DE2944404C2

DE2944404C2 -

Info

Publication number: DE2944404C2
Application number: DE19792944404
Authority: DE
Inventors: Kent N. Maffitt; Richard F. St. Paul Minn. Us Willson
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1990-04-05
Also published as: FR2440784A1; IT7950725A0; BR7907066A; IT1207004B; FR2440784B1; GB2036627B; AU5234879A; US4340276A; DE2944404A1; CA1134320A; GB2036627A; AU533600B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Oberfläche mit antireflektierenden Eigenschaften.

Es sind unterschiedliche Arten von Beschichtungen bekannt, mit denen der Reflexionsgrad einer Oberfläche verringert, die Transparenz von Gegenständen wie z. B. von Linsen und Fenstern verbessert und der Wirkungsgrad von Sonnenzellen und Sonnenlichtabsorptionsplatten erhöht erhöht werden können. Zu nennen sind hier besonders ein- oder mehrschichtige Interferenzbeschichtungen auf optischen Linsen und Filtern, die auch als reflexionsmindernde Beschichtung auf Fenstern Verwendung finden. Derartige Beschichtungen sind zwar dauerhaft und weisen bei bestimmten Wellenlängen einen extrem geringen Reflexionsgrad auf, ihre optischen Eigenschaften sind aber im Fall einlagiger Schichten extrem wellenlängenabhängig, so daß mehrlagige Schichten eingesetzt werden müssen, die jedoch eine erhebliche Empfindlichkeit gegenüber der Richtung des einfallenden Lichts aufweisen. Interferenzbeschichtungen, deren reflexionsmindernde Eigenschaften sowohl wellenlängenunabhängig als auch in einem breiten Bereich an Einfallswinkeln im wesentlichen gleichmäßig sind, sind nicht verfügbar. Weiterhin sind derartige interferometrische Schichten in der Herstellung verhältnismäßig teuer und erfordern eine sorgfältige Einhaltung der Schichtdicke sowie mehrere Beschichtungsvorgänge.

Bekannt ist (US-PS 24 32 484), das Reflexionsvermögen von Gegenständen mittels einer mikrostrukturierten Oberfläche zu reduzieren, über die der wirksame Brechungsindex sich vom Substrat zum umgebenden Medium stetig ändert. Vermutlich wird die hohe Empfindlichkeit des Gesichtssinns von Nachtinsekten wie Motten mindestens teilweise durch die niedrigere Reflexionsfähigkeit der Augenoberfläche infolge deren mikrostrukturierter Oberfläche hervorgerufen (vgl. G. C. Bernard u. a. in Acta Physiologica Scand., Vol. 63, 234, S. 1-75 (1965)).

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer reflexionsarmen Oberfläche unter Verwendung einer regelmäßigen Anordnung aus mikroskopisch kleinen Vorsprüngen (US-PS 40 13 465).

Auch sind Sonnenlichtkollektoren bekannt, die poröse Beschichtungen tragen, um die Absorptionsfähigkeit zu erhöhen und den Strahlungsverlust infolge reflektierender Strahlung im sichtbaren oder IR-Bereich zu verringern. Weiterhin ist bekannt, Mikroporen, Nuten oder dergleichen "Textureffekte" bei solchen Einrichtungen anzuwenden, um ihre Absorptionsfähigkeit zu erhöhen (J. Vac. Sci. Techn., Vol. 12, No. 1, Januar/Februar 1975). Z. B. wird in der US-PS 34 90 982 ein Verfahren zum Behandeln einer Glasoberfläche beschrieben, um dieser eine Mikrostruktur zu erteilen, die ihre Reflexionsfähigkeit verringert. Bei dem genannten Verfahren erweist sich die Instabilität der Oberflächen, die verhältnismäßig hohen Kosten und die Schwierigkeit als nachteilig, gleichmäßige Strukturen über größere Flächenbereiche zu erzielen.

Bekannt ist weiterhin (US-PS 41 90 321), eine Aluminiumoberfläche zu behandeln zwecks Ausbildung eines Aluminiumhydrats bzw. einer Boehmit-Zusammensetzung auf dieser, die eine Vielzahl von regellos verteilten Blättchen aufweist, die der so behandelten Oberfläche reflexionsmindernde Eigenschaften erteilen. Auch ist bekannt (US-PS'n 38 74 001, 39 75 197 und 40 54 467), Aluminiumoberflächen zur Bildung von mikrostrukturierten Boehmitoberflächen zu behandeln, die sich dann mit anderen Beschichtungen fest verbinden, die vor der Behandlung auf das Aluminium aufgetragen wurden. Ferner beschreibt die US-PS 36 64 888 ein elektrochemisches Verfahren zur Behandlung von Aluminium- oder Al-Legierungsoberflächen, bei dem die Oberfläche angeätzt wird, so daß winzige Unregelmäßigkeiten und Nadellöcher in ihr verbleiben, die eine feste Verankerung von nachträglich aufgebrachten Harzbeschichtungen bewirken sollen.

Schließlich ist bekannt (US-PS 41 14 983), für mikrostrukturierte Oberflächen zu sorgen, bei denen ein homogener Polymerisatgegenstand durch Replikation einer Musteroberfläche in einem Polymerisatwerkstoff entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem kostengünstig eine mikrostrukturierte Oberfläche mit verhältnismäßig geringer Spiegelreflexion und gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Haftungseigenschaften hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) auf ein im wesentlichen transparentes Polymerisatsubstrat, das unter vorgegebenen Zerstäubungsbedingungen eine vorbestimmte Ätzgeschwindigkeit aufweist, diskontinuierliche Mikroinseln eines Materials aufgebracht werden, das aus der aus den Metalloxiden, temperaturfesten Metallen und Edelmetallen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, um eine Verbundoberfläche zu bilden, auf der Teile des Polymerisatsubstrats zwischen den diskontinuierlichen Mikroinseln offenliegen, wobei das Material zu einer durchschnittlichen Dicke im Bereich von 0,1 bis 10 nm aufgebracht wird, und daß
b) die Verbundoberfläche unter gegebenen Zerstäubungsbedingungen in einer ein reagierendes Gas enthaltenden Atmosphäre geätzt wird, wobei die Bildung einer Oberschicht auf den Mikroinseln beschleunigt wird, die eine gewünschte niedrige Ätzgeschwindigkeit aufweist, und bevorzugt die offenliegenden Teile des Polymerisatsubstrats entfernt werden, während die diskontinuierlichen Mikroinseln langsamer entfernt werden und eine Topographie aus reglos verteilten Mikropodesten, deren Höhe im Bereich von 0,01 bis 0,2 µm variiert und deren gegenseitiger Abstand im Bereich von 0,05 bis 0,5 µm liegt und die eine erheblich verringerte Spiegelreflexion ohne gleichzeitige Verstärkung der diffusen Streuung zeigen, ausgebildet wird.

