用于机动车辆的光学元件的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆的光学元件，该光学元件具体是透明的，该光学元件具有由大于或等于20nm的均方差rq表征的表面粗糙度，本发明涉及一种包括所述光学元件的机动车辆发光装置，还涉及一种用于制造所述光学元件的方法。

背景技术：

光学元件通常但非排他地应用于光学领域，例如尤其是可以在机动车辆的外部和/或内部使用的发光装置，尤其是发光信号指示装置和/或照明装置型的发光装置。

发光装置(例如前灯或后灯)通常包括尤其用于前灯、灯、照相机或后视镜的至少一个光学元件，该光学元件具体是透明的，例如是内透镜、外透镜、透镜、外壁、内壁、光导。这种光学元件具有当其表面温度下降到环境空气的露点以下时会起雾的缺点。由于光通过水滴散射，所以雾在光学元件的表面上的形成导致透明度降低，这可能导致相当大的不便。此外，有机污垢和矿物污垢可能会粘附在透明的外透镜上，使其难以清洁和维护。

为了避免雾的形成，即细小水滴在支撑件上的凝聚和/或为了获得自清洁性能，已知的做法是将超亲水层沉积在基底上。因此，已知的做法是以层的形式制造防雾和自清洁涂层，该防雾和自清洁涂层包括氧化钛和氧化硅。该层通过在火焰中燃烧和/或例如通过“火焰喷雾热解”(fsp)、“火焰辅助喷雾热解”(fasp)或“液体火焰喷雾”(lfs)式的燃烧热解氧化钛和氧化硅的前体(precursors)而获得。但是，清洁性能未得到优化。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提供一种用于机动车辆的光学元件来克服现有技术的缺点，该光学元件具体是透明的，该光学元件具有改善的清洁性能，同时随着时间的推移保证良好的防雾性能，尤其是持续至少两年的时间。

本发明的第一主题是一种用于机动车辆的光学元件，该光学元件具体是透明的，该光学元件包括至少一个透明的第一层、和至少一个第二层，该第一层包含聚合物材料，该第二层至少包括硅、钛和氧，其特征在于，所述光学元件具有由大于或等于20nm的均方差rq限定的表面粗糙度。

通过本发明，光学元件在操作配置中改善了清洁性能。具体地，赋予光学元件上的表面粗糙度使得可以减少污染物和污垢对所述元件的表面的粘附，同时保证良好的防雾性能。此外，本发明的光学元件易于制造并且在所述元件的整个表面上保证一致的性能。

在本发明中，表述“透明元件或透明层”旨在表示通过折射透射可见光的元件或层，并且通过该透明元件或透明层可以更加清晰或不太清晰地看到物体。更具体地，“透明元件或透明层”是通过其观察图像而没有显著的对比度损失的元件或层：在图像和所述图像的观察者之间插入所述透明元件或所述透明层不会显著降低所述图像的质量。实际上，出于本发明的目的，透明元件可以以非常小的或者甚至没有分散(dispersion)的方式透射入射光(或入射光线)的至少一部分。优选地，穿过透明元件或透明层的光透射率(特别是可见光透射率)至少为约87％。光透射率是透明元件或透明层允许来自入射光线的光穿过的量。可见光透射率是可见光的量，该可见光对应于波长对应于可见光谱的电磁波，即在波长约380nm和约780nm之间，透明元件或透明层允许来自入射光线的电磁波通过。

粗糙度

可以借助于通过接触或不接触的装置(例如测隙表面光度仪(feelerprofilometer)、光学轮廓仪、光学截面装置或原子力装置)测量均方差rq，所述均方差rq使得可以限定光学元件的粗糙度。

所述均方差优选通过原子力装置(例如原子力显微镜(afm))进行测量。

粗糙度的均方差rq在国际标准nfeniso4287中被定义。

根据本发明的第一主题的光学元件优选地具有由至少约25nm的均方差限定的粗糙度，优选地具有由至少约50nm的均方差限定的粗糙度，并且更优选地具有由至少约100nm的均方差限定的粗糙度。

