Herausforderungen bei der numerischen Simulation optischer Eigenschaften von Strukturfarben für Verbraucherprodukte

Strukturfarben haben im Gegensatz zur herkömmlichen Farbpigmentierung eine höhere Pixelauflösung, eine längere Haltbarkeit und bieten auch noch weitere optische Eigenschaften wie Polarisation. Ihre Anwendung bei Verbraucherprodukten verspricht außerdem eine höhere Nachhaltigkeit. Die Herstellung solcher Strukturen kann großtechnisch in einem kostengünstigen Rolle-zu-Rolle Nanoimprint Verfahren erfolgen. Die Färbung periodischer Strukturen in der nullten Ordnung kommt aufgrund von Resonanzen insbesondere durch die Anregung von Oberflächenplasmonen zustande. Bei der numerischen Simulation zeigen wir exemplarisch den Einfluss der Materialeigenschaften und der Profilgeometrie auf die Transmissions- bzw. Reflexionsspektren. Die numerischen Simulationen liefern einen wichtigen Beitrag bei der Optimierung von Strukturparametern zur Erzeugung von Farbeffekten. Weiterhin kann dadurch die Farbwahrnehmung des Endprodukts bereits während des Entwicklungsstadiums simuliert werden und liefert daher einen Zeit- und Kostenvorteil in der Produktentwicklung.