DE102010006133A1 - System for antireflection coating for plastic substrate, used in e.g. automotive industry, has high refractive index and low refractive index layers stacked on UV absorbing layer with absorptance edge having specific wavelength - Google Patents

System for antireflection coating for plastic substrate, used in e.g. automotive industry, has high refractive index and low refractive index layers stacked on UV absorbing layer with absorptance edge having specific wavelength Download PDF

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Abstract

The system has an UV absorbing layer (1) that is made of organic material and comprised with an absorptance edge having a wavelength of 350-420 nm. A high refractive index layer (5) and low refractive index layer (6) are sequentially stacked on the UV absorbing layer. A laminated structure (4) is formed comprising the UV absorbing layer and high and low refractive index layers. An independent claim is included for method for manufacturing antireflection coating system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antireflexschichtsystem, das insbesondere zur Entspiegelung und zum UV-Schutz von Kunststoffsubstraten wie beispielsweise Polycarbonat geeignet ist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to an antireflective layer system which is particularly suitable for antireflective and UV protection of plastic substrates such as polycarbonate, and a method for its preparation.

Im Fahrzeugbau, in der Architektur, in der Optik oder in der Medizintechnik werden transparente Kunststoffe eingesetzt, die über lange Zeiten UV-Strahlung, insbesondere durch Sonnenlicht, ausgesetzt sind.In vehicle construction, in architecture, in optics or in medical technology, transparent plastics are used which are exposed to UV radiation for a long time, in particular due to sunlight.

Ein häufig verwendeter transparenter Kunststoff ist beispielsweise Polycarbonat, das auch unter der Bezeichnung Bisphenol-A-polycarbonat oder unter der Abkürzung PC bekannt ist.A commonly used transparent plastic is for example polycarbonate, which is also known under the name bisphenol-A polycarbonate or by the abbreviation PC.

Eine Bestrahlung von Kunststoffen mit UV-Licht, insbesondere mit Sonnenlicht, kann chemische Modifizierungen im Volumen des Kunststoffs bewirken, die zu einer unerwünschten Vergilbung und zu Abbauvorgängen an der Oberfläche führen kann. Beispielsweise hat sich herausgestellt, dass auf Polycarbonat aufgebrachte optische Schichten, die insbesondere zur Entspiegelung der Kunststoffoberfläche dienen können, durch UV-Bestrahlung ihre Haftung verlieren können. Die unerwünschten Effekte treten insbesondere bei einer Bestrahlung von Polycarbonat mit UV-Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 350 nm und 400 nm auf.Irradiation of plastics with UV light, particularly with sunlight, can cause chemical modifications in the volume of the plastic, which can lead to undesirable yellowing and degradation at the surface. For example, it has been found that optical layers applied to polycarbonate, which can serve in particular for antireflection of the plastic surface, can lose their adhesion by UV irradiation. The undesirable effects occur in particular when irradiating polycarbonate with UV radiation having a wavelength between approximately 350 nm and 400 nm.

Aus der Druckschrift US 6,455,442 B1 sind UV-absorbierende Schutzschichten auf der Basis von Hydroxyphenyl-s-triazinen bekannt, beispielsweise das UV-Absorbermaterial 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol, das auch unter dem Handelsnamen Tinuvin® 1577 bekannt ist. Derartige organische UV-Absorber absorbieren UV-Licht bis zu einer Wellenlänge von etwa 380 nm.From the publication US Pat. No. 6,455,442 B1 are UV-absorbing protective layers based on hydroxyphenyl-s-triazines known, for example, the UV absorber material 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5-hexyloxy-phenol, the is also known under the trade name Tinuvin ® 1577th Such organic UV absorbers absorb UV light up to a wavelength of about 380 nm.

Aus der Druckschrift U. Schulz, K. Lau, N. Kaiser, ”Antireflection Coating With UV-Protective Properties For Polycarbonate”, Applied Optics 47, C83-C87 (2008) , sind Interferenzschichtsysteme zum Schutz von Polycarbonat vor UV-Strahlung bekannt, die UV-Licht auch im Bereich von 380 nm bis 400 nm blockieren können, da sie in diesem Spektralbereich eine hohe Reflexion aufweisen. Allerdings sind diese Schichtsysteme sehr komplex aufgebaut und bestehen typischerweise aus mindestens 15 Einzelschichten. Es hat sich herausgestellt, dass das anorganische Oxid ZnO eine ausreichend hohe Absorption im kritischen Spektralbereich von 350 nm bis 400 nm aufweist, wobei die Absorptionskante allerdings nicht sehr scharf ist, sodass auch noch im sichtbaren Bereich Absorption auftritt und die Probe gelb färben kann.From the publication U. Schulz, K. Lau, N. Kaiser, "Antireflection Coating With UV-Protective Properties For Polycarbonates", Applied Optics 47, C83-C87 (2008) , Interference layer systems for the protection of polycarbonate from UV radiation are known, which can block UV light in the range of 380 nm to 400 nm, since they have a high reflection in this spectral range. However, these layer systems are very complex and typically consist of at least 15 individual layers. It has been found that the inorganic oxide ZnO has a sufficiently high absorption in the critical spectral range from 350 nm to 400 nm, although the absorption edge is not very sharp, so that even in the visible range absorption occurs and the sample can turn yellow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antireflexschichtsystem und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das sich durch eine verbesserte Beständigkeit gegen durch UV-Strahlung, insbesondere Sonnenlicht, ausgelöste Vergilbung und Schichtablösung auszeichnet.The invention has for its object to provide an antireflection coating system and a method for its production, which is characterized by an improved resistance to UV radiation, in particular sunlight, triggered yellowing and delamination.

Diese Aufgabe wird durch ein Antireflexschichtsystem und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by an antireflective layer system and a method for its production according to the independent claims.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Antireflexschichtsystem mindestens eine UV-absorbierende Schicht, die ein organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 420 nm aufweist, mindestens eine Schicht mit einem hohen Brechungsindex nH > 1,8, und mindestens eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex nL ≤ 1,6. Unter dem Brechungsindex einer Schicht wird im Rahmen dieser Anmeldung der Brechungsindex bei einer Wellenlänge von 550 nm verstanden.According to one embodiment, an antireflective layer system comprises at least one UV-absorbing layer containing an organic material having an absorption edge at a wavelength between 350 nm and 420 nm, at least one layer with a high refractive index n H > 1.8, and at least one Layer with a low refractive index n L ≤ 1.6. In the context of this application, the refractive index of a layer is understood to mean the refractive index at a wavelength of 550 nm.

