本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01210042892.2、申請(qǐng)日為2012年2月23日、標(biāo)題為“具有抗反射涂層的基板和用于制造該基板的方法”的中國(guó)申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明普遍涉及抗反射涂層或設(shè)有抗反射涂層的載體。本發(fā)明尤其涉及具有對(duì)抗劃傷或其他磨損的高抵抗能力的抗反射涂層。

背景技術(shù)：

抗反射涂層目前以多種多樣的方式使用于：改善如觀察窗玻璃板那樣的透明基板的透射率或者另一方面減弱在基板上起干擾作用的反射。但視基板的應(yīng)用目的而定地，該抗反射涂層可能暴露在高的磨損負(fù)荷下。例如速度很高的沙子顆粒和灰塵顆粒在行駛期間碰到車輛觀察窗玻璃板的外部涂層上，并且隨著時(shí)間的流逝，可以使涂層受到損傷。當(dāng)雨刷器在臟的玻璃板上引導(dǎo)的時(shí)候，在這樣的玻璃板上也產(chǎn)生特別的負(fù)荷。在此，沙子顆粒和灰塵顆粒不僅在玻璃板上經(jīng)過而且同時(shí)通過雨刷器的橡膠唇片壓向玻璃板。在涂層中可能以這種方式產(chǎn)生很長(zhǎng)的劃痕。

劃痕以及其他的損壞導(dǎo)致變得模糊，并且因此恰好與用于抗反射的涂層起反作用。此外，駕駛員的視線受到妨礙。

因此，產(chǎn)生對(duì)具有抗劃傷和抗磨損的高抵抗能力的抗反射涂層的需求。

由us2005/0074591a1公知了具有耐磨損抗反射涂層的透明基板。該抗反射涂層由具有交替的高折射率和低折射率的四個(gè)層組合而成。低折射的層由氧化硅(sio2)制成，高折射的層由氮化硅(si3n4)或者氧化錫(sno2)制成。

在此，該層堆疊的最上面的層由低折射的層來形成。在這里缺點(diǎn)在于，該低折射的氧化硅層相比于高折射的材料、尤其相比于si3n4是非常軟的。因此，恰恰該最上面的層會(huì)一如既往地快速磨損。如果最上面的層被磨掉，那么于是高折射的層形成表面。這導(dǎo)致防反光效應(yīng)發(fā)生逆反。在這里，即該層更像是介電鏡面那樣起作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)，即：進(jìn)一步改善防反光層的耐磨損強(qiáng)度。此外，本發(fā)明的任務(wù)是，提供如下的層系統(tǒng)，該層系統(tǒng)將玻璃板、尤其觀察窗玻璃板的反射率從典型地為大約4％降低至小于1％，并且同時(shí)使基板表面的機(jī)械耐受性大大提高。

該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。本發(fā)明的有利的構(gòu)造方案和改進(jìn)方案在各自的從屬權(quán)利要求中說明。

