向(100)、(001)和(101)。可以清楚地看出，硬质材料层主要具有(001)择优取向。在此，在36°时的相应反射明显比(100)取向(33.5° )和(101)取向(38° )的反射更显著。
[0094]从光谱16可以对具有(001)择优取向的晶体结构份额确定如下:
1(001) [计数]I (100) [计数]I (010) [计数]21000100006000
X(OOl) — I (001)/ (1 (001)+1 (100))
和 y (001) — I (001)/ (1 (001)+1 (101))。
[0095]在该高折射率层中，Xtell)的份额为0.67并且y 的份额为0.77。
[0096]测量曲线17为未涂覆衬底的XRD光谱。
[0097]硬质材料层以大于15W/cm2范围的溅射功率以及10至12cm的较低靶/衬底间距进行沉积。处理温度为250°C。
[0098]图9示出了一种硬质材料层的XRD光谱，该硬质材料层虽然与图8所示的实施例具有类似的组分，却呈现不同的晶体结构择优取向。光谱18对应于具有(100)择优取向的比较例，而光谱19对应于具有(101)择优取向的比较例。
[0099]呈现(100)择优取向的硬质材料层(曲线19)是以较高的靶/衬底间距(>15cm)和较低的溅射功率(13W/cm2)(曲线19)进行沉积的。处理温度大约为100°C。然而，在相似的处理条件下，呈现(101)择优取向的硬质材料层(曲线18)是以更低的溅射功率(9.5W/cm2)进行沉积的。
[0100]从图1Oa至图10c，可以看出晶体结构的择优取向对各种硬质材料层的机械稳定性的影响。图1Oa至图1Oc示出了设置有呈现不同择优取向的高折射率硬质材料层的衬底在借助沙子的应力测试之后的照片图像，在应力测试中，沙子放置在涂覆衬底上，并且然后装载有负荷体并且在容器中振动100次。图1Oa示出了具有(101)择优取向的涂层的样品在应力测试之后的图像，图1Ob示出了具有(100)择优取向的样品的相应图像，图1Oc示出了具有(001)择优取向的样品图像。从图1Oa至1c可以看出，呈现(101)和(100)择优取向的样品在应力测试之后得到的刮伤数量明显比具有(001)择优取向的样品更高。图1Oc中所示的样品是与图8中所示的XRD光谱相同的实施例。
[0101]图1la和图1lb示出了在用SiC进行机械应力测试之后的、设置有高折射率硬质材料层的衬底。该应力测试特别是模拟了针对非常硬的材料的抗性以及针对各种清洁剂和助剂的清洁度。测试过程与沙子测试类似。在此示例中，图1la中所示样品的涂层不呈现
(001)方向的晶体取向，而图1lb所示样品的涂层呈现主要的(001)取向。当比较图1Ia和Ilb时，可清楚的看出，具有主要的(001)取向的样品比不具有晶体主要的(001)取向的样品具有明显更少的刮伤。
【主权项】
1.一种包括抗反射涂层的涂覆衬底，其中所述抗反射涂层被设计为包括至少两个低折射率层和至少一个高折射率层的光学干涉涂层，其中所述高折射率层是透明的硬质材料层并且所述硬质材料层包括具有呈现主要(OOl)择优取向的六角形晶体结构的结晶氮化铝；并且其中所述低折射率层包括3102;并且其中所述高折射率层设置在所述低折射率层之间。2.根据权利要求1所述的涂覆衬底，其中，所述低折射率层包括S1JP/或掺杂的S12，优选Al作为掺杂物，和/或至少一个低折射率层掺杂有选自硅、硼、锆、钛、镍、铬或碳元素组的一种或多种氧化物、氮化物、碳化物和/或氮碳化物，和/或所述至少一个低折射率层包括N2。3.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述低折射率层在550nm波长下的折射率在1.3至1.6的范围内，优选在1.45至1.5的范围内，并且其中所述高折射率层在550nm波长下的折射率在1.8至2.3的范围内，优选在1.95至2.1的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，呈现(001)优先取向的晶体结构的通过XRD测量所测定的份额 X (001)和 y (001):X(OOl) — I (001)/ (1 (001)+1 (100))和 y (001) — I (001)/ (1 (001)+1 (101)) 大于0.5，优选大于0.6，更优选大于0.75。5.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述高折射率层在1mN的测试负载下的弹性模量为80至250GPa，优选为110至200GPa，并且/或者其中，硬度和所述弹性模量的比值为至少0.08，优选为至少0.1，更优选大于0.1o6.