Vorzugsweise werden die diskontinuierlichen Mikroinseln auf dem Polymerisatsubstrat mittels Dampfabscheidung des Materials, das eine geringere Zerstäubungsätzgeschwindigkeit aufweist, aufgebracht. Die diskontinuierlichen Mikroinseln können durch Zerstäuben des Materials, das eine geringere Ätzgeschwindigkeit aufweist, auf das Polymerisatsubstrat aufgebracht werden. Es können Mikroinseln aus Chrom, Aluminium oder Glas aufgebracht werden. Vorzugsweise wird das Zerstäubungsätzen der Verbundfläche in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre durchgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich vorzugsweise ferner dadurch aus, daß das Polymerisatsubstrat zum Zerstäubungsätzen auf die Kathode einer Hochfrequenzdiodenzerstäubungsvorrichtung gebracht, die Elektrode in einen evakuierbaren Behälter eingesetzt, dieser auf einen Druck von weniger als 1,33 × 10^-7 bar evakuiert, mit Sauerstoff auf einen Druck im Bereich von 1,33 × 10^-5 bar aufgefüllt, Hochfrequenzleistung zwischen die Anode und die Kathode eingekoppelt und das Plasma bei einer vorbestimmten Leistungsdichte über eine gegebene Dauer aufrechterhalten wird.

Das Polymerisatsubstrat kann auf einer getrennten Unterlage ausgebildet werden.

Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäß hergestellte Topographie aus regellos verteilten Mikropodesten eine Oberfläche mit erheblich verringerter Spiegelreflexion ohne gleichzeitige Zunahme der diffusen Streuung ergibt. Gleichzeitig wird eine verbesserte Verankerung von nachträglich aufgebrachten Beschichtungen erhalten.

Als Substanz eignet sich ein im wesentlichen transparentes organisches Polymerisat, vorzugsweise ein klares Acrylharz. Nach der Ausbildung der Mikropodeste auf dieser Oberfläche zeigt diese einen verbesserten Transmissionsgrad sowie einen verringerten Reflexionsgrad.

Wird zur Bildung der diskreten Inseln als temperaturfestes Metall z. B. Chrom auf die meisten Polymerisate aufgetragen, zeigt ein solches Metall entweder im metallischen Zustand oder zu einem Metalloxid umgewandelt eine Ätzgeschwindigkeit, die typischerweise mindestens eine Größenordnung geringer als die des Polymerisats ist, so daß sich beim Zerstäubungsätzen die Mikropodeste sehr schnell bilden. Dieser Vorgang wird vorzugsweise in einer reaktionsfähigen - beispielsweise Sauerstoff- - Atmosphäre durchgeführt. Vermutlich fördert eine solche Atmosphäre die Bildung von Metalloxiden, die häufig eine erheblich geringere Ätzgeschwindigkeit als das Metall haben. Weiterhin fördert eine solche reaktionsfähige Atmosphäre vermutlich auch den allgemeinen Abbau der Polymerisatsubstrate derart, daß die Ätzgeschwindigkeit steigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sorgt für die Herstellung mikrostrukturierter Oberflächen mit verringerter Spiegelreflexion und verbesserten Haftungseigenschaften, wobei sich der Einsatz eines allgemein nachweisbaren Materials mit niedriger Ätzgeschwindigkeit, das nach Abschluß der Ätzbehandlung zurückbleibt, und ein verbesserter Strahlungsübergang an der Grenzfläche der Verbundoberfläche ergeben kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind

Fig. 1 eine Elektronenmikrophotographie einer erfindungsgemäß hergestellten mikrostrukturierten Oberfläche,

Fig. 2 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Gesamtreflexion als Funktion der Wellenlänge für eine unbehandelte Oberfläche eines Polycarbonatgegenstandes nach dem Stand der Technik einerseits und für Oberflächen eines Polycarbonatgegenstandes zeigen, von denen eine mit Chrom erfindungsgemäß behandelt wurde,

Fig. 3 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Gesamttransmission als Funktion der Wellenlänge für einen unbehandelten Polycarbonatgegenstand nach dem Stand der Technik einerseits und für einen Polycarbonatgegenstand zeigen, der auf einer Fläche erfindungsgemäß mit Chrom behandelt wurde,

Fig. 4 ein Diagramm mit Kurven A, B C und D, die die diffuse Streuung, d. h. die Streuung als Funktion des Einfallswinkels (zur Flächennormalen) für den ungestreuten Strahl (A), für einen unbehandelten Polycarbonatgegenstand nach dem Stand der Technik (B), einen auf beiden Oberflächen erfindungsgemäß hergestellten Polycarbonatgegenstand (C) und einen unter Bedingungen außerhalb der Grenzwerte der Erfindung hergestellten Polycarbonatgegenstand (D) zeigen,

Fig. 5 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Reflexion als Funktion der Wellenlänge für eine unbehandelte Oberfläche auf einem orientierten Polyestergegenstand nach dem Stand der Technik bzw. für die Oberflächen eines orientierten Polyestergegenstandes zeigen, die beide mit Chrom erfindungsgemäß behandelt wurden,

Fig. 6 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Gesamttransmission als Funktion der Wellenlänge für einen unbehandelten Gegenstand aus orientiertem Polyester nach dem Stand der Technik bzw. für einen orientierten Polyestergegenstand zeigen, der auf beiden Seiten erfindungsgemäß mit Chrom behandelt worden war,

Fig. 7 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Gesamtreflexion als Funktion der Wellenlänge für unbehandelte Oberflächen eines Gegenstandes aus einem orientierten Polyester nach dem Stand der Technik bzw. für die Oberflächen eines Gegenstands aus einem orientierten Polyester zeigen, die beide erfindungsgemäß mit Glas behandelt worden waren, und

Fig. 8 ein Diagramm mit Kurven A und B, die die prozentuale Gesamttransmission als Funktion der Wellenlänge für einen Gegenstand aus orientiertem Polyester nach dem Stand der Technik bzw. einen Gegenstand aus orientiertem Polyester zeigen, der auf beiden Seiten erfindungsgemäß mit Glas behandelt worden war.

Es hat sich durch das erfindungsgemäße Verfahren herausgestellt, daß unterschiedliche Verbundoberflächen den erforderlichen Unterschied der Ätzgeschwindigkeit aufweisen. Diese Unterschiede der Ätzgeschwindigkeit werden bestimmt durch örtliche Unterschiede in der Zusammensetzung oder Kristallinität. Während erfindungsgemäß zum Erzeugen und zum Einstellen solcher Unterschiede vorzugsweise eine diskontinuierliche Metall- oder Metalloxidschicht auf eine Oberfläche aus einem organischen Polymerisat aufgebracht wird, können z. B. aus diskrete Metallteilchen auf ein Substrat aus einem organischen Polymerisat aufgebracht werden. Derartige Teilchen sind jedoch gewöhnlich verhältnismäßig groß und ballen sich oft zu Klumpen zusammen, so daß die resultierenden diskreten Mikroinseln groß genug sind, um nach dem Zerstäubungsätzen der Verbundfläche die Mikropodeste so groß zu machen, daß die Reflexionseigenschaften der Oberfläche außerhalb der für die Erfindung gewünschten Grenzen liegen.