據(jù)此，本發(fā)明設(shè)置有經(jīng)涂層的基板，該基板

-在至少一側(cè)上具有多層式的抗反射涂層，該抗反射涂層

-由具有不同折射率的層構(gòu)造，其中，具有較高的折射率的層和具有較低折射率的層交替，其中，

-具有較低折射率的層由具有鋁份額的氧化硅構(gòu)造，在該較低折射率的層中

-鋁的材料量與硅的材料量的比例大于0.05、優(yōu)選大于0.08，但硅的材料量相對(duì)于鋁的材料量占優(yōu)勢(shì)，并且其中，

-具有較高折射率的層包含硅化物、氧化物或者氮化物。特別適用于高折射的層的是氮化硅。

換句話說，依據(jù)本發(fā)明的低折射的層具有依據(jù)下列關(guān)系式的、硅的材料量與鋁的材料量的比例：

n(al)/(n(si)+n(al))>0.05，其中，n(al)表示鋁的材料量，以及n(si)表示硅的材料量。

令人意外地表明：鋁或氧化鋁的摻混賦予相比于高折射的氮化硅層而言軟而低折射的氧化硅層以明顯更高的抗劃傷和抗磨損的耐受性。

用于制造這種經(jīng)涂層的基板的方法相應(yīng)地基于如下所述，即：

-在基板的至少一側(cè)上施加多層式的抗反射涂層，將該抗反射涂層

-通過依次的沉積而由具有不同折射率的層來構(gòu)造，其中，具有較高折射率的層和具有較低折射率的層交替，其中，

-具有較低折射率的層由具有鋁份額的氧化硅來構(gòu)造，在這些層中

-鋁的材料量與硅的材料量的比例大于0.05、優(yōu)選大于0.08，但是硅的材料量相對(duì)于鋁的材料量占優(yōu)勢(shì)；并且其中，

-沉積含氧化物、硅化物或者氮化物的層，特別優(yōu)選含氮化硅的層作為具有較高折射率的層。

作為用于抗反射涂層的層的優(yōu)選沉積方法，應(yīng)用：濺射，尤其磁控濺射。另外在此情況下，反應(yīng)式濺射是特別有利的，這是因?yàn)樵谠撉闆r下，利用相同的靶不僅能夠制造低折射層的氧化硅，而且可以制造用于高折射層的、優(yōu)選應(yīng)用的氮化硅。改換為不同層材料的過程可以簡(jiǎn)單地通過改變過程參數(shù)，尤其是改變過程氣體的組成來進(jìn)行。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，抗反射涂層的表面通過具有較低折射率的、由含鋁份額的氧化硅所制成的層來形成。這是有利的，以便在涂層與環(huán)境的分界面上實(shí)現(xiàn)盡可能小的折射率躍變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)特別良好的抗反射效果。恰在此處表明了本發(fā)明的特別優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)橥ㄟ^低折射的最上面層的依據(jù)本發(fā)明的層組成而避免了該層的快速磨損。

鋁摻雜應(yīng)該優(yōu)選地不比20摩爾％的硅含量更多。換句話說，如下所述是優(yōu)選的，即：鋁的材料量與硅的材料量的比例最高為0.2。與之相應(yīng)地，于是對(duì)于硅的材料量n(si)和鋁的材料量n(al)而言，適用的是：

n(al)/(n(si)+n(al))＝x，其中，x處在0.05至0.2的范圍內(nèi)

如果鋁含量過大，那么最后由于低折射的層的折射率升高而使防反光效果減低。

依據(jù)本發(fā)明的其他特別優(yōu)選的實(shí)施方式，具有較高折射率的層也構(gòu)造為含鋁的氮化硅層。與之相應(yīng)地，這些層于是由具有鋁份額的氮化硅所制成，在這些層中鋁的材料量與硅的材料量的比例大于0.05、優(yōu)選大于0.08。

尤其地，鋁含量相對(duì)于硅含量可以在高折射的層和低折射的層中是相同的、或基本上相同的。為了制造這類層堆疊，可以將所有的層通過對(duì)一個(gè)經(jīng)鋁摻雜的硅靶的反應(yīng)式濺射來沉積。該方法相應(yīng)地特別簡(jiǎn)單，因?yàn)榭梢匀∠械母鼡Q。

相應(yīng)地于是為了高折射氮化硅層存在如上所說明那樣的硅和鋁的材料量的相應(yīng)比例，也就是n(al)/(n(si)+n(al))>0.05、優(yōu)選在從0.05至0.2的范圍內(nèi)。

令人意外地表明，依據(jù)本發(fā)明的抗反射層業(yè)已以相對(duì)較薄的層厚度提供了耐久的劃傷保護(hù)。因此，在優(yōu)選實(shí)施方式中，抗反射涂層具有處在總計(jì)200納米至400納米范圍內(nèi)的層厚度。特別優(yōu)選的層厚度處在從250納米至300納米范圍內(nèi)。作為對(duì)比，典型的劃痕保護(hù)涂層或者硬質(zhì)材料涂層一般厚于1微米。

作為基板考慮如下無機(jī)原料：如玻璃以及透明的和不透明的玻璃陶瓷、還有藍(lán)寶石玻璃、人造石英(熔凝石英)或者用于例如光學(xué)目的晶體，如氟化鈣。特別合適的是呈板形的基板。尤其具有玻璃的復(fù)合材料(如其例如用作車輛玻璃制品那樣)也是合適的。在此，該復(fù)合體也可以在涂以抗反射涂層之后生產(chǎn)。為了制造這樣的復(fù)合體，例如將兩個(gè)玻璃板以pvb薄膜彼此連接。優(yōu)選的作為基板的玻璃是硼硅酸鹽玻璃(如高硼硅浮法玻璃)、鋁硅酸鹽玻璃、鋰鋁硅酸鹽玻璃、鈉鈣硅酸鹽玻璃和玻璃陶瓷。此外，也可以應(yīng)用光學(xué)玻璃和濾光玻璃作為基板。

