DE2256435A1

DE2256435A1 - Verfahren zur herstellung eines kaltlichtspiegels

Info

Publication number: DE2256435A1
Application number: DE2256435A
Authority: DE
Inventors: Jan Willem Harmsen; Augustinus Petrus Joz Swinkels
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-12-07
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1973-06-14
Also published as: CA982423A; US3926508A; DE2256435C3; IT971517B; CH553419A; JPS4865951A; BE792316A; GB1348180A; NL162618B; AT320895B; NL162618C; FR2162543B1; JPS5319012B2; FR2162543A1; NL7116766A; DE2256435B2

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kaltlichtspiegels.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kaltlichtspiegels, bei dem eine gekrümmte Oberfläche eines transparenten Trägers mit einer Anzahl ^/\-Schichten abwechselnd aus einem Stoff mit verhältnismässig hoher Brechüngszahl und einem Stoff mit verhältnismässig niedriger Brechungszahl überzogen wird, und zwar durch Aufdampfen in einer Atmosphäre mit einem derartigen Druck, dass eine Streuung des DampfStrahles in dem Raum zwischen der Dampfquelle und der zu überziehenden Oberfläche auftritt.

Parabolisch gestaltete Kaltlichtspiegel dieser Art sind an sich bekannt; sie werden z.B. in Vereinigung mit Projektionslampen verwendet. Ein Teil der Wärmestrahlung der Lampe wird vom Kaltlichtspiegel durchgelassen und erreicht also nicht den zu projizierenden Film oder das zu projezierende Diapositiv. Es sind auch Lampen bekannt, die aus Pressglasteilen aufgebaut sind, wobei ein gemäss einem Umdrehungsparaboloid

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gebildeter schalenformiger Teil auf der Innenseite mit einem Kaltlichtspiegel überzogen ist. Der Glühfaden befindet sich in der Nähe des Brennpunktes des Spiegels. Das Ganze wird von einer mit dem schalenförnigen Teil verschmolzenen transparenten Frontplatte verschlossen. Derartige Lampen finden z.B. bei Schaufensterbeleuchtung Anwendung. Da ein Teil der Y/armestrahlung die Lampe in Rückwärtsrichtung verlässt, ist die Gefahr weniger gross, dass die beleuchteten Gegenstände eine zu hohe Temperatur erreichen.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Kaltlichtspiegeln auf einer gekrümmten Oberfläche besteht die Atmosphäre, in der aufgedampft wird, aus einem Edelgas mit einem Druck in der Grossenordnung von 10 Torr. In dieser Atmosphäre werden abwechselnd ^ X -Schichten aus ZnS und -J-λ -Schichten aus MgF _ aufgebracht. Nachdem eine genügende Anzahl Schichten durch Aufdampfen angebracht ist, wird der Spiegel einer Wärmebehandlung unterworfen, um die Haftung der Schichten aneinander und an dem transparenten Träger zu verbessern. Infolge des verhältnismässig hohen Edelgasdruckes tritt eine Streuung des DampfStrahles zwischen der zu überziehenden Oberfläche und der Dampfquelle auf. Beim Bedampfen einer Oberfläche im Hochvakuum ist die Dicke der aufgedampften Schicht von dem Einfallswinkel des Dampfstrahles und dem Abstand zwischen der Oberfläche und der Dampfquelle abhängig; bei einer gekrümmten Oberfläche hat dies zur Folge, dass die Dicke der aufgedampften Schicht nicht überall gleich ist. Beim Aufdampfen unter Bedingungen, bei denen Streuung des DampfStrahles auftritt, wird dieser Nachteil behoben.

In der Praxis stellte sich heraus, dass die Haftung der Schichten aneinander und an dem transparenten Träger gewöhnlich zur Anwendung in einer Lampe, z.B. in der vorerwähnten aus Pressglasteilen aufgebauten Lampe, ausreichend ist.

Es stellte sich aber heraus, dass bei Anwendungen, bei d.enen der Spiegel mit der Atmosphäre in Kontakt ist, wie dies bei Anwendung in Vereinigung mit Projektionslampen der Fall ist, die Haftung der Schichten

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aneinander und an der transparenten Unterlage nicht immer genügend ist. · Dies äussert sich insbesondere, wenn die Spiegel unter tropischen Bedingungen erprobt werden.

Die Erfindung "bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, durch das hohle Kaltlichtspiegel erhalten werden können, die diese Nachteile nicht aufweisen.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer gekrümmten Oberfläche abwechselnd Schichten mit einer verhältnismässig hohen und einer verhältnismässig niedrigen Brechangszahl durch Bedampfen mit abwechselnd ZnS und SiO in einer Sauerstoffatmosphäre mit einem solchen Druck angebracht werden, bei dem zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und den Dampfquellen Streuung des DampfStrahls auftritt.

Im Hochvakuum, wo im allgemeinen der Abstand zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und der Dampfquelle kleiner als die mittlere Weglänge ist, ist die Dampfquelle mit einer Lichtquelle vergleichbar: die D^impfteilchen pflanzen sich geradlinig fort und es ist von Dampfstrahlen die Rede.

Bei dem beim erfindungsgemässen Verfahren angewandten

Druck ist der Abstand zwischen den Dampfquellen und der zu bedampfenden Oberfläche grosser als die mittlere Weglänge der Dampfmoleküle.. ,,

Im allgemeinen liegt der anzuwendende Sauerstoffdruck in der Grossenordnung von 10 Torr. Beim Bedampfen von SiO in einer Sauerstoff-.atmosphäre besteht die dabei erhaltene aufgedampfte Schicht aus SiO₉. Beim Uberdampfen des ZnS (Brechungszahl 2,2) tritt wahrscheinlich ebenfalls Oxydation unter Bildung von ZnSO. (Brechungszahl 1,6) auf. Es stellt sich heraus, dass der Umfang dieser Oxydation zu gering ist, um Schwierigkeiten optischer Art herbeizuführen, während andererseits eine Verbesserung der Haftung festgestellt wird. Zinksulfid ist ein verhältnismässig weiches Material, während Siliziumdioxyd ein verhältnismässig hartes Material ist.