Entsprechend hat sich die Ätzgeschwindigkeit der kristallinen Polymerisate als in vielen Fällen unterschiedlich von der der nichtkristallinen Analoga erwiesen. Liegt ein Polymerisat vor, das sowohl kristalline als auch nichtkristalline Bereiche enthält, so kann der Unterschied der Ätzgeschwindigkeiten dazu benutzt werden, die erforderlichen Mikropodeste auszubilden. Da diese Unterschiede der Ätzgeschwindigkeit für die meisten Stoffe jedoch verhältnismäßig klein sind, kann es länger dauern als bei anderen Verfahren notwendig, Mikropodeste der gewünschten Höhe zu erreichen.

Nach einem anderen Verfahren wird ein Polymerisat mit Metalloxidteilchen im Durchmesserbereich von 10 bis 50 nm präpariert, die gleichmäßig im Polymerisat verteilt werden. Beim Zerstäubungsätzen werden die Metalloxidteilchen weniger stark geätzt als ein umgebendes Polymerisat. Während solche Verbundstoffe verfügbar sind, ist die Anzahl der brauchbaren Polymerisate hier verhältnismäßig klein, so daß der Nutzen dieses Verfahrens begrenzt ist.

Vorzugsweise ist die Struktur, die erforderlich ist, um die Spiegelreflexion im gesamten sichtbaren Spektrum unter einen erwünschten Wert von 1% pro Oberfläche zu drücken, in der Höhe regellos innerhalb der Grenzen von 0,01 bis 0,2 µm, wobei eine überwiegende Anzahl der Mikropodeste in der Struktur im Bereich von 0,1 bis 0,2 µm liegt. Der Spitzenabstand ist ebenfalls regellos und liegt vorzugsweise innerhalb der Grenzen von 0,05 und 0,5 µm; der Vorzugsabstand liegt im Bereich von 0,1 bis 0,2 µm.

Derartige Strukturen werden vorzugsweise mit folgender Schrittfolge hergestellt: Zunächst wird ein Substrat mit einer bestimmten Ätzgeschwindigkeit unter gegebenen Zerstäubungsbedingungen gewählt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Substrat um ein organisches Polymerisat wie Polyester, Celluloseacetatbutyrat, Acrylharz und Polycarbonat. Auf dieses Substrat werden diskontinuierliche Mikroinseln aus einem Material aufgedampft oder durch Zerstäuben aufgebracht, dessen Ätzgeschwindigkeit unter den gleichen Zerstäubungsbedingungen geringer als die des Substratmaterials ist. Ein solches Material wird in einer durchschnittlichen Dicke im Bereich von 0,1 bis 10 nm aufgetragen; die bevorzugte Dicke liegt in den meisten Fällen unter 2,0 nm. Diese durchschnittliche Dicke ist gering genug, daß das Material sich zu den oben erwähnten diskontinuierlichen Mikroinseln ablagert. Während die Verfahrensweise, mit der die Mikroinseln ausgebildet werden, nicht besonders kritisch ist, hat sich das Zerstäuben als bevorzugt erwiesen, da sich dieses Verfahren besser steuern läßt. Im allgemeinen läuft das Beschichten durch Zerstäuben langsamer ab. Weiterhin trifft durch Zerstäuben aufgebrachtes Material vermutlich mit höherer kinetischer Energie auf die Substratoberfläche auf als beispielsweise aufgedampfte Atome, so daß die Materialteilchen eine höhere Mobilität haben. Diese höhere Mobilität erlaubt dem abgelagerten Material, sich auf der Substratoberfläche zu bewegen und mit anderen Materialablagerungen zu vereinigen, so daß diskontinuierliche Mikroinseln verbleiben, deren durchschnittliche Dicken größer sind als die mit aufgedampften Schichten erhältlichen.

Die so gebildete Verbundoberfläche wird dann geätzt. Da die aus den abgelagerten Schichten gebildeten diskontinierlichen Mikroinseln oder die Ablagerungen feiner Teilchen oder dergleichen aus Stoffen gebildet sind, deren Ätzgeschwindigkeit geringer als die des Substrats ist, ätzen die offenliegenden Teile des darunterliegenden Substrats schneller ab als die Mikroinseln. Diese unterschiedliche Ätzgeschwindigkeit führt zur Ausbildung einer regellosen Topographie aus Mikropodesten, deren Höhe im Bereich von etwa 0,01 bis 0,2 nm liegt. Die Mikropodeste sind untereinander etwa 0,05 bis 05 nm beabstandet. Der Spitzenabstand der resultierenden Mikropodeste wird durch den Abstand der diskontinuierlichen Mikroinseln bestimmt, während sich die Gesamthöhe der Mikropodeste durch die Ätzdauer und -leistung, und dem Unterschied zwischen dem Ätzertrag des Materials der Mikroinseln und dem des darunterliegenden Substrats ergibt.

Die gewünschten Unterschiede der Ätzgeschwindigkeit des Substrats und des auf diesem aufgebrachten Materials, um die diskontinuierlichen Mikroinseln zu bilden, liegt typischerweise im Bereich eines Faktors von 10 bis 1000. Beispielsweise hat sich ergeben, daß die meisten geeigneten Polymerisate sich mit etwa 150 bis 300 nm/m bei etwa 0,4 W/cm² und einem Druck von 6,6 bis 13,3 µbar Sauerstoff ätzen lassen. Diese Werte sind im allgemeinen unter den gleichen Zerstäubungsbedingungen um das 2- bis 4fache kleiner, wenn eine Partialatmosphäre eines Inertgases wie Argon verwendet wird. Werden Mikroinseln aus einem Edelmetall verwendet, ist die Ätzgeschwindigkeit etwa ¹/₁₀ bis ½₅ der eines typischen Polymerisats. Für ein temperaturfestes Metall wie Chrom ist die Ätzgeschwindigkeit typischerweise kleiner als ¹/₁₀ der dieser Polymerisate, und wo ein Metalloxid vorgesehen ist, braucht die Ätzgeschwindigkeit typischerweise nur noch ¹/₁₀₀ der des Substrats zu sein.

Neben in erster Linie verwendeten organischen Polymerisatsubstraten können auch anorganische Substrate verwendet werden. Z. B. können Quarzsubstrate verwendet werden, indem auf diese Substrate diskontinuierliche Inseln aus einem Polymerisat ausgebildet werden, worauf die Verbundoberfläche mit einem Plasma, das einen Stoff wie Trifluormethan enthält, differentiell geätzt wird.

