IGF Forschungsvorhaben »Beschichtung neuartiger Polymere für optische Anwendungen« (Polymere2020)

Grundlagenuntersuchung beschichtungsrelevanter Eigenschaften von neuen transparenten Polymermaterialien für optische Komponenten in den Bereichen Kamerasysteme, Medizintechnik, Beleuchtung und Automotive.

Projektbeschreibung

Neue transparente Polymere sind eine wichtige Basis für die fortlaufende Entwicklung und Verbesserung optischer Systeme. Dabei wird in der Regel erst durch Beschichtungen die endgültige Funktionalität der Oberflächen erreicht. Im Vergleich mit bereits etablierten Optik­materialien wurden insbesondere Materialien mit hohem Brechungs­index (n > 1.58) untersucht, die zukünftig verstärkt für Kamera- und Beleuchtungs­optiken sowie in der Medizin­­technik eingesetzt werden sollen. Dazu gehören z. B. Iupizeta^TM EP6000 und EP8000, Markolon^® LQ2647, Lexan^TM CXT sowie OKP-1 und OKP-4.

Im Rahmen des Projekts wurden beschichtungs­relevante Substrat­eigenschaften, Wechsel­wirkungen beschichtungs­typischer Plasma­bedingungen sowie Haftungs­eigenschaften von Beschichtungen grundlagen­wissenschaftlich untersucht. Es wurden Empfehlungen bezüglich vorteilhafter Anwendungs­bedingungen für die Polymere erarbeitet und gleichzeitig deren Grenzen aufgezeigt und veröffentlicht. Optimierte Beschichtungs­bedingungen wurden an verschieden optischen Modell­systemen wie Antireflex-Schichten für den visuellen Spektral­bereich oder für LIDAR-Anwendungen demonstriert.

Das Projekt wurde von 11 Industrie­partnern der kunststoff­verarbeitenden Industrie sowie aus dem Bereich der Beschichtungs­technologie und Oberflächen-Messtechnik begleitet (davon 6 KMU).

Forschungsergebnisse

Zusammenfassende Bewertung der Eigenschaften untersuchter Polymere

Publikationen der Ergebnisse

• U. Schulz et al.: Coating-relevant properties of high-index optical polymers for automotive applications, Applied Optics 60 (20), E34-E40 (2021).
• U. Schulz et al.: Entspiegelung von Polycarbonat für LIDAR- Anwendungen, Jahresbericht 2020 des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, 66-67 (2021).
• U. Schulz, F. Rickelt und N. Gratzke: Hochbrechende Polymere: Eigenschaft und Beschichtung, Galvanotechnik, Eugen G. Leuze Verlag, 1082-1084 (2021).
• U. Schulz et al.: Properties of new transparent polymers for optical applications, Proc. of SPIE Vol. 11872, Advances in Optical Thin Films VII, 118720J, doi: 10.1117/12.2597061 (2021).

Laufzeit und Förderung

• Laufzeit: 1.6.2019 – 31.5.2021
• IGF- Vorhaben Nr.: 20663 BR/1