Anti-Fingerprint-Beschichtung: Fertigungsanleitung Schritt für Schritt

Die physikalische Gasphasenabscheidung, kurz PVD, gehört zu den besonders geschätzten Verfahren zum Aufbringen von Anti-Fingerprint-Beschichtungen (AF). Ein PVD-Verfahren beschreibt also den Übergang eines Materials vom festen in den gasförmigen Zustand und seine anschließende Abscheidung als dünner Film auf der Oberfläche eines Substrats. Zu den häufig verwendeten Materialien für Anti-Fingerprint-Beschichtungen gehören Titannitrid, Siliziumdioxid und Fluorpolymere, die eine hohe Beständigkeit und eine ausgeprägte Oleophobie aufweisen.

Der Fortschritt bei der Entwicklung führender PVD-Normen zielte darauf ab, die Gleichmäßigkeit und Haftung der Beschichtungen zu verbessern und gleichzeitig die Abfallmengen innerhalb der Prozessumgebung möglichst gering zu halten. Ebenso wichtig ist es, Abscheiderate, Temperatur und Vakuumniveau äußerst fein aufeinander abzustimmen, um die Dicke auch auf gekrümmten Produktoberflächen vollständig zu kontrollieren. Umfassende Berichte deuten darauf hin, dass die Branchentrends zu leistungsfähigeren Vakuumtechnologien und Anwendungen des Magnetronsputterns gehen. Auch die intensiven Bemühungen um Schlierenbeständigkeit und den langfristigen Erhalt der Brillanz PVD-beschichteter, entspiegelnder Oberflächen sind zentrale und unverzichtbare Anforderungen auf den entstehenden Märkten für Hightech-Elektronik.

Die Sol-Gel-Beschichtung ist aufgrund ihrer viel gelobten Anpassungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen von Anti-Fingerprint-Beschichtungen (AF). Zu den grundlegenden Schritten gehört die Herstellung einer Lösung, die meist Metallalkoxide oder andere Ausgangsstoffe enthält, aus denen durch Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen ein Gel entsteht. Das so gebildete Sol oder Gel wird anschließend durch Verfahren wie Tauchen, Sprühen oder Rotationsbeschichtung gleichmäßig auf die Substratoberfläche aufgebracht.

Nach dem Aufbringen der Beschichtung ist ein Aushärtungsschritt erforderlich, um die Gelschicht zu verfestigen und ihre Haftung am Substrat zu verbessern. Die während der Aushärtung fest verbundene Grenzfläche sorgt außerdem für eine dünne, äußerst beständige und hochgradig geordnete Filmschicht gemäß den gewünschten Spezifikationen. Bei Sol-Gel-Verfahren spielen hydrophobe und oleophobe Wirkstoffe eine entscheidende Rolle bei der Abweisung von Ölen, Fingerabdrücken und hartnäckigen Verunreinigungen. Die Oberfläche wäre beim Betrachten frei von Schlieren, bliebe glatt und würde ihre optische Klarheit behalten.

Das Sol-Gel-Verfahren bietet zahlreiche Vorteile, da sich Beschichtungsdicke und Oberflächeneigenschaften an die jeweiligen Anforderungen anpassen lassen. Verschiedene Substrate, von Glas bis hin zu Kunststoffen, lassen sich problemlos im Sol-Gel-Verfahren beschichten, was seine Vielseitigkeit zusätzlich erhöht. In der Praxis macht vor allem die Herstellung sehr dünner, transparenter und zugleich beständiger Filme das Sol-Gel-Verfahren zu einer attraktiven Wahl für die Unterhaltungselektronik, die Automobilindustrie und die Glasarchitektur, in denen der Erhalt von Optik und Funktion entscheidend ist.

Säureätzen gilt allgemein als wirksames Verfahren zur Herstellung von Anti-Fingerprint-Beschichtungen. Es bietet Möglichkeiten, die Oberflächeneigenschaften auf Makro- und Nanoebene gezielt anzupassen. Üblicherweise wird eine Säurelösung unter kontrollierten Bedingungen auf die Substratoberfläche aufgebracht, wodurch eine Mikrorauheit entsteht und sich die Oberflächenenergie verändert. Diese Mikrorauheit verringert die Sichtbarkeit von Fingerabdruckrückständen erheblich und erleichtert die Reinigung deutlich, sodass sich die Oberflächen besser für fingerabdruckabweisende Anwendungen eignen. Hydrophobe und oleophobe Oberflächenbehandlungen werden häufig mit dem Säureätzen kombiniert, um Öle und Feuchtigkeit mit bestmöglichen Ergebnissen abzuweisen.

Dieses Verfahren lässt sich auf nahezu alle Arten von Substraten, einschließlich Glas und Metall, anwenden und ist daher für die Unterhaltungselektronik und die Automobilindustrie besonders relevant. Es handelt sich um eine kostengünstige Methode, die große Flexibilität bei der Einstellung der Oberflächeneigenschaften bietet. Dadurch erfüllt die Oberfläche ihren vorgesehenen Zweck und bietet die gewünschte Klarheit und Struktur. Durch die Einbindung des Ätzens in fortschrittliche Beschichtungstechnologien werden sich Vermarkter mit zahlreichen kleinen, häufig auftretenden Problemen beim Diebstahlschutz auseinandersetzen, die für ihre jeweiligen unterschiedlichen Anwendungen zu rechtfertigen sein werden.

Was ist Glas mit Anti-Fingerprint-Beschichtung und wie unterscheidet es sich von thermisch vorgespanntem Glas?