Indem der Unterschied der Ätzgeschwindigkeit so groß wie möglich gehalten wird, wird die Zeit verringert, die erforderlich ist, auf vielen Polymerisaten eine reflexionsmindernde Mikrostruktur auszubilden. Diese Maximierung wird am besten durch reaktives Zerstäubungsätzen in Sauerstoff erreicht. Infolge des Sauerstoffs bildet sich ein Oxid auf der diskontinuierlichen Beschichtung und reduziert deren Ätzgeschwindigkeit, während der Sauerstoff gleichzeitig mit dem Polymerisat reagiert und dessen Ätzgeschwindigkeit erhöht. Typischerweise ist die Ätzgeschwindigkeit von Polymerisaten wie Polyester in Sauerstoff zwei- bis viermal höher als in Argon.

Die durchschnittliche Schichtdicke, die erforderlich ist, um eine diskontinuierliche Schicht auszubilden, die zur Erzeugung von reflexionsmindernden Mikrostrukturen geeignet ist, hängt von dem aufgebrachten Material, der Zusammensetzung und der Struktur des Substrats, der Temperatur des Substrats, dem Beschichtungsverfahren sowie der Beschichtungsgeschwindigkeit und den Unterdruckbedingungen ab.

Einige beispielhafte Kombinationen, die die erwünschten Mikrostrukturen ergeben, sind nachfolgend aufgelistet:

Wie aus den Ergebnissen der nachfolgenden Beispiele hervorgeht, bringt das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Herstellung mikrostrukturierter Oberflächen mit antireflektierenden Eigenschaften folgende Vorteile mit sich:

1. Das Verfahren läßt sich auf jedes Material anwenden, dessen Ätzertrag höher als der von Metalloxidteilchen ist.
2. Mikrostrukturierte Oberflächen lassen sich auf Polymerisaten wie orientiertem Polyestermaterial herstellen, die nur unter Schwierigkeiten prägbar sind.
3. Das Verfahren läßt sich in einer kontinuierlich laufenden Produktionsstraße zur Herstellung eines Bahnmaterials anwenden.
4. Die resultierenden mikrostrukturierten Oberflächen zeigen eine höhere Festigkeit als die herkömmlich hergestellten mikrostrukturierten Oberflächen.
5. Es entfällt die Notwendigkeit einer teuren Form, die verschleißt und sich zusetzt.
6. Die Abmessungen der Mikrostruktur lassen sich innerhalb breiter Bereiche variieren.
7. Das Substrat kann beliebig geformt sein, solange die Oberfläche sich beschichten läßt.

Die Bedeutung der Topographiesteuerung der erfindungsgemäß hergestellten mikrostrukturierten Oberfläche läßt sich an den folgenden Beispielen in Verbindung mit den Figuren der Zeichnungen ablesen.

Fig. 1 zeigt ein Rasterelektronenmikrobild einer typischen, erfindungsgemäß hergestellten mikrostrukturierten Oberfläche aus Polymerisatmaterial mit einer mikrostrukturierten Oberflächentopographie, die sich allgemein beschreiben läßt als eine Vielzahl regellos verteilter Gipfel, deren Höhe überwiegend im Bereich von 0,020 bis 0,20 µm liegt. Derartige Oberflächen zeigen ein erheblich geringeres Reflexionsvermögen als entsprechende unbehandelte Oberflächen. Falls entsprechende Gegenstände ein transparentes Substrat aufweisen, ist dessen Transmission erheblich höher. Vermutlich sind diese Eigenschaften zurückzuführen auf einen allmählichen Übergang des Brechungsindex zwischen dem des Mediums außerhalb der Oberfläche des Gegenstands und dem des Gegenstands selbst. Der effektive Brechungsindex ändert sich über eine Strecke, die zwischen der Wellenlänge des Lichts bis zu einem Zehntel dieses Wertes liegt. Daher läßt sich annehmen, daß diese Eigenschaft der allmählichen Änderung des Brechungsindex über diese Strecke die erfindungsgemäß hergestellte Oberfläche reflexionsärmer und unter bestimmten Bedingungen über einen erweiterten Bereich der Lichtwellenlängen lichtdurchlässiger macht.

Beispiel 1

Von einem 150 mm × 200 mm × 1,6 mm großen Stück aus Polycarbonat in optischer Qualität wurde das Schutzpapier mit druckempfindlicher Unterlage abgezogen und die auf der Polymerisatoberfläche verbliebenen Kleberückstände mit 95% Äthanol abgerieben. Die Oberfläche wurde dann mit einem milden Reinigungsmittel und Wasser erneut gereinigt, mit Wasser und schließlich mit 95% Äthanol (auf 0,8 µm gefiltert) gespült. Die Probe wurde mit Stickstoffgas trockengeblasen und, sofern nicht weiterbehandelt, bis zur weiteren Verwendung in einer sauberen Haube unter laminarer Strömung vorgehalten.

Die weitere Behandlung erfolgte in einer Hochfrequenzdiodenzerstäubungsvorrichtung mit verstellbarem Impedanzanpaßgerät bei einer Frequenz von 13,56 MHz. Die Vorrichtung enthielt zwei im wesentlichen parallele abgeschirmte Aluminiumelektroden mit einem Durchmesser von 406 mm in einem Abstand von 50 mm. Die Elektroden befanden sich in einem Glasgefäß mit Hochfrequenz-Abschirmung. Dieses Gefäß ließ sich mit einer mechanischen Vor- und Grobpumpe mit wassergekühltem Auffänger und Öldiffusionspumpe evakuieren. Das Kathodenpodest war mit umlaufendem Wasser gekühlt und mit einer Platte aus äußerst festem Fensterglas abgedeckt, um ein Bestäuben der darunterliegenden Aluminiumelektroden zu verhindern.

Die Probe wurde in der Mitte der Al-Anodenplatten mit kleinen Stücken Klebeband an den Probenecken festgelegt, wobei die Oberfläche der Probe, die mit einer aufgestäubten Schicht versehen werden sollte, der Kathode zugewandt war. Die Quelle des aufzustäubenden Materials war eine aufgedampfte Chromschicht von mehr als 0,05 µm Dicke auf einer Scheibe aus äußerst festem Fensterglas, die auf die glasbedeckte Kathode so aufgebracht wurde, daß die Cr-Schicht der Probe auf der Anode zugewandt war.

Das System wurde dann bis 2,66 · 10^-5 mbar evakuiert und durch ein Nadelventil Argongas eingelassen. Während des Durchpumpens des Systems mit Argon wurde ein Gleichgewichtsdruck von 7,88 bis 12 · 10^-3 mbar aufrechterhalten.