根据本发明的光学元件有利地具有纳米粗糙度，该纳米粗糙度足以诱导污染物在光学元件的亲水表面上的粘附性降低，亲水性由光学元件的至少包括硅、钛和氧的第二层赋予。因此，改善了有机污垢和矿物污垢的去除。

根据本发明的一个特别优选的实施例，所述均方差至多约200nm，更优选地至多约150nm。

光学元件的粗糙度可以具有锯齿形状。

锯齿可以具有范围在约100nm至约200nm的高度。

每个锯齿都可以与另一个相邻的锯齿相距约50nm至约500nm的距离。该距离具体称为锯齿间距。

锯齿可以是平行六面体(例如截头的棱锥)、正方形、矩形、三角形或正弦型。

第二层

通过至少包括硅、钛和氧的第二层，本发明的光学元件尤其具有光催化活性。

光催化活性使得可以在光存在时进行化学反应。其原理是基于通过吸收光子在半导体材料中产生电子-空穴对，所述光子的能量至少等于材料的带隙。随后，这些电荷载体将通过氧化光催化作用与材料表面处的化学物质(例如源自车辆废气的碳氢化合物残留物或污染物)进行反应。光催化作用导致残留物或有机污染物的有机键断裂，从而导致其降解。通过水的凝聚膜的夹带和发光装置的自然对流来进行消除。

根据本发明的一个特别优选的实施例，第二层还包括至少一种掺杂剂，该掺杂剂选自元素周期表中具有范围从至的原子尺寸的化学元素。

本发明的光学元件的光催化活性则可以在范围从380nm至780nm(可见光)的波长λ下进行，并且优选在大于或等于400nm的波长λ下进行。

掺杂剂使得可以部分取代第二层的氧。

掺杂剂可以选自氮、碳、硫、磷、硼、氟、氯、铁、镍、钴、铬、钒、钼、铌、钨、铂和铝。

根据本发明的一个优选实施例，掺杂剂是氮或碳，并且有利地是氮。

本发明的光学元件的第二层可以包括：

一个或更多个硅-氧(si-o)基团，以及

一个或更多个钛-氧(ti-o)基团。

当第二层还包括掺杂剂时，该第二层可以包括一个或更多个钛-掺杂剂基团，并且优选地包括一个或更多个ti-n基团或ti-c基团。

在本发明中：

术语“硅-氧基团”旨在表示包括至少一个与氧原子共价结合的硅原子的基团(si-o)；

术语“钛-氧基团”旨在表示包括至少一个与氧原子共价结合的钛原子的基团(ti-o)；以及

术语“钛-掺杂剂基团”旨在表示包括至少一个与掺杂剂原子共价结合的钛原子的基团(ti-掺杂剂)。

可以通过sem/eds(扫描电子显微镜/能量分散x射线光谱法)分析第二层的结构。

在本发明的一个具体实施例中，当掺杂剂是氮时，第二层包括二氧化钛的含氮衍生物，更具体地，掺杂氮的二氧化钛衍生物。

优选地，二氧化钛的含氮衍生物具有分子式tio2-xnx，其中，0.001＜x＜1.00，优选地，0.01≤x≤0.10，并且更优选地，x＝0.02。

第二层还可以包括二氧化硅。

相对于第二层的总重量，本发明的光学元件的第二层可以包括重量百分比为约30％至90％的硅，并且优选地包括重量百分比为约40％至70％的硅。

相对于第二层的总重量，本发明的光学元件的第二层可以包括重量百分比为约1％至70％的钛，并且优选地包括重量百分比为约5％至约30％的钛。

相对于第二层的总重量，本发明的光学元件的第二层可以包括重量百分比为约40％至60％的氧，并且优选地包括重量百分比为约45％至55％的氧。

本发明的光学元件的第二层可以包括重量百分比为约0.0001％至10％的掺杂剂，优选地包括重量百分比为约0.001％至5％的掺杂剂，优选地包括重量百分比为约0.02％至2％的掺杂剂，并且优选地包括重量百分比为约0.01％至0.1％的掺杂剂。

