nanofluor – Antireflektive Beschichtungen auf Glas und Kunststoffen
Beschichtungen
Die seit kurzem zugänglichen nanoskaligen Metallfluoride von nanofluor zeigen Eigenschaften, die deutlich verschieden von herkömmlichen Metallfluoriden sind.MgF2 und CaF2 besitzen optische Eigenschaften, die sie gegenüber Metalloxiden überlegen machen. So ist das optische Fenster von Fluoriden wesentlich weiter (siehe Tabelle unten) als von Oxiden. Ihre Brechungsindizes sind deutlich niedriger als der des Oxids mit dem niedrigsten Brechwert (SiO2).
Daher weisen Beschichtungen auf Basis dieser Fluoride hervorragende Transmissionswerte (>99,5%) und sehr gute mechanische Festigkeiten auf. In diesen Kennzahlen sind Fluoride deutlich besser als state of the art verwendete poröse SiO2-Schichten.
| Formel | Schmelzpunkt | optisches Fenster | Brechungsindex | Löslichkeit |
|---|---|---|---|---|
| MgF2 | 1256°C | 120nm - 8µm | 1.38 | 0.13 g/L |
| CaF2 | 1423°C | 130nm - 8µm | 1.40 | 0.016 g/L |
| SiO2 | 1513°C | 150nm - 4µm 50nm - 1000µm | 1.54 (thin film) | 0.01 g/L Quarz am. SiO2 |
MgF2– und CaF2-Sole sind in industriellem Maßstab zugänglich und auf hohe optische Transmission sowie hohe Kratzfestigkeit der daraus erhaltenen Schichten optimiert. Die Schichtdicken sind über die Sol-Konzentrationen und Ziehgeschwindigkeiten zwischen 50 und 200nm frei ansteuerbar. Mehrfachbeschichtung ist möglich.
Auch lassen sich Interferenzfilter durch Kombination mit hochbrechenden Materialien, wie z.B. TiO2, herstellen.AR-BESCHICHTUNGEN AUF GLAS UND KUNSTSTOFFEN
Die Anwendung der MF2-Sole ist innerhalb der bestehenden Tauchbeschichtungstechnologie für Glas ohne Einschränkungen möglich. So werden großflächige AR-Beschichtungen mit Transmissionen von ca. 99,8% für MgF2 bzw. 99,6% für CaF2 (Abb. 1) erhalten. Der Brechungsindex der porösen Schichten variiert zwischen 1,23 und 1,27 (Abb. 2).
Abbildung 1: Transmissionswerte für mit MgF2 und CaF2 beschichtetes Float Glass bei unterschiedlichen Ziehgeschwindigkeiten.
Abbildung 2: Brechnungsindex für MgF2-Schichten in Abhängigkeit von der Schichtdicke und Temperatur
Mit MgF2-Sol beschichtete Polycarbonatscheibe, visualisiert unter monochromatischem Licht. Gut erkennbar die blaue Reflexionsfarbe der AR-Schicht.
- Einfache Beschichtung innerhalb der bestehenden Tauchbeschichtungstechnologien, keine Veränderung der bestehenden Beschichtungstechnologie nötig.
- Signifikante Verbesserung der Transmission auf Glas (nahezu 100%) bei gleichzeitig extrem guter Abrasionsbeständigkeit. Crockmetertests zeigen selbst nach 100 Hüben mit Stahlwolle 00
(4N Anpressdruck) keine Kratzspuren - Hohe Kratzfestigkeit nach Tempern bei 450°
- Diese Sole lassen sich auch auf nichtglasartige feste Substrate aufbringen. So wird z.B. durch Beschichtung Spinell-basierter Optokeramik eine um ca. 15% verbesserte Transmission erreicht.
- Transparente Beschichtungen von Lampensystemen mit verbesserter Transmission und gleichzeitig deutlich verbesserter Korrosionsbeständigkeit bei z.B. Halogenlampen
AR-Beschichtung von Glas