DE2256435B2

DE2256435B2 - Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kaltlichtspiegels

Info

Publication number: DE2256435B2
Application number: DE2256435A
Authority: DE
Inventors: Jam Willem Harmsen; Augustinus Petrus Jozephus Swinkels
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-12-07
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2256435C3; US3926508A; IT971517B; NL162618C; GB1348180A; DE2256435A1; AT320895B; NL7116766A; BE792316A; CA982423A; JPS5319012B2; CH553419A; FR2162543A1; JPS4865951A; NL162618B; FR2162543B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kaltlichtspiegels, bei dem eine gekrümmte Oberfläche eines transparenten Trägers mit einer Anzahl <ΛA-Schichten aus abwechselnd einem 2> Stoff mit verhältnismäßig hohem Brechungsindex und einem Stoff mit verhältnismäßig niedrigem Brechungsindex überzogen wird, und zwar durch Aufdampfen in einer Atmosphäre mit einem derartigen Druck, daß die mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle kleiner ist »> als der Abstand zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und den Dampfqi'ellen.

Parabol-Kaltlichtspiegel dieser Art sind an sich bekannt; sie werden z. B. in Verbind· mg mit Projektionslampen verwendet. Für einen Teil der Wärr.iestrah- »'» lung der Lampe ist der Kaltlichtspiegel transparent, und die Wärmestrahlung erreicht also nicht den zu projizierenden Film oder das zu projizierende Diapositiv. Es sind auch Lampen bekannt, die aus Preßglasteilen aufgebaut sind, wobei ein gemäß einem Umdrehungspa- ·"' raboloid gebildeter schalenförmiger 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 schalenförmigen Teil verschmolzenen transparenten ·»> Frontplatte verschlossen. Derartige Lampen finden z. B. bei Schaufensterbeleuchtung Anwendung. Da ein Teil der Wärmestrahlung 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 aufgedampf wird, aus einem Edelgas mit einem Druck in der Größenordnung "'"> von 1,33 χ IO-^Jmbar. In dieser Atmosphäre können abwechselnd 'Λ λ-Schichten aus ZnS oder TiO₂ und '/«A-Schichten aus Kryolith, MgF₂ oder SiO₂ aufgebracht werden. Nachdem eine genügende Anzahl Schichten durch Aufdampfen angebracht ist, wird der ^w» Spiegel einer Wärmebehandlung unterworfen, um die Haftung der Schichten aneinander und an dem transparenten Träger zu verbessern. Infolge des verhältnismäßig hohen Edelgasdruckcs tritt eine Streuung des Dumpfslrahles zwischen der zu überziehenden ^h"' Oberfläche und der Dampfquelle auf. Beim Bedampfen einer Oberfläche im Hochvakuum ist die Dicke der aufgedampften Schicht von dem I nfallswinkel 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 stellt 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 stellt sich aber heraus, daß bei Anwendungen, bei denen der Spiegel mit der Atmosphäre in Kontakt ist, wie dies bei Anwendung in Verbindung mit Projektionslampen der Fall ist, die Haftung der Schichten aneinander und an der transparenten Unterlage nicht immer genügend ibt Dies äußert sich insbesondere, wenn die Spiegel unter tropischen Bedingungen erprobt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, durch das hohle Kaltlichtspiegel hergestellt werden können, die diese Nachteile nicht aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß auf einer gekrümmten Oberfläche abwechselnd ZnS- und SiO2-Schichten gebildet werden durch Verdampfung von ZnS und SiO in Sauerstoff.

Die Aufdampfung erfolgt mit einem solchen Druck, daß die mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle kleiner wird als dsr Abstand zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und den Dampfquellen. Dadurch wird eine Streuung des Dampfstrahles in den Raum zwischen der Dampfquelle jnd der zu bedampfenden Oberfläche erreicht.

Im Hochvakuum, wo im allgemeinen der Abstand zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und der Dampfquelle kleiner als die freie mittlere Weglänge der Dampfmoleküle ist, is: die Dampfquelle mit einer Lichtquelle vergleichbar: die DampftdLvhcn pflanzen sich geradlinig fort, und es ist von Dampfstrahlen die Rede. Bei dem beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Druck dagegen ist der Abstand zwischen den Dampfquellen und der zu bedampfenden Oberfläche größer als die mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle.

Im allgemeinen liegt der anzuwendende Sauersloffdruck in der Größenordnung von 133 χ IO-^Jmbar. Beim Aufdampfen von SiO in einer Sauerstoffatmosphäre besteht die dabei hergestellte, aufgedampfte Schicht aus SiO₂. Beim Überdampfen des ZnS (Brechungindex 2,2) tritt wahrscheinlich sbet.falls Oxidtition unter Bildung von ZnSÜ4 (Brechungsindex 1,6) auf. Es zeigt sich aber, daß das Ausmaß dieser Oxidation zu gering ist, um Schwierigkeiten optischer Art herbeizuführen, während andererseits eine Verbesserung der Haftung fßstzustellen ist. Zinksulfid ist ein verhältnismäßig weiches Material, während Siliciumdioxid ein verhältnismäßig hartes Material ist. In der Praxis ist es nicht allgemein üblich, verhältnismäßig harte mit verhältnismäßig weichen Materialien in einem Interferenzfilter auf die erfindungsgemäße Weise zu vereinigen. Wenn das Aufdan.pfen der beiden genannten Stoffe in einer Saucrstofi.iimosphärc erfolgt, stellt sich heraus, daß ci.i resistenlcrcs Interferenzfilter erhalten wird. Der transparente Träger kann aus Glas. Quarzglas oder Kunststoff bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige

Figur schemstisch eine Aufdampfvorrichtung und eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

In einer Vakuumglocke 2, die auf einer Grundplatte 3 steht, befindet sich ein Halter, der um die Mittelachse der Glocke drehbar ist, während ferner zwei Aufdampftiegel 4 und 5, ein aus einsr Lichtquelle 6 und einer flachen Glasplatte 7 bestehendes System, eine Photozelle 17 und eine Apparatur vorgesehen sind, mit deren Hilfe der von dieser Zelle abgegebene Photostrom gemessen werden kann, wodurch man auf photoelektrischem Wege der Bedampfung folgen und die Bedampfung prüfen kann; ferner ist eine Glimmentladungswendel 8 zum Reinigen der mit einem Kaltlichtspiegel zu überziehenden Glasschalen 1 vorhanden.

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

Die Platte 9 ruht in einem Metallring 11, der mittels einer Anzahl Stäbe 12 an einem Metallring 15 bc-festigt ist. Der Metallring kann mit Hilfe eines Antriebsrades 14 in Drehung versetzt werden, das von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird; der Ring 13 ist an drei Punkten mittels eines Führuagsrädersystems abgestützt, das aus zwei Rädern 15 und 16 besteht.

Nachdem die Schalen 1 in der Metallplatte 9 montiert sind und die Glasplatte 7 angebracht ist, wird die Glocke 2 auf einen Druck in der Größenordnung von 1,33 χ to-² mbar abgepumpt; dann wird das Ventil zwischen der Diffusionspumpe und der Glocke geschlossen. Nun wird in die evakuierte 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.

ίο Die Glimmentladung wird 10 Minuten lang aufrechterhalten. Dann wird die Glocke auf ca. 133 χ 10~ ⁵ mbar abgepumpt Anschließend wird ein kontinuierlicher Sauerstoffstrom über ein Nadelventil eingelassen, und zwar derart, daß ein Druck in der Glocke von 033 χ 10-³mbar aufrechterhalten wird. Während des gesamten Aufdampfvorganges wird dieser Druck durch Regelung des Sauerstoffstromes und durch Drosselung der Pumpgeschwindigkeit möglichst konstant gehalten.

Bei rotierendem Halter wird nun abwechselnd aus dem Tiegel 4 und aus dem Ti^eI 5 Material aufgedampft, und zwar zunächst zehn '/· λ-Schichten, wobei λ 590 nm beträgt, und dann zehn ¹A A-Schichten, wobei λ 480 nm beträgt Man verfolgt dabei den Aufdampfvorgang auf photoelektrischem Wege durch

r> Prüfung ;'er Schichtdicke. Durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Kaltlichtspiegel haben sich in der Praxis bewährt. Die Haftung der Schichten ist derartig, daß sie sich auch bei langem Betrieb unter tropischen Bedingungen nicht ablösen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Verfahren zur Herstellung eines hohlen Kaltlichtspiegels, bei dem eine gekrümmte Oberfläche eines transparenten Trägers mit einer Anzahl' A λ-Schich- ΐ ten aus abwechselnd einem Stoff mit verhältnismäßig hohem Brechungsindex und einem Stoff mit verhältnismäßig niedrigem Brechungsindex Oberzogen wird, und zwar durch Aufdampfen in einer Atmosphäre mit einem derartigen Druck, daß die ι ο mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle kleiner ist als der Abstand zwischen der zu bedampfenden Oberfläche und den Dampfquellen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gekrümmten Oberfläche abwechselnd ZnS- und SiOrSchichten gebildet werden durch Verdampfung von ZnS und SiO in Sauerstoff.