硅/钛重量比可以优选地在约70/30至90/10的范围内。

上述各种重量百分比的确定传统上可以通过元素分析光谱法(例如xps(x射线光电子光谱法))进行。

在本发明中，第二层可以从包括氧和硅的至少一种前体pr1和包括氧和钛的至少一种前体pr2获得。

术语“前体”旨在表示单独或组合使用的任何化合物，其使得可以获得第二层。

更具体地，前体pr1选自烃硅烷、氟硅烷、有机硅酸盐、硅氧烷单体、二氧化硅(sio2)及其混合物。

烃硅烷可以是四甲基硅烷(tms)。

氟硅烷可以是一氟三乙氧基硅烷(teof)。

有机硅酸盐可选自正硅酸乙酯(teos)、正硅酸甲酯(tmos)及其混合物。

所述硅氧烷单体可选自六甲基二硅氧烷(hmdso)、四甲基二硅氧烷(tmdso)、八甲基环四硅氧烷(omctso)及其混合物。

在本发明中，前体pr2可选自钛酸异丙酯(ttip)及其衍生物、二异丙氧化钛二(乙酰基丙酮酸)(tipo)、钛酸四丁酯(tbot)、钛酸正丙酯(tpot)、柠檬酸四乙酸铵(ammoniumcitratoperoxotitanate)，钛四(9h-咔唑-9-基乙氧基)(ti(oecarb)4)、二氧化钛(tio2)及其混合物。

作为ttip衍生物的示例，可以提及：

乙酰丙酮三异丙醇钛(taatip)，

乙二醇改性的ttip(egmt)，或

乙酸改性的ttip(acoh/ttip或c2h4o2/ttip)。

第二层还可以包括至少一种非金属元素，特别是选自碳(c)、磷(p)、氟(f)和硫(s)，和/或至少一种金属元素，特别是选自锌(zn)、铜(cu)、银(ag)、铁(fe)和钴(co)。

非金属元素(分别地，金属元素)可以用作共掺杂剂。然后在第二层中用至少上述非金属元素或金属元素部分地取代先前限定的掺杂剂。

相对于第二层的总重量，本发明的第二层可以包括重量百分比为约0.0001％至10％的金属元素或非金属元素，并且优选包括重量百分比为约0.01％至约2％的金属元素或非金属元素。

共掺杂剂与上述限定的掺杂剂的组合，例如氟(f)与氮(n)的组合或碳(c)与氮(n)的组合，是特别合适的。

本发明的第二层还可以包括一个或更多个硅-氧-氢(si-o-h)基团(硅醇基)。这使得可以改善其亲水性并因此改善光学元件的防雾性能和清洁性能，特别是通过促进矿物污垢和有机污垢的排出。

根据本发明的光学元件的第二层可以具有至多约100nm的厚度，并且优选地具有约30nm至约85nm的厚度。

在一个特别优选的实施例中，第二层是亲水层，更优选是超亲水层。

在本发明中，术语“亲水性”旨在表示其表面与水的接触角(或水滴角)严格上小于80°，并优选大于或等于10°的材料或层。术语“超亲水的”旨在更具体地表示其表面与水的接触角小于10°的材料。

本发明的光学元件可以具有至少一个表面，该表面的接触角小于45°，优选小于20°，并且更优选小于10°。这使得可以获得具有良好防雾性能的光学元件。

接触角的测量给出了液体通过润湿性在表面上扩散的能力的图片。该方法包括测量沉积在材料或层上的液滴的轮廓的切线与材料或层的表面的角度。

该接触角通常通过测角仪在25℃下使用蒸馏水测量。

在本发明中，第二层可以直接沉积在透明的第一层的表面上。在这种情况下，第二层直接与透明的第一层物理接触。

根据另一实施例，第二层可以间接地沉积在透明的第一层的表面上。在这种情况下，可以在透明的第一层和至少包括硅、钛和氧的第二层之间插入一个或更多个附加层。因此，第二层不直接与第一层物理接触。

一旦至少包括硅、钛和氧的第二层和附加层已沉积在透明的第一层上，则第一层的颜色通过第二层和附加层可见。第二层和附加层的透明度使得通过第二层和附加层看到的第一层的颜色与第一层的颜色基本相同。相同的颜色表示根据cielab方法的l*a*b参数的变化具体遵循以下值：δl≤2.0，a≤1.0，b≤1.0，其中，l*参数限定清晰度，a*和b*参数限定色度。