此外，層特性可以非常有利地通過特別的濺射方法而受到有利地影響。該方法下面稱為hipims方法(highpowerimpulsemagnetronsputtering(高功率脈沖磁控濺射))或者也稱為hppms方法(highpowerpulsemagnetronsputtering(高功率脈沖磁控濺射))。該沉積方法是脈沖式的濺射方法，其中，產(chǎn)生高能量的脈沖，該高能量的脈沖產(chǎn)生了在靶上明顯超過對(duì)于濺射而言典型的10w/cm²的高功率密度。

特別地，依據(jù)本發(fā)明的該改進(jìn)方案設(shè)置為：將多層式的抗反射涂層中的至少一個(gè)層、優(yōu)選多個(gè)層、特別優(yōu)選所有層通過磁控濺射進(jìn)行沉積，其中，為了激勵(lì)等離子體而應(yīng)用脈沖場(chǎng)，其中，這些脈沖具有每平方厘米靶面積至少100瓦特的功率密度。功率密度也完全可以超過每平方厘米1000瓦特。優(yōu)選的功率范圍在100w/cm²和2000w/cm²之間。對(duì)于所述場(chǎng)而言，優(yōu)選地應(yīng)用在100hz至10000hz范圍內(nèi)的、特別優(yōu)選在500hz至2khz范圍內(nèi)的脈沖頻率。此外有利的是，相比于脈沖持續(xù)，設(shè)置有很長(zhǎng)的脈沖間歇。優(yōu)選的是，在兩個(gè)脈沖之間的脈沖間歇至少以5倍長(zhǎng)于脈沖持續(xù)。

高的功率密度導(dǎo)致，由靶中發(fā)射出來的粒子具有比在常規(guī)的濺射情況下更高的能量。這使得不僅產(chǎn)生中性粒子，而且此外更多地也產(chǎn)生帶電的粒子(離子)。在此，離子份額比在常規(guī)的濺射情況下明顯更高。

粒子的較高能量引起了在基板表面上較高的活動(dòng)性，并且由此，在密度和低孔隙率方面有利于層的生長(zhǎng)。通過合適的過程參數(shù)，尤其脈沖參數(shù)，可以修改經(jīng)濺射的層的表面拓?fù)?。可以調(diào)整出不同的表面結(jié)構(gòu)和粗糙度。此外，所述生長(zhǎng)可以通過對(duì)基板的加熱來加以影響。

已表明的是，利用這種方法制造的層不僅非常致密，而且首要地還具有極其光滑的表面。這恰表現(xiàn)為抗劃傷或者抗磨損的特別提高的機(jī)械耐受性，這是因?yàn)閷颖砻鎺缀鯖]有侵蝕點(diǎn)，或者說損傷本身不會(huì)基于涂層的不規(guī)則性而鋪展開來。

利用該方法可以產(chǎn)生如下的層或者說層表面，所述層或者說層表面關(guān)于1平方微米的面積具有小于1.5納米、甚至小于1納米的均方根粗糙度數(shù)值(也稱為rms數(shù)值)。相同的數(shù)值也適用于平均粗糙度ra。按趨勢(shì)來講，平均粗糙度甚至還要例如低于均方根粗糙度。

依據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，抗反射涂層或者說抗反射涂層的最上面的層的表面具有如下的平均粗糙度和均方根粗糙度，所述平均粗糙度和均方根粗糙度關(guān)于一平方微米的面積分別為小于1.5納米、優(yōu)選小于1納米。

hipims方法相對(duì)于常規(guī)的磁控濺射還具有如下缺點(diǎn)，即：沉積速率較低。在此，已證實(shí)由hipims濺射方法與常規(guī)的中頻濺射方法、dc濺射方法或者h(yuǎn)f(高頻)濺射方法的組合是有利的。在hipims的情況下，減少的速率可以由此部分地得到補(bǔ)償，其中，較高能量的hipims粒子的積極方面沒有喪失。

通過將hipims與常規(guī)的濺射方法相疊加，hipims脈沖的能量可被更好地輸入，這是因?yàn)樵谶@里等離子體在很長(zhǎng)的脈沖關(guān)斷時(shí)間中，由于該疊加過程而未完全地熄掉。對(duì)于本發(fā)明的該改進(jìn)方案而言重要的為：在脈沖間歇中不怎么繼續(xù)將材料濺射，而是在脈沖之間的間歇中維持等離子體。該過程完全能以如下方式得到調(diào)整，即：在脈沖間歇中沒有構(gòu)造層或者至少?zèng)]有明顯地構(gòu)造層。