Glas mit Anti-Fingerprint-Beschichtung, auch als fingerabdruckabweisendes oder schlierenabweisendes Glas bezeichnet, ist eine Glasart, die mit einer Anti-Fingerprint-Beschichtung oder Nanobeschichtung behandelt wird, um sichtbare Fingerabdrücke und Schlieren zu reduzieren. Thermisch vorgespanntes Glas bezeichnet dagegen Glas, das wärmebehandelt wird, um eine höhere Stoßfestigkeit und Sicherheit zu erreichen, und anschließend als Abdeckung aus thermisch vorgespanntem Glas mit Anti-Fingerprint-Beschichtung dienen kann. Bei Industrieanlagen und Elektronik kombinieren Hersteller häufig die Festigkeit von thermisch vorgespanntem Glas mit Oberflächen mit Anti-Fingerprint-Beschichtung, um eine beständige Glasscheibe zu schaffen, die sich zugleich leichter reinigen und pflegen lässt.

Wie machen Nanobehandlungen, etwa Nanobeschichtungen aus Südkorea, Glasdisplays schlierenfest?

Bei diesen Oberflächenbehandlungen wird eine ultradünne oleophobe Schicht auf die Glasoberfläche aufgebracht, die die Abweisung verbessert, das Anhaften von Ölen verhindert und Fingerabdrücke sowie Wischspuren auf Touchscreens oder Touchpanels weniger sichtbar macht. Diese Beschichtungen wirken ähnlich wie ein Lotusblatt: Sie verringern das Anhaften von Fett und Öl und sorgen so für ein klares, schlierenfreies Erscheinungsbild und eine einfache Pflege. Diese Verfahren lassen sich bei der weiterführenden Bearbeitung von Abdeckglas für elektronische Geräte, medizinische Ausrüstung, Bedienfelder von Kommunikationssystemen und Touchscreens für Endverbraucher integrieren.

Können die Klebefolie oder Antireflexbeschichtungen Blendung verringern und so die Sicht verbessern?

Ja, dazu gehört auch die Kombination von fingerabdruckabweisendem Glas mit Antireflexbeschichtungen. Bei erhöhter Reflexion und eingeschränkter Lichttransmission können beide gut zusammenwirken. Blendmindernde Beschichtungen reduzieren tatsächlich die gerichtete Blendung, während fingerabdruckabweisende Nanopartikel Fingerabdrücke oder Schlieren auf der Glasoberfläche unterdrücken. Diese Kombination wird häufig zur Kontrolle von Fingerabdrücken eingesetzt, wenn das Displayglas für den Außenbereich oder gut beleuchtete Umgebungen ausgelegt ist.

Wie lange halten Nanobeschichtungen und andere Oberflächenbehandlungen auf Touchscreens?

Die Beständigkeit von Nanobeschichtungen und Oberflächenbehandlungen hängt von der Nutzung, der Art der Reinigung und den Umgebungsbedingungen ab. Anti-Fingerprint-Beschichtungen können relativ beständig sein, nutzen sich bei starker Reibung und aggressiven Reinigungsverfahren jedoch schnell ab. Geeignete behördliche Vorgaben, der Einsatz schonender Reinigungsmittel und der Verzicht auf Scheuermittel oder kratzende Reinigungspads verlängern die Lebensdauer der fingerabdruckabweisenden Schicht. Bei großen Glasscheiben oder häufig genutzten Touchscreens kann der Glashersteller eine Einschätzung zur voraussichtlichen Lebensdauer und dazu geben, wie oft sich die Behandlung überbrücken lässt.

Wie wird fingerabdruckabweisendes Glas im Werk hergestellt?

Die Herstellung von fingerabdruckabweisendem Touch-Glas umfasst verschiedene Verfahren: die Auswahl der Basisglasart (zur Erhöhung der Sicherheit wird häufig Einscheibensicherheitsglas (ESG) verwendet), die weiterführende Bearbeitung mit Zuschnitt, Siebdruck und geätzten Dekoren sowie die Herstellung der Beschichtung gegen Nagelhaut oder der Nanobeschichtung. Diese Beschichtungen können innerhalb der Fertigungslinie oder nachgelagert aufgebracht werden; spannende Maßnahmen zur Qualitätsprüfung gewährleisten eine gleichbleibende Lichttransmission, minimale Reflexion und eine hochwirksame Schmutzabweisung und sorgen so für eine leicht zu reinigende, langlebige Scheibe im fertigen Abdeckglas.

Glauben Sie, dass die Anti-Fingerprint-Beschichtung die Berührungsempfindlichkeit von Touchpanels und elektronischen Geräten beeinträchtigt?

Hochwertiges Glas mit Anti-Fingerprint-Beschichtung ist am dünnsten und so sicher ausgelegt, dass die Berührungsempfindlichkeit von Touchscreens und Touchpanels erhalten bleibt. Werden Anti-Fingerprint-Beschichtungen sachgerecht auf ein elektronisch abgestimmtes Glas aufgebracht, beeinträchtigt die blendmindernde oder fingerabdruckabweisende Schicht daher die kapazitive Krafterfassung nicht. Üblicherweise prüfen Lieferanten und Hersteller die jeweiligen Beschichtungen mit einer bestimmten Glasart und Komponenten anderer Marken, die in elektronischen Systemen arbeiten, um Ergebnisse zu überprüfen, die aerodynamisch besser zu Bedienfeldern und Abdeckglaskomponenten passen.