Dann wurde die Hochfrequenz-Energie kapazitiv auf die Kathode gekoppelt, so daß ein Plasma entstand, und bis zu einer Kathodenleistungsdichte von 0,38 W/cm² verstärkt. Dabei wurde Chrom von der Kathode abgehoben und auf der gegenüberliegenden Anode abgelagert. Diese Ätzbehandlung der Probe mit Chrom wurde 7 Minuten ± 10 Sekunden fortgesetzt. Dabei wurde weniger als 2% der Leistung reflektiert. Die Ankoppelkapazität wurde kontinuierlich von Hand so nachgestellt, daß die oben angegebene Leistungsdichte erhalten blieb.

Spätere Schichtdickenmessungen als Funktion der Zeit unter den gleichen Bedingungen mit einem Schichtdickenmeßgerät zeigten, daß sich eine diskontinuierliche Schicht mit etwa 0,13 nm/m bildete; nach 7 Minuten betrug die durchschnittliche Schichtdicke daher etwa 0,9 nm.

Die Hochfrequenz-Leistungszufuhr wurde dann unterbrochen, das Arbon-Nadelventil geschlossen und das System mit 0,27 µbar gefilterter Luft bis zum Atmosphärendruck aufgefüllt. Das chrombeschichtete äußerst feste Fensterglas wurde herausgenommen und zeigte das saubere unbeschichtete Glas auf der Al-Kathodenplatte. Die Probe wurde von der Anode abgenommen und auf die saubere glasbedeckte Kathode so aufgelegt, daß ihre mit Chrom bestäubte Seite der Anode zugewandt war.

Das System wurde dann auf 2,66 · 10^-5 mbar evakuiert und Sauerstoff durch ein Nadelventil eingeführt. Ein Sauerstoff-Gleichgewichtsdruck von 7,98 · 10^-3 mbar wurde im System beibehalten und Hochfrequenz kapazitiv auf die Kathode gekoppelt, so daß sich ein Plasma bildete. Die Energie wurde erhöht bis zu einer Leistungsdichte an der Kathode von 0,31 W/cm². Dieses reaktive Zerstäubungsätzen wurde 60 Sekunden ± 3 Sekunden lang fortgesetzt.

Auf diese Weise entstand eine mikrostrukturierte Oberfläche aus mit Chrom- oder Chromoxidkappen abgedeckten pyramidenartigen Mikropodesten mit einem gegenüber den Wellenlängen des sichtbaren Lichts geringen Spitzenabstand, wie in Fig. 1 gezeigt.

Die nach dem Verfahren entsprechend dem Beispiel 1 hergestellten Gegenstände zeigten eine erhebliche Abnahme der Grenzflächen-Reflexion, eine erhöhte Gesamttransmission und keine wesentliche Zunahme der Lichtstreuung. Das Reflexionsverhalten der Luft/Substrat-Grenzfläche über einen Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm bei einer herkömmlichen nichtstrukturierten Oberfläche und der oben beschriebenen mikrostrukturierten Oberfläche ist in Fig. 2, Kurve A bzw. B gezeigt. Wie ersichtlich, wird eine starke Abnahme der Grenzflächen-Reflexion erhalten. Im Bereich von 400 bis 520 nm ist die Reflexion im wesentlichen auf Null gesunken und beträgt im übrigen Wellenlängenbereich nicht mehr als 0,7%. Bei optischen Elementen ist es sehr oft erwünscht, die Grenzflächen-Transmission zu erhöhen und die Spiegelreflexion abzuschwächen; in solchen Fällen muß die diffuse Reflexion verhindert werden. Aus Fig. 3 geht die Transmission für eine unbehandelte Platte und für eine gemäß Beispiel 1 behandelte Platte hervor.

Eine weitere Bestätigung des relativen Wegfalls der diffusen Streuung ergibt sich aus der Fig. 4, in der die Intensität von Licht (HeNe-Laser mit einer Wellenlänge von 633 nm), das ein gegebener Gegenstand streut, halblogarithmisch als Funktion des Winkels zur Flächennormale aufgetragen ist. Dabei zeigt die Kurve A der Fig. 4 die Intensität des Lichts ohne einen Gegenstand im Strahlweg, die Kurve B die Lichtstreuung für eine herkömmliche Vergleichsprobe ohne Oberflächenbehandlung, die Kurve C demgegenüber die Intensität des Streulichts von einer Probe, deren beide Flächen gemäß Beispiel 1 behandelt worden waren. Wie ersichtlich, ist die Intensität des im Winkel von 5° zur Flächennormalen gestreuten Lichts etwa fünf Größenordnungen schwächer als das Intensitätsmaximum in der Normalen. Die Kurve D zeigt das Ergebnis einer unerwünschten Mikrostruktur der Oberfläche. In diesem Fall wurde 9 Minuten lang, nicht 60 Sekunden wie im Beispiel 1 behandelt, so daß absichtlich Pyramiden entstanden, deren Größe außerhalb des bevorzugten Bereichs lag. Wie ersichtlich, ist die Lichtstreuung außerhalb der Flächennormalen etwa zwei Größenordnungen stärker als bei dem bevorzugten Gegenstand. Die nach dem Verfahren so hergestellte mikrostrukturierte Oberfläche ergibt somit eine Grenzfläche, deren Reflexionsvermögen verhältnismäßig unabhängig vom Einfallswinkel ist.

Beispiel 2

Die ebene Probe des Beispiels 1 wurde durch einen plankonvexen Linsenrohling aus Polycarbonat ersetzt. Beide Seiten des Linsenrohlings wurden nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren mikrostrukturiert, wobei jedoch das Chrom drei Minuten aufgestäubt und 90 Sekunden anstelle der 60 Sekunden des Beispiels 1 geätzt wurde. Die Topographie der beiden Oberflächen erwies sich als im wesentlichen die der Fig. 1. Da beide Oberflächen mikrostruktuiert sind, wurde für einen Lichtstrahl im Wellenbereich von 400 bis 700 nm eine Transmission von fast genau 100% fast ohne Streuung aus der Achse erreicht.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde anstelle der Polycarbonatproben der vorhergehenden Beispiele ein 100 mm × 2 mm großes Stück ausgepreßtes Polymethylmethacrylat-Plattenmaterial verwendet. Dieses Material wurde in einem milden Reinigungsmittel und Wasser wie im Beispiel 1 gereinigt, dann in destilliertem, entionisiertem und filtriertem Wasser abgespült und mit Stickstoffgas trockengeblasen. Danach wurde auf die Probe wie im Beispiel 1 Chrom aufgestäubt; die Behandlungszeit betrug jedoch fünf Minuten und es ergab sich eine durchschnittliche Schichtdicke von etwa 0,6 nm. Die weitere Behandlung erfolgte wie im Beispiel 1, wobei jedoch die Ätzzeit etwa 135 Sekunden betrug. Die nach dieser Verfahrensweise erreichte Luft/Probe-Grenzfläche zeigte eine verringerte Reflexion, eine erhöhte Transmission an der Grenzfläche und keine wesentliche Zunahme der optischen Streuung - ähnlich wie bei den im Beispiel 1 erzielten Ergebnissen.