透明的第一层

本发明的光学元件包括由聚合物材料制成的一个或更多个透明的第一层，或者换句话说，所述光学元件包括一个或更多个透明的第一层，所述透明的第一层包括聚合物材料。

该透明的第一层可以称为衬底或支撑件。

相对于第一层的总重量，透明的第一层可以包括重量百分比为至少约50％的聚合物材料，优选包括重量百分比为至少约60％的聚合物材料，优选地包括重量百分比为至少约80％的聚合物材料，并且特别优选地包括重量百分比为至少约95％的聚合物材料。

在一个特定实施例中，透明的第一层仅包括所述聚合物材料。

透明的第一层的聚合物材料可包括至少一种聚合物p，所述至少一种聚合物p选自聚碳酸酯(pc)、高温改性聚碳酸酯(pc-ht)、聚甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚n-甲基甲基丙烯酰亚胺(pmmi)、环烯烃聚合物(cop)、环烯烃共聚物(coc)、聚砜(psu)、聚芳酯(par)、聚酰胺(pa)及其混合物。

相对于聚合物材料的总重量，聚合物材料可以包括重量百分比为至少约50％的聚合物p，优选地包括重量百分比为至少约60％的聚合物p，优选地包括重量百分比为至少约80％的聚合物p，并且特别优选地包括重量百分比为至少约95％的聚合物p。

