„Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements, Verwendung einer Strukturvorlage und Verfahren zur Bereitstellung einer Strukturvorlage“

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements, eine Verwendung einer Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements und ein Verfahren zur Bereitstellung einer Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements.

Derzeit existieren auf dem Markt keine transparenten, breitbandigen und winkeltoleranten Antireflexbeschichtungen zum Beispiel für Solarmodule. Alle unter Verwendung herkömmlicher Antireflex-Methoden, wie zum Beispiel Dünnschichten, Nanostrukturierung, Mikrostrukturierung oder einer Kombination davon, hergestellten Beschichtungen weisen Glanz- und/oder Beugungseffekte auf.

Es ist bekannt, dass pflanzliche Oberflächen, wie zum Beispiel die Oberfläche von Rosenblütenblättern, besonders gute Eigenschaften haben. Die Oberfläche eines Rosenblütenblattes hat breitbandige und winkelunabhängige Antireflexeigenschaften. Sie weist ferner keinerlei Glanz oder Beugungseffekte auf.

Mit ihrer beim Deutschen Patent- und Markenamt zum Patent angemeldeten Erfindung (Aktenzeichen 102020209106.4), auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen und der Inhalt in diese Beschreibung aufgenommen wird, haben die Erfinder herausgefunden, wie sich die Oberflächenstruktur zum Beispiel eines Rosenblütenblattes vielfach und großflächig auf ein Prägewerkzeug übertragen lässt, um zum Beispiel eine Antireflexfolie in einem Rolle-zu-Rolle-Prägeverfahren herzustellen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Strukturvorlage zum Fertigen eines verbesserten Prägewerkzeuges bereitzustellen, wodurch das Prägen eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Antireflexfolie, verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements, wobei die Strukturvorlage umfasst: ein Substrat mit einer Oberfläche, wobei zumindest ein Teilbereich der Oberfläche eine mikroskopische Struktur aufweist, die eine Vielzahl von mikroskopischen Strukturelementen umfasst, wobei die Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen jeweils eine nanoskopische Struktur aufweisen, und wobei die Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats mit einem vorbestimmten Maß an Unordnung angeordnet ist.

Vorteilhafterweise lässt sich die erfindungsgemäße Strukturvorlage einfach und kostengünstig hersteilen. Mittels dieser Strukturvorlage lassen sich die optimalen optischen Eigenschaften bestimmter Pflanzenstrukturen, wie des Rosenblütenblattes, nachahmen und vereinfachen und auf ein prägbares Element übertragen, wobei vorteilhafterweise die Strukturvorlage aber keine Unebenheiten und/oder Inhomogenitäten aufweist. Die Erfinder haben nämlich erkannt, dass das Rolle-zu- Rolle-Prägen zum Beispiel einer Antireflexfolie anhand der Struktur zum Beispiel des Rosenblütenblattes verbessert werden kann, indem diese Struktur zwar nachgeahmt wird, aber Unebenheiten und Inhomogenitäten wie Blattadern und/oder Defekte, die Blütenblätter aufweisen können, bei der Strukturvorlage reduziert oder gar vermieden werden.

Mittels der Strukturvorlage kann ein kostengünstiges, präzises und schnelles Prägen, insbesondere in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Folie zum Beschichten eines Solarmoduls, sichergestellt werden und gleichzeitig können Glanz- und Beugungseffekte des geprägten dünnschichtigen Elements vermieden werden.

Insbesondere kann durch das Vorsehen einer nanoskopischen Struktur auf den Strukturelementen die Antireflex-Wirkung weiter verbessert werden. Mit anderen Worten, durch das Vorsehen einer nanoskopischen Struktur auf den Strukturelementen können die Antireflexeigenschaften eines dünnschichtigen Elements, in das die mikroskopische Struktur geprägt worden ist, verbessert werden. Zudem bewirkt die nanoskopische Struktur, dass Fremdpartikel nicht an der mikroskopischen Struktur anhaften können, wodurch die mikroskopische Struktur selbstreinigende Eigenschaften erhält. Durch die Unordnung in der Anordnung der Strukturelemente kommt es zu keiner Nah- oder Fernordnung in der mikroskopischen Struktur, wodurch sich Beugungseffekte und Glanz des dünnschichtigen Elements, in das die mikroskopische Struktur geprägt worden ist, reduzieren oder eliminieren lassen.

Im Folgenden können die Begriffe „mikroskopische Struktur“ und „Mikrostruktur“ austauschbar verwendet werden. Zudem können die Begriffe „nanoskopische Struktur“ und „Nanostruktur“ austauschbar verwendet werden.

Im Rahmen dieser Beschreibung ist unter dem Begriff „mikroskopisch“ zu verstehen, dass sich die Größenverhältnisse oder Abmessungen der mikroskopischen Struktur in der Größenordnung oder dem Bereich von 1 bis 300 Mikrometern befinden.

Hingegen ist unter dem Begriff „nanoskopisch“ zu verstehen, dass sich die Größenverhältnisse oder Abmessungen der nanoskopischen Struktur in der Größenordnung oder dem Bereich von 100 bis 3000 Nanometern befinden.

Das dünnschichtige Element ist bevorzugt eine Folie, die insbesondere zur Beschichtung von Solarmodulen dient. Das dünnschichtige Element kann auch eine dünne prägbare Platte oder Scheibe sein.

Das Prägewerkzeug ist bevorzugt eine zylindrische Walze, auf dessen Mantel ein Blech angeordnet ist, das entweder eine Vielzahl von negativen oder positiven Abbildern der Oberflächenstruktur der Strukturvorlage aufweist. Das Prägewerkzeug kann auch ein Stempel sein. Das Prägewerkzeug kann mittels der zuvor angemeldeten Erfindung (Aktenzeichen 102020209 106.4) hergestellt werden.

Im Folgenden wird die Strukturvorlage in Bezug auf ein xyz-Koordinatensystem beschrieben, wobei die z-Achse die vertikale Richtung im Bezugssystem der Erde beschreibt und die x- bzw. y-Achse die horizontale Richtung im Bezugssystem der Erde beschreibt.

Das Substrat kann ein Polymer umfassen oder aus einem Polymer sein. Das Substrat ist vorzugsweise ein auspolymerisiertes und mittels nasschemischen Auflösens behandelter Fotolack.

Das Substrat kann im Wesentlichen quaderförmig oder würfelförmig sein. Die Oberfläche des Substrats kann in vertikaler Richtung eine Oberseite und eine gegenüberliegende Unterseite haben.

Das Substrat kann ein Siliziumwafer sein.