Beispiel 4

In diesem Beispiel stimmten sämtliche Werkstoffe, Verfahrensschritte mit denen des Beispiels 3 überein, es wurde jedoch die diskontinuierliche Chromschicht durch Widerstandsverdampfen aus einem Wolframschiffchen im Vakuum von etwa 2,66 · 10^-5 mbar erzeugt. Unter Benutzung des oben genannten Schichtdickenmeßgeräts wurde eine Schicht von etwa 0,1 nm aus Chrom abgelagert. Nach dem Zerstäubungsätzen wie oben ergab sich über den Wellenbereich von 400 bis 700 nm an der Luft/Acryl-Grenzfläche eine Reflexion von etwa 1% bis 2,5%. Es konnte somit ein erheblich verringertes Reflexionsvermögen und somit eine verbesserte Transmission nachgewiesen werden, obgleich die erzielten Ergebnisse nicht ganz so gut wie im Fall der bevorzugten Schichtaufbringung durch Aufstäuben waren.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurden beide Hauptflächen einer 100 µm dicken Folie aus orientiertem Polyester in folgender bevorzugter Weise behandelt. Die Polyesteroberflächen waren im Empfangszustand sauber und brauchten daher vor der Behandlung nicht gereinigt zu werden. Diese Probe wurde wie im Beispiel 1 behandelt, dabei jedoch die diskontinuierliche Chromschicht durch Aufstäuben für die Dauer von acht Minuten von einer Chromkathode bei einer Leistungsdichte von 0,38 W/cm² und einem Unterdruck von 6,67 bis 7,98 · 10^-3 mbar in Argon in einer durchschnittlichen Dicke von etwa 1,0 nm hergestellt. Die Verbundoberfläche wurde dann 105 Sekunden lang mit 0,31 W/cm² in 6,6 bis 8 µbar Sauerstoff geätzt. Die Fig. 5 und 6 zeigen die Ergebnisse hinsichtlich der Verringerung der Reflexion an der Grenzfläche und der dadurch verursachten Erhöhung der Transmission. In der Fig. 5 zeigt die Kurve A die Gesamtreflexion an beiden Oberflächen einer unbehandelten Folie zu 13%, während nach der Behandlung (Kurve B) die Gesamtreflexion auf etwa 3% verringert war. In der Fig. 6 zeigt die Kurve A die Gesamttransmission einer unbehandelten Folie, die Kurve B die Gesamttransmission der behandelten Folie, der wesentlich höher ist.

Beispiel 6

Um die Anwendbarkeit des vorliegend vorgeschlagenen Verfahrens auf nichtmetallische Werkstoffe zur Herstellung der diskontinuierlichen Mikrokapseln zu zeigen, wurden diese in diesem Beispiel aus Glas hergestellt. Wie im Beispiel 5 wurde eine 100 µm dicke orientierte Polyesterfolie beidseitig behandelt. Die Oberflächen waren bei Empfang sauber und brauchten daher nicht gereinigt zu werden. Eine diskontinuierliche Glasschicht wurde auf die Polyesteroberflächen unter Zerstäubungsätzen einer Fensterglaskathode bei 0,38 W/cm² in 8 bis 9,3 µbar Argon (acht Minuten Behandlungsdauer) zu einer diskontinuierlichen Glasschicht in einer durchschnittlichen Dicke von 0,7 mm aufgebracht. Das Zerstäubungsätzen erfolgte 150 Sekunden lang bei 0,31 W/cm² in 6,6 bis 8 µbar Sauerstoff. Die Fig. 7 und 8 zeigen die an diesem Beispiel erreichten Ergebnisse. Die Kurve B in Fig. 7 zeigt eine Gesamtreflexion von etwa 4% über das sichtbare Spektrum für die behandelte Probe, während die Kurve B in Fig. 8 eine entsprechende Zunahme der Transmission aufweist.

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung anderer Metalle, insbesondere solcher, die leicht in ein Metalloxid mit sehr geringer Ätzrate übergehen. Eine orientierte Polyesterfolie wie im Beispiel 5 und 6 wurde einseitig von einer Aluminiumplatte bei 0,23 W/cm² und 7,98 · 10^-3 mbar in Argon bei 10minütiger Behandlungsdauer mit einer diskontinuierlichen Schicht aus Aluminium versehen. Unter diesen Bedingungen lagert sich Aluminium mit etwa 0,1 nm pro Minute ab; es entstand daher eine diskontinuierliche Schicht mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 1,0 nm. Die Verbundoberfläche wurde dann vier Minuten lang bei 0,23 W/cm² in 7,98 · 10^-3 mbar Sauerstoff geätzt. Es wurde eine Abnahme der Reflexion der behandelten Oberfläche von etwa 5% und eine entsprechende Zunahme der Transmission von etwa 4% im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm ermittelt.

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt die Anwendbarkeit des Verfahrens auf ein anderes Polymerisat und ein anderes Material für die diskontinuierliche Schicht. In diesem Fall wurde eine dünne ausgepreßte Folie aus einer Schicht aus einer amorphen Mischung aus 80% Terephtalat und 20% Isophthalat auf einem orientierten Polyestersubstrat in 30 Sekunden von einer Goldkathode bei 0,38 W/cm² in 7,98 · 10^-3 mbar Argon zu einer durchschnittlichen Schichtdicke von etwa 2,8 nm mit Gold bestäubt. Diese Oberfläche wurde dann eine bis drei Minuten bei 0,31 W/cm² in 6,67 bis 7,98 · 10^-3 mbar Sauerstoff geätzt. Die dabei entstandene mikrostrukturierte Oberfläche ergab wie in den vorgehenden Beispielen eine Verringerung des Reflexionsvermögens.

Beispiel 9

In diesem Beispiel wurde ein Basisharz aus Celluloseacetatbutyrat ohne Auspreßzusatz zu einer groben, etwa 250 µm dicken Folie ausgepreßt und diese dann in einer Presse bei 150°C und einem Druck von 9 bar zwischen verchromten und stahlabgestützten Platten thermisch flachgerückt, dann fünf Minuten lang in 6,67 bis 7,98 · 10^-3 mbar Argon bei 0,38 W/cm² von einer Weichglaskathode mit Glas zu einer diskontinuierlichen Glasschicht mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 1,2 nm bestäubt. Die so beschichtete Oberfläche wurde dann drei Minuten lang in 7,98 · 10^-3 mbar Sauerstoff bei 0,31 W/cm² geätzt, um die mikrostrukturierte Oberfläche auszubilden. Es wurde auf diese Weise eine Verringerung der Reflexion und eine Zunahme der Transmission wie in den vorangehenden Beispielen erreicht.

