Derzeit entwickelt die Industrie optische Beschichtungen für Anwendungen wie Digitalkameras, Barcode-Lesegeräte, Glasfasersensoren und Kommunikationsnetzwerke sowie biometrische Sicherheitssysteme. Da der Markt zunehmend kostengünstige, leistungsstarke optische Kunststoffkomponenten bevorzugt, sind neue Beschichtungstechnologien entstanden, um den Anforderungen neuer Anwendungen gerecht zu werden.
Im Vergleich zu Glasoptiken sind Kunststoffoptiken zwei- bis fünfmal leichter und eignen sich daher besser für Anwendungen wie Nachtsichthelme, tragbare Bildgebungsanwendungen und wiederverwendbare oder Einweg-Medizinprodukte (z. B. Laparoskope). Darüber hinaus können Kunststoffoptiken an die jeweiligen Einbauanforderungen angepasst werden, was die Anzahl der Montageschritte deutlich reduziert und die Herstellungskosten senkt.
Kunststoffoptiken können in den meisten Anwendungen mit sichtbarem Licht eingesetzt werden. Für andere Anwendungen im Nah-UV- und Nah-IR-Bereich werden gängige Materialien wie Acryl (hervorragende Transparenz), Polycarbonat (beste Schlagzähigkeit) und zyklische Olefine (hohe Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit, geringe Wasseraufnahme) mit einem Transmissionswellenlängenbereich von 380 bis 100 nm verwendet. Die Oberfläche optischer Kunststoffkomponenten wird beschichtet, um ihre Transmission oder Reflexion zu verbessern und die Haltbarkeit zu erhöhen. Dicke Beschichtungen (typischerweise etwa 1 μm dick oder dicker) dienen in erster Linie als Schutzschicht, verbessern aber auch die Haftung und Festigkeit nachfolgender Dünnschichtbeschichtungen. Zu den Dünnschichtbeschichtungen gehören Siliziumdioxid (SiO₂), Tantaloxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Nioboxid und Hafniumoxide (SiO₂, Ta₂O₅, TiO₂, Al₂O₃, Nb₃O₅ und HfO₂); typische metallische Spiegelbeschichtungen sind Aluminium (Al), Silber (Ag) und Gold (Au). Fluorid oder Nitrid werden zum Beschichten selten verwendet, da zum Erreichen einer guten Beschichtungsqualität höhere Temperaturen erforderlich sind, die nicht mit den Niedertemperatur-Abscheidungsbedingungen vereinbar sind, die zum Beschichten von Kunststoffkomponenten erforderlich sind.
Wenn Gewicht, Kosten und einfache Montage die wichtigsten Überlegungen bei der Verwendung optischer Komponenten sind, sind optische Komponenten aus Kunststoff oft die beste Wahl.
Maßgeschneiderte reflektierende Optik für einen speziellen Scanner, bestehend aus einer Reihe sphärischer und nicht-sphärischer Komponenten (beschichtetes Aluminium und unbeschichtet).
Ein weiterer häufiger Anwendungsbereich für beschichtete optische Kunststoffkomponenten sind Brillen. Antireflexbeschichtungen (AR) auf Brillengläsern sind mittlerweile weit verbreitet, wobei über 95 % aller Brillengläser Kunststoffgläser enthalten.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für optische Kunststoffkomponenten ist die Flugelektronik. Beispielsweise spielt bei Head-up-Displays (HUDs) das Gewicht der Komponente eine wichtige Rolle. Optische Kunststoffkomponenten eignen sich ideal für HUD-Anwendungen. Wie bei vielen anderen komplexen optischen Systemen sind auch bei HUDs Antireflexbeschichtungen erforderlich, um Streulicht durch Störstrahlung zu vermeiden. Obwohl auch hochreflektierende Metall- und mehrschichtige Oxidverstärkungsschichten beschichtet werden können, muss die Industrie kontinuierlich neue Technologien entwickeln, um optische Kunststoffkomponenten in weiteren, sich entwickelnden Anwendungen zu unterstützen.
Beitragszeit: 07.11.2022