-In tier Praxiü ist en nicht allgemein üblich, verhältnismässig harte mit

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verhaltnismässig weichen Materialien in einem Interferenzfilter auf die erfindungsgemässe V/eise zu vereinigen. Wenn das Aufdampfen der beiden genannten Stoffe in einer Sauerstoffatmosphäre erfolgt, stellt sich heraus, dass ein resistenteres Interferenzfilter erhalten wird. Der transparente Träger kann aus Glas, Quarzglas oder Kunststoff "bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand 4er Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur etwas schematisch eine Aufdampfvorrichtung und eine Ausführungsform des erfindungsgemassen Verfahrens zeigt.

In einer Vakuumglocke 2, die auf einer Grundplatte J steht, befindet sich ein Halter, der um die Mittelachse der Glocke drehbar ist, während ferner zwei Aufdampftiegel 4 ^und 5, ^Θ^^η aus einer Lichtquelle 6 und einer flachen Glasplatte 7 bestehendes System, eine Photozelle 17 und eine Apparatur vorgesehen sind, mit deren Hilfe der von dieser Zelle abgegebenen Photostrom gemessen werden kann, wodurch man auf photoelektrischem Wege der Bedampfung folgen und die Bedampfung prüfen kannj ferner ist eine Glimmerr;ladungswendel 8 zum Reinigen der mit einem Kaltlichtspiegel zu überziehenden Glasschalen 1 vorhanden.

Ein Halter besteht aus einer Metallplatte 9> in der Oeffnungen für die Schalen 1 und die flache Glasplatte 7 angebracht sind. Die Schalen werden mit Hilfe von Abstützungen 10 in den betreffenden Oeffungen der Metallplatte 9 fixiert. Der Abstand zwischen den Schalen und den Aufdampfquellen beträgt 25 cm.

Die Platte 9 ruht in einem Metallring 11, der mittels einer Anzahl Stäbe 12 ;m einem Lietallring I3 befestigt ist. Der lie tall ring L.'inii Mit Hilfe eines Antriebsrades 14 in ^rchung versetzt werden, das vo:: eii oiu nicht dargestellten Llektroiaotor angetrieben .vird; der Hin;, 1J ist an >>i*l:i. Punkten mitteln eine:", Führungsradcruystems abgestützt;, das auu z'.;ei Küuorn 13 ur.'l 16 büGldit.

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Nachdem die Schalen 1 in der Metallplatte 9 montiert sind

und die Glasplatte 7 angebracht ist, wird' die Glocke 2 auf einen Druck in

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der Grossenordnung von 10 Torr entlüftet} dann wird das Ventil zwischen der Diffusionspumpe und der Glocke geschlossen. Nun wird in die entlüftete Glocke über ein nadelventil eine derartige Menge Argon eingelassen, dass in der Glocke eine Entladung von ca 2200 V und ca 60 mA erhalten wird. Während der Glimmentladung rotiert das Haltersystem. Statt Argon kann auch Sauerstoff eingelassen werden.

Die Glimmentladung wird 10 Minuten lang aufrechterhalten. Dann wird die Glocke auf ca 10 Torr entlüftet. Anschliessend wird ein kontinuierlicher Sauerstoffstrom über ein nadelventil eingelassen, und zwar derart, dass der Druck in der Glocke auf G,7 >- 10 Torr aufrechterhalten wird. 7/ährend des ganzen Aufdampfvorganges wird dieser Druck durch Eegelung des Sauerstoffstromes und durch Drosselung der Pumpgeschwindigkeit möglichst konstant gehalten.

Bei rotierendem Halter wird nun abwechselnd aus dem Tiegel 4

und aus dem Tiegel 5 Material aufgedampft, und zwar zunächst 10: ^-A-Schichten, vvobeiX : 5900 1 beträgt, und dann 10: ^-X -Schichten, wobei X 4800 £ beträgt. Man verfolgt dabei dem Aufdampfvorgang auf photoelektrischem Wege durch Prüfung der Schichtdicke. Durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Kaltlichtspiegel haben, sich in der Praxis bewährt. Die Haftung der Schichten ist derartig, dass auch bei langeu Betrieb unter tropischen Bedingungen sich die Schichten nicht ablösen.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kaltlichtspiegels, bei dem eine gekrümmte Oberflache eines transparenten Trägers mit einer Anzahl ~r \ -Schichten aus abwechselnd einem Stoff mit verhältnismässig hoher Brechungszahl und einem Stoff mit verhältnismässig niedriger Brechungszahl überzogen wird, und zwar durch Aufdampfen in einer Atmosphäre mit einem derartigen Druck, dass eine Streuung des Dampfstrahls in dom Raum zwischen der Dampfquelle und der zu überziehenden Oberfläche auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer gekrümmten Oberfläche abwechselnd Schichten mit verhältnismässig hoher und verhältnismässig niedriger Brechungszahl durch Bedampfen mit abwechselnd ZnS und SiO in einer Sauerstoff atmosphäre mit einem Druck angebracht werden, bei dem zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und den Dampfquellen eine Streuung des Dampfstrahls auftritt.

2. Durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellte hohle Kaltlichtspiegel.

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