在一个特定实施例中，聚合物材料仅包括一种或更多种聚合物p。

根据本发明的光学元件的透明的第一层可以具有至少约1.0mm的厚度，并且优选至少约2.5mm的厚度。

所述光学元件还可以具有至多约5mm的厚度，并且优选地具有至多约3.5mm。

聚合物材料(分别为聚合物p)优选地具有约1.3至约1.7的折射率。

透明层的聚合物材料是透明的，特别是在所述层的所述厚度范围内。

根据本发明，透明的第一层还可以包括至少一种添加剂，所述至少一种添加剂特别是本领域技术人员公知的并且可以选自：

-着色剂，例如颜料；

-抗紫外剂；

-保护剂，例如抗氧化剂；

-加工助剂，例如增塑剂、润滑剂、油；

-交联剂，比如有机过氧化物；以及

.上述添加剂的混合物。

根据本发明的一个特别优选的实施例，透明的第一层和/或包括硅、氧和钛的第二层是蚀刻层。

附加层

光学元件还可以包括透明的聚硅氧烷层。

透明的聚硅氧烷层可以从至少一种前体pr3获得，所述至少一种前体pr3选自硅氧烷单体和硅氮烷单体。

作为硅氧烷单体的实例，可以提及六甲基二硅氧烷(hmdso)、四甲基二硅氧烷(tmdso)、八甲基环四硅氧烷(omctso)或其混合物。

作为硅氮烷单体的实例，可以提及六甲基二硅氮烷(hmdsn)。

透明的聚硅氧烷层可以具有至多约500nm的厚度，并且优选约10nm至约50nm的厚度。

透明的聚硅氧烷层可以被直接沉积在透明的第一层上。在这种情况下，透明的聚硅氧烷层直接与透明的第一层物理接触。

在该实施例中，透明的聚硅氧烷层可以位于透明的第一层和包括硅、氧和钛的第二层之间。在这种情况下，包括硅、氧和钛的第二层可以直接与透明的聚硅氧烷层物理接触。

根据本发明的一个特别优选的实施例，透明的聚硅氧烷层是蚀刻层。

在本发明的一个特定实施例中，透明的第一层、包括硅、氧和钛的第二层和透明的聚硅氧烷层中的至少任一者是蚀刻层。

本发明的光学元件尤其具有抗反射性能。

光学元件

本发明的光学元件可以是诸如内透镜、外透镜、透镜、外壁、内壁、光导等类型的光学元件，尤其是用于前灯、灯、照相机或后视镜，该光学元件具体是透明的。

光学元件可以是机动车辆发光信号指示装置和/或照明装置型的发光装置的一部分。

更具体地，光学元件可以是发光装置的封闭外透镜，例如机动车辆的前灯的外透镜或后灯的外透镜。

发光装置的封闭外透镜可以包括内表面和外表面，外表面是与外部环境直接接触的表面，或者换句话说，外表面是直接暴露于外部攻击的层。

在一个特别优选的实施例中，本发明的光学元件的第一层是发光装置中的所述封闭外透镜的外表面。

另外，第二层可以是发光装置中的所述封闭外透镜的内表面。

本发明的第二主题涉及一种机动车辆发光装置，该机动车辆发光装置包括如本发明的第一主题中所限定的光学元件，该光学元件具体是透明的。

具体地，根据第二主题的装置包括形成一容积的壳体，光源和/或光模块可以容纳在该容积中，光学元件封闭所述壳体。

在一个特定实施例中，所述发光装置可以包括在机动车辆中。

制造光学元件的方法

本发明的第三主题是用于制造根据本发明的第一主题的光学元件的方法，其特征在于，从透明的第一层开始，所述方法至少包括以下步骤：

-氧化蚀刻步骤，和

-沉积包括硅、氧和钛的第二层的步骤。

本发明的光学元件易于制造，并且在用包括硅、氧和钛的第二层处理并被蚀刻的整个表面上保证一致的性能。

透明的第一层和包括硅、氧和钛的第二层如本发明的第一主题中限定的那样。

从透明的第一层开始进行蚀刻步骤和沉积第二层的步骤。这些步骤可以根据下列两种方案a)和b)中的一者进行：

a)通过氧化蚀刻对透明的第一层进行蚀刻，以及

将包括硅、氧和钛的第二层在前一步骤中被蚀刻的透明的第一层上；或

b)将包括硅、氧和钛的所述第二层沉积在所述透明的第一层上；以及

通过氧化蚀刻对在前一步骤中沉积的包括硅、氧和钛的所述第二层进行蚀刻。

方案a是优选的。

氧化蚀刻步骤

该蚀刻步骤使得可以在光学元件上赋予由至少20nm的均方差rq限定的表面粗糙度。

氧化蚀刻步骤可以通过干法蚀刻进行，特别是各向异性式蚀刻(即，各向异性蚀刻)，优选地反应离子式蚀刻。

根据本发明的一个优选实施例，氧化蚀刻步骤使用氧化等离子体，该氧化等离子体具体包括氧化气体，该氧化气体选自氧气、空气、一氧化二氮、氮气、四氟甲烷(cf4)、六氟化硫(sf6)及其混合物。

相对于氧化气体的总摩尔数，氧化气体优选包含至少约20mol％的氧，更优选约30mol％至约100mol％的氧。

沉积第二层的步骤

沉积包括硅、氧和钛的第二层的步骤可以通过化学气相沉积(cvd)进行，优选地通过等离子体增强化学气相沉积进行。等离子体增强化学气相沉积(pecvd)被公知为用于表示被称为“非平衡”的处理。

pecvd沉积[具有各种源：dc(直流)、lf(低频)、mf(中频)、rf(射频)或微波]使得可以在低温下进行极度交联的沉积，并且与本发明的光学元件中使用的聚合物是相容的。

等离子体增强化学气相沉积可以在真空下进行，更具体地，在低压(约1pa至约10pa左右，即约10^-2至10^-1mbar)或在大气压下进行。

还可以提及其他类型的cvd工艺，例如激光增强cvd沉积(lecvd)。

在大气压下的等离子体沉积是优选的。

通过等离子体增强cvd沉积第二层的步骤可以使用如本发明的第一主题中限定的前体pr1、如本发明的第一主题中限定的前体pr2、掺杂剂(例如氮或含氮混合物)、以及氧化载气(例如空气或氧气)。