在脈沖間歇中維持等離子體的過程可以例如通過將hipims脈沖信號(hào)與dc電壓或者中頻交變電壓相疊加來進(jìn)行。此外，mf濺射的使用減少了在反應(yīng)式(hipims)濺射過程中的電弧(電閃絡(luò))。由此，將沉積的層的缺陷(針孔、局部熔化部、熔滴)的數(shù)量減少。該方面改善了依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層的硬質(zhì)材料層(也就是尤其優(yōu)選所使用的氮化硅層)的機(jī)械耐受性。

為了一方面獲得良好的劃傷保護(hù)效果并且另一方面獲得良好的防反光性，有利的是：抗反射涂層具有至少兩層具有較高折射率的層和至少兩層具有較低折射率的層。如果基板材料明顯比較高折射的氮化硅層更軟的話，那么在此此外有利的是：以氮化硅層開始。與之相應(yīng)地，在此，抗反射涂層的最下面的層由具有較高折射率的層來形成。如果應(yīng)用例如藍(lán)寶石玻璃那樣的硬質(zhì)基板，那么與之相比有利的是：應(yīng)用低折射的經(jīng)鋁摻雜的氧化硅層來作為最下面的層。

依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層的層系統(tǒng)能夠普適性地使用在抗反射的層系統(tǒng)經(jīng)受機(jī)械負(fù)荷的地方。所述制造方案可以通過常規(guī)的濺射技術(shù)實(shí)現(xiàn)，也可以為了進(jìn)一步改善機(jī)械強(qiáng)度而利用hipims技術(shù)進(jìn)行。可行的應(yīng)用是：用于車輛(連同飛機(jī))的領(lǐng)域中的觀察窗玻璃板；用于由玻璃或者玻璃陶瓷制成的灶面或者類似的家用設(shè)備；用在消費(fèi)類電子設(shè)備領(lǐng)域如電子顯示器和觸摸屏的蓋件那樣的領(lǐng)域中；以及用于鐘表玻璃，這些鐘表玻璃可以具有平面的或者略微彎曲的表面。對(duì)于彎曲的鐘表玻璃也可以理解為在鐘表玻璃上例如在日期顯示器上粘貼或者所加工出的透鏡，例如具有7mm的直徑和0.4mm的拱高，也就是，透鏡由在彎曲平面的邊緣處假想的平坦面直至該彎曲面的頂點(diǎn)的高度。在這種略微彎曲的鐘表玻璃的情況下，同樣可以施加具備長(zhǎng)壽命的劃痕保護(hù)的、依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層。

一般地，可以依據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，即利用依據(jù)本發(fā)明的涂層來對(duì)基板的彎曲的、尤其呈透鏡形的表面進(jìn)行涂層。

附圖說明

下面，對(duì)本發(fā)明結(jié)合多個(gè)實(shí)施例并且參考附圖加以詳細(xì)闡釋。在附圖中，以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示相同的或者相應(yīng)的元件。其中：

圖1示出了具有抗反射涂層的基板的實(shí)施例；

圖2示出了未經(jīng)涂層的和經(jīng)涂層的玻璃基板的、作為波長(zhǎng)的函數(shù)的反射率；

圖3示出了未經(jīng)涂層的和經(jīng)涂層的玻璃基板在經(jīng)歷不同的磨損負(fù)荷之后霧度值的百分比增長(zhǎng)量的條形圖；

圖4a至圖4f示出了在依據(jù)本發(fā)明沉積的層上的afm(原子力顯微鏡)照片；

圖5a至圖5c示出了在濺射靶上用于沉積抗反射涂層的原理性電壓變化曲線的實(shí)施例；

圖6和圖7示出了在垂直于表面的方向上層成分的份額的變化曲線。

具體實(shí)施方式

具有經(jīng)涂層的基板3的產(chǎn)品1的在圖1中所示出的示例基于包含總共四層的抗反射涂層5。典型地，基板3是呈片形的或者板形的，其中，抗反射涂層5沉積在基板3的側(cè)面31上。

具有較高折射率的層和具有較低折射率的層在抗反射涂層5中交替。在此，層52、54由具有鋁份額的氧化硅組成，從而鋁與硅的材料量的比例大于0.05、優(yōu)選大于0.08，但是，硅的材料量相對(duì)于鋁的材料量占優(yōu)勢(shì)。優(yōu)選地，鋁與硅的材料量的比例為大約0.075至0.125、特別優(yōu)選為大約0.1。因此，這些層52、54低折射地起作用，這是因?yàn)樗鼈冎饕趸琛?/p>