Die mikroskopische Struktur kann zum Beispiel an der Oberseite oder Unterseite der Oberfläche angeordnet sein. Ein Teil der Oberseite oder der Unterseite der Oberfläche kann die mikroskopische Struktur aufweisen. Auch die gesamte Oberseite oder die gesamte Unterseite kann die mikroskopische Struktur aufweisen. Mit anderen Worten kann die gesamte Oberseite oder die gesamte Unterseite mit der mikroskopischen Struktur bedeckt sein. Die mikroskopische Struktur kann sich auch über die gesamte Oberfläche des Substrats erstrecken. Die gesamte Oberfläche des Substrats kann mit der mikroskopischen Struktur bedeckt sein. Vorzugsweise weist nur die Oberseite der Oberfläche des Substrats die mikroskopische Struktur auf. Weiter vorzugsweise ist die gesamte Oberseite mit der mikroskopischen Struktur bedeckt.

Erfindungsgemäß umfasst die mikroskopische Struktur eine Vielzahl von mikroskopischen Strukturelementen, deren Mantelflächen jeweils eine nanoskopische Struktur aufweisen. Diese Struktur umfassend die Mikrostruktur der Strukturelemente und die Nanostruktur auf den Mantelflächen kann im Folgenden als „hierarchische Struktur“ bezeichnet werden.

Die hierarchische Struktur der mikroskopischen Struktur und integrierten Nanostruktur ist bevorzugt der Oberflächenstruktur bestimmter Pflanzenblätter, wie zum Beispiel des Rosenblütenblattes, nachempfunden.

Im Rahmen dieser Beschreibung ist unter einem mikroskopischen Strukturelement der Vielzahl von mikroskopischen Strukturelementen ein dreidimensionales, insbesondere geometrisches, Objekt zu verstehen. Das geometrische Objekt kann insbesondere frei dreidimensional geformt sein. Das geometrische Objekt kann eine Grundfläche bzw. Basis und einen Scheitel aufweisen und von der Basis in Richtung des Scheitels vorspringen. Als Grundfläche oder Basis wird die Fläche des Strukturelements bezeichnet, auf der das Strukturelement standfähig ist und von der es vorspringt. Als Scheitel wird die der Grundfläche bzw. Basis gegenüberliegende Fläche oder der der Grundfläche bzw. Basis gegenüberliegende Punkt bezeichnet, die oder der den größten senkrechten Abstand zur Grundfläche bzw. Basis der Strukturelements hat. Als Mantelfläche des Strukturelements wird die Oberfläche des Strukturelements zwischen Basis und Scheitel bezeichnet. Eine Linie auf der Mantelfläche, die im Wesentlichen in vertikaler Richtung zwischen dem Scheitel und der Basis des Strukturelements verläuft, wird als Mantellinien bezeichnet

Dementsprechend kann das Strukturelement zum Beispiel ein Quader, ein Würfel oder eine Halbkugel sein. Das Strukturelement kann zwischen der Basis und dem Scheitel konisch oder sich verjüngend zulaufen. Das Strukturelement kann eine Pyramide oder ein Kegel, insbesondere ein elliptischer Kegel, sein.

Vorzugsweise ist die Vielzahl von mikroskopischen Strukturelementen eine Vielzahl von mikroskopischen Kegeln. Ein Strukturelement der Vielzahl von Strukturelementen kann ein mikroskopischer Kegel sein. Mehrere der Vielzahl von Strukturelementen können mikroskopische Kegel sein. Alle der Vielzahl von Strukturelementen können mikroskopische Kegel sein.

Ein Kegel ist ein geometrisches Objekt, das durch den Radius seiner Grundfläche oder Basis und der Höhe seines Scheitels definiert wird. In einem axialen Querschnitt hat ein Kegel Dreiecksgestalt. Die Fläche zwischen Basis und Scheitel, die den Kegel umgibt, wird als Mantelfläche bezeichnet. Eine Linie auf der Mantelfläche, die in radialer und axialer Richtung des Kegels zwischen dem Scheitel und der Basis verläuft, wird als Mantellinien bezeichnet. Ein Kegel kann eine kreisförmige oder elliptische Grundfläche bzw. Basis haben.

Der Basisdurchmesser einer Teilmenge oder aller der Vielzahl von Kegeln kann zwischen 0,5 und 150 Mikrometern, bevorzugt zwischen 1 und 100 Mikrometern, bevorzugter zwischen 3 und 50 Mikrometern, und besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 Mikrometern sein.

Ein oder mehrere Strukturelemente, insbesondere alle, der Vielzahl von Strukturelementen sind bevorzugt derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen in vertikaler Richtung von der Oberfläche des Substrats hervorragen oder vorspringen. Die Strukturelemente können zum Beispiel von der Oberseite des Substrats oder von der Unterseite des Substrats vorspringen.

Vorzugsweise weisen alle Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen eine nanoskopische Struktur auf. Zusätzlich oder alternativ ist die nanoskopische Struktur eines Strukturelements der Vielzahl von Strukturelementsn bevorzugt in der Mantelfläche des Strukturelements ausgebildet. Vorzugsweise unterscheidet sich die nanoskopische Struktur von zumindest zwei Strukturelementen, einer Teilmenge oder aller Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen. Jedes Strukturelement der Vielzahl von Strukturelementen kann eine andere oder eine individuelle nanoskopische Struktur aufweisen. Alternativ können alle Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen eine identische nanoskopische Struktur aufweisen.

Vorteilhafterweise lässt sich durch unterschiedliche Nanostrukturen die Antireflexwirkung der Mikrostruktur noch weiter steigern.

Vorzugsweise umfasst die nanoskopische Struktur Erhebungen und/oder Vertiefungen, die sich in Bahnen zwischen dem Scheitel und der Basis eines Strukturelements entlang einer Mantellinie des Strukturelements erstrecken. Insbesondere kann die nanoskopische Struktur faltenartige Gebilde oder Falten umfassen, die sich zwischen dem Scheitel und der Basis eines Strukturelements entlang einer Mantellinie des Strukturelements erstrecken.

Diese faltenartigen Gebilde oder Falten können vom Scheitel zur Basis auseinanderlaufen. Hierdurch kann ein spektral unselektives Verhalten garantiert werden.

Weiter vorzugsweise ist die nanoskopische Struktur periodisch. Die nanoskopische Struktur weist bevorzugt eine Periodenlänge zwischen 200 und 3000 Nanometern, bevorzugter eine Periodenlänge zwischen 400 und 2000 Nanometern, und noch bevorzugter eine Periodenlänge zwischen 600 und 1800 Nanometern auf.

