DE19923029A1 - Semitransparenter Spiegel - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein semitransparent verspiegeltes transparentes Trägermaterial zum vorteilhaften Einsatz bei Display- und Sensorapplikationen beispielsweise im Fahrzeug- und Hausbereich. DOLLAR A Nach dem Stand der Technik sind Spiegelgläser aus Glas oder Kunststoff bekannt, welche eine semitransparente Verspiegelung in Form einer dünnen Chromschicht oder einem Interferenz-Mehrschichtsystem aufweisen. Diese Verspiegelungen weisen jedoch bei hinreichender Transmission nur einen geringen Reflexionsgrad oder eine deutliche Farbselektion auf. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung beschreibt nun ein semitransparent verspiegeltes Trägermaterial mit einem hohen Reflexionsgrad und einem hinreichenden Korrosionsschutz.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein semitransparent verspiegeltes Trägermaterial mit einem hohen Reflexionsgrad und einem hinreichenden Korrosionsschutz.

Nach dem Stand der Technik sind Spiegelgläser, d. h. verspiegelte transparente Trägermaterialien wie beispielsweise Glas oder Kunststoff bekannt. Dabei werden reflektierende Materialien wie Chrom, Silber, Aluminium, oder Interferenzschichtsysteme mit Schichten aus beispielsweise FeOx, TiOx o. ä. auf das Trägermaterial aufgebracht. Korrosionsbeständige Materialien wie Chrom können dabei sowohl vorderflächig als auch rückflächig aufgebracht werden. Korrosionsanfällige Materialien wie Silber müssen rückflächig aufgebracht werden und sehr sorgfältig geschützt werden. Nach Stand der Technik erfolgt dies durch Emaillierung oder durch die Abscheidung von Kupfer auf der Verspiegelung und anschließendem Lackieren der Kupferoberfläche.

Es sind nach Stand der Technik auch semitransparente Spiegel bekannt. Dabei wird vorzugsweise Chrom in einer dünnen Schicht aufgebracht. Diese Spiegel weisen jedoch aufgrund des ungünstigen Brechungindex von Chrom nur einen sehr geringen Reflexionsgrad von deutlich unter 60% bei einem Transmissions­ grad von über 10% auf. Verzichtet man auf die neutrale Farbe von Chrom, so kann man mit technisch aufwendigen und teuren Mehrschicht-Interferenzsystemen selektiv für bestimmte Wellenlängenbereiche (Hochpaß, Bandpaß oder Tiefpaß- Charakteristik) eine Transmission von weit über 50% bei einer effektiven Reflexion über den sichtbaren Wellenlängenbereich von ebenfalls über 60% erreichen. Diese Interferenzsysteme besitzen dann jedoch immer eine Farbfiltereigenschaft, so daß die hohe Transmission nur für einen engen Wellenlängenbereich gilt und auch das Spiegelbild eine Färbung, z. B. Blau, Gelb oder Grün, aufweist. Ein für eine neutralfarbene, semit­ ransparente Verspiegelung vorteilhafter und kostengünstiger Einsatz von Silber kann bisher auch durch einen hochtrans­ parenten Lack nicht hinreichend vor Korrosion geschützt werden.

Es gibt jedoch Anwendungen wie beispielsweise Kraftfahrzeug- oder Badezimmerspiegel, bei denen eine hohe Reflexion und eine natürliche Farbwiedergabe erforderlich ist. Hier mußte bisher immer ein Kompromiß zwischen Farbe, Reflexionsgrad, Transmissiongrad und Herstellkosten gesucht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen kostengünstig und einfach produzierbaren semitransparenten Spiegel zu finden, welcher eine neutrale Farbe, d. h. im sichtbaren Bereich eine weitgehend lineare Reflexionskurve aufweist, einen gegenüber semitransparenten Chromspiegeln geringeren Absorbtionsgrad zeigt und eine den gegenwärtigen Automobilspezifikationen genügende geringe Korrosionsanfälligkeit hat.

Erfindungsgemäß kann dieses Problem nun mit einem semi­ transparenten Spiegel gelöst werden, indem eine dünne Silber­ schicht von beispielsweise ca. 20 nm Schichtstärke auf das transparente Trägermaterial aufgebracht wird. Durch Variation der Schichtdicke kann den spezifischen Anforderungen entsprechend der Reflexionsgrad verringert und gleichzeitig der Transmissionsgrad erhöht werden. Um eine bessere Haftung des Silbers zu erreichen, kann zusätzlich das Trägermaterial mit geeigneten Materialien vorbeschichtet werden. Der erforderliche Korrosionsschutz wird nun von einer dünnen SiOx-Schicht übernommen, welche auf die Silberschicht aufgetragen wird und das Silber zuverlässig vor Feuchtigkeit und Korrosion schützt und auch eine sehr hohe, neutrale Transmission aufweist.

Entsprechend der Anforderung kann wahlweise durch Variation der Schichtstärke eine höhere Transparenz oder ein höherer Oxydationsschutz eingestellt werden.

Diese Ag/SiOx-Beschichtung eignet sich sowohl als Vorderflächen- als auch als Rückflächenverspiegelung und weist aufgrund des hohen Reflexionswertes von Silber einen Reflexionsgrad von über 70% bei einem Transmissionswert von über 10% auf und zeigt eine neutrale Farbe aufgrund der im sichtbaren Wellenlängenbereich weitgehend linearen Reflexions/­ Transmissionskurve.

Als Kratzschutz kann in einer weiteren Ausführung noch eine äußere Beschichtung mit geeigneten Materialien wie beispiels­ weise FeOx oder TiOx erfolgen.