與之相對(duì)照地，層51、53是具有較高折射率的層并且由氮化硅制成，同樣具有鋁份額。優(yōu)選地，鋁和硅的材料量的比例在所有層中基本上是相同的。

為了獲得盡可能高的機(jī)械耐受性，作為起始層使用的是較具機(jī)械耐受性的成分，也就是使用氮化硅或者經(jīng)鋁摻雜的氮化硅作為薄層，這是因?yàn)榈杌蛘呓?jīng)鋁摻雜的氮化硅確定了余下交替層系統(tǒng)的生長(zhǎng)。接下來跟隨的是很薄的經(jīng)鋁摻雜的sio2層，跟著是厚的經(jīng)鋁摻雜的si3n4涂層，該si3n4涂層表現(xiàn)出對(duì)外的抵抗能力。將接下來的薄的經(jīng)鋁摻雜的sio2層以如下方式沉積，即：所希望的防反光性是可行的，并且同時(shí)在該層可能被移除的情況下，余下的系統(tǒng)看起來也不那么顯眼。

這種具有四個(gè)層的層結(jié)構(gòu)已證明是非常具有耐受性的，并且在這些層中，如硼硅酸鹽玻璃那樣的玻璃基板的反射率在可見光光譜范圍內(nèi)下降到低于1％。此外，具有四層的層系統(tǒng)還可被成本低廉地制造。

基于4個(gè)層的、例如以低折射的經(jīng)鋁摻雜的氧化硅層作為粘接層而開始的不同設(shè)計(jì)方案在硼硅酸鹽玻璃上表現(xiàn)出較低的耐受性。

依據(jù)原理性的、在圖1中所示出的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，不限于圖1中所示出的、具有由四個(gè)彼此跟隨的層所組成的層堆疊的示例的特定層厚度，其中，最下面的層是含氮化硅的較高折射的層，其中，另外那個(gè)含氮化硅的較高折射的層(該層形成層堆疊的最上面的高折射層)具有在該層堆疊內(nèi)部最大的層厚度，并且其中，該層堆疊的最上面的層形成具有較低折射率的、由具有鋁份額的氧化硅制成的層，并且具有在該層堆疊的這些層中第二大的層厚度，并且其中，第一層和第二層(該第二層如最上面的層那樣是具有較低的折射率的、由具有鋁份額的氧化硅制成的層)組合起來具有比最上面的層的層厚度更薄的層厚度。

最下面的層和其上跟著的層(該層如最上面的層那樣是具有較低的折射率的由具有鋁份額的氧化硅制成的層)優(yōu)選是非常薄的，尤其地，這兩個(gè)層的組合起來的層厚度薄于最上面的第四層的層厚度。

在圖1中所示出的特別的示例的情況下，最下面的層的層厚度為13納米，其上跟著的層的層厚度為34納米，另外那個(gè)含氮化硅的較高折射的層(該層形成了層堆疊的從上面數(shù)第二的層進(jìn)而形成了層堆疊的最上面的高折射的層)的層厚度為127納米，并且最上面的層的層厚度為84納米。最下面的和其上跟著的層的組合起來的層厚度據(jù)此如上面所描述的那樣是47納米，薄于最上面的層的層厚度。

不受限于所示出的示例地，優(yōu)選的是下列的層厚度范圍：對(duì)于最下面的層而言為5至40納米，對(duì)于在其上跟著的層而言為10至40納米，對(duì)于其上跟著的、形成了層堆疊的從上面數(shù)第二層的進(jìn)而形成了層堆疊的最上面的高折射層的層而言為100至200納米、優(yōu)選大于120納米，并且對(duì)于最上面的層而言為60至120納米。

前面所闡釋的、如例如在圖1中所示出的層設(shè)計(jì)方案特別良好地適用于玻璃基板和玻璃陶瓷基板。如果與此相對(duì)照地，基板非常硬的話，這例如是對(duì)于藍(lán)寶石玻璃而言例如用于作為鐘表玻璃的應(yīng)用的情況，那么對(duì)于強(qiáng)度和工作耐受性而言，有利的是：應(yīng)用附加的薄的層。在此，以薄的氧化硅層與基板發(fā)生接觸開始，在該氧化硅層上，如前面所闡釋的那樣沉積具有四個(gè)層的層堆疊。