Die nanoskopische Struktur kann auch schlauchartige Bahnen umfassen, die sich in radialer und axialer bzw. vertikaler Richtung eines Strukturelements vom Scheitel zur Basis erstrecken. Die Bahnen der Nanostruktur sind vorzugsweise entlang einer Mantellinie bzw. in vertikaler und horizontaler Richtung zueinander versetzt auf der Mantelfläche der Strukturelemente angeordnet. Zum Beispiel können vier erste Bahnen vom Scheitel zur Basis verlaufen, vier zweite Bahnen können dann in den Zwischenräumen auf der Mantelfläche zwischen den vier ersten Bahnen verlaufen, wobei die vier zweiten Bahnen vertikal und radial zu den vier ersten Bahnen versetzt sind, acht dritte Bahnen können dann in den Zwischenräumen auf der Mantelfläche zwischen den vier ersten und den vier zweiten Bahnen verlaufen, wobei die acht dritten Bahnen vertikal und radial zu den vier ersten und den vier zweiten Bahnen versetzt sind, und so weiter. Die Erhebungen und/oder Vertiefungen können vom Scheitel bis zur Basis eines Strukturelements der Vielzahl von Strukturelementen kaskadisch angeordnet sein. Die Anzahl der Erhebungen und/oder Vertiefungen entlang einer Umfangsrichtung auf der Mantelfläche eines Strukturelements kann sich abschnittsweise vom Scheitel bis zur Basis jeweils verdoppeln.

Die nanoskopische Struktur kann auch kegelartige Strukturen, insbesondere Nanokegel, umfassen.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die oben beschriebenen Nanostrukturen zu einer gesteigerten Antireflexwirkung führen.

Die nanoskopische Struktur weist bevorzugt ein Aspektverhältnis von 0,2 bis 3, weiter bevorzugt von 0,3 bis 2, und besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 ,2 auf.

Der Scheitel eines Strukturelements der Vielzahl von Strukturelementen kann abgerundet oder abgeflacht sein. Insbesondere können die Scheitel aller Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen abgerundet oder abgeflacht sein. Die Vielzahl von Strukturelementen kann Strukturelemente mit abgerundetem und/oder abgeflachtem Scheitel umfassen.

Durch die Abrundung des Scheitels ist die Mikrostruktur weniger fragil im Hinblick auf mechanische Belastungen.

Der Scheitel eines Strukturelements, einer Teilmenge oder aller Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen kann frei von der nanoskopischen Struktur sein. Der Scheitel kann nicht von der nanoskopischen Struktur umfasst sein. Der Scheitel kann keine nanoskopische Struktur aufweisen. Der Scheitel kann nicht von der nanoskopischen Struktur bedeckt sein.

Die Vielzahl von Strukturelementen kann gerade Kegel und/oder schiefe Kegel und/oder Kegelstümpfe umfassen. Eine Teilmenge der Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen kann ausschließlich gerade Kegel, ausschließlich schiefe Kegel oder ausschließlich Kegelstümpfe umfassen. Alternativ können alle Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen ausschließlich gerade Kegel, ausschließlich schiefe Kegel oder ausschließlich Kegelstümpfe umfassen. Die Vielzahl von Strukturelementen kann auch eine Kombination der Kegelarten, gerader Kegel, schiefer Kegel und Kegelstumpf, umfassen.

Vorzugsweise weisen die Strukturelemente, insbesondere alle Strukturelemente, der Vielzahl von Strukturelementen eine Höhe von 1 bis 50 Mikrometern, insbesondere 5 bis 20 Mikrometern und/oder ein Aspektverhältnis von 0,3 bis 3, bevorzugter von 0,5 bis 1 ,5, und besonders bevorzugt von 0,7 bis 1 ,3 auf. Insbesondere kann das Aspektverhältnis im Bereich von 0,5 bis 2 liegen. Das Aspektverhältnis kann auch zwischen 0,25 und 3,25 liegen. Unter „Aspektverhältnis“ ist im Folgenden das Verhältnis von Höhe zu Breite zu verstehen. Die Höhe kann auch Werte zwischen 0,5 und 55 Mikrometern annehmen.

In diesen Größenbereichen sind die optischen Eigenschaften, insbesondere die Antireflexwirkung, der Mikrostruktur optimal.

Erfindungsgemäß ist die Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats mit einem vorbestimmten Maß an Unordnung angeordnet. Vorzugsweise ist hierbei zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats zufallsverteilt, insbesondere pseudozufallsverteilt, oder gemäß einer Zufallsverteilung angeordnet. Die Zufallsverteilung kann zum Beispiel eine Gaußverteilung sein, nach der die Positionen der einzelnen Strukturelemente der zumindest einen Teilmenge an der Oberfläche des Substrats verteilt und die Strukturelemente angeordnet sein können. Zusätzlich oder alternativ umfasst das vorbestimmte Maß an Unordnung vorzugsweise, dass zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats um einen zufallsverteilten Betrag in einer zufallsverteilten Richtung relativ zu einer vorher festgelegten zweidimensionalen Gittermuster verschoben oder versetzt angeordnet ist. Mit anderen Worten umfasst das vorbestimmte Maß an Unordnung vorzugsweise, dass zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats um einen zufallsverteilten Betrag in einer zufallsverteilten Richtung relativ zu einer vorher festgelegten zweidimensionalen Gitteranordnung der Vielzahl von Strukturelementen verschoben oder versetzt angeordnet ist. Die Gitteranordnung kann prinzipiell jede beliebige zweidimensionale Anordnung, insbesondere Kristallgitteranordnung, sein, bei der die Gitterplätze gleichmäßig verteilt sind und/oder die Gitterplatzverteilung einem periodischen Muster folgt. Bevorzugt ist die Gitteranordnung hexagonal. Genau ein Strukturelement oder aber jedes einzelne Strukturelement der Vielzahl von Strukturelementen kann relativ zu der Gitteranordnung verschoben oder versetzt angeordnet sein. Die Vielzahl von Strukturelementen kann eine zweidimensionale, insbesondere horizontale, dichtest gepackte Packung, insbesondere dichtest gepackte Kegelpackung, sein. Die Bezeichnungen „vorbestimmt“ und „vorher festgelegt“ beziehen sich darauf, dass das Maß an Unordnung und die Gitteranordnung im Bereitstellungsprozess der erfindungsgemäßen Strukturvorlage (siehe erfindungsgemäßen Aspekt des Verfahrens weiter unten) vorgegeben werden und so reproduzierbar sind.

Zum Beispiel kann die vorher festgelegte Gitteranordnung ein zweidimensionales Kristallgitter mit einer quadratischen Einheitszelle sein, bei der alle vier Ecken bzw. Gitterplätze mit einem Strukturelement besetzt wären. Nach dieser Gitteranordnung wären alle Strukturelemente an der Oberseite des Substrats bzw. der oberen Seite der Oberfläche des Substrats horizontal quadratisch angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Strukturelemente in Bezug auf die Gitteranordnung mit einem gewissen Maß an Unordnung angeordnet. Das bedeutet, dass zum Beispiel ein Strukturelement horizontal von seinem Gitterplatz, den das Strukturelement gemäß der vorher festgelegten Gitteranordnung einnehmen bzw. besetzen würde, abweichend oder horizontal zu diesem Gitterplatz versetzt angeordnet sein kann. Die Position, an der das Strukturelement an der Oberfläche des Substrats angeordnet sein kann, kann um einen zufälligen Betrag in eine zufällige Richtung in der horizontalen Ebene relativ zu der Position des Gitterplatzes, den das Strukturelement gemäß der vorher festgelegten Gitteranordnung einnehmen bzw. besetzen würde, versschoben sein. Es können aber auch alle Strukturelemente verschoben angeordnet sein.