当通过等离子体增强cvd沉积第二层的步骤在大气压下进行时，各种组分的流速的值可在以下范围内变化：

-前体pr1：约0.001mls/min至约10ls/min；

-前体pr2：约0.01mls/min至约10ls/min；

-掺杂剂(氮或含氮混合物)：约0.1mls/min至约100ls/min；

-氧化载气(空气或氧气)：约1mls/min至约100ls/min。

单位mls/min表示“每分钟毫升标准”，单位ls/min表示“每分钟升标准”，标准条件对应于1013mbar的压力和20℃的温度。

任选的步骤

该方法还可以包括沉积如本发明的第一主题中限定的透明的聚硅氧烷层的步骤。

当实施方案a)时，沉积这种透明的聚硅氧烷层是特别合适的。在该实施例中，则可以在蚀刻透明的第一层之前进行沉积透明的聚硅氧烷层的步骤。因此，这使得可以提高对透明的第一层的保护，该透明的第一层对于在后续的蚀刻步骤期间使用的氧化条件可能是敏感的，具体地这取决于所述透明的第一层的聚合物材料的性质。

该透明的聚硅氧烷层的沉积例如可以适用于透明的第一层包括pmma的情况。

透明的聚硅氧烷层的沉积可以通过等离子体增强化学气相沉积来进行，具体是在真空下，更具体地在低压下(约0.1pa至10pa，即10^-2mbar至10^-1mbar)，或在大气压下。

通过等离子体增强cvd沉积透明的聚硅氧烷层的步骤可以使用如本发明的第一主题中限定的前体pr3和氧化载气，例如空气、一氧化二氮或氧。

当在大气压下通过等离子体增强cvd进行透明的聚硅氧烷层的沉积步骤时，各种组分的流速的值可在以下范围内变化：

-前体pr3：从约1mls/min至约1ls/min；以及

-氧化载气(空气、一氧化二氮或氧气)：从约1mls/min至约5ls/min。

该方法还可以包括第二层的羟基化步骤，该第二层包括硅、氧、钛和任选的氮。

该步骤使得可以水解第二层中存在的硅氧烷官能团并在该第二层的表面处产生硅烷醇官能团和可选的ti-oh官能团。通过该步骤，可增加第二层的亲水性，从而改善了防雾和清洁性能。

硅醇si-o-h官能团相对于si-o官能团的比例通常为4/1摩尔比。

该步骤通常在沉积包括硅、氧和钛的第二层的步骤之后进行，并且如果实施方案b)的话，则通常在蚀刻之前进行。

羟基化步骤可以在大气压下通过等离子体处理来进行，特别是在二氮和二氧的气体混合物存在下进行，特别是体积比为3/1至5/1(例如4/1)。

该方法还可以包括在存在氦时通过等离子体处理进行羟基化步骤之后的步骤。该步骤使得可以阻断位于光学元件的表面外部的硅醇官能团的羟基官能团。

参考附图1，仅通过非限制性说明给出的非限制性实施例的描述，本发明的其他特征和优点将而显现出来。

附图说明

图1是本发明的光学元件的粗糙度的示例的示意性视图。

具体实施方式

为了清楚起见，在该图1中仅示意性地示出了为了理解本发明所必需的元件，该图1不是按比例绘制的。

具体地，在图1中示出了锯齿的几种形式。锯齿可以是具有高度h1或h2和间距(pitch)p1或p2的正弦型锯齿；或者可以是具有高度h4和间距p4的三角型锯齿；或者可以是具有高度h3或h5和间距p3或p5的截头棱锥型锯齿。

示例

根据本发明制造光学元件

1.蚀刻透明的第一层的步骤

用作透明的第一层的支撑件是由kudeb公司根据参考makrolonal2447出售的透明聚碳酸酯(pc)。该支撑件为矩形板的形状，该矩形板具有以下尺寸：100mm长、100mm宽和2.5mm厚。

通过大气等离子体氧化的氧化蚀刻步骤在透明的第一层上进行。

借助于大气压等离子体炬在如上所述的支撑件上进行蚀刻步骤，该大气压等离子体炬包括连接到变频高压发生器的内部电极和用于将等离子体传送到支撑件的喷嘴。

电离气体是二氧化碳。气体流速为每分钟50升。发生器的频率设置为25khz，施加的电压设置为400伏，喷嘴/源与支撑件的距离为6mm，以及喷嘴相对于支撑件移动的速度为10米/分钟。

