05/2001

Entspiegelung auf der Materialica

Nanoporöse Polymerfilme als hochwertige Antireflexbeschichtungen - eine Entwicklung vom NanoMat-Partner Universität Konstanz

Auf der Materialica 2001 (vom 1. bis 4. Oktober), Neue Messe München, ist NanoMat auf dem Stand des Forschungszentrums Karlsruhe mit der Präsentation von Antireflexschichten vertreten, Halle C1, Stand 205. Das Forschungszentrum Karlsruhe zeigt folgende Exponate: elektrisch heizbare Keramik, Einkristall-Formgedächtnislegierungen, Prozess und Anlage zur Herstellung von beschichteten Nanowerkstoffen und Laser-Strukturierung von Keramikwerkstoffen. Dr. Gerhard Wilde vom Institut für Nanotechnologie (INT) des Forschungszentrums Karlsruhe wird im Forum einen Vortrag zum Thema "Synthese und Charakterisierung nanoskaliger Kompositmaterialien" präsentieren.

An allen transparenten Materialien wird ein Teil des anfallenden Lichtes reflektiert. Die Reflexion beruht auf der abrupten Änderung des Brechungsindexes (n) an der Grenzfläche zweier Medien. Zur Verringerung der meist störenden Reflexion von optischen Bauelementen, Displays, Instrumentenanzeigen, Linsen, Kameraobjektiven, Brillengläsern und Flachgläsern werden dünne Schichten aufgebracht. Dabei nutzt man die Interferenz von Licht an dünnen Schichten. Eine optimale Entspiegelung für Glas sollte einen Brechungsindex n=1,22 haben. Herkömmliche Materialien mit Brechungsindizes n<1,3 sind jedoch nicht bekannt. Unser Verfahren macht es möglich Schichten mit dem geforderten Wert herzustellen [Referenz: Nanophase- Separated Polymer Films as High-Performance Antireflection Coatings (S.Walheim, E. Schaeffer, J. Mlynek, U. Steiner) Science Vol.283, 520-522 (1999)].

Durch Beschichtung kann die Reflexion verringert und somit die Transmission erhöht werden. Die Transmission einer unbeschichteten Glasplatte beträgt etwa 92%. Beschichtet man beide Oberflächen mit unseren neuartigen Filmen, so werden 99% des sichtbaren Lichts durchgelassen. Es handelt sich dabei um nanoporöse Polymerfilme mit Porengrößen weit unter der Wellenlänge des Lichts. Mit dem Grad der Porosität kann der effektive Brechungsindex sehr leicht in einem Bereich von 1.05 –1.6 eingestellt werden. Durch die Bereitstellung von Schichten mit derart niedrigem Brechungsindex können Vergütungen mit extrem hoher Bandbreite und gleichzeitig hoher Transmission erzielt werden.

Die wesentlichen Vorteile der neuen Antireflexschichten sind:

• geringe Reflektivität im gesamten sichtbaren Spektralbereich:
  unter 0,5 % für eine Einzelschicht,
  unter 0,1 % für eine Doppelschicht,
  unter 0,01 % für eine Dreifachschicht
• Brechungsindex präzise und kontinuierlich einstellbar
• kratzfeste Beschichtung für Glas und Kunststoff
• kostengünstige Produktion bei Raumtemperatur

Regine Hedderich