依據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，因此設(shè)置有如下基板、尤其硬質(zhì)材料基板、特別優(yōu)選藍(lán)寶石基板，在該基板上沉積含鋁的氧化硅層，并且在該含鋁的氧化硅層上沉積具有上面所提供的厚度關(guān)系的層堆疊。即沉積在含鋁的氧化硅層上的層堆疊又包括四個(gè)彼此跟隨的層，在這些層中，最下面的層是含氮化硅的較高折射的層，其中，另外那個(gè)含氮化硅的較高折射的層(該層形成層堆疊的最上面的高折射的層)具有在該層堆疊內(nèi)部最大的層厚度，并且其中，層堆疊的最上面的層形成具有較低折射率的、由具有鋁份額的氧化硅制成的層，并且具有在該層堆疊的這些層中第二大層厚度，并且其中，第一層和第二層(該第二層如最上面的層那樣是具有較低折射率的、由具有鋁份額的氧化硅制成的層)組合起來具有比最上面的層的層厚度更薄的層厚度。在此，不僅層堆疊的這兩個(gè)最下面的層組合起來的層厚度，而且層堆疊的這兩個(gè)最下面的層連同與基板發(fā)生接觸的所沉積的含鋁的氧化硅層組合起來的層厚度均優(yōu)選小于最上面的層的層厚度。

基于如圖1所示出的具有四個(gè)層的抗反射涂層的設(shè)計(jì)方案而獲得的光譜反射曲線在圖2中示出。曲線10標(biāo)示了未經(jīng)涂層的硼硅酸鹽玻璃基板的光譜反射率。曲線11是如下玻璃基板的反射率，該玻璃基板以常規(guī)的三層式防反光層來進(jìn)行涂層。曲線12示出了以磁控濺射沉積在硼硅酸鹽玻璃基板上的、依據(jù)本發(fā)明的四層式抗反射涂層的反射率。曲線13同樣地示出了這樣的涂層的反射率，這一次是通過高能量脈沖或利用hipims方法來沉積的。

如根據(jù)圖2所表明的那樣，利用依據(jù)本發(fā)明的層堆疊，能獲得具有中性色彩印象以及反射率降低多于3％的防反光性。反射率在可見光譜范圍內(nèi)很大范圍上處在1％之下。

依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層的機(jī)械耐受性的效果既根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)ansi/saez26.1-1996所描述的泰伯試驗(yàn)(tabertest)來分析，又根據(jù)落沙試驗(yàn)(sandrieseltest)和磨耗試驗(yàn)(pei試驗(yàn)、拜耳試驗(yàn)(bayertest))來分析。這樣做的背景如下，即：存在機(jī)械負(fù)荷的不同類型并且泰伯試驗(yàn)僅反映泰伯磨輪在表面上的運(yùn)行過程。通過應(yīng)用落沙試驗(yàn)，模擬了沙粒在經(jīng)涂層的的玻璃板(例如車輛玻璃板)上的作用，并且通過磨耗試驗(yàn)(abriebtest)模擬了例如雨刷器上的沙粒的磨損負(fù)荷。執(zhí)行各種試驗(yàn)，以便通過對(duì)試驗(yàn)做出共同的評(píng)價(jià)而獲得對(duì)于表面的可承受負(fù)荷性能的有意義的結(jié)論。

通過使用憑借其使得原則上非常致密的層和層系統(tǒng)可行的濺射技術(shù)，成功地通過層厚度在總共250-300nm范圍中的薄的ar(抗反射)層系統(tǒng)改善了表面的機(jī)械耐受性。這與一般明顯厚于1μm的摩擦學(xué)的層相對(duì)照地即便在相比而言非常薄的層厚度下仍正常工作。

試驗(yàn)的結(jié)果在圖3中作為條形圖示出。在也作為圖2中所示出的測(cè)量的基礎(chǔ)的相同基板上執(zhí)行對(duì)霧度值的百分比增長(zhǎng)量的測(cè)量。在圖3中，對(duì)于每個(gè)試樣的條形從左到右示出了根據(jù)拜爾試驗(yàn)、落沙試驗(yàn)、利用硬磨輪的泰伯試驗(yàn)以及利用軟磨輪的泰伯試驗(yàn)的霧度值的增長(zhǎng)量。霧度測(cè)量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)astmd1003-95進(jìn)行。在此，在穿過試樣透射的光線中，將散射光的份額與全部透射的光線的強(qiáng)度做比較。由此，圖3中的測(cè)量值描述了基于在各磨耗試驗(yàn)后對(duì)試樣表面劃傷以及其他損傷的散射光線份額百分比增長(zhǎng)量。