由此获得被蚀刻的聚碳酸酯的透明的第一层。

2.第二层和掺杂剂的沉积步骤，该第二层包括硅、氧和钛

然后借助于大气等离子体炬实施沉积第二层的步骤，该第二层包括作为掺杂剂的硅、氧、钛和氮。

以下化合物用于制备透明的第二层：

-pr1：由sigmaaldrich公司根据参考86578纯度≥99％(casno.78-10-4)出售的teos；

-pr2：由sigmaaldrich公司根据参考87560纯度≥97％(casno.546-68-9)出售的tipp；以及

-用作载气、电离气体和掺杂剂的氮：由airliquide公司根据参考alphagaz1azote(casno.7727-37-9)出售。

teos/tipp重量比80/20。

发生器为内部电极提供范围为200伏至450伏的电压和范围为10安培至30安培的电流(频率为20khz至25khz)。

teos前体pr1的流速为8ls/min，tipp前体pr2的流速为2ls/min(或：升/分钟)以及掺杂气体(n2)的流速为从10ls/min至30ls/min。

发生器的频率被设置为20khz，施加的电压被设置为350伏，喷嘴/源与支撑件的距离为15mm，喷嘴相对于支撑件移动的速度为100米/分钟。载气的温度为200℃。

由此获得根据本发明的光学元件，该光学元件包括被由硅、钛、氧和氮组成的第二层覆盖的被蚀刻的聚碳酸酯透明第一层。

第二层的厚度为约20nm。

该第二层由sem/eds(扫描电子显微镜/能量分散x射线光谱)来表征。该第二层包括芯部/壳型结构，其中，至少一个sio2颗粒被分布在所述sio2颗粒表面处的由tio2-xnx纳米颗粒形成的壳所覆盖。

3.第二层的羟基化步骤

然后借助于大气等离子体炬对支撑件进行羟基化步骤。电离气体是体积比为4/1的二氮和二氧化物的混合物。气体流速为每分钟50升。发生器的频率被设置为22khz，施加的电压被设置为300伏，喷嘴/源与支撑件的距离为10mm，以及喷嘴相对于支撑件移动的速度为每分钟30米。

4.在存在氦的情况下，第二层的等离子体处理的步骤

在存在氦的情况下，然后对支撑件进行等离子体处理。发生器为内部电极提供300伏的电压、20安培的电流以及25khz的频率。氦的流速为从20ls/min至50ls/min。喷嘴/源与支撑件的距离为15mm。

5.根据本发明的光学元件的特征

5.a.防雾性能的特征

通过试验表征防雾性能，在该试验中，光学元件通过将其暴露于水浴上方而被暴露给水蒸气，该水浴被加热至78℃(±10℃)的温度并保持在该温度。光学元件位于水面上方20cm处，直到暴露的表面饱和(冷凝水流出)。

光学元件对眼睛来说保持完全透明。在光学元件的表面上没有观察到透射损失，这使得可以显示其防雾性能。

5.b.光催化性能的特征

通过将如上获得的光学元件的表面暴露于严格意义上的可见光(400nm≤≤800nm)来测量光催化活性。

为此，将光学元件置于含有亚甲基蓝(有机颜色指示剂)溶液的培养皿中。然后将培养皿置于不透明的室中，在该室的上部具有开口，该开口由可见带通滤波器(400nm＜λ＜800nm)制成，在其上方接通卤素灯。

在小于30分钟的时间内直观地观察亚甲基蓝溶液的脱色，这显示在根据本发明的光学元件的可见范围内的光催化效果。

5.c.纹理/粗糙度的影响

借助于原子力显微镜测量如上所述的透明的聚碳酸酯(pc)支撑件(透明的第一层)的粗糙度。

所述支撑件具有约19.1nm的均方差rq。

相比之下，在上述步骤2结束时获得的光学元件具有约65.2nm的均方差rq。

根据astmd724-99标准借助于krüssdsa25接触角分析仪测量水接触角。

所述支撑件具有10°的水接触角，而光学元件的接触角小于5°。

然后在不进行保护的情况下将支撑件和光学元件储存在23℃下。在28天之后，所述支撑件具有20°的水接触角，而光学元件的接触角为11°。

这使得可以显示本发明的光学元件具有随时间保持的超亲水性。