Der erfindungsgemäße semitransparente Spiegel ermöglicht nun, ein Display, beispielsweise ein LED-Display mit Zeitanzeige, hinter diesem Spiegel derart anzubringen, daß nur die aktiven Displaysegmente sichtbar sind, das abgeschaltete Display jedoch hinter der Verspiegelung nicht sichtbar ist. Dieser Effekt ist insbesondere dadurch möglich, daß durch die hochreflektive Silberbeschichtung auch bei der für das Display erforderlichen Transmission von etwa 10%-20% noch ein sehr hohes Reflexions/­ Transmissionsverhältnis gegeben ist. Unterstützt kann dieser Effekt noch durch zwischen Display und Spiegel angeordnete Filter wie beispielsweise Rotfilter oder Polarisationsfilter werden, da diese den Anteil der sichtbaren Strahlung, welche von vorne durch das Spiegelglas treten und an der Displayoberfläche reflektiert werden können, wesentlich dämpfen.

Ebenso kann hinter dem erfindungsgemäßen Spiegel ein Sensor versteckt werden. Dieser Sensor kann beispielsweise als Helligkeitssensor, Infrarotempfänger oder als Kamera ausgeführt sein.

In Kraftfahrzeugen werden seit einigen Jahren automatisch abdunkelnde Spiegel als Innen- und neuerdings auch als Außenrückblickspiegel eingesetzt. Diese Spiegelgläse bestehen in der Regel aus einer in Ihrer Transmission steuerbaren Schicht, beispielsweiwse auf Flüssigkristall- oder WOx-Basis, welche auf einem transparentem Trägermaterial aufgebracht oder zwischen zwei Trägermaterialien eingebettet sind, von denen mindestens eines transparent ist. Ein Display in einem solchen Spiegel wird nach Stand der Technik durch eine Aussparung in der Verspiegelung realisiert. Der hier erforderliche hohe Reflexionsgrad läßt keine semitransparente Chromverspiegelung zu, da der sinnvolle Einsatz eines solchen automatisch abblendbaren Spiegels einen Reflexionshub von über 40% und insbesondere bei Innenrückblickspiegel einen Reflexionsgrad von über 65% bedingt. Erfindungsgemäß kann hier in vorteilhafter Weise die Ag/SiOx-Verspiegelungsschicht eingesetzt werden, so daß nun für eine Display- oder Sensorapplikation hinter dem Spiegelglas eine Aussparung in der Verspiegelung nicht mehr erforderlich ist. Dabei kann die Verspiegelung wahlweise auf der der in ihrer Transmission veränderbaren Schicht abgewandten oder zugewandten Seite des Trägermaterials aufgebracht sein. Bei einem Sandwichaufbau mit zwei Trägern entspricht dies der sogenannten vierten oder dritten Oberfläche. Um das für die Steuerung der Transmission erforderliche elektrische Feld zu applizieren, ist auf dem Trägermaterial eine homogene elektrisch leitfähige Beschichtung erforderlich. Dies kann sowohl die Ag-Schicht der erfindungsgemäßen Ag/SiOx-Schicht als auch eine zwischen dem Trägermaterial und der Ag-Schicht eingebettete oder auf der SiOx-aufgebrachte IT oder ITO-Schicht sein.

Claims (15)

1. Semitransparenter Spiegel mit einem transparentem Trägermaterial, beispielsweise Glas oder Kunststoff, mindestens einer transparenten SiOx-Schutzbeschichtung und mindestens einer zwischen einer SiOx-Schutzschicht und dem Trägermaterial eingebetteten semitransparenten Verspiegelungsschicht aus Silber.

2. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schichtstärken mindestens einer Ag- und mindestens einer SiOx-Beschichtung jeweils zwischen 5 nm und 45 nm liegen.

3. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schichtstärke mindestens einer Ag- Beschichtung zwischen 15 µm und 25 µm liegt.

4. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der SiOx-Schicht noch eine Kratzschutzschicht aus TiOx oder FeOx aufgebracht ist.

5. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ag-Schicht und dem Trägermaterial noch mindestens eine Haft- oder Zwischenschicht eingebettet ist.

6. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial nur partiell mit der Ag-Schicht verspiegelt ist.

7. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Teil eines in seinem Reflexionsgrad steuerbaren Spiegels ist und sich auf der Verspiegelungsseite oder der unverspiegelten Seite des Trägermaterials eine in ihrer Transmission steuerbare optische Schicht befindet.

8. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im sichtbaren Wellenlängenbereich der Reflexionsgrad des Gesamtsystems im Mittel über 65% liegt.

9. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im sichtbaren Wellenlängenbereich der Transmissionsgrad im Mittel über 5% liegt und im Peak mindestens 7% beträgt.

10. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ag- Schicht als elektrisch leitfähige Schicht genutzt wird.

11. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer elektrisch leitfähigen, transparenten Schicht wie beispielsweise IT oder ITO, und dem Trägermaterial die Ag-Verspiegelung eingebettet ist oder eine solche elektrisch leitfähige, transparente Schicht zwischen der Ag-Verspiegelung und dem Trägermaterial eingebettet ist, oder daß eine solche elektrisch leitfähige, transparente Schicht auf der der Verspiegelung abgewandten Seite des Trägermaterials aufgebracht ist.

12. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial Glas ist.

13. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial Kunststoff ist.

14. Verwendung des erfindungsgemäßen Systems nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem semitransparenten Spiegel mindestens ein Sender und oder Empfänger, wie beispielsweise IR- Sender/Empfänger, PIR-Sensor, Leuchtdiode, Photodiode, Photowiderstand, oder Kamerasystem, angeordnet ist.

15. Verwendung des erfindungsgemäßen Systems nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest partiell zwischen mindestens einem Sender und/oder Empfänger und dem semitransparenten Spiegel ein Polarisationsfilter oder Farbfilter angeordnet ist.