Die mindestens eine UV-absorbierende Schicht, die ein organisches Material enthält, und die mindestens zwei Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex bilden zusammen ein als Antireflexschichtsystem fungierendes Interferenzschichtsystem aus. Interferenzschichtsysteme aus anorganischen Schichten mit abwechselndem hohem und niedrigem Brechungsindex sowie die Optimierung der Schichtdicken der einzelnen Schichten zur Erzielung einer möglichst geringen Reflexion in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich sind dem Fachmann an sich bekannt. Das hierin beschriebene Antireflexschichtsystem unterscheidet sich von herkömmlichen als Antireflexschichtsystem fungierenden Interferenzschichtsystemen insbesondere dadurch, dass mindestens eine oder vorzugsweise mindestens zwei UV-absorbierende Schichten, die organische Materialien enthalten, in das Antireflexschichtsystem integriert sind. Auf diese Weise wird nicht nur eine Verminderung der Reflexion in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich, sondern gleichzeitig ein Schutz des Substrats des Schichtsystems vor UV-Strahlung erzielt. Der Schutz des Substrats vor UV-Strahlung vermindert eine mögliche Vergilbung des Substrats, die insbesondere bei einem Kunststoffsubstrat aus beispielsweise Polycarbonat (PC) bei Bestrahlung mit Sonnenlicht auftreten könnte.The at least one UV absorbing layer containing an organic material and the at least two high and low refractive index layers together form an interference layer system functioning as an antireflective layer system. Interference layer systems of inorganic layers with alternating high and low refractive index and the optimization of the layer thicknesses of the individual layers to achieve the lowest possible reflection in a predetermined wavelength range are known in the art per se. The antireflective layer system described herein differs from conventional interference layer system antireflective layer systems in that at least one or, preferably, at least two UV absorbing layers containing organic materials are integrated into the antireflective layer system. In this way, not only a reduction of the reflection in a predetermined wavelength range, but at the same time a protection of the substrate of the layer system from UV radiation is achieved. The protection of the substrate from UV radiation reduces any possible yellowing of the substrate, which could occur in particular in the case of a plastic substrate made of, for example, polycarbonate (PC), when exposed to sunlight.

Vorzugsweise enthält das Antireflexschichtsystem eine erste Schicht, die ein erstes UV-absorbierendes organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ1 aufweist, und eine der ersten Schicht nachfolgende zweite Schicht, die ein zweites UV-absorbierendes organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ2 aufweist, wobei λ1 > λ2 ist.Preferably, the antireflective coating system comprises a first layer containing a first UV absorbing organic material having an absorption edge at a wavelength λ 1 , and a second layer following the first layer containing a second UV absorbing organic material having an absorption edge at a wavelength λ 2 , where λ 1 > λ 2 .

Die Absorptionskante des ersten organischen Materials liegt also bei einer größeren Wellenlänge als die Absorptionskante des zweiten organischen Materials, das in Wachstumsrichtung des Schichtsystems oberhalb des ersten organischen Materials angeordnet ist. The absorption edge of the first organic material is thus at a greater wavelength than the absorption edge of the second organic material, which is arranged in the growth direction of the layer system above the first organic material.

Die der ersten Schicht in Wachstumsrichtung des Schichtsystems nachfolgende zweite Schicht, die eine Absorptionskante bei einer kürzeren Wellenlänge als die erste Schicht aufweist, schützt die erste Schicht vorteilhaft vor einem Teil der auftreffenden UV-Strahlung. Es hat sich herausgestellt, dass die erste Schicht in diesem Fall ein UV-absorbierendes organisches Material enthalten kann, das an sich keine ausreichende Beständigkeit gegen UV-Strahlung aufweist und somit als Einzelschicht zum UV-Schutz eines transparenten Substrats ungeeignet wäre, weil es beispielsweise vergilben würde.The second layer following the first layer in the growth direction of the layer system and having an absorption edge at a shorter wavelength than the first layer advantageously protects the first layer from part of the incident UV radiation. In this case, it has been found that the first layer may contain a UV-absorbing organic material which in itself does not have sufficient resistance to UV radiation and thus would be unsuitable as a single layer for UV protection of a transparent substrate, for example because of yellowing would.

Als das erste UV-absorbierende organische Material der ersten Schicht wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ1 zwischen 380 nm und 420 nm aufweist. Vorzugsweise liegt die Absorptionskante des ersten UV-absorbierenden organischen Materials bei einer Wellenlänge von 390 nm oder mehr, besonders bevorzugt sogar bei einer Wellenlänge von 395 nm oder mehr.As the first UV-absorbing organic material of the first layer, it is preferable to use a material having an absorption edge at a wavelength λ 1 between 380 nm and 420 nm. Preferably, the absorption edge of the first UV-absorbing organic material is at a wavelength of 390 nm or more, more preferably even at a wavelength of 395 nm or more.

Das zweite UV-absorbierende organische Material weist vorzugsweise eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ2 auf, die zwischen 370 nm und 390 nm liegt.The second UV-absorbing organic material preferably has an absorption edge at a wavelength λ 2 which is between 370 nm and 390 nm.

Als die Absorptionskante des ersten oder zweiten organischen Materials wird im Rahmen der Anmeldung im Zweifelsfall die größte Wellenlänge aus dem Bereich von 300 nm bis 450 nm verstanden, bei der die Transmission für UV-Strahlung im Fall einer 400 nm dicken Einzelschicht des organischen Materials nicht mehr als 20% beträgt.In the context of the application, the absorption edge of the first or second organic material is understood to mean the largest wavelength in the range from 300 nm to 450 nm, in which the transmission for UV radiation is no longer in the case of a 400 nm thick single layer of the organic material than 20%.

Die Wellenlänge λ1 der Absorptionskante des ersten Materials ist vorteilhaft um mindestens 10 nm größer als die Absorptionskante λ2 des zweiten Materials. Bevorzugt liegt die Absorptionskante des ersten Materials mindestens 15 nm, besonders bevorzugt mindestens 20 nm über der Absorptionskante des zweiten Materials. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Absorptionskante des Antireflexschichtsystems deutlich oberhalb der Absorptionskante einer Einzelschicht aus dem zweiten Material liegt, wodurch sich insbesondere die Langzeitbeständigkeit des Schichtsystems gegenüber Sonnenlicht verbessert.The wavelength λ 1 of the absorption edge of the first material is advantageously at least 10 nm larger than the absorption edge λ 2 of the second material. Preferably, the absorption edge of the first material is at least 15 nm, more preferably at least 20 nm above the absorption edge of the second material. In this way it is achieved that the absorption edge of the antireflection coating system is significantly above the absorption edge of a single layer of the second material, which improves in particular the long-term stability of the layer system to sunlight.

Das Antireflexschichtsystem ist vorzugsweise auf ein transparentes Substrat, insbesondere auf ein Kunststoffsubstrat, aufgebracht. Besonders gut geeignet ist das Schichtsystem zur Entspiegelung und gleichzeitigem UV-Schutz von Kunststoffsubstraten aus Polycarbonat. Das Antireflexschichtsystem zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Beständigkeit gegen Vergilbung und Schichtablösung aus.The antireflection coating system is preferably applied to a transparent substrate, in particular to a plastic substrate. The coating system for antireflection coating and simultaneous UV protection of plastic substrates made of polycarbonate is particularly well suited. The antireflective coating system is characterized in particular by a high resistance to yellowing and delamination.

Die erste Schicht enthält vorzugsweise N,N'-Di(naphth-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine (α-NPD), Tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'diphenylbenzidine (TPD), 1,3-Bis-(4-(4-diphenylamino)-phenyl-1,3,4-oxidiazol-2-yl)-benzene, 4,4',4''(Tris(N,N-diphenyl-amino)-triphenylamin oder 4-(2,2-Bisphenyl-ethen-1-yl)-triphenylamin.The first layer preferably contains N, N'-di (naphth-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (α-NPD), tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N, N'-bis ( 3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine (TPD), 1,3-bis- (4- (4-diphenylamino) -phenyl-1,3,4-oxidiazol-2-yl) -benzene, 4,4 ' , 4 "(tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine or 4- (2,2-bisphenyl-ethen-1-yl) -triphenylamine.

Diese Materialien weisen organische Moleküle auf, die UV-Licht im Spektralbereich von 350 nm bis 400 nm noch wirksamer absorbieren als typischerweise zum UV-Schutz von transparenten Kunststoffen wie Polycarbonat verwendete Materialien. Bei diesen Materialien würde jedoch im Fall einer Einzelschicht auf einem transparenten Substrat eine langsame Degradation, insbesondere eine Vergilbung, auftreten. Deshalb würde man diese Materialien an sich nicht zum UV-Schutz von transparenten Substraten aus Polycarbonat, insbesondere optischen Elementen, einsetzen.These materials have organic molecules that absorb ultraviolet light more effectively in the spectral range of 350 nm to 400 nm than typically used for UV protection of transparent plastics such as polycarbonate materials. With these materials, however, in the case of a single layer on a transparent substrate, a slow degradation, in particular a yellowing, would occur. Therefore, one would not use these materials per se for the UV protection of transparent substrates made of polycarbonate, in particular optical elements.

Die zweite Schicht enthält vorzugsweise ein 2-Hydroxybenzophenon, einen Zimtsäureester, ein Benzylidenemalonat, ein Oxalanilid, ein 2-Hydroxyphenylbenzotriazol oder ein Hydroxyphenyltriazin. Insbesondere kann die zweite Schicht 2,2'-Methylenebis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol (Tinuvin® 360) oder 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol (Tinuvin® 1577) enthalten.The second layer preferably contains a 2-hydroxybenzophenone, a cinnamic acid ester, a benzylidenemalonate, an oxalanilide, a 2-hydroxyphenylbenzotriazole or a hydroxyphenyltriazine. In particular, the second layer of 2,2'-methylenebis (6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol (Tinuvin ® 360) or 2- (4,6-may diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5-hexyloxy-phenol (Tinuvin ® 1577) included.

Bei einer Ausführungsform bestehen die erste Schicht aus dem ersten organischen Material und/oder die zweite Schicht aus dem zweiten organischen Material, das heißt die erste Schicht und/oder die zweite Schicht sind ausschließlich aus dem ersten bzw. zweiten organischen Material gebildet.In one embodiment, the first layer of the first organic material and / or the second layer of the second organic material, that is, the first layer and / or the second layer are formed exclusively of the first and second organic material.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das in der ersten Schicht enthaltene erste organische Material und/oder das in der zweiten Schicht enthaltene zweite organische Material in ein anorganisches Material eingebettet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei der Herstellung der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht das erste bzw. das zweite organische Material gleichzeitig mit einem anorganischen Material durch einen Vakuumverdampfungsprozess abgeschieden werden. Bei dem anorganischen Einbettungsmaterial kann es sich insbesondere um ein Siliziumoxid wie SiO2 oder um ein Metalloxid wie beispielsweise Al2O3, Ta2O5 oder CeO2 handeln. Alternativ ist als Einbettungsmaterial auch ein Plasmapolymer geeignet, wie beispielsweise SiOxR, das aus einem Monomer wie beispielsweise Hexamethyldisiloxan oder Tetraoxisilan hergestellt werden kann.In a further advantageous embodiment, the first organic material contained in the first layer and / or the second organic material contained in the second layer are embedded in an inorganic material. This can be done, for example, by depositing the first or the second organic material simultaneously with an inorganic material by a vacuum evaporation process during the production of the first layer and / or the second layer. The inorganic embedding material may in particular be a silicon oxide such as SiO 2 or a metal oxide such as Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 or CeO 2 . Alternatively, as an embedding material also a Plasma polymer suitable, such as SiO x R, which can be prepared from a monomer such as hexamethyldisiloxane or tetraoxysilane.

Die mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex nH > 1,8 ist vorzugsweise eine anorganische Schicht. Weiterhin ist auch die mindestens eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex nL ≤ 1,6 bevorzugt eine anorganische Schicht. Besonders bevorzugt sind sowohl die mindestens eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex als auch die mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex anorganische Schichten.The at least one layer with a high refractive index n H > 1.8 is preferably an inorganic layer. Furthermore, the at least one layer with a low refractive index n L ≦ 1.6 is preferably also an inorganic layer. Particularly preferably, both the at least one layer with a low refractive index and the at least one layer with a high refractive index are inorganic layers.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine in dem Antireflexschichtsystem enthaltene anorganische Schicht mit hohem Brechungsindex eine Titanoxidschicht, insbesondere eine TiO2-Schicht. TiO2 weist beispielsweise bei einer Wellenlänge von 550 nm einen Brechungsindex n = 2,3 auf. Dieses Material hat den Vorteil, dass es UV-Licht zumindest teilweise auch bei Wellenlängen von weniger als 350 nm blockieren kann. Die vorzugsweise in dem Schichtsystem enthaltene mindestens eine Titanoxidschicht ist vorteilhaft oberhalb der mindestens einen organischen UV-absorbierenden Schicht angeordnet. In diesem Fall wird die mindestens eine organische Schicht von der Titanoxidschicht vor UV-Strahlung geschützt und somit einer Degradation der organischen Schicht vorgebeugt.According to a preferred embodiment, the at least one high refractive index inorganic layer contained in the antireflective layer system is a titanium oxide layer, in particular a TiO 2 layer. For example, TiO 2 has a refractive index n = 2.3 at a wavelength of 550 nm. This material has the advantage that it can block UV light at least partially even at wavelengths less than 350 nm. The at least one titanium oxide layer preferably contained in the layer system is advantageously arranged above the at least one organic UV-absorbing layer. In this case, the at least one organic layer of the titanium oxide layer is protected from UV radiation and thus prevents degradation of the organic layer.

Bei der mindestens einen in dem Schichtsystem enthaltenen anorganischen Schicht mit niedrigem Brechungsindex handelt es sich vorzugsweise um eine Siliziumoxidschicht, insbesondere um eine SiO2-Schicht. SiO2 weist beispielsweise bei einer Wellenlänge von 550 nm einen Brechungsindex n = 1,45 auf. Die anorganische Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist vorzugsweise oberhalb der organischen Schichten in dem Antireflexschichtsystem angeordnet. Beispielsweise kann die mindestens eine anorganische Schicht mit niedrigem Brechungsindex, insbesondere eine SiO2-Schicht, die Deckschicht des Antireflexschichtsystems sein.The at least one inorganic layer with a low refractive index contained in the layer system is preferably a silicon oxide layer, in particular an SiO 2 layer. For example, SiO 2 has a refractive index n = 1.45 at a wavelength of 550 nm. The low refractive index inorganic layer is preferably disposed above the organic layers in the antireflective layer system. By way of example, the at least one inorganic layer with a low refractive index, in particular an SiO 2 layer, may be the cover layer of the antireflective layer system.

Vorzugsweise sind alle anorganischen Schichten des Antireflexschichtsystems oberhalb der mindestens einen organischen Schicht angeordnet. Die anorganischen Schichten können zusätzlich zu ihrer optischen Funktion als Schutzschichten, insbesondere zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen, für die eine oder mehreren organischen Schichten dienen.Preferably, all inorganic layers of the antireflective layer system are arranged above the at least one organic layer. In addition to their optical function, the inorganic layers can serve as protective layers, in particular for protection against mechanical damage, for the one or more organic layers.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung des Antireflexschichtsystems wird die mindestens eine organische Schicht mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt.In an advantageous method for producing the antireflective layer system, the at least one organic layer is produced by a vacuum coating method.

Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der das Antireflexschichtsystem eine erste Schicht aus einem ersten organischen Material und eine zweite Schicht aus einem zweiten organischen Material enthält, werden vorteilhaft sowohl die erste Schicht als auch die zweite Schicht mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt. Die erste Schicht und die zweite Schicht können dabei vorteilhaft in einer Vakuumbeschichtungsanlage hergestellt werden, mit der auch weitere Schichten, insbesondere die anorganischen Schichten, aufgebracht werden können.In the preferred embodiment wherein the antireflective layer system comprises a first layer of a first organic material and a second layer of a second organic material, advantageously, both the first layer and the second layer are formed by a vacuum coating process. The first layer and the second layer can advantageously be produced in a vacuum coating system, with which also further layers, in particular the inorganic layers, can be applied.

Bei der Herstellung des Schichtsystems werden zusätzlich zu der ersten und zweiten Schicht vorzugsweise auch die anorganischen Schichten mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens aufgebracht.In the production of the layer system, in addition to the first and second layers, preferably also the inorganic layers are applied by means of a vacuum coating method.

Vorteilhaft wird das gesamte Schichtsystem mittels Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt. Es ist möglich, dass dabei verschiedene Methoden der Vakuumverdampfung angewendet werden. Beispielsweise können die anorganischen Schichten mittels Elektronenstrahlverdampfung und die organischen Schichten durch Verdampfung aus einem Tiegel mittels Widerstandsheizung hergestellt werden.Advantageously, the entire layer system is produced by means of vacuum coating methods. It is possible that different methods of vacuum evaporation are used. For example, the inorganic layers can be produced by electron beam evaporation and the organic layers can be produced by evaporation from a crucible by means of resistance heating.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den 1 bis 8 näher erläutert.The invention will be described below with reference to embodiments in connection with 1 to 8th explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 bis 5 schematische Darstellungen von Querschnitten durch Antireflexschichtsysteme gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, 1 to 5 schematic representations of cross sections through antireflective layer systems according to various embodiments,

6 eine grafische Darstellung der Transmission in Abhängigkeit von der Wellenlänge für jeweils 400 nm dicke Einzelschichten der Materialien TiO2, Tinuvin 360 und α-NPD sowie für ein Antireflexschichtsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1, 6 a graphical representation of the transmission as a function of wavelength for each 400 nm thick individual layers of the materials TiO 2 , Tinuvin 360 and α-NPD and for an antireflective layer system according to the embodiment of 1 .

7 eine grafische Darstellung der Reflexion R der Antireflexschichtsysteme gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ, und 7 a graphical representation of the reflection R of the antireflection coating systems according to the embodiments of the 1 to 5 depending on the wavelength λ, and

8 eine grafische Darstellung der Transmission T der Antireflexschichtsysteme gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ. 8th a graphical representation of the transmission T of the antireflection coating systems according to the embodiments of the 1 to 5 depending on the wavelength λ.

Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Größen der Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.Identical or equivalent elements are provided in the figures with the same reference numerals. The sizes of the components and the size ratios of the components with each other are not to be regarded as true to scale.

Das in 1 schematisch dargestellte Antireflexschichtsystem 4 enthält eine erste Schicht 1, die ein erstes UV-absorbierendes organisches Material enthält. Weiterhin enthält das Schichtsystem 4 eine der ersten Schicht 1 in Wachstumsrichtung des Schichtsystems 4 nachfolgende zweite Schicht 2, die ein zweites UV-absorbierendes organisches Material enthält. This in 1 schematically illustrated antireflection coating system 4 contains a first layer 1 containing a first UV-absorbing organic material. Furthermore, the layer system contains 4 one of the first layer 1 in the growth direction of the layer system 4 subsequent second layer 2 containing a second UV-absorbing organic material.

Das Antireflexschichtsystem 4 enthält außerdem eine Schicht 5 mit einem hohen Brechungsindex nH > 1,8 und eine Schicht 6 mit einem niedrigen Brechungsindex nL ≤ 1,6. Die Schichten 5, 6 sind vorzugsweise anorganische Schichten. Insbesondere kann es sich bei der Schicht 5 mit hohem Brechungsindex um eine TiO2-Schicht und bei der Schicht 6 mit niedrigem Brechungsindex um eine SiO2-Schicht handeln.The antireflective coating system 4 also contains a layer 5 with a high refractive index n H > 1.8 and a layer 6 with a low refractive index n L ≤ 1.6. The layers 5 . 6 are preferably inorganic layers. In particular, it may be in the layer 5 high refractive index around a TiO 2 layer and in the layer 6 low refractive index act around a SiO 2 layer.

Die erste organische Schicht 1, die zweite organische Schicht 2, die anorganische Schicht 5 mit hohem Brechungsindex und die anorganische Schicht 6 mit niedrigem Brechungsindex bilden ein als Antireflexschichtsystem 4 fungierendes Interferenzschichtsystem aus. Durch das Antireflexschichtsystem 4 wird die Reflexion eines Substrats 3 in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich oder einem Teilbereich davon, vermindert.The first organic layer 1 , the second organic layer 2 , the inorganic layer 5 high refractive index and the inorganic layer 6 with low refractive index form as an antireflective layer system 4 functioning interference layer system. Through the antireflection coating system 4 becomes the reflection of a substrate 3 in a predetermined wavelength range, in particular in the visible spectral range or a portion thereof.

Die Schichtdicken der organischen Schichten 1, 2 und der anorganischen Schichten 5, 6 sind bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel derart optimiert, dass das Antireflexschichtsystem eine möglichst geringe Reflexion im Wellenlängenbereich von 420 nm bis 670 nm aufweist. In 1 geben die Zahlenwerte vor den Schichtmaterialien die optische Dicke der Schichten in Viertelwellenlängen bei λ = 550 nm an.The layer thicknesses of the organic layers 1 . 2 and the inorganic layers 5 . 6 are at the in 1 illustrated embodiment optimized such that the anti-reflection layer system has the least possible reflection in the wavelength range of 420 nm to 670 nm. In 1 The numerical values in front of the layer materials indicate the optical thickness of the layers in quarter wavelengths at λ = 550 nm.

Das Antireflexschichtsystem 4 unterscheidet sich von herkömmlichen als Antireflexschichtsystem fungierenden Interferenzschichtsystemen insbesondere dadurch, dass die UV-absorbierenden organische Schichten 1, 2 in das Antireflexschichtsystem 4 integriert sind. Auf diese Weise wird nicht nur eine Verminderung der Reflexion in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich, sondern gleichzeitig ein Schutz des Substrats 3 vor UV-Strahlung erzielt. Der Schutz des Substrats 3 vor UV-Strahlung vermindert eine mögliche Vergilbung des Substrats 3, die insbesondere bei Bestrahlung mit Sonnenlicht auftreten könnte. Bei dem Substrat 3 des Antireflexschichtsystems handelt es sich bevorzugt um ein transparentes Kunststoffsubstrat, das insbesondere Polycarbonat (PC) aufweisen kann.The antireflective coating system 4 differs from conventional antireflective layer system functioning interference layer systems in particular in that the UV-absorbing organic layers 1 . 2 in the antireflective layer system 4 are integrated. In this way, not only a reduction of the reflection in a predetermined wavelength range, but at the same time a protection of the substrate 3 achieved before UV radiation. The protection of the substrate 3 from UV radiation reduces possible yellowing of the substrate 3 that could occur especially when exposed to sunlight. At the substrate 3 The antireflection coating system is preferably a transparent plastic substrate, which may in particular comprise polycarbonate (PC).

Die erste Schicht 1 enthält ein erstes UV-absorbierendes organisches Material, das vorzugsweise eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ1 zwischen 380 nm und 420 nm aufweist. Die der ersten Schicht 1 nachfolgende zweite Schicht 2 enthält ein zweites UV-absorbierendes organisches Material, das bevorzugt eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ2 zwischen 370 nm und 390 nm aufweist, wobei λ1 > λ2 ist. Vorteilhaft ist λ1 mindestens 10 nm, vorzugsweise mindestens 15 nm und besonders bevorzugt mindestens 20 nm größer als λ2.The first shift 1 contains a first UV-absorbing organic material, which preferably has an absorption edge at a wavelength λ 1 between 380 nm and 420 nm. The first layer 1 subsequent second layer 2 contains a second UV-absorbing organic material, which preferably has an absorption edge at a wavelength λ 2 between 370 nm and 390 nm, where λ 1 > λ 2 . Advantageously, λ 1 is at least 10 nm, preferably at least 15 nm and more preferably at least 20 nm larger than λ 2 .

Die zweite Schicht 2 zeichnet sich vorteilhaft durch eine hohe Langzeitbeständigkeit gegenüber UV-Strahlung aus, insbesondere gegenüber der Bestrahlung mit Sonnenlicht. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die zweite Schicht 2 eine Schicht aus 2,2'-Methylenebis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol (Tinuvin® 360). Tinuvin® 360 weist bei λ = 550 nm einen Brechungsindex von 1,7 auf.The second layer 2 is advantageously characterized by a high long-term resistance to UV radiation, in particular with respect to the irradiation with sunlight. In the embodiment, the second layer is 2 a layer of 2,2'-methylenebis (6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol (Tinuvin ® 360). Tinuvin ® 360 has a refractive index of 1.7 at λ = 550 nm.

Alternativ kann die zweite Schicht zum Beispiel ein 2-Hydroxybenzophenon, einen Zimtsäureester, ein Benzylidenemalonat, ein Oxalanilid, ein 2-Hydroxyphenylbenzotriazol oder ein Hydroxyphenyltriazin, insbesondere 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol (Tinuvin® 1577) enthalten.Alternatively, the second layer may be, for example, a 2-hydroxybenzophenone, a cinnamic acid ester, a benzylidenemalonate, an oxalanilide, a 2-hydroxyphenylbenzotriazole or a hydroxyphenyltriazine, especially 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl ) -5--hexyloxy-phenol (Tinuvin ® 1577) included.

Durch die in Wachstumsrichtung des Schichtsystems oberhalb der ersten Schicht 1 angeordnete zweite Schicht 2 wird die erste Schicht 1 vorteilhaft vor einem Teil der auftreffenden UV-Strahlung abgeschirmt. Für die erste Schicht 1 kann daher vorteilhaft ein UV-absorbierendes organisches Material verwendet werden, das als Einzelschicht nicht zum UV-Schutz eines transparenten Substrats 3 wie zum Beispiel Polycarbonat geeignet wäre, da es unter langfristiger UV-Bestrahlung vergilben würde. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die erste Schicht 1 eine Schicht aus N,N'-Di(naphth-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine (α-NPD). Das Material α-NPD weist bei λ = 550 nm einen Brechungsindex von 1,8 auf.By in the growth direction of the layer system above the first layer 1 arranged second layer 2 becomes the first layer 1 advantageously shielded from a portion of the incident UV radiation. For the first shift 1 Therefore, it is advantageous to use a UV-absorbing organic material which is not used as a single layer for UV protection of a transparent substrate 3 such as polycarbonate would be suitable as it would yellow under long-term UV irradiation. In the embodiment, the first layer is 1 a layer of N, N'-di (naphth-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (α-NPD). The material α-NPD has a refractive index of 1.8 at λ = 550 nm.

Alternativ könnte die erste Schicht 1 zum Beispiel Tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'diphenylbenzidine (TPD), 1,3-Bis-(4-(4-diphenylamino)-phenyl-1,3,4-oxidiazol-2-yl)-benzene, 4,4',4''(Tris(N,N-diphenyl-amino)-triphenylamin oder 4-(2,2-Bisphenyl-ethen-1-yl)-triphenylamin enthalten.Alternatively, the first layer could 1 for example, tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine (TPD), 1,3-bis (4- (4-diphenylamino) -phenyl) 1,3,4-oxidiazol-2-yl) benzene, 4,4 ', 4 "(tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine or 4- (2,2-bisphenyl-ethene-1) yl) -triphenylamine.

Es hat sich vorteilhaft herausgestellt, dass eine Vergilbung der ersten Schicht durch die nachfolgende zweite Schicht vermindert wird, wobei die erste Schicht 1 vorteilhaft die Langzeitstabilität des gesamten Antireflexschichtsystems 4 verbessert. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass sich die Stabilität des Schichtsystems 4 gegenüber Schichtablösung durch die Kombination aus der ersten UV-absorbierenden Schicht 1 und der zweiten UV-absorbierenden Schicht 2 gegenüber einem Schichtsystem mit einer einzelnen UV-absorbierenden Schicht erheblich verbessern lässt.It has been found to be advantageous that yellowing of the first layer is reduced by the subsequent second layer, wherein the first layer 1 advantageous the long-term stability of the entire antireflection coating system 4 improved. In particular, it has been found that the stability of the layer system 4 to delamination by the combination of the first UV absorbing layer 1 and the second UV absorbing layer 2 opposite a layer system can be significantly improved with a single UV absorbing layer.

Vorzugsweise wird das gesamte Schichtsystem 4 mittels Vakuumbeschichtungsverfahren auf das Substrat 3 aufgebracht. Es ist möglich, dass dabei verschiedene Vakuumbeschichtungsverfahren eingesetzt werden.Preferably, the entire layer system 4 by vacuum coating method on the substrate 3 applied. It is possible that various vacuum coating methods are used.

Beispielsweise kann das Schichtsystem 4 in einer Aufdampfanlage hergestellt werden, wobei die organische erste Schicht 1 und die organische zweite Schicht 2 durch Vakuumverdampfung mittels Widerstandsheizung aus einem Tiegel hergestellt werden. Die anorganischen Schichten 5, 6 werden beispielsweise mittels Elektronenstrahlverdampfung hergestellt. Während des Beschichtungsprozesses können die Schichtdicken der aufgebrachten Schichten beispielsweise mittels eines Schwingquarzes monitoriert werden.For example, the layer system 4 be prepared in a vapor deposition system, wherein the organic first layer 1 and the organic second layer 2 be produced by vacuum evaporation by means of resistance heating from a crucible. The inorganic layers 5 . 6 are produced for example by electron beam evaporation. During the coating process, the layer thicknesses of the applied layers can be monitored, for example, by means of a quartz crystal.

Das gesamte Antireflexschichtsystem 4 kann vorteilhaft in einer einzigen Vakuumbeschichtungsanlage hergestellt werden. Das Substrat 3 muss also zur Herstellung des gesamten Antireflexschichtsystems 4 vorteilhaft nicht zwischen mehreren Beschichtungsanlagen transferiert werden, wodurch der Herstellungsaufwand für das Schichtsystem 4 vergleichsweise gering ist.The entire antireflective coating system 4 can be advantageously prepared in a single vacuum coating system. The substrate 3 So, to manufacture the entire antireflective layer system 4 advantageous not be transferred between multiple coating systems, whereby the production cost of the layer system 4 is comparatively low.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Antireflexschichtsystems 4 dargestellt, das auf einem Kunststoffsubstrat 3 aus Polycarbonat eine α-NPD-Schicht 1, eine TiO2-Schicht 5 und eine SiO2-Schicht 6 aufweist. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel geben die Zahlenwerte vor den Schichtmaterialien die optische Dicke der Schichten in Vielfachen von λ/4 bei λ = 550 nm an.In 2 is a second embodiment of an antireflection coating system 4 shown on a plastic substrate 3 made of polycarbonate an α-NPD layer 1 , a TiO 2 layer 5 and a SiO 2 layer 6 having. As in the first embodiment, the numerical values in front of the layer materials indicate the optical thickness of the layers in multiples of λ / 4 at λ = 550 nm.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel enthält das Antireflexschichtsystem nur eine einzige organische Schicht 1. Der Herstellungsaufwand ist daher geringer als bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die α-NPD-Schicht 1 schützt das Substrat 3 aufgrund seiner vergleichsweise langwelligen Absorptionskante, die bei etwa 400 nm liegt, gut vor UV-Strahlung. Allerdings ist die organische Schicht 1 selbst im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel weniger gut gegen UV-Strahlung geschützt, da über ihr keine weitere UV-absorbierende organische Schicht angeordnet ist. Die UV-absorbierende organische Schicht 1 aus α-NPD wird von der darüber angeordneten TiO2-Schicht 5 aber zumindest teilweise vor UV-Strahlung geschützt.In contrast to the first embodiment, the antireflective layer system contains only a single organic layer 1 , The production cost is therefore lower than in the first embodiment. The α-NPD layer 1 protects the substrate 3 due to its comparatively long-wave absorption edge, which is at about 400 nm, good against UV radiation. However, the organic layer is 1 even less well protected against UV radiation compared to the first embodiment, since no further UV-absorbing organic layer is disposed above it. The UV absorbing organic layer 1 α-NPD is from the overlying TiO 2 layer 5 but at least partially protected from UV radiation.

Es ist auch möglich, dass das Antireflexschichtsystem 4 mehr als zwei organische Schichten 1, 2 enthält. Solche Ausführungsbeispiele sind in den 3 und 4 dargestellt.It is also possible that the antireflective coating system 4 more than two organic layers 1 . 2 contains. Such embodiments are in the 3 and 4 shown.

Das in 3 dargestellte Antireflexschichtsystem 4 enthält auf einem Substrat 3 aus Polycarbonat eine organische Schicht 2 aus Tinuvin 360, eine organische Schicht 1 aus α-NPD und nachfolgend eine weitere organische Schicht 2 aus Tinuvin 360.This in 3 illustrated antireflection coating system 4 contains on a substrate 3 made of polycarbonate an organic layer 2 from Tinuvin 360, an organic layer 1 from α-NPD and subsequently another organic layer 2 from Tinuvin 360.

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Antireflexschichtsystems 4 enthält zusätzlich noch ein weiteres Schichtpaar aus einer α-NPD-Schicht 1 und einer Tinuvin 360-Schicht 2, also insgesamt fünf organische Schichten 1, 2. Den organischen Schichten 1, 2 folgen jeweils eine anorganische Schicht 5 mit hohem Brechungsindex, insbesondere eine TiO2-Schicht, und eine anorganische Schicht 6 mit niedrigem Brechungsindex, insbesondere eine SiO2-Schicht, nach. Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen geben die Zahlenwerte vor den Schichtmaterialien die Schichtdicke der Schichten in Viertelwellenlängen an.This in 4 illustrated embodiment of an antireflection coating system 4 additionally contains another layer pair from an α-NPD layer 1 and a Tinuvin 360 layer 2 , so a total of five organic layers 1 . 2 , The organic layers 1 . 2 followed by an inorganic layer 5 high refractive index, in particular a TiO 2 layer, and an inorganic layer 6 with a low refractive index, in particular a SiO 2 layer, after. As in the previous embodiments, the numerical values in front of the layer materials indicate the layer thickness of the layers in quarter wavelengths.

Wie die Anzahl der organischen Schichten 1, 2 ist auch die Anzahl der anorganischen Schichten 5, 6 in dem Antireflexschichtsystem 4 nicht auf zwei Schichten begrenzt. In 5 ist eine Ausführungsbeispiel eines Antireflexschichtsystems 4 dargestellt, das eine erste organische Schicht 1 aus α-NPD und nachfolgend eine zweite organische Schicht 2 aus Tinuvin 360 aufweist. Auf die organischen Schichten 1, 2 folgen drei Schichtpaare aus jeweils einer anorganischen Schicht 5 mit hohem Brechungsindex, insbesondere einer TiO2-Schicht, und einer anorganischen Schicht 6 mit niedrigem Brechungsindex, insbesondere einer SiO2-Schicht. Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen geben die Zahlenwerte vor den Schichtmaterialien die Schichtdicke der Schichten in Viertelwellenlängen an. Mittels einer größeren Anzahl von Schichten in dem Antireflexschichtsystem kann beispielsweise eine geringere Restreflexion in einem vorgegebenen Spektralbereich erzielt werden und/oder der Spektralbereich, in dem die Reflexion vermindert wird, im Vergleich zu einem Antireflexschichtsystem mit einer geringeren Anzahl von Schichten vergrößert werden.Like the number of organic layers 1 . 2 is also the number of inorganic layers 5 . 6 in the antireflective layer system 4 not limited to two layers. In 5 is an embodiment of an antireflective layer system 4 represented, which is a first organic layer 1 from α-NPD and subsequently a second organic layer 2 from Tinuvin 360. On the organic layers 1 . 2 Follow three pairs of layers each of an inorganic layer 5 having a high refractive index, in particular a TiO 2 layer, and an inorganic layer 6 with a low refractive index, in particular a SiO 2 layer. As in the previous embodiments, the numerical values in front of the layer materials indicate the layer thickness of the layers in quarter wavelengths. By means of a larger number of layers in the antireflective layer system, for example, a lower residual reflection in a given spectral range can be achieved and / or the spectral range in which the reflection is reduced can be increased compared to an antireflective layer system with a smaller number of layers.

In 6 ist die Transmission T der in dem Ausführungsbeispiel der 1 verwendeten Materialien, die diese als 400 nm dicke Einzelschicht aufweisen, sowie die Transmission des in 1 dargestellten Antireflexschichtsystems 4 als Funktion der Wellenlänge λ im Bereich von 350 nm bis 500 nm dargestellt. Die erste Schicht 1 aus α-NPD (Kurve 9) weist eine Absorptionskante bei etwa 400 nm auf. Die zweite Schicht 2 aus Tinuvin 360 (Kurve 10) weist eine Absorptionskante bei etwa 380 nm auf. Durch die in dem Schichtsystem enthaltene erste Schicht 1 ist die Absorptionskante des gesamten Schichtsystems (Kurve 11) gegenüber einer Einzelschicht, die nur das zweite Material enthält (Kurve 10), zu einer größeren Wellenlänge hin verschoben. Insgesamt wird dadurch ein besserer UV-Schutz und insbesondere eine verbesserte Beständigkeit des Schichtsystems gegen Schichtablösung erzielt. Durch die ferner in dem Schichtsystem enthaltene TiO2-Schicht (Kurve 12) wird insbesondere UV-Strahlung mit Wellenlängen von unter 350 nm blockiert, wodurch sich die Beständigkeit des Schichtsystems weiter verbessert.In 6 is the transmission T in the embodiment of the 1 used materials which have these as 400 nm thick single layer, and the transmission of in 1 illustrated antireflection coating system 4 represented as a function of the wavelength λ in the range of 350 nm to 500 nm. The first shift 1 α-NPD (curve 9) has an absorption edge at about 400 nm. The second layer 2 from Tinuvin 360 (curve 10) has an absorption edge at about 380 nm. By the first layer contained in the layer system 1 For example, the absorption edge of the entire layer system (curve 11) is shifted to a longer wavelength than a single layer containing only the second material (curve 10). Overall, this will provide better UV protection and in particular achieved an improved resistance of the layer system against delamination. By further contained in the layer system TiO 2 layer (curve 12 In particular, UV radiation with wavelengths below 350 nm is blocked, which further improves the durability of the layer system.

In 7 ist die Reflexion R der Antireflexschichtsysteme 4 gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ darggestellt. Die Antireflexschichtsysteme der 1 (Kurve 21), 2 (Kurve 22), 3 (Kurve 23) und 4 (Kurve 24) sind hinsichtlich der Schichtdicken derart optimiert worden, dass sie im Wellenlängenbereich von 420 nm bis 670 nm eine möglichst geringe Restreflexion aufweisen. Das Antireflexschichtsystem der 5 (Kurve 25) wurde für eine geringe Restreflexion im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm optimiert.In 7 is the reflection R of the antireflective layer systems 4 according to the embodiments of the 1 to 5 as a function of the wavelength λ darggestellt. The antireflective layer systems of 1 (Curve 21), 2 (Curve 22), 3 (Curve 23) and 4 (Curve 24) have been optimized with respect to the layer thicknesses such that they have the lowest possible residual reflection in the wavelength range from 420 nm to 670 nm. The antireflective layer system of 5 (Curve 25) was optimized for a low residual reflection in the wavelength range from 400 nm to 800 nm.

In 8 ist die Transmission T der Antireflexschichtsysteme 4 gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ darggestellt. Von links nach rechts sind die dicht beieinander liegenden Transmissionskurven der Antireflexschichtsysteme gemäß 5 (Kurve 35), 1 (Kurve 31), 4 (Kurve 34), 3 (Kurve 33) und 2 (Kurve 32) zu sehen. Die Antireflexschichtsysteme weisen jeweils Absorptionskanten auf, die zwischen etwa 380 nm und 400 nm liegen. Bei Wellenlängen unterhalb der Absorptionskanten weisen die Antireflexschichtsysteme jeweils nur eine sehr geringe Transmission auf und schützen somit das Substrat des Schichtsystems vor UV-Strahlung. Auf diese Weise wird eine hohe Langzeitbeständigkeit erzielt. Die hierin beschriebenen Antireflexschichtsysteme sind daher insbesondere dazu geeignet, sowohl eine Entspiegelung als auch einen UV-Schutz von UV-empfindlichen Substraten zu erzielen. Bei den UV-empfindlichen Substraten kann es sich insbesondere um transparente Kunststoffe wie beispielsweise Polycarbonat handeln.In 8th is the transmission T of the antireflective layer systems 4 according to the embodiments of the 1 to 5 as a function of the wavelength λ darggestellt. From left to right, the closely spaced transmission curves of the antireflective layer systems are according to FIG 5 (Curve 35), 1 (Curve 31), 4 (Curve 34), 3 (Curve 33) and 2 (Curve 32). The antireflective layer systems each have absorption edges ranging from about 380 nm to 400 nm. At wavelengths below the absorption edges, the antireflective layer systems each have only a very low transmission and thus protect the substrate of the layer system from UV radiation. In this way, a high long-term stability is achieved. The antireflective layer systems described herein are therefore particularly suitable for achieving both antireflection and UV protection of UV-sensitive substrates. The UV-sensitive substrates may be in particular transparent plastics such as polycarbonate.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6455442 B1 [0005] US 6455442 B1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • U. Schulz, K. Lau, N. Kaiser, ”Antireflection Coating With UV-Protective Properties For Polycarbonate”, Applied Optics 47, C83-C87 (2008) [0006] U. Schulz, K. Lau, N. Kaiser, "Antireflection Coating With UV-Protective Properties For Polycarbonates", Applied Optics 47, C83-C87 (2008) [0006]

Claims (15)

Antireflexschichtsystem, umfassend – mindestens eine UV-absorbierende Schicht (1), die ein organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge zwischen 350 nm und 420 nm aufweist, – mindestens eine Schicht (5) mit einem hohen Brechungsindex nH > 1,8, und – mindestens eine Schicht (6) mit einem niedrigen Brechungsindex nL ≤ 1,6.Antireflection coating system comprising - at least one UV-absorbing layer ( 1 ) containing an organic material having an absorption edge at a wavelength between 350 nm and 420 nm, - at least one layer ( 5 ) with a high refractive index n H > 1.8, and - at least one layer ( 6 ) with a low refractive index n L ≤ 1.6. Antireflexschichtsystem nach Anspruch 1, wobei das Schichtsystem (4) mehrere UV-absorbierende Schichten (1, 2) umfasst, die enthalten: – eine erste Schicht (1), die ein erstes UV-absorbierendes organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ1 aufweist, und – eine der ersten Schicht (1) nachfolgende zweite Schicht (2), die ein zweites UV-absorbierendes organisches Material enthält, das eine Absorptionskante bei einer Wellenlänge λ2 aufweist, wobei λ1 > λ2 ist.Antireflection coating system according to claim 1, wherein the layer system ( 4 ) several UV-absorbing layers ( 1 . 2 ) comprising: a first layer ( 1 ) containing a first UV-absorbing organic material having an absorption edge at a wavelength λ 1 , and - one of the first layer ( 1 ) subsequent second layer ( 2 ) containing a second UV-absorbing organic material having an absorption edge at a wavelength λ 2 , where λ 1 > λ 2 . Antireflexschichtsystem nach Anspruch 2, wobei 380 nm ≤ λ1 ≤ 420 nm ist.An antireflective layer system according to claim 2, wherein 380 nm ≤ λ 1 ≤ 420 nm. Antireflexschichtsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei 370 nm ≤ λ2 ≤ 390 nm ist.An antireflective layer system according to claim 2 or 3, wherein 370 nm ≤ λ 2 ≤ 390 nm. Antireflexschichtsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste Schicht (1) N,N'-Di(naphth-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine (α-NPD), Tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N,N'-Bis-(3-methylphenyl)-N,N'diphenylbenzidine (TPD), 1,3-Bis-(4-(4-diphenylamino)-phenyl-1,3,4-oxidiazol-2-yl)-benzene, 4,4',4''(Tris(N,N-diphenylamino)-triphenylamin oder 4-(2,2-Bisphenyl-ethen-1-yl)-triphenylamin enthält.An antireflection coating system according to any one of claims 2 to 4, wherein the first layer ( 1 ) N, N'-di (naphth-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (α-NPD), tetra-N-phenylbenzidine (TPB), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine (TPD), 1,3-bis- (4- (4-diphenylamino) -phenyl-1,3,4-oxidiazol-2-yl) -benzene, 4,4 ', 4'' (Tris (N, N-diphenylamino) -triphenylamine or 4- (2,2-bisphenyl-ethen-1-yl) -triphenylamine contains. Antireflexschichtsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die zweite Schicht (2) ein 2-Hydroxybenzophenon, einen Zimtsäureester, ein Benzylidene-malonat, ein Oxalanilid, ein 2-Hydroxyphenylbenzotriazol oder ein Hydroxyphenyltriazin aufweist.An antireflection coating system according to any one of claims 2 to 5, wherein the second layer ( 2 ) has a 2-hydroxybenzophenone, a cinnamic acid ester, a benzylidene malonate, an oxalanilide, a 2-hydroxyphenylbenzotriazole or a hydroxyphenyltriazine. Antireflexschichtsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die zweite Schicht (2) 2,2'-Methylenebis(6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol (Tinuvin® 360) oder 2-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-hexyloxy-phenol (Tinuvin® 1577) enthält.An antireflection coating system according to any one of claims 2 to 6, wherein the second layer ( 2 ) Of 2,2'-methylenebis (6- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol (Tinuvin ® 360) or 2- (4,6-diphenyl-1, 3,5-triazin-2-yl) -5-hexyloxy-phenol (Tinuvin ® 1577) contains. Antireflexschichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schichtsystem (4) auf ein Kunststoffsubstrat (3) aufgebracht ist.Antireflection coating system according to one of the preceding claims, wherein the layer system ( 4 ) on a plastic substrate ( 3 ) is applied. Antireflexschichtsystem nach Anspruch 8, wobei das Kunststoffsubstrat (3) Polycarbonat aufweist.An antireflection coating system according to claim 8, wherein the plastic substrate ( 3 ) Comprises polycarbonate. Antireflexschichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Schicht (5) mit hohem Brechungsindex und/oder die mindestens eine Schicht (6) mit niedrigem Brechungsindex eine anorganische Schicht ist.Antireflection coating system according to one of the preceding claims, wherein the at least one layer ( 5 ) with a high refractive index and / or the at least one layer ( 6 ) with low refractive index is an inorganic layer. Antireflexschichtsystem nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine anorganische Schicht (5) mit hohem Brechungsindex Titanoxid aufweist.An antireflective coating system according to claim 10, wherein the at least one inorganic layer ( 5 ) having high refractive index titanium oxide. Antireflexschichtsystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei die mindestens eine anorganische Schicht (6) mit niedrigem Brechungsindex Siliziumoxid aufweist.An antireflection coating system according to claim 10 or 11, wherein the at least one inorganic layer ( 6 ) having low refractive index silica. Verfahren zur Herstellung eines Antireflexschichtsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mindestens eine organische Schicht (1) mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt wird.Process for the preparation of an antireflective coating system according to one of the preceding claims, in which the at least one organic layer ( 1 ) is produced by a vacuum coating method. Verfahren zur Herstellung eines Antireflexschichtsystems nach Anspruch 13, bei dem das Antireflexschichtsystem (4) eine erste Schicht (1) aus einem ersten organischen Material und eine zweite Schicht (2) aus einem zweiten organischen Material enthält, wobei die erste Schicht (1) und die zweite Schicht (2) mit einem Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt werden.A process for producing an antireflective coating system according to claim 13, wherein the antireflective coating system ( 4 ) a first layer ( 1 ) of a first organic material and a second layer ( 2 ) of a second organic material, wherein the first layer ( 1 ) and the second layer ( 2 ) are produced by a vacuum coating method. Verfahren zur Herstellung eines Antireflexschichtsystems nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das gesamte Antireflexschichtsystem (4) mittels Vakuumbeschichtungsverfahren hergestellt wird.Process for producing an antireflection coating system according to Claim 13 or 14, in which the entire antireflective coating system ( 4 ) is produced by vacuum coating method.
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