Vorzugsweise liegt die mittlere Abweichung der Positionierung der Strukturelemente zwischen 0 und 50 Prozent der Gitterkonstante der Gitteranordnung. Bevorzugter liegt die mittlere Abweichung der Positionierung der Strukturelemente zwischen 10 und 40 Prozent der Gitterkonstante der Gitteranordnung. Besonders bevorzugt liegt die mittlere Abweichung der Positionierung der Strukturelemente zwischen 25 und 30 Prozent der Gitterkonstante der Gitteranordnung.

Ferner kann die Achse eines Kegels, einer Teilmenge oder aller Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen zufällig um wenige Grad gegenüber der Basis bzw. Grundfläche der Strukturelemente geneigt sein. Die Achse kann bevorzugt um 40 Grad, bevorzugter um 10 Grad, oder besonders bevorzugt um 5 Grad geneigt sein. Die Achse kann zwischen 0 und 45 Grad geneigt sein.

Durch diese Neigungswerte können Überhänge der Strukturelemente vermieden werden, die sowohl optisch als auch prozesstechnisch problematisch sein können. Das heißt, Strukturelemente mit einem hohen Aspektverhältnis können nicht so weit gekippt werden wie flachere Strukturelemente.

Weiter vorzugsweise umfasst das vorbestimmte Maß an Unordnung, dass die Geometrie von zumindest zwei Strukturelementen, insbesondere von allen Strukturelementen, der Vielzahl von Strukturelementen voneinander verschieden ist. Die Strukturelemente können verschiedene Höhen und/oder Radien haben.

Hierdurch wird die Antireflexwirkung, die die Mikrostruktur bewirkt, noch weiter verbessert.

Bevorzugt kann sich die Höhe der zumindest zwei Strukturelemente um 10 Prozent unterscheiden. Die maximale negative Abweichung des Aspektverhältnisses der Strukturelemente vom Maximalwert kann bevorzugt 100 Prozent betragen. Die maximale negative Abweichung des Aspektverhältnisses der Strukturelemente vom Maximalwert kann bevorzugter 50 Prozent betragen. Die maximale negative Abweichung des Aspektverhältnisses der Strukturelemente vom Maximalwert kann besonders bevorzugt 10 Prozent betragen.

Hierdurch wird sichergestellt, dass zum einen die Volumendichte der Strukturelemente, d. h. Volumen der Strukturelemente pro durchschnittliche Grundfläche der Strukturelemente, konstant bleibt bzw. nur um wenige Prozent schwankt und zum anderen sämtliche Minima und Maxima der gesamten strukturierten Oberfläche der Strukturvorlage innerhalb eines bestimmten Korridors oder, mit anderen Worten, Wertebereichs liegen, zum Beispiel innerhalb von -5 Prozent bis +5 Prozent des durchschnittlichen Maxim umwertes bzw. Minimumwertes. Als Folge lassen sich Unebenheiten, die das Prägen beeinträchtigen, reduzieren und kontrollieren.

Vorzugsweise ist die Vielzahl von Strukturelementen derart angeordnet, dass benachbarte Strukturelemente, insbesondere nächstbenachbarte Strukturelemente, der Vielzahl von Strukturelementen aneinander angrenzen. Auf diese Weise kann die gesamte von der Mikrostruktur eingenommene Fläche der Oberfläche des Substrats von Strukturelementen bedeckt sein. Alternativ oder zusätzlich weist die mikroskopische Struktur vorzugsweise keine planaren, insbesondere horizontal planaren, Flächen zwischen den Strukturelementen der Vielzahl von Strukturelementen auf.

Ferner können benachbarte Strukturelemente ineinander schneiden.

Der zumindest eine Teilbereich der Oberfläche des Substrats, der die mikroskopische Struktur aufweist, kann auch vollständig mit den mikroskopischen Strukturelementen der Vielzahl von Strukturelementen überdeckt sein.

Die Strukturvorlage, insbesondere die Mikrostruktur, kann zum Beispiel eine quadratische, insbesondere horizontale, Grundfläche von 1 cm ² haben.

Die Vielzahl von Strukturelementen kann mehr als zwei Strukturelemente umfassen. Die Vielzahl von Strukturelementen umfasst bevorzugt zwischen 100 und 1 000 000 Strukturelemente pro Quadratmillimeter.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt betrifft eine Verwendung einer Strukturvorlage, wie sie oben beschrieben wurde, zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements.

Vorteilhafterweise lassen sich durch die Verwendung der oben beschriebenen Strukturvorlage die optimalen optischen Eigenschaften bestimmter Pflanzenstrukturen, wie des Rosenblütenblattes, nachahmen und vereinfachen und auf ein prägbares Element übertragen, wobei die Strukturvorlage aber keine Unebenheiten und/oder Inhomogenitäten aufweist. Mittels der Strukturvorlage kann ein kostengünstiges, präzises und schnelles Prägen, insbesondere in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Folie zum Beschichten eines Solarmoduls, sichergestellt werden und gleichzeitig können Glanz- und Beugungseffekte des geprägten dünnschichtigen Elements reduziert oder vermieden werden.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung einer Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen von Daten einer mikroskopischen Struktur, die eine Vielzahl von mikroskopischen Strukturelementen umfasst, wobei die Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen jeweils eine nanoskopische Struktur aufweisen und die Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen mit einem Maß an Unordnung zueinander angeordnet sind, Bereitstellen eines Substrats, und

Übertragen der mikroskopischen Struktur auf das Substrat anhand der Daten.

Vorteilhafterweise kann mit diesem Verfahren eine Strukturvorlage, wie sie zum Beispiel oben beschrieben wurde, einfach und kostengünstig bereitgestellt werden. Mittels der durch das Verfahren bereitgestellten Strukturvorlage lassen sich die optimalen optischen Eigenschaften bestimmter Pflanzenstrukturen, wie des Rosenblütenblattes, nachahmen und vereinfachen und auf ein prägbares Element übertragen, wobei die Strukturvorlage aber keine Unebenheiten und/oder Inhomogenitäten aufweist. Mittels der durch das Verfahren bereitgestellten Strukturvorlage kann ein kostengünstiges, präzises und schnelles Prägen, insbesondere in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Folie zum Beschichten eines Solarmoduls, sichergestellt werden und gleichzeitig können Glanz- und Beugungseffekte des geprägten dünnschichtigen Elements reduziert oder vermieden werden.

Alle oben in Bezug auf die erfindungsgemäße Strukturvorlage und ihre Merkmale gemachten Ausführungen können auch auf die durch das Verfahren bereitgestellte Strukturvorlage und die einzelnen Verfahrensschritte übertragen werden.

In einem ersten Schritt des Verfahrens können, mittels eines Computers, die Daten der mikroskopischen Struktur, insbesondere die Geometrie und Anordnung der einzelnen Strukturelemente, bereitgestellt werden. Der Computer kann hierbei zum Beispiel ein Personal Computer, PC, oder ein Computer Cluster sein. Der Computer kann auch Bestandteil eines Bereitstellungs- bzw. Fertigungsapparats sein, mit dem in einem dritten oder letzten Schritt die Mikrostruktur auf das Substrat übertragen wird. Der Bereitstellungs- bzw. Fertigungsapparat kann zum Beispiel ein Photolithograph oder 3D-Drucker sein.

Das Bereitstellen der Daten kann Modellieren und/oder Erzeugen der Daten der mikroskopischen Struktur und/oder Simulieren der mikroskopischen Struktur einschließen. Das Bereitstellen kann umfassen, dass ein digitales Modell der mikroskopischen Struktur mit einer dafür geeigneten Software, wie zum Beispiel einem CAD-Programm, modelliert wird und die Daten, die die modellierte Mikrostruktur enthalten, erzeugt werden. Die Daten, die die Mikrostruktur beschreiben, können auch mit einem Tabellenkalkulationsprogramm erzeugt und/oder bereitgestellt werden. Die Daten können auf dem Computer abgelegt werden. Zur weiteren Verarbeitung können die Daten der Mikrostruktur auch über ein Netzwerk übertragen werden.

Vorteilhafterweise kann durch das Bereitstellen der Daten der Mikrostruktur zum Beispiel die Oberflächenstruktur eines Rosenblütenblattes simuliert und modelliert werden. Außerdem können alle nachteiligen Eigenschaften wie Unebenheiten oder Defekte in der Oberflächenstruktur während des Bereitstellens entfernt werden.

Vorzugsweise umfassen die Daten die geometrischen Parameter der mikroskopischen Struktur, Strukturparameter der nanoskopischen Struktur und Zufallsparameter für das Maß an Unordnung. Die geometrischen Parameter der Mikrostruktur können zum Beispiel die Höhe, Radius, Aspektverhältnis und Neigung der einzelnen Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen enthalten. Strukturparameter der Nanostruktur können zum Beispiel die Wölbung und Länge sowie die Positionierung auf der Mantelfläche eines Strukturelements der Bahnen aus Erhebungen und/oder Vertiefungen umfassen. Mit anderen Worten können die Strukturparameter der Nanostruktur die geometrische Form der Nanostruktur beschreiben. Die Zufallsparameter beschreiben das Maß an Unordnung in der Verteilung bzw. Anordnung der Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen. Die Zufallsparameter, insbesondere Pseudozufallsparameter, können zum Beispiel nach einer bestimmten Wahrscheinlichkeitsverteilung oder Zufallsverteilung verteilte zweidimensionale Gitterkoordinaten der einzelnen Strukturelemente der Vielzahl von Strukturelementen enthalten.

Die Daten können zum Beispiel eine Matrix umfassen oder sein, bei der jeder Eintrag die Höhe eines Strukturelements angibt und der Zeilen- und Spaltenindex die Gitterposition des Strukturelements angeben. Aus dieser Matrix kann ein Graustufenbild erzeugt werden, bei dem die Graustufe und der Ort eines jeden Pixels der Höhe und der Position eines Strukturelements entspricht.

Erfindungsgemäß wird die Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats mit einem vorbestimmten Maß an Unordnung angeordnet. Vorzugsweise wird hierbei zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Strukturelementen an der Oberfläche des Substrats zufallsverteilt, insbesondere pseudozufallsverteilt, oder gemäß einer Zufallsverteilung angeordnet. Die Zufallsverteilung kann zum Beispiel eine Gaußverteilung sein, nach der die Positionen der einzelnen Strukturelemente der zumindest einen Teilmenge an der Oberfläche des Substrats verteilt und die Strukturelemente angeordnet werden können.

Vorzugsweise umfasst das Maß an Unordnung, dass zumindest eine Teilmenge der Vielzahl von Strukturelementen um einen zufallsverteilten Betrag in einer zufallsverteilten Richtung relativ zu einer zweidimensionalen Gitteranordnung der Vielzahl von Strukturelementen verschoben oder versetzt angeordnet wird, wobei die Gitteranordnung insbesondere hexagonal gewählt wird. Die Vielzahl von Strukturelementen kann dichtgepackt sein. Während des Bereitstellens der Daten kann die Gitteranordnung der Vielzahl von Strukturelementen gewählt werden, auf die dann das Maß an Unordnung zum Beispiel anhand der obengenannten Zufallsparameter angewendet werden kann. Die Gitteranordnung kann jede beliebige zweidimensionale Gitterstruktur, insbesondere Kristallgitterstruktur, sein. Das Maß an Unordnung kann aber auch dadurch erzeugt werden, dass jedes einzelne Strukturelement der Vielzahl von Strukturelementen in einem nicht regelmäßigen zweidimensionalen Muster positioniert wird.

Vorzugsweise umfasst das Maß an Unordnung, dass die Geometrie von zumindest zwei Strukturelementen, einer Teilmenge oder allen Strukturelementen der Vielzahl von Strukturelementen voneinander verschieden gewählt wird.

Weiter vorzugsweise wird die Höhe der Strukturelemente, insbesondere aller Strukturelemente, der Vielzahl von Strukturelementen auf einen Bereich von 1 bis 50, insbesondere 5 bis 20 Mikrometer festgelegt und/oder das Aspektverhältnis auf einen Bereich von 0,3 bis 3, insbesondere von 0,5 bis 2 festgelegt, wobei die Höhe und/oder das Aspektverhältnis der einzelnen Kegel in einem Bereich von -10 bis +10 Prozent variiert werden kann. Die Höhe kann auf einen Bereich von 5 bis 10, 10 bis 15 oder 15 bis 20 Mikrometer festgelegt werden. Das Aspektverhältnis kann auf einen Bereich von 0,3 bis 3, 0,5 bis 1 ,5 oder 0,7 bis 1 ,3 festgelegt werden.

Durch die Wahl einer Geometrie der Strukturelemente und eines Maßes an Unordnung können die Antireflexeigenschaften der Mikrostruktur gezielt eingestellt und gesteigert werden. Außerdem kann sichergestellt werden, dass sämtliche Minima und Maxima der Mikrostruktur innerhalb eines bestimmten Korridors bzw. Wertebereichs liegen, wodurch makroskopische Unebenheiten, wie sie zum Beispiel über das Rosenblütenblatt hinweg auftreten können, vermieden werden können. Auch die Wahl der nanoskopischen Struktur hat einen vorteilhaften Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften der Mikrostruktur. So trägt die Nanostruktur dazu bei, dass die optischen Eigenschaften der Mikrostruktur verbessert werden und die Mikrostruktur über selbstreinigende Eigenschaften zum Beispiel gemäß der Oberflächenstruktur des Rosenblütenblattes verfügt. Aufgrund der Nanostruktur können Fremdpartikel nicht mehr so einfach an der Mikrostruktur haften bleiben bzw. durch das veränderte Benetzungsverhalten von Wasser auf der Struktur können Partikel besser abtransportiert werden.

Bevorzugt werden die Daten der mikroskopischen Struktur derart bereitgestellt, dass benachbarte Strukturelemente, insbesondere nächstbenachbarte Strukturelemente, der Vielzahl von Strukturelementen aneinander angrenzen, wobei benachbarte Strukturelemente insbesondere ineinander schneiden. Die Mikrostruktur kann keine flachen Bereiche zwischen den einzelnen Strukturelementen aufweisen.

Hierdurch kann erreicht werden, dass der gesamte von der Mikrostruktur umfasste Bereich mit Strukturelementen bedeckt ist, wodurch die Antireflexeigenschaften der Mikrostruktur weiter erhöht werden können. In einem zweiten Schritt kann ein Substrat ausgewählt und bereitgestellt werden. Das Substrat kann ein negatives oder positives Photoresist, insbesondere ein Fotolack, sein. Das Substrat ist bevorzugt ein Photoresist, das durch gezieltes Bestrahlen mit Licht einer bestimmten Wellenlänge in den bestrahlten Bereichen aushärtet bzw. auspolymerisiert.

In einem dritten Schritt kann die hierarchische Struktur aus Mikrostruktur mit enthaltener Nanostruktur auf das Substrat anhand der bereitgestellten bzw. erzeugten Daten übertragen werden.

Vorzugsweise wird das Übertragen der mikroskopischen Struktur auf das Substrat mittels Sintern, Laserablation, Multiphotonenlithographie, Laserinterferenzlithographie, Graustufenlithographie, Ätzen oder einer Kombination dieser Verfahren oder mittels eines anderen geeigneten Verfahrens durchgeführt.

Das Übertragen kann ferner einschließen, dass die bereitgestellten Daten der mikroskopischen Struktur über eine Verbindung, wie zum Beispiel eine Netzwerkverbindung, einem Bereitstellungs- bzw. Fertigungsapparat, wie zum Beispiel einem Photolithographen oder 3D-Drucker, bereitgestellt werden. Die Daten können an diesen Apparat über die Verbindung übermittelt werden.

Die oben beschriebenen Schritte zwei und drei des Verfahrens können vollständig in einem Photolithographen ablaufen. Hierzu können die Daten der Mikrostruktur von einem Computer bereitgestellt werden, d. h. die Daten können von dem Computer über eine Verbindung, wie zum Beispiel ein Netzwerk, an den Photolithographen übertragen werden. Das gesamte oben beschriebene Verfahren kann sogar vollständig und automatisiert in einem Photolithographen ablaufen.

Des Weiteren kann nun mittels der zuvor angemeldeten Erfindung (Aktenzeichen 10 2020 209 106.4) anhand der durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten Strukturvorlage ein Prägewerkzeug, insbesondere für das Rolle-zu-Rolle-Prägen einer Folie, gefertigt werden, wobei die Oberflächenstruktur der Strukturvorlage vervielfältigt und auf die Prägefläche des Prägewerkzeugs übertragen wird.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt betrifft ein Computerprogrammprodukt, das Instruktionen enthält, die einen Prozessor eines Computers, auf dem die Instruktionen ausgeführt werden, dazu veranlassen, das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung einer Strukturvorlage zur Fertigung eines Prägewerkzeuges zum Prägen eines dünnschichtigen Elements auszuführen.

Es folgt die Beschreibung der Zeichnungen, die der Veranschaulichung einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und der Beschreibung weiterer oder alternativer Merkmale dienen. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen dargestellte Einzelmerkmale zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.

Es zeigen: Figur 1 schematische Darstellung der Bereitstellung der Daten einer Mikrostruktur zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Strukturvorlage,

Figur 2A Bestrahlung eines Substrats mit Laserlicht in einem Photolithographen, Figur 2B das strukturierte Substrat aus Figur 2A, Figur 2C eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Strukturvorlage basierend auf dem Substrat aus Figur 2B,

Figur 3A eine Draufsicht eines Kegels der Vielzahl von Kegeln der Mikrostruktur mit sichtbarer Nanostruktur,

Figur 3B eine Seitenansicht des Kegels aus Figur 3A mit abgerundetem Scheitel, Figur 4 eine 3D-Ansicht des Kegels aus Figur 3B, und Figur 5 eine Elektronenrastermikroskop-Aufnahme einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Mikrostruktur.

Figur 1 zeigt schematisch die Bereitstellung von Daten für eine Mikrostruktur für eine erfindungsgemäße Strukturvorlage mittels eines Computers C. Im Folgenden weist die Mikrostruktur 12 mikroskopische Kegel als Strukturelemente auf. Der in Figur 1 gezeigte Computer C ist ein PC, kann aber auch ein Computercluster sein. Aus dem Computer C kann die Mikrostruktur 12 über eine Software, wie zum Beispiel ein CAD-Programm modelliert und simuliert werden. Mit dem CAD-Programm können die einzelnen Kegel der Mikrostruktur 12 samt Nanostruktur auf den Kegeln in einer x-y-Ebene nebeneinander angeordnet werden und so die Mikrostruktur 12 modelliert und erzeugt werden. In Figur 1 wurden die Kegel der mikroskopischen Struktur 12 alle zu einem quadratischen Gitter angeordnet, wobei die einzelnen Kegelreihen der mikroskopischen Struktur 12 jeweils um einen Gitterplatz zueinander versetzt sind. Das Erzeugen der Mikrostruktur kann nach Benutzervorgaben auch vollautomatisch ablaufen. Die Mikrostruktur 12 kann nach Benutzervorgaben computergeneriert sein.

Die Daten, die die Mikrostruktur 12 der Kegel definieren, werden von dem CAD- Programm erzeugt bzw. bereitgestellt (Schritt S1 ) und können gespeichert werden. Ferner können die Daten bei Bedarf zur weiteren Verarbeitung zum Beispiel über eine Netzwerkverbindung bereitgestellt werden. Die Daten enthalten zum Beispiel die geometrischen Parameter der Kegel (Radius r, Höhe h) und der Nanostruktur auf den Kegeln, die räumliche Anordnung der Kegel (Koordinaten (x_i,y_i)), die in Figur 1 einer quadratischen Gitteranordnung entspricht, sowie die Zufallsverteilung (ZV(x_i,y_i)) der Kegel relativ zu ihrem jeweiligen Gitterplatz mit den Koordinaten x_i, y_i. Die Kegel können zum Beispiel relativ zur gewählten Gitteranordnung Gauß-verteilt sein. Die gemäß Figur 1 modellierte Mikrostruktur 12 umfasst Kegel mit einem Radius von jeweils 0,5 Mikrometern und einer Höhe von jeweils 10 Mikrometern.

Die Daten der Mikrostruktur 12 können auch manuell, zum Beispiel mittels eines Tabellenkalkulationsprogrammes, bereitgestellt werden (Schritt S1 ).

Nun wird in Abhängigkeit des Übertragungsprozesses bzw. Fertigungsverfahrens ein Substrat ausgewählt (Schritt S2).

Daraufhin wird anhand der bereitgestellten Daten die Mikrostruktur 12 auf die Oberfläche des Substrats mittels eines Bereitstellungs- bzw. Fertigungsapparates 20 übertragen und somit eine erfindungsgemäße Strukturvorlage bereitgestellt bzw. hergestellt (Schritt S3).

Anders gesagt: An dem Computer C können die dreidimensionalen Abmessungen und Positionen einer hierarchischen Mikro- und Nanostruktur nach Design-Regeln von Pflanzenstrukturen erzeugt werden, die besondere Antireflexeigenschaften haben. Hierbei können in einem CAD- oder Tabellenkalkulationsprogramm die Daten von Kegeln mit einer Höhe von 5 bis 20 Mikrometern und einem Aspektverhältnis (Höhe zu Breite) von 0,5 bis 2 gewählt, bereitgestellt und erzeugt werden. Die Kegelspitzen können hierbei als abgerundet gewählt werden. Die Nanostruktur kann zum Beispiel faltenartige Gebilde umfassen, die radial von der Spitze zur Basis verlaufen und die Antireflexwirkung unterstützen.

Weiter können die Daten die Konfiguration einschließen, dass einzelne oder alle Kegel (nicht Nanostruktur) mit einer Unordnung nach Pflanzenvorbild in der x-y-Ebene angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung können Beugungsmuster und Glanzeffekte eliminiert werden. Ausgehend von einer zum Beispiel quadratischen oder auch hexagonalen Positionierung der Kegel auf der Ebene, die streng periodisch wäre und somit zu Beugungseffekten führen würde, können die Kegel um kleine, zufallsverteilte Beträge in zufallsverteilte Richtungen von ihrem quadratischen oder hexagonalen Gitterplatz verschoben werden, sodass keine Nahordnung mehr besteht. Die Form der einzelnen Kegel kann leicht variieren und zufallsverteilt sein, zum Beispiel um -10 bis +10 Prozent in Höhe und Aspektverhältnis. Zudem können die einzelnen oder alle Kegel zufällig und um wenige Grad geneigt werden. Die Kegel können derart angeordnet werden, dass die gesamte, der Mikrostruktur 12 zur Verfügung stehende Fläche von Kegeln bedeckt ist.

Durch die oben beschriebenen Parameter kann sichergestellt werden, dass die Volumendichte der Kegel (Kegelvolumen pro durchschnittlicher Kegelgrundfläche) konstant bleibt bzw. nur um wenige Prozentpunkte schwankt. Ferner kann sichergestellt werden, dass sämtliche Minima und Maxima der gesamten strukturierten Fläche der Mikrostruktur innerhalb eines bestimmten Korridors bzw. Wertebereichs liegen, zum Beispiel innerhalb von -5 bis +5 Prozent des durchschnittlichen Maximal- bzw. Minimalwertes. So können makroskopische Unebenheiten in der Mikrostruktur 12 vermieden werden, damit insbesondere ein präzises und schnelles Rolle-zu-Rolle- Prägen mittels der Strukturvorlage, die anhand der Modelldaten der Mikrostruktur 12 erzeugt werden kann, möglich ist.

Die Strukturvorlage kann in dem Bereitstellungsapparat bzw. Fertigungsapparat 20 mittels direkten Laserschreibens (DLW) bzw. Zweiphotonenlithographie hergestellt werden. Danach kann die, insbesondere nur auf kleinem Maßstab, erzeugte Strukturvorlage auf industrielle Dimensionen mittels der zuvor von den Erfindern gemachten Erfindung (Aktenzeichen 10 2020 209 106.4) hochskaliert werden.

Die Figuren 2A, 2B und 2C zeigen schematisch den Bereitstellungsprozess einer erfindungsgemäßen Strukturvorlage (Schritt S3) anhand von zuvor bereitgestellten Daten, die ein Modell der Mikrostruktur abbilden, die auf ein Substrat übertragen werden soll. Für die Bereitstellung bzw. Erzeugung der Strukturvorlage wird hier eine Variante der Multiphotonenlithographie verwendet.

Als erstes wird ein quaderförmiges Substrat 10 (hier im Querschnitt dargestellt) mit einer Oberfläche 10A gewählt und bereitgestellt. Das Substrat 10 ist hierbei aus einem Photoresistmaterial, das durch Bestrahlung mit Licht Li einer bestimmten Wellenlänge, zum Beispiel UV-Licht, strukturiert werden kann, indem es an den bestrahlten Stellen im Volumen des Substrats aushärtet, zum Beispiel durch Polymerisierung. So kann das Substrat gemäß einer gewünschten mikroskopischen Kegelstruktur, die in Datenform, zum Beispiel als Tabelle, vorliegt, strukturiert werden.

Um die mikroskopische Kegelstruktur samt integraler Nanostruktur an der Oberseite der Oberfläche 10A des Substrats 10 zu erzeugen, wird das Substrat 10, wie in Figur 2A schematisch gezeigt, zum Beispiel mit einem Laser L von unten (in z-Richtung) bestrahlt bzw. belichtet (gepunktete Linie Li). Es können auch Masken oder Schablonen (hier nicht gezeigt) zur Strukturierung in der Ebene verwendet werden, wobei die Masken vor der Belichtung oder Bestrahlung des Photoresists an dem Substrat 10 angeordnet werden.

In Figur 2B ist das Substrat 10 aus Figur 2A gezeigt, dessen Volumen durch die Bestrahlung mit Laserlicht strukturiert wurde und im Inneren die mikroskopische Kegelstruktur 12 (schraffierter Bereich) aufweist, wobei jeder Kegel 14 eine Nanostruktur (hier nicht gezeigt) besitzt. Der Einfachheit halber sind die Kegel 14 der Mikrostruktur 12 hier als stumpfe, gerade Kegel mit abgeflachtem Scheitel dargestellt. Die Kegel erstrecken sich mit ihren Scheiteln in vertikaler Richtung, d. h. z-Richtung, und damit in Belichtungs- bzw. Bestrahlungsrichtung. Die Kegelachsen sind vertikal orientiert. Die Kegel können sich auch nach unten, in negativer z-Richtung, erstrecken.

In den schraffierten Bereichen ist das Substrat 10 vollständig polymerisiert worden, wohingegen in den nichtschraffierten Bereichen das Substrat 10 in seinem Ausgangszustand ist. Die nichtschraffierten Bereiche können mit einem entsprechenden Mittel nasschemisch entfernt werden (siehe Figur 2C).

In Figur 2C ist die fertiggestellte Strukturvorlage 1 (im Querschnitt) basierend auf dem strukturierten Substrat 10 aus Figur 2B gezeigt. Die in Figur 2B gezeigten nichtschraffierten Bereiche wurden nasschemisch aufgelöst bzw. entfernt. Die resultierende Oberseite der Oberfläche 10A des gehärteten Substrats 10 weist die mikroskopische Kegelstruktur 12 mit integrierter Nanostruktur (nicht gezeigt) auf.

In den Figuren 3A und 3B ist diese nanoskopische Oberflächenstruktur 16 der Kegel 14 der Mikrostruktur 12 anhand eines Beispiels gezeigt.

In Figur 3A ist eine Draufsicht eines Kegels 14 einer Mikrostruktur 12 gezeigt und in Figur 3B ist eine Seitenansicht des Kegels 14 gezeigt. Der gezeigte Kegel 14 weist auf seiner Mantelfläche 14M (in Figur 3B) von der Basis 14B bzw. der Grundfläche des Kegels bis hin zum Scheitel 14S eine Nanostruktur 16 auf. In der Draufsicht von Figur 3A verläuft die Nanostruktur 16 strahlförmig radial nach außen. Die gezeigte Nanostruktur 16 kann der Struktur von Pflanzen, wie von einem Rosenblütenblatt, nachempfunden und vereinfacht sein. Vorliegend setzt sich die Nanostruktur 16 aus falten- oder schlauchartigen, konvexen Erhebungen 16A zusammen, die entlang von verschiedenen Mantellinien 14L (gestrichelte Linie) des Kegels 14 verlaufen. Die Erhebungen können entlang einer Umfangslinie auf der Mantelfläche 14M nebeneinander angeordnet sein, sodass zwischen direkt benachbarten Erhebungen eine Vertiefung oder ein Graben besteht, der sich ebenfalls vom Scheitel zur Basis des Kegels 14 erstreckt. Wie in Figur 3A gezeigt können die Erhebungen 16A auch in unterschiedlichen Abschnitten der Mantelfläche verlaufen. Wie gezeigt können vier Bahnen aus Erhebungen vom Scheitel bis zur Basis verlaufen. Die nächsten vier Bahnen können etwas unterhalb des Scheitels 14S beginnen und zwischen den vier ersten Bahnen zur Basis verlaufen. Zwischen diesen vier zweiten Bahnen können acht weitere Bahnen einen Abschnitt tiefer zur Basis hin verlaufen, und so weiter. Mit anderen Worten können die Erhebungen 16A vertikal und radial entlang der Mantelfläche 14M zueinander verschoben sein, sodass sich die Anzahl der Erhebungen 16A unterhalb des Scheitels 14S um einen Faktor 2 erhöht. Das für die Erhebungen 16A Beschriebene gilt auch für, insbesondere konkave, Vertiefungen bzw. Gräben in der Mantelfläche 14M der Kegel 14.

In Figur 3B ist eine Seitenansicht des Kegels 14 aus Figur 3A gezeigt, wobei hier aber der Scheitel 14S abgerundet ist und der Scheitel 14S keine Nanostruktur 16 aufweist. Anders gesagt, der Scheitel 14S ist nicht von der nanoskopischen Struktur 16 umfasst oder von dieser bedeckt. Der Scheitel 14S kann auch spitz oder flach sein.

In Figur 4 ist eine 3D-Ansicht in Graustufen, die sich nicht anders darstellen lässt, des Kegels 14 aus Figur 3B gezeigt. Hier ist die nanoskopische Struktur 16 besonders gut erkennbar. Figur 4 zeigt insbesondere die oben beschriebene, kaskadische Anordnung von Bahnen aus konvexen Erhebungen 16A, wodurch die faltenartige Nanostruktur 16 entsteht. Analog kann die Nanostruktur 16 auch konkave Vertiefungen umfassen oder sogar eine Kombination aus Erhebungen und Vertiefungen.

Figur 5 zeigt eine Aufnahme der mikroskopischen Kegelstruktur 12, die sich nicht anders darstellen lässt, durch ein Elektronenrastermikroskop. Die Aufnahme zeigt einen Ausschnitt der Mikrostruktur 12 von circa 80 mal 50 Mikrometern. Zusammengefasst kann mit der vorliegenden Erfindung gemäß der unabhängigen Ansprüche eine Strukturvorlage zum Fertigen eines verbesserten Prägewerkzeuges bereitgestellt werden, wodurch das Prägen eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Antireflexfolie, verbessert werden kann. Ferner lässt sich die Strukturvorlage einfach und kostengünstig herstellen. Mittels dieser Strukturvorlage lassen sich die optimalen optischen Eigenschaften bestimmter Pflanzenstrukturen, wie des Rosenblütenblattes, nachahmen und vereinfachen und auf ein prägbares Element übertragen, wobei die Strukturvorlage aber keine Unebenheiten und/oder Inhomogenitäten aufweist. Mittels der Strukturvorlage kann ein kostengünstiges, präzises und schnelles Prägen, insbesondere in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, eines dünnschichtigen Elements, wie zum Beispiel einer Folie zum Beschichten eines Solarmoduls, sichergestellt werden und gleichzeitig können Glanz- und Beugungseffekte des geprägten dünnschichtigen Elements reduziert oder vermieden werden. Insbesondere kann durch das Vorsehen einer nanoskopischen Struktur auf den Strukturelementen der Mikrostruktur die Antireflex-Wirkung weiter verbessert werden. Mit anderen Worten, durch das Vorsehen einer nanoskopischen Struktur auf den Strukturelementen können die Antireflexeigenschaften eines dünnschichtigen Elements, in das die mikroskopische Struktur geprägt worden ist, verbessert werden. Zudem bewirkt die nanoskopische Struktur, dass Fremdpartikel nicht an der mikroskopischen Struktur anhaften können, wodurch die mikroskopische Struktur selbstreinigende Eigenschaften erhält. Durch die Unordnung in der Anordnung der Strukturelemente kommt es zu keiner Nah- oder Fernordnung in der mikroskopischen Struktur, wodurch sich Beugungseffekte und Glanz des dünnschichtigen Elements, in das die mikroskopische Struktur geprägt worden ist, reduzieren oder eliminieren lassen. Bezugszeichenliste

1 Strukturvorlage 10 Substrat

10A Oberfläche des Substrats 12 mikroskopische Struktur 14 Strukturelemente 14M Mantelfläche eines Strukturelements 14L Mantellinie eines Strukturelements

14S Scheitel eines Strukturelements 14B Basis eines Strukturelements 16 nanoskopische Struktur 16A Erhebungen und/oder Vertiefungen 20 Bereitstellungs- bzw. Fertigungsapparat

C Computer L Laser Li Licht