Beispiel 10

Dieses Beispiel zeigt die Anwendbarkeit des Verfahrens auf ein geschichtetes Substrat. Hierzu wurden eine Celluloseacetatbutyrat-Lösung mit 30% Feststoffanteil und 50/50 MEK/Toluol auf ein Substrat gegossen und bei 30°C unter Stickstoff getrocknet. Die Probe wurde dann wie im Beispiel 9 behandelt, wobei sie jedoch von einer Chromkathode bei 0,38 W/cm² und 7,98 bis 10,64 · 10^-3 mbar Argon bei 75 Sekunden Behandlungszeit mit einer diskontinuierlichen Schicht Chrom in einer Dicke von etwa 0,15 nm beschichtet wurde. Die Verbundoberfläche wurde 2,25 Minuten lang bei 0,31 W/cm² in 10,64 · 10^-3 mbar Sauerstoff geätzt. Auch hier zeigte die Oberfläche eine verringerte Reflexion und erhöhte Transmission als Resultat der erzielten Mikrostruktur.

Die Brauchbarkeit des Verfahrens zur Herstellung einer Oberfläche mit verbesserten Haftungseigenschaften erweist sich aus den folgenden Beispielen:

Beispiel 11

Zwei 100 mm × 300 mm große Stücke aus 0,762 mm dicker Polycarbonatfolie wurden unter folgenden Bedingungen zerstäubungsgeätzt. Zunächst wurden diskontinuierliche Mikroinseln aus metallischem Cr auf die Folie in einer Hochfrequenzdiodenzerstäubungsvorrichtung in einem Ar-Gasplasma bei einer Frequenz von 13,56 MHz, einer Behandlungszeit von 6 Minuten und einer Leistungsdichte von 0,4 W/cm² aufgebracht. Unmittelbar danach wurde in einem O₂-Gasplasma 2,5 Minuten lang bei einer Leistungsdichte von 0,32 W/cm² reaktiv geätzt, um die gewünschte Mikrostruktur herzustellen.

Ein Stück dieser mikrostrukturierten Polycarbonatfolie wurde einem Klebebandabziehtest wie folgt unterworfen. Es wurde ein 100 mm langes Stück Reparaturband über ¹/₃ seiner Länge auf sich selbst zurückgefaltet und der verbleibende Bandabschnitt fest auf die mikrostrukturierte Polycarbonatoberfläche aufgeklebt. Dann wurde das Band von der Oberfläche mit einer kräftigen Aufwärtsbewegung abgezogen, so daß der Kleber sich über die gesamte mikrostrukturierte Oberfläche von seiner Bandunterlage löste. Demgegenüber löste sich der Kleber nicht von der Unterlage, als der gleiche Test an einer unstrukturierten Polycarbonatoberfläche durchgeführt wurde.

Das zweite Stück des mikrostrukturierten Polycarbonats wurde mit einer UV-polymerisierbaren, epoxyabgeschlossenen Silanverbindung beschichtet und zu einer harten abriebfesten Schicht gehärtet. In die gehärtete Schicht wurden waagerecht und senkrecht minimal 3,9 Linien/cm über ein Gebiet von mindestens 2,5 cm² eingerissen (Kreuzschraffur) und dann transparentes Klebeband fest auf den schraffierten Bereich aufgeklebt. Beim Entfernen des Bandes wurde ein Ablösen des Klebers beobachtet, wobei jedoch keinerlei Anzeichen eines Abhebens der Deckschicht erkennbar waren. Im gleichen Test an einer entsprechenden Deckschicht auf unstrukturiertem Polycarbonatfolie wurde die Deckschicht vollständig abgezogen, während der Kleber weiter haftete.

Beispiel 12

Zwei 100 mm × 100 mm × 6,3 mm große Stücke aus Diallylglycolcarbonat wurden wie im Beispiel 11 geätzt. In diesem Beispiel wurde die Cr-Ablagerungszeit auf sieben Minuten verlängert, die O₂-Ätzzeit auf 1,25 Minuten verkürzt. Es ergab sich eine Mikrostruktur.

Ein Stück aus Diallyglycolcarbonat wurde dem Klebebandabziehtest wie im Beispiel 11 unterworfen. Dabei löste der Kleber auf der mikrostrukturierten Oberfläche sich von der Bandunterlage, während er beim Test mit der unstrukturierten Oberfläche auf der Bandunterlage verblieb.

Das zweite mikrostrukturierte Stück aus Diallylglycolcarbonat wurde mit einer epoxyabgeschlossenen Silanzusammensetzung beschichtet und wie im Beispiel 11 gehärtet. Die beschichtete Oberfläche wurde dann angerissen und das Klebeband fest auf sie aufgeklebt, wie ebenfalls im Beispiel 11 angegeben. Beim Entfernen des Bandes löst der Kleber sich von der Unterlage; Anzeichen für ein Abheben der Beschichtung waren nicht erkennbar. Unter den gleichen Testbedingungen löst sich die Beschichtung von dem unstrukturierten Stück vollständig ab.

Beispiel 13

Zwei 100 mm × 300 mm große Stücke aus 2 mm starkem Acrylplattenmaterial, wie im Beispiel 3 beschrieben, wurden wie im Beispiel 11 geätzt, wobei jedoch in diesem Beispiel Mikroinseln aus Weichglas über eine Behandlungszeit von 5,5 Minuten aufgetragen wurden. Nach dem Zerstäubungsätzen in O₂ wie im Beispiel 11 ergab sich eine Mikrostruktur.

Ein Stück des mikrostrukturierten Acrylplattenmaterials wurde dann dem Klebebandtest wie in Beispiel 11 unterworfen. Der Kleber löste sich dabei infolge der mikrostrukturierten Oberfläche ab - im Gegensatz zu einer unstrukturierten Oberfläche; dies entsprach den Ergebnissen des Beispiels 11.

Das zweite Stück des mikrostrukturierten Acrylplattenmaterials wurde ebenfalls mit einem epoxyabgeschlossenen Silan beschichtet und ausgehärtet. Die beschichtete Oberfläche wurde dann angerissen und das Klebeband fest auf sie aufgeklebt, wie im Beispiel 11. Beim Entfernen des Bandes waren keine Anzeichen eines Abhebens der Beschichtung zu erkennen. Als ein entsprechend beschichtetes unstrukturiertes Acrylplattenmaterial dem gleichen Test unterworfen wurde, löst die Beschichtung sich vollständig ab.

Beispiel 14

Zwei 100 × 300 mm große Stücke aus 0,1 mm starker Polyesterfolie wurden wie im Beispiel 11 geätzt, wobei in diesem Beispiel jedoch die O₂-Behandlungszeit auf 1,75 Minuten verkürzt wurde. Es ergab sich eine Mikrostruktur.

