Transparente Antireflexfolie – neuste Mikrostrukturtechnologie

Hochtransparente Mottenaugenfolie

Dexerials hat eine Reihe innovativer Materialien und Komponenten entwickelt, vor allem im Elektronikbereich. Eine davon ist eine Antireflexfolie mit von der Natur inspirierten Mikrostrukturen.

Die Oberfläche des Mottenauges ist mit Beulen übersät, die kleiner sind als die Wellenlänge des einfallenden Lichts (380 nm bis 780 nm). Der Bereich um die Spitzen dieser kleinen Beulen reflektiert das in das Mottenauge einfallende Licht nicht (d. h. blendet nicht). Man geht davon aus, dass die Motten diese Eigenschaft, die Lichtreflexion auf ihren Augen zu minimieren, im Laufe der Evolution erworben haben, um nicht von Fressfeinden entdeckt zu werden.

Die Antireflexionsfolie vom Mottenaugen-Typ von Dexerials weist eine ähnliche, gleichmäßige Struktur mit nanometergroßen Unebenheiten auf. Dank dieser Struktur weist sie eine deutlich geringere externe Lichtreflexion und eine höhere Lichtdurchlässigkeit als herkömmliche Folien auf. Aufgrund ihrer geringen Reflexion wird sie in verschiedenen Anwendungen wie Displays und medizinischen Schutzschilden eingesetzt. Werfen wir einen Blick auf den Herstellungsprozess.

Anwendung der Blu-ray-Disc-Technologie

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Mottenaugenstrukturen auf einer Folie zu erzeugen. Eine Methode, die viele Hersteller anwenden, ist die sogenannte anodische Oxidation. Dabei wird eine Aluminiumplatte in eine Säurelösung getaucht. Fließt Strom hindurch, kommt es zu einer chemischen Reaktion, die zahlreiche mikroskopisch kleine Löcher auf der gesamten Plattenoberfläche entstehen lässt. Wird ein Harzfilm auf die Aluminiumplatte aufgetragen, füllt das Harz die Löcher und bildet Unebenheiten.

Dexerials verwendet eine andere Methode, die aus der Entwicklung von Blu-ray Discs stammt, um Mikrostrukturen, wie beispielsweise die Mottenaugenstruktur, auf einem Film zu erzeugen.

Optische Datenträger wie Blu-ray-Disks und DVDs speichern Informationen durch kleine Vertiefungen (Pits) auf ihrer Oberfläche. Diese Pits entstehen durch eine Master-Disk mit unebener Oberfläche. Bei der Herstellung von Antireflexfolien mit Mikrostrukturen wird zunächst eine zylindrische Masterform vorbereitet, die diese Unebenheiten prägt.

Dexerials stellt Masterformen her, bei denen mithilfe der Laserlithografie-Technologie kleine Unebenheiten systematisch in zylindrisches Material eingraviert werden.

In diesem Abschnitt wird der Herstellungsprozess der zylindrischen Masterformen für Mikrostrukturfolien erläutert. Die Masterform rotiert das zylindrische Material, während ein Laserstrahl axial in das zylindrische Material bewegt wird und ein Muster eingraviert. Position und Bewegung des Lasers werden mithilfe eines proprietären Mechanismus computergesteuert und mit Nanometerpräzision gesteuert. Die vorherige Dateneingabe ermöglicht eine bessere Kontrolle über die gravierten Muster.

Anschließend wird die Masterform mit der eingravierten Mikrostruktur verwendet, um das umgekehrte Muster der Unebenheiten auf die Folienoberfläche zu prägen. UV-härtendes Harz wird auf die Oberfläche der Basisfolie aufgetragen und an der rotierenden Masterrolle haftend UV-belichtet. Das Harz härtet sofort aus und bildet eine Mottenaugenstruktur auf der Folienoberfläche. Diese Technologie wird „Nanoimprinting“ genannt.

Hoher Freiheitsgrad bei der Mustergestaltung

Das zuvor eingeführte anodische Oxidationsverfahren ermöglicht die effiziente Abscheidung von Mikrostrukturen in etwa gleicher Größe. Größe und Form der Vertiefungen auf der Mikrostruktur der Masterrolle lassen sich jedoch nicht frei anpassen. Der größte Vorteil der Mikrostrukturtechnologie von Dexerials ist die Möglichkeit, präzise und kontinuierliche Mikrostrukturmuster auf Masterrollen basierend auf vorprogrammierten Designs zu erstellen.

Darüber hinaus ist es Dexerials durch die Entwicklung einzigartiger Lithografie- und Nanoimprinting-Technologien gelungen, hochfunktionelle Filme auf den Markt zu bringen, die eine hervorragende Antireflexionsleistung und eine hohe Lichtdurchlässigkeit über einen weiten Wellenlängenbereich hinweg vereinen, was mit anderen dünnen optischen Filmen nur schwer zu erreichen ist.

Obwohl sich dieser Artikel auf die Erläuterung dieser Technologie aus fertigungstechnischer Sicht konzentriert, ist es ebenso wichtig, die optimale Form für die gewünschte Funktion und Leistung zu erreichen. Deshalb legt Dexerials auch Wert auf optisches Design, einschließlich optischer Simulation, um die Kundenbedürfnisse zu erfüllen.

Neben Mottenaugenstrukturen werden verschiedene Forschungsarbeiten durchgeführt, um durch die Erzeugung von Mikrostrukturen auf Folienoberflächen neue optische Funktionen zu schaffen. Dexerials wird weiterhin die Möglichkeiten für neue Anwendungen erforschen.