在泰伯試驗(yàn)中，金屬磨輪在涂層上沿圓形路徑滾動(dòng)。在此，附加地，磨輪的運(yùn)行方向相對(duì)于路徑的切線傾斜，從而在滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磨輪的運(yùn)行面在待試驗(yàn)表面上的摩擦。在落沙試驗(yàn)中，沙子自確定的(對(duì)于所示出的測(cè)量而言為兩米的)高度掉落到待試驗(yàn)表面上。在根據(jù)拜耳試驗(yàn)的磨耗試驗(yàn)中，待檢驗(yàn)的基板放入到池內(nèi)，并且用沙覆蓋。該池以震蕩的方式運(yùn)動(dòng)，從而使得依據(jù)astmf735堆起高于1cm地存在于池中的沙在其自重作用下在待檢驗(yàn)的表面上進(jìn)行摩擦。

如根據(jù)圖3所識(shí)別的那樣，常規(guī)的抗反射涂層(試樣2)在抗磨損強(qiáng)度方面在所有的試驗(yàn)中甚至比未經(jīng)涂層的硼硅酸鹽玻璃(試樣1)更糟。利用磁控濺射的依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行涂層的試樣(試樣3)在磨耗試驗(yàn)中示出了耐受性得到明顯改善。在另外的試驗(yàn)中，無論如何都示出了能識(shí)別的改善。僅在利用軟磨輪的泰伯試驗(yàn)中，改善不能明顯被識(shí)別，但是已經(jīng)在非常低的水平上。

在試樣4中，其中，該試樣4具有相應(yīng)于試樣3的、但以hipims沉積的、依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層，這里在所有的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：抗磨損強(qiáng)度得到進(jìn)一步明顯的改善。尤其在泰伯試驗(yàn)中能識(shí)別出相對(duì)于試樣3的以常規(guī)的磁控濺射所沉積的層得到改善。在此，該試樣甚至以幾乎還不能測(cè)出的霧度值增長(zhǎng)量經(jīng)歷了泰伯試驗(yàn)?？傮w地，在試樣4的所有試驗(yàn)中霧度值的增長(zhǎng)量是如此地小，即：完全沒有磨損痕跡，或者在所有情況下幾乎不能用裸眼來識(shí)別出磨損痕跡。

特別地，試樣4的對(duì)于泰伯試驗(yàn)的高耐受性很可能可以歸因于抗反射涂層的極其光滑的表面。

下面的表格1：為此提供了對(duì)于三種平面玻璃試樣以原子力顯微鏡所測(cè)得的粗糙度(試樣名稱：01-a、02-h、03-f)，其中，將試樣上的涂層分別利用hipims方法，也就是利用通過脈沖場(chǎng)對(duì)濺射等離子體進(jìn)行激勵(lì)來進(jìn)行沉積，該脈沖場(chǎng)具有每平方厘米靶面積至少100瓦特的功率密度的脈沖。在該表格中，提供了各兩次測(cè)量的測(cè)量值(測(cè)量1、測(cè)量2)。

表格1：

測(cè)量的絕對(duì)誤差可以粗略估計(jì)在±30％。

圖4a至圖4c示出了所附的afm照片。在此，試樣標(biāo)記和測(cè)量編號(hào)在這些附圖中相應(yīng)于前面的表格進(jìn)行標(biāo)稱。層表面的所照下的部分分別為1微米乘以1微米。

根據(jù)圖4c至圖4f可看出，層本身的粗糙度幾乎不能用原子力顯微鏡測(cè)量。在圖4e和圖4f中，顯微鏡圖片因此表現(xiàn)出幾乎一致的灰色調(diào)。至少兩個(gè)試樣02-h和03-f表明：利用hipims方法的依據(jù)本發(fā)明的鋁摻雜的氧化硅層和氮化硅層能以明顯低于1納米、一般甚至低于0.75納米的粗糙度值(rauhigkeitswerden)ra和rms毫無問題地制造。

下面，根據(jù)圖5a至圖5c，闡明依照hipims濺射的各種實(shí)施例的電壓變化曲線，就像其可以應(yīng)用于依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層的沉積那樣。在這些圖中，分別示意性地將陰極電壓或加在濺射靶上的電壓作為時(shí)間的函數(shù)來標(biāo)注。

