述具有较低折射率的层由具有铝份额的氧化硅来构造，其中，所述具有较高折射率的层包含氮化硅。2.根据权利要求1所述的经涂层的基板，其特征在于，所述多层式的抗反射涂层的底层是具有较高折射率的层，第二层是具有较低折射率的层，且层堆叠的顶层是是具有较低折射率的层。3.根据权利要求1所述的经涂层的基板，其特征在于，层堆叠的最上面的具有高折射率的层在所述层堆叠的层中具有最大的层厚度，层堆叠的顶层在所述层堆叠的层中具有第二大的层厚度，并且底层和第二层组合起来具有比所述顶层的层厚度更薄的层厚度。4.根据权利要求1所述的经涂层的基板，其特征在于，所述具有较高折射率的层由具有铝份额...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·亨，托尔斯滕·达姆，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE