DE69634370T2

DE69634370T2 - Biegbare Spiegel und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69634370T2
Application number: DE69634370T
Authority: DE
Inventors: Annette J. Krisko; Wayne L. Spring Green Hoffman; Scott A. Lone Rock Maxwell
Original assignee: Cardinal CG Co
Current assignee: Cardinal CG Co
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: JP3549896B2; ES2163642T3; WO1997001775A1; CA2225234A1; DE69617015D1; ATE208906T1; JP2004157556A; EP0835465A1; EP1113295B1; MX9800059A; DK0835465T3; JP2000501194A; US6142642A; EP1113295A2; DE69617015T2; EP0835465B1; ATE289422T1; DE69634370D1; CA2225234C; EP1113295A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Spiegel und insbesondere Spiegel, die unter Verwendung von flachen Substraten geformt werden, welche anschließend unter Wärme in eine gewünschte Krümmungskonfiguration gebogen werden.
Diese Anmeldung ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP 08 35 465 A abgezweigt worden, welche einen wärmeformbaren Spiegel, der ein flaches Substrat enthält, und ein Verfahren zur Bildung eines gekrümmten Spiegels aus einem derartigen flachen Spiegel beschreibt und beansprucht. Die vorliegende Anmeldung offenbart und beansprucht ebenfalls einen gekrümmten Spiegel mit einer Basisschicht aus Silicium und Edelstahl.
Gekrümmte Spiegel werden im allgemeinen als Rückspiegel für Kraftfahrzeuge, als reflektierende Oberflächen für Teleskope und ähnliches verwendet. Gekrümmte Spiegel werden im allgemeinen gebildet, indem zunächst eine Glasplatte oder ein anderes plattenförmiges Substrat in der gewünschten gekrümmten Konfiguration gebildet wird und anschließend eine reflektierende Beschichtung auf die eine oder andere Seite des Substrates aufgebracht wird. So können zum Beispiel gekrümmte Spiegel, wie sie im Karneval verwendet werden, um belustigende, verzerrte Wiedergaben eines Betrachters zu erzeugen, hergestellt werden, indem zunächst eine Glasplatte in die gewünschte Form gebracht wird und anschließend eine Oberfläche des Glases mit metallischem Silber und einem Schutzanstrich überzogen wird.
Spiegel können ebenfalls unter Verwendung eines Magnetron-Zerstäubungsverfahrens hergestellt werden, wie es in Chapin, U.S. Patent 4,166,018 beschrieben wird. Für diese Art Spiegel kann Chrom oder Silber als reflektierende Schicht verwendet werden. Wenn gekrümmte Spiegel unter Verwendung eines Magnetron-Zerstäubungsverfahrens hergestellt werden, werden die Glassubstrate für die Spiegel zunächst wie ge wünscht gebogen, normalerweise in einer Größe, aus der zwei oder mehr Spiegel hergestellt werden können. Nachdem die gebogenen Glasteile in einer gekrümmten Chargen-Waschvorrichtung für Glas oder auf einem Träger in einem kontinuierlichen Waschsystem gewaschen worden sind, werden sie auf einen geeigneten Träger gesetzt und mittels Magnetron-Zerstäubung beschichtet. Aufgrund der Krümmung des Substrates sind die auf diese Weise hergestellten reflektierenden Beschichtungen nicht gleichmäßig. Der Herstellungsprozeß selbst ist langwierig und zeitraubend, insofern als es erforderlich ist, zahlreiche gleiche Glassubstrate per Hand auf einen Träger zu legen, der durch ein Magnetron-Zerstäubergerät läuft, und jedes der resultierenden einzelnen Spiegelteile per Hand von der Trägerplatte zu entfernen, sobald der Zerstäubungsvorgang abgeschlossen ist.
Um diese Probleme zu vermeiden, ist erwünscht, zunächst eine reflektierende Beschichtung mit Hilfe einer Zerstäuberabscheidung auf eine flache Glasplatte oder ein anderes Substrat aufzubringen, um einen Spiegel zu bilden und dann den Spiegel, wie gewünscht, zu biegen und zu schneiden. Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn flache Glasplatten mit der üblichen reflektierenden Beschichtung unter Verwendung von Chrom zum Beispiel als reflektierendes Metall beschichtet werden und anschließend unter Wärme gebogen werden. Sobald die beschichteten Platten auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die für eine permanente Deformation – das heißt ein plastisches Fließen – des Substrates ausreicht (annähernd 1110–1130°F (etwa 599–610°C) für Glas), und das Glas gebogen wird, neigen die Beschichtungen dazu, Fehlstellen zu entwickeln, die als Poren bezeichnet werden können. Die Porten treten als visuell wahrnehmbare, kleine kreisförmige Fehlstellen mit geringem Reflexionsvermögen auf. Der Grund für die Entwicklung der Poren ist nicht vollständig verstanden, aber es wird angenommen, daß sie durch die Spannungen erzeugt werde, die sich während des Biegervorgangs in einer oder mehreren reflektierenden, durch Zerstäubung abgeschiedenen dünnen Schichten entwickeln, die die reflektierende Schicht bilden. GB 2268509 A offenbart gekrümmmte Mehrschichtspiegel, die unter Verwendung von CVD oder Pyrolyse gebildet werden. Die Spiegel können anschließend bei erhöhten Temperaturen gebogen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen wärmeformbaren Spiegel, der ohne größere Schäden der reflektierenden Beschichtung bei erhöhten Temperaturen in eine gekrümmte Spiegelform gebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein wärmegeformter gekrümmter Spiegel bereitgestellt, der ein Reflexionsvermögen von zumindest 50% hat und ein gekrümmtes Substrat und eine durch Zerstäubung abgeschiedene reflektierende Beschichtung enthält, welche auf eine Oberfläche des Substrates aufgebracht sind, wobei die reflektierende Beschichtung enthält:

a) Eine durch Zerstäuben aufgebrachte Basisschicht, die zumindest eine Schicht enthält, die aus einer dünnen Siliciumschicht gebildet ist, oder eine Schicht, die aus dünnen Silicium- und Edelstahlschichten gebildet ist, wobei die dünne Siliciumschicht näher als die dünne Edelstahlschicht am Substrat angeordnet ist,
b) eine reflektierende Metallschicht, die weiter als die Basisschicht vom Substrat entfernt angeordnet ist und durch Aufbringen einer dünnen Metallschicht mittels Zerstäuben gebildet wird, und
c) eine beständige Schutzschicht, die weiter vom Substrat sowohl als die Basisschicht als auch die reflektierende Schicht entfernt angeordnet ist, wobei die Schutzschicht eine ausreichende Inhibierung der Sauerstoffpermeation bereitstellt, um so zu verhindern, daß sich das Reflexionsvermögen des Spiegels durch das Wärmeformen auf weniger als 50% verschlechtert, wobei die beständige Schutzschicht Siliciumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid enthält.

Es wird angenommen, daß die Schutzschicht eine ausreichende Inhibierung der Sauerstoffpermeation bereitstellt, um zu verhindern, daß das Reflexionsvermögen des Spiegels durch das Wärmeformverfahren von weniger als 50% abnimmt.
Bevorzugt wird die Schutzschicht durch Zerstäubung aufgebracht. Bevorzugt handelt es sich bei der Schutzschicht um eine Siliciumnitridschicht.
Der Spiegel wird bevorzugt durch Zerstäubungsabscheidung einer reflektierenden Metallschicht, wie Titan oder Aluminium gebildet, wobei Titan bevorzugt ist.
Wenn ein erfindungsgemäßer wärmegeformter, gekrümmter Spiegel bei einer Temperatur oberhalb der Temperatur, bei der die Schichten der reflektierenden Beschichtung aufgebracht werden, wärmegeformt werden kann, kann eine atomare Diffusion und/oder eine strukturelle Neuordnung zwischen den verschiedenen aufgestäubten Schichten auftreten, was die reflektierenden Eigenschaften des gebogenen Spiegelproduktes verändert. Die erfindungsgemäßen Spiegel behalten jedoch weitestgehend und bevorzugt vollständig ihre wichtigen optischen Spiegeleigenschaften (geringe Transmission, hohes Reflexionsvermögen), wenn sie einer Wärmebehandlung unterzogen werden und auf diese Weise gebogen werden.
So betrifft in einer anderen Ausführungsform die Erfindung einen gekrümmten Spiegel, der hergestellt wird, indem ein wärmeformbarer Spiegel bereitgestellt wird, und der Spiegel einer Temperatur ausgesetzt wird, bei der sich das Substrat plastisch verformen kann (zum Beispiel der Glasübergangstemperatur im Falle von Glassubstraten), der flache Spiegel bei dieser Temperatur in die gewünschte gekrümmte Konformation gebogen wird, um einen gekrümmten Spiegel bereitzustellen und anschließend der gekrümmte Spiegel abgekühlt wird, während er seine gekrümmte Konformation beibehält. Der resultierende gekrümmte Spiegel behält zumindest etwa 100% des Reflexionsvermögens und weist nicht mehr als 150% der Transmission des wärmeformbaren flachen Spiegels auf, aus dem er hergestellt wurde.
Erfindungsgemäße gekrümmte Spiegel haben ein hemisphärisches Reflexionsvermögen (wie es mit einem Reflektometer und einer Ulbricht-Kugel im Wellenlängenbereich von 200 bis 2.600 nm gemessen wurde) von mindestens 50% und ein Transmissionsvermögen von nicht mehr als etwa 4,0%. „Reflexionsvermögen" wird hier unter Verwendung eines Reflektometers mit einer Wolframlampe bei einer Fadentemperatur von 2.854°K und einem Einfallswinkel von 25° ± 5° unter Verwendung einer Detektorzelle, die annähernd das menschliche Auge wiedergibt (CIE Standard-photooptische-Kurve) und einer Ulbricht-Kugel gemessen. Zusätzlich zu den guten optischen Eigenschaften eines Spiegelproduktes sollte der Schichtstapel sowohl im flachen als auch im gebogenen Zustand physikalisch und chemisch stabil sein.
Im folgenden wird die Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein schematischer Ausschnitt eines wärmeformbaren Spiegels der Erfindung im Schnitt ist,
2 ein schematischer Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Schnitt ist und
3 eine schematische Ansicht ist, die die Verwendung einer Wärmebiegungsvorrichtung zeigt.
1 zeigt einen wärmeformbaren Spiegel 10 der Erfindung, in dem es sich bei dem flachen plattenförmigen Substrat um Glas handelt. Glas ist das bevorzugte Substrat, es können jedoch auch andere Substrate, die, wenn sie erhitzt werden, plastisch fließen können, wie Kunststoffe (zum Beispiel Polymethylmethacrylat) und Metall (zum Beispiel Aluminium) verwendet werden. Auf die flache Oberfläche 20 des Substrates werden aufeinanderfolgend mittels Bestäubung eine Basisschicht 14, eine reflektierende Schicht 16 und eine Schutzschicht 18 aufgebracht, damit diese eine reflektierende Beschichtung bilden. In der Ausführungsform der 1 wird die Basisschicht 14 direkt mittels Zerstäubung auf eine flache Oberfläche des Substrates aufgebracht. Die Basisschicht enthält eine dünne Schicht 22 aus Silicium, die mit Hilfe eines Magnetron-Zerstäubungsverfahrens auf die Glasoberfläche aufgestäubt wurde, wie es in Chapin, U.S.-Patent 4,166,018 beschrieben ist, dessen Lehre hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. "Durch Zerstäuben aufgebracht", „aufgestäubt" und ähnliches werden hier verwendet, um sich auf Beschichtungen, wie sie mit Hilfe einer Magnetronzerstäubung aufgebracht werden, zu beziehen. Magnetron-Zerstäubungsverfahren sind nach dem Stand der Technik gut bekannt.
Es versteht sich, daß die dünne Siliciumschicht 22 aus einem Siliciumtarget in Argonatmosphäre bei etwa 3 mT aufgebracht wird. Die Dicke der dünnen Siliciumschicht 22 kann erheblich variieren, liegt aber bevorzugt zwischen etwa 300 Å (30 nm) und etwa 1.500 Å (150 nm Dicke). Siliciumschichten mit einer Dicke von 400 Å (40 nm) haben gute Ergebnisse gezeigt: auch wenn wir uns nicht auf die folgende Erklärung festlegen wollen, scheint es so, daß die Siliciumschicht dazu neigt, physikalische Spannungen, die sich in der reflektierenden Beschichtung aufbauen, wenn der wärmeformbare Spiegel gebogen wird, zu reduzieren. Die Verwendung von dickeren Siliciumschichten könnte jedoch zu einer Reduktion des Reflexionsvermögens des gebogenen Spiegels führen und die Siliciumschichtdicke muß somit sorgfältig kontrolliert werden.
Nach 1 enthält die Basisschicht 14 eine dünne Edelstahlschicht 24, die über der dünnen Siliciumschicht 22 aufgebracht ist. Die dünne Edelstahlschicht 24 dient dazu, das Transmissionsvermögen der reflektierenden Beschichtung zu reduzieren und vergrößert das Reflexionsvermögen. Die Dicke der Edelstahlschicht 24 kann beträchtlich variieren, liegt jedoch bevorzugt im Bereich von etwa 50 Å (5 nm) bis etwa 250 Å (25 nm), wobei die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn die Edelstahlschicht eine Dicke von nicht mehr als etwa 225 Å (22,5 nm) hat. Ein weiterer Zweck der dünnen Edelstahlschicht 24 besteht darin, die Reaktion zwischen der tieferliegenden Siliciumschicht 22 und der reflektierenden Metallschicht 16, die anschließend aufgebracht wird, zu inhibieren. Liegt zum Beispiel keine Edelstahlschicht 24 vor, kann eine Reaktion zwischen der dünnen Siliciumschicht 22 und der dünnen Titanschicht 16 zu einer Bildung von Titansilicid führen, was das Reflexionsvermögen der reflektierenden Beschichtung reduzieren könnte.
Nach 1 ist eine reflektierende Schicht 16 über der Basisschicht 14 vorgesehen. Die Schicht 16 wird bevorzugt über eine Zerstäubungsabscheidung einer reflektierenden Metallschicht gebildet, wobei Titan- und Aluminiummetalle typische Beispiele für das reflektierende Metall sind, das als Schicht 16 verwendet werden kann, wobei Titan das bevorzugte Metall ist. Die Dicke der reflektierenden Schicht 16 sollte so sein, daß sie einen Spiegel mit einem Reflexionsvermögen (hemisphärisches Reflexionsvermögen, wie es mit Hilfe eines Reflektometers und einer Ulbricht-Kugel im Wellenlängenbereich von 200 bis 2.600 nm gemessen wird) von zumindest 50% und einem Transmissionsvermögen von nicht mehr als etwa 4,0% bereitstellt. Das Reflexsionsvermögen erfolgt primär von der äußeren Oberfläche 26 der Schicht 16. Wie oben erwähnt wurde, trägt die darunterliegende Edelstahlschicht zum Reflexionsvermögen bei. Bevorzugt besteht die reflektierende Schicht 16 aus einem mittels Zerstäubung aufgebrachten Titanmetall mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 250 Å (50 bis 25 nm) und weiter bevorzugt von 100 bis 250 Å (10 bis 25 nm), wobei die Dicke von etwa 175 Å (17,5 nm) gute Resultate ergibt.
In 1 ist mit 18 eine Schutzschicht gezeigt, die vorