Elastische und stabile Schichtsysteme auf Kunststoffoberflächen für 3D-Brillen und Head-Up-Displays

BMBF-Verbund FlexCoPlas erforscht neuartige Produktionskonzepte.

Anwendungsbeispiel: 3D-Brillen für die spektrale Kanaltrennung für die 3D-Projektion. Bild: Infitec GmbH, Ulm

21.08.13

BMBF-Verbundprojekt FlexCoPlas

Für qualitativ hochwertige optische Komponenten, wie Spiegel, Linsen und Filter, sind sog. Interferenzschichtsysteme entscheidend. Sie sind seit vielen Jahren gängiger Stand der Technik und tragen wesentlich zu den Funktionen optischer Bauteile bei. Anwendung finden hierfür bislang meist keramische Schichtmaterialien auf Glassubstraten.

Der Einsatz von Kunststoff als Substratmaterial hat erhebliche Vorteile in den Bereichen Kosten, Designfreiheit, Gewicht und Sicherheit. Herkömmliche keramische Schichtmaterialien und Beschichtungsprozesse sind jedoch nicht ausreichend kompatibel für derartige Substrate. Insbesondere die Unterschiede zwischen den harten, inelastischen keramischen Schichten und den weichen, flexiblen Kunststoffsubstraten verursachen Probleme (Spannungen und Rissbildungen in den Schichten, Eindringen von Wasser in den Rissen, Delamination).

Anfang August 2013 ist das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „FlexCoPlas“ ( Erforschung hochflexibler optischer Präzisionsschichten auf Polymeroberflächen) mit dem Ziel gestartet, die mechanischen Eigenschafften der optischen Schichten an die der Kunststoffsubstrate anzupassen. Hierdurch ergeben sich neuartige Produktionskonzepte, welche weitere Vorzüge im Bereich der Herstellungskosten ermöglichen.

Ausgehend vom klassisch gedampften oder reaktiv gesputterten optischen Schichtstapeln aus hoch- und niedrig brechenden Metalloxiden (wie SiO2, Ta2O5, Nb2O5 etc.) sollen im Rahmen dieses Projektes mechanisch flexiblere optische Schichtsysteme entwickelt werden. Dies soll hauptsächlich durch die Beimischung mit organischen Schichtkomponenten (HMDSO) geschehen. Im Projekt soll untersucht werden, wie sich diese Beimischung unter anderem auf die optische Qualität (Lichtstreuung, Absorption) der Schichtmaterialien auswirken.

Die zu entwickelnden Schichtsysteme sollten sich vorrangig für den Einsatz auf dreidimensionalen Kunststoffbauteilen (Linsen, Freiformoptiken, etc.) eignen. Im Projekt soll deshalb auch dieser Einsatz der Schichtsysteme erforscht werden. Hierfür wurden zwei Anwendungsschwerpunkte ausgewählt. Zum einen Combiner für Head-Up-Displays im Kraftfahrzeugbereich und zum anderen 3D-Brillen.

In beiden Einsatzgebieten liegen anspruchsvolle optische Schichtsysteme vor, welche durch die zu erforschende Technologie herzustellen sind. Durch die Verwendung von Kunststoffsubstraten werden beide Anwendungen markttauglich und besitzen dann das Potential einer weiten Verbreitung.

Das Forschungsprojekt mit einem Gesamtvolumen von rund 4,6 Millionen Euro wird zu 57 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative „Innovative Anwendungen der Plasmatechnik“ gefördert. Das Projekt ist am 1. August 2013 gestartet und soll nach einer dreijährigen Laufzeit am 31.Juli 2016 enden.

Insgesamt haben sich sechs Projektpartner zum FlexCoPlas-Verbund zusammengeschlossen:

  • Bte Bedampfungstechnik GmbH (Elsoff)
  • Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (Braunschweig)
  • Infitec GmbH (Ulm)
  • Macrotech Steuerungstechnik GmbH (Korntal-Münchingen)
  • Sentech Instruments GmbH (Berlin)
  • Uvex Sports Lederdorn GmbH (Chamerau)
  • Assoziierte Partner sind die Alanod Aluminium Veredelung GmbH & Co. KG (Ennepetal), die Plastic-design GmbH (Bad Salzuflen) und die Robert Bosch GmbH (Waiblingen)

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Verbundprojekt FlexCoPlas (PDF)

Ansprechpartner

Dr. Arnold Simon
Tel.:0731/146601-30
arnold.simon@infitec.net

Infitec GmbH
Lise-Meitner-Straße 9
89081 Ulm

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