Ein Stück der mikrostrukturierten Polyesterfolie wurde dann dem Klebebandabziehtest wie im Beispiel 11 unterworfen. Der auf die mikrostrukturierte Oberfläche aufgebrachte Kleber löste sich dabei ab, der auf der unstrukturierten Oberfläche haftete jedoch weiter auf seiner Unterlage.

Das zweite Stück der mikrostrukturierten Polyesterfolie wurde mit der epoxyabgeschlossenen Silanzusammensetzung beschichtet und gehärtet. Dann wurde die beschichtete Oberfläche eingerissen und das Klebeband fest auf sie aufgeklebt, wie im Beispiel 11 erläutert. Beim Entfernen des Bandes waren keine Anzeichen eines Ablösens der Beschichtung zu erkennen. Im gleichen Test löste sich die Beschichtung vollständig von einer entsprechend beschichteten unstrukturierten Polyesterfolie.

Beispiel 15

Eine 76 µm starke Folie aus Polyvinylidenfluorid wurde 6 Minuten bei 0,38 W/cm² in 6,6 µbar Argon mit SiO₂ hochfrequenzbestäubt. Dann wurde die abgedeckte Folie in einem mit Hochfrequenz erzeugten Sauerstoffplasma drei Minuten lang bei 0,31 W/cm² in 6,6 µbar O₂ geätzt, um der Oberfläche die Mikrostruktur zu erteilen. Beim Testen entsprechend dem Beispiel 11 ergab sich, daß die resultierende Folienoberfläche den Kleber vom Reparaturband abhob, wohingegen der Kleber bei einer unbehandelten Probe der gleichen Folie auf der Bandunterlage weiter haftete.

Beispiel 16

76 µm dicke Folien aus Polyäthylenterephthalat und Polybutylenterephthalat wurden für 6 Minuten in 6,6 µbar Argon mit einer Hochfrequenz-Leistungsdichte von 0,38 W/cm² mit SiO₂ bestäubt, und die Folien dann in einem Sauerstoffplasma drei Minuten lang mit einer Hochfrequenz-Leistungsdichte von 0,31 W/cm² in 6,6 µbar O₂ geätzt, um die Oberfläche zu strukturieren. Beim Test wie im Beispiel 11 lösten die resultierenden Mikrostrukturen den Kleber vom Klebeband ab, während unter gleichen Bedingungen dies mit unstrukturierten Proben nicht möglich war.

Beispiel 17

Ein 2,5 mm starkes Stück Nylonharz wurde für 6 Minuten mit einer Hochfrequenz-Leistungsdichte von 0,38 W/cm² in 6,6 µbar Argon mit SiO₂ bestäubt, die Folie dann 3 Minuten bei 0,31 W/cm² in 6,6 µbar O₂-Plasma geätzt, so daß die mikrostrukturierte Oberfläche sich entwickelte. Die Oberfläche wurde wie zuvor auch getestet. Es stellte sich heraus, daß der Kleber vom Klebeband ablöste, im Gegensatz zu einer unbehandelten Oberfläche.

Beispiel 18

Ein 2,5 mm starkes Stück Acrylnitril-Butadienstyrol-Mischpolymerisat wurde für 6 Minuten bei einer Hochfrequenz-Leistungsdichte in 6,6 µbar Argon mit SiO₂ bestäubt. Die Folie wurde dann in einem Sauerstoffplasma bei 0,31 W/cm² in 6,6 µbar O₂ geätzt, so daß sich eine mikrostrukturierte Oberfläche ergab. Diese Oberfläche löste ebenfalls den Kleber vom Klebeband ab, während eine unbehandelte Probe hierzu nicht in der Lage war.

Beispiel 19

Ein 2,5 mm starkes Stück Harzmaterial auf Phenyloxidbasis wurde 6 Minuten bei einer Hochfrequenz-Leistungsdichte von 0,38 W/cm² in 6,6 µbar Argon mit SiO₂ bestäubt, dann die Probe drei Minuten in Sauerstoffplasma bei 0,31 W/cm² in 6,6 µbar O₂ geätzt, so daß sich die mikrostrukturierte Oberfläche ergab. Wie in den vorangehenden Beispielen löste die behandelte Oberfläche den Kleber von der Unterlage, während eine unbehandelte Probe hierzu nicht in der Lage war.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Oberfläche mit antireflektierenden Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet,

a) daß auf ein im wesentlichen transparentes Polymerisatsubstrat, das unter vorgegebenen Zerstäubungsbedingungen eine vorbestimmte Ätzgeschwindigkeit aufweist, diskontinuierliche Mikroinseln eines Materials aufgebracht werden, das aus der aus den Metalloxiden, temperaturfesten Metallen und Edelmetallen bestehenden Gruppe ausgewählt ist, um eine Verbundoberfläche zu bilden, auf der Teile des Polymerisatsubstrats zwischen den diskontinuierlichen Mikroinseln offenliegen, wobei das Material zu einer durchschnittlichen Dicke im Bereich von 0,1 bis 10 nm aufgebracht wird, und daß
b) die Verbundoberfläche unter gegebenen Zerstäubungsbedingungen in einer ein reagierendes Gas enthaltenden Atmosphäre geätzt wird, wobei die Bildung einer Oberschicht auf den Mikroinseln beschleunigt wird, die eine gewünschte niedrige Ätzgeschwindigkeit aufweist, und bevorzugt die offenliegenden Teile des Polymerisatsubstrats entfernt werden, während die diskontinuierlichen Mikroinseln langsamer entfernt werden und eine Topographie aus reglos verteilten Mikropodesten, deren Höhe im Bereich von 0,01 bis 0,2 µm variiert und deren gegenseitiger Abstand im Bereich von 0,05 bis 0,5 µm liegt und die eine erheblich verringerte Spiegelreflexion ohne gleichzeitige Verstärkung der diffusen Streuung zeigen, ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierlichen Mikroinseln auf dem Polymerisatsubstrat mittels Dampfabscheidung des Materials, das eine geringere Zerstäubungsätzgeschwindigkeit aufweist, aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierlichen Mikroinseln durch Zerstäuben des Materials, das eine geringere Ätzgeschwindigkeit aufweist, auf das Polymerisatsubstrat aufgebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikroinseln aus Chrom, Aluminium oder Glas aufgebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsätzen der Verbundoberfläche in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisatsubstrat zum Zerstäubungsätzen auf die Kathode einer Hochfrequenzdiodenzerstäubungsvorrichtung gebracht, die Elektrode in einen evakuierbaren Behälter eingesetzt, dieser auf einen Druck von weniger als 1,33 × 10^-7 bar evakuiert, mit Sauerstoff auf einen Druck im Bereich von 1,33 × 10^-5 bar aufgefüllt, Hochfrequenzleistung zwischen die Anode und die Kathode eingekoppelt und das Plasma bei einer vorbestimmten Leistungsdichte über eine gegebene Dauer aufrechterhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisatsubstrat auf einer getrennten Unterlage ausgebildet wird.