Kratzfeste Transparenz für Kunststoffe

Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2003: Displays und Linsen aus Kunststoff müssen gehärtet und entspiegelt werden. Bisher brauchte man dafür zwei Technologien. Bei dem AR-hard® genannten Verfahren genügt ein Arbeitsgang, um kratzfeste und reflexfreie Oberflächen zu erhalten.

„Aus zwei mach eins“ könnte man in Abwandlung des Hexeneinmaleins in Goethes Faust diese Verfahrensvereinfachung überschreiben. Bisher wurden Kunststoffoptiken erst gehärtet und dann in einem eigenen Arbeitsschritt entspiegelt. Nun geht beides in einem – ganz ohne Hexerei: „Mit unserem neuen Beschichtungsverfahren erreichen wir an Oberflächen eine neue Qualität“, betont Dr. Ulrike Schulz vom Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF. „Besonders hervorzuheben ist die ausgezeichnete Entspiegelungswirkung.“ Gemeinsam mit ihrem Abteilungsleiter Dr. Norbert Kaiser und dem Doktoranden Peter Munzert wird die Chemikerin mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet.

„Unsere Idee war einfach“, erinnert sich Schulz. „Kunststoffoptiken werden heute als Linsen in Kameras oder CD-Playern eingesetzt. Displays aus Kunststoffen kennt jeder von Autoradios, GPS-Empfängern oder Telefonen. Damit die Oberflächen nicht verkratzen, müssen sie gehärtet werden. Aber wenn ich schon eine dicke Hartschicht aufbringe, dann kann ich die Entspiegelung doch gleich integrieren!“

Um störende Reflexe zu beseitigen, bauen die Fraunhofer-Forscher in eine harte, glasartige Siliziumdioxidschicht dünne Lagen aus Titandioxid ein. Diese reflektieren dank eines hohen Brechungsindex’ einen Teil des einfallenden Lichts genau so, dass die ursprünglich an der Kunststoffoberfläche reflektierten Lichtstrahlen durch Interferenz ausgelöscht werden.

Die Schichtsysteme dieser Art sind unter dem Namen AR-hard® patentiert. Die Ausgründung des IOF msoJena Mikroschichtoptik GmbH benutzt die Technik bereits, um Linsen für optische Geräte und Sensoren zu entspiegeln und zu härten. Seit einem Jahr arbeitet ein Firmenkonsortium gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut daran, die Technik auch zur Beschichtung von Displays zu nutzen.

„Das Verfahren lässt sich gut an die praktischen Bedürfnisse der Anwender anpassen, denn es eignet sich selbst für kompliziert geformte Oberflächen“, resümiert Abteilungsleiter Kaiser. „Darüber hinaus können wir einen weiten Spektralbereich abdecken – vom Ultraviolett bei 200 Nanometern Wellenlänge über das Sichtbare bis zum nahen Infrarot.“

Joseph-von-Fraunhofer-Preis – Forschen für die Praxis

Seit 1978 verleiht die Fraunhofer-Gesellschaft alljährlich Preise für herausragende wissenschaftliche Leistungen ihrer Mitarbeiter, die anwendungsnahe Probleme lösen. Mehr als 200 Forscherinnen und Forscher haben diesen Preis inzwischen gewonnen. In diesem Jahr werden drei Preise mit jeweils 10 000 Euro vergeben. Eine ebenfalls begehrte Trophäe ist die silberne Anstecknadel mit dem Profil des Namenspatrons.

Ansprechpartner: Dr. Norbert Kaiser, Tel. 03641 / 807-321, norbert.kaiser@iof.fraunhofer.de

Dr. Ulrike Schulz, Tel. 03641 / 807-344, Fax -601, ulrike.schulz@iof.fraunhofer.de