圖5a示出了典型的電壓變化曲線，在該電壓變化曲線中，在濺射靶上周期性地對(duì)應(yīng)于持續(xù)時(shí)間ton加有高負(fù)電壓的多個(gè)脈沖11。在這些脈沖之間，也就是在脈沖間歇期間，將電壓對(duì)應(yīng)于時(shí)間toff關(guān)斷。必要時(shí)可以如在圖5a中也示出的那樣，在該脈沖間歇期間加稍微為正的電壓。占空比也就是持續(xù)時(shí)間的比例ton/toff優(yōu)選地小于1/5。脈沖的重復(fù)頻率優(yōu)選處在500hz和10khz之間。

在圖5b中所示出的示例的情況下，在脈沖間歇期間，也就是在持續(xù)時(shí)間toff期間，維持等離子體。這是有利的，因?yàn)樵谠撉闆r下瞬間在hipims脈沖開始時(shí)基于現(xiàn)存的離子，而啟動(dòng)濺射過程。這已證明對(duì)于沉積速率而言是有利的。

為了維持等離子體，將dc(直流)電壓加到靶上，或者如在圖5b中所示的那樣，將交變電壓加到靶上，但其中，所輸入的功率在這里比脈沖的功率明顯得更小。優(yōu)選的是，在脈沖間歇期間的功率密度與脈沖相比，至少10倍，特別優(yōu)選至少50倍地更小。

圖5c示出了另一變形方案。這里，脈沖11被以與脈沖間歇相比非常短的時(shí)間間隔分為多個(gè)更短的脈沖110。換句話說，脈沖11這里表現(xiàn)為脈沖序列。

該變形方案已證實(shí)是有利的，以便實(shí)現(xiàn)脈沖的陡峭的接通沿(einschaltflanken)，并且在脈沖長(zhǎng)度期間避免電流下降。因此避免產(chǎn)生使得層較不光滑的較低能量的粒子。

不言而喻的是，圖5b和圖5c的變形方案可以彼此組合。

圖6和圖7示出了依據(jù)本發(fā)明的抗反射涂層的層組分的量或者濃度(konzentration)的變化曲線。該變化曲線利用飛行時(shí)間-二次離子-質(zhì)譜儀(tof-sims)來獲得。在橫坐標(biāo)上所標(biāo)繪的時(shí)間數(shù)值反映了濺射過程的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。據(jù)此，測(cè)量在時(shí)間t＝0時(shí)在抗反射涂層的表面上開始。

在兩個(gè)測(cè)量中應(yīng)用了如在圖1中所示出的那樣的層系統(tǒng)。

在兩個(gè)圖中示出了對(duì)組分——氧化硅、氮化硅和鋁的濃度變化曲線的測(cè)量。因?yàn)樵谒境龅淖兓€中對(duì)鋁離子的信號(hào)加以評(píng)價(jià)，所以這些圖中不再反映鋁在各層中是作為氧化物還是氮化物存在。對(duì)于氮化鋁和氧化鋁的相應(yīng)曲線由于概覽性而省略，但是同樣地如氧化硅和氮化硅的變化曲線那樣，這些變化曲線示出了相對(duì)各個(gè)層的相應(yīng)的相關(guān)性，其中，在氮化硅層中鋁基本上作為氮化鋁存在，并且在氧化硅層中鋁基本上作為氧化硅存在。

對(duì)于圖6中所示的測(cè)量值而言，作為試樣應(yīng)用的是以常規(guī)的磁控濺射所沉積的抗反射涂層，并且對(duì)于圖7中所示的測(cè)量值而言，作為試樣應(yīng)用的是以了hipims所沉積的抗反射涂層。有待較復(fù)雜地制造的、以hipims所沉積的抗反射涂層在各個(gè)層之間的界面中表現(xiàn)出較為明晰的過渡部。能作為濃度階梯得到識(shí)別的界面在圖7中所示的示例中在大約200、520、620和660秒的濺射時(shí)長(zhǎng)時(shí)達(dá)到。根據(jù)依據(jù)圖6的tof-sims-測(cè)量稍微不太明晰地分界的界面使得相發(fā)生略微混合。換句話說，在氮化硅層中包含有很小的氧化硅份額，并且反過來在氧化硅層中包含有很小的氮化硅份額。通過對(duì)以hipims所沉積的層的程度提高的壓實(shí)，獲得更高的抗磨損強(qiáng)度。但是與之相對(duì)照地是較高的制造花費(fèi)，這是因?yàn)閔ipims沉積是較為能量密集式的，并且表現(xiàn)出較少的沉積速率。