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述硬质材料层的总层厚为最高600nm，优选小于600nm。7.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述硬质材料层中的氧份额为最高10原子数％，优选小于5原子数％，更优选小于2原子数％。8.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述衬底是玻璃，优选为化学或热回火的玻璃和/或蓝宝石玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠-钙玻璃、合成石英玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、光学玻璃、光学用途的水晶或玻璃陶瓷。9.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，在经过90g沙子负载和13500次振动的拜耳测试之后，所述涂覆衬底在750nm波长下呈现的剩余反射小于5%，优选小于3%，更优选小于2.5% ;并且/或者其中，在经过90g沙子负载和13500次振动的拜耳测试之后，所述涂层呈现的浑浊度比拜耳测试之前高最多5%，优选最多3%。10.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述涂层包括第一和第二低折射率层以及一个高折射率的硬质材料层形式的三个电介质层，其中，所述第一低折射率层设置在所述衬底和所述高折射率的硬质材料层之间并且所述第二低折射率层设置在所述高折射率的硬质材料层上方，其中，所述第一低折射率层的层厚在5至50nm的范围内，优选在10至30nm的范围内，所述第二低折射率层的层厚在40至120nm的范围内，优选在60至10nm的范围内，和/或所述高折射率的硬质材料层的层厚在80至1200nm的范围内，优选在100至100nm的范围内，更优选在100至700nm的范围内。11.根据权利要求1至9中任一项所述的涂覆衬底，其中，所述涂层包括至少五个电介质层，所述涂层优选包括第一、第二和第三低折射率层以及第一和第二高折射率的硬质材料层，其中所述第一低折射率层设置在所述衬底和所述第一高折射率的硬质材料层之间，所述第二低折射率层设置在所述第一和第二高折射率的硬质材料层之间，并且所述第三低折射的硬质材料层设置在所述第二高折射率的硬质材料层上方，其中所述第一低折射率层的层厚在10至60nm的范围内，所述第二低折射率层的层厚在10至40nm的范围内，所述第三低折射率层的层厚在60至120nm的范围内，所述第一高折射率的硬质材料层的层厚在10至40nm的范围内，和/或所述第二高折射率层的层厚在100至100nm的范围内。12.—种用于生产具有抗反射涂层的涂覆衬底的方法，所述抗反射涂层设计为包括至少两个低折射率层和至少一个高折射率层的光学干涉涂层，所述方法至少包括以下步骤: a)提供衬底； b)将所述衬底涂覆有含S12的低折射率层； c)将步骤b)中涂覆的衬底提供到含铝靶的溅射装置中； d)以每靶表面的功率密度为8- 1000W/cm2、优选10 - 100W/cm2，在不超过2*l(T5mbar的最终压力下，发射溅射颗粒；以及 e)将另一个含S12的低折射率层沉积在步骤d)中获得的涂覆衬底上。13.根据权利要求12所述的方法，其中，步骤a)包括提供具有高折射率的硬质层的衬底，并且/或者其中，以步骤c)至e)的顺序进行多次。14.根据权利要求1至11中任一项所述的涂覆衬底的用途，其用作手表玻璃、光学部件、炉灶面、汽车领域中的显示屏或观察窗、烤箱窗、家用电器中的玻璃或玻璃陶瓷部件、或者作为例如用于平板电脑或移动电话的显示屏，特别是用作触摸显示屏。
【专利摘要】本发明涉及一种具有耐刮的抗反射涂层的涂覆衬底。抗反射涂层作为光学干涉的涂层具有至少两个低折射率层和至少一个高折射率层。高折射率层是透明的硬质材料层并且包含具有(001)择优取向的六角形晶体结构的结晶氮化铝。低折射率层含有SiO2。低折射率层和高折射率层交替设置。另外，本发明涉及用于制造相应涂层的方法以及涂层的应用。
【IPC分类】G02B1/115, G02B1/10
【公开号】CN104977632
【申请号】CN201510157654
【发明人】克里斯汀·海茵, 托尔斯滕·达姆, 安德烈亚斯·哈恩, 乌尔夫·布劳内克
【申请人】肖特股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年4月3日
【公告号】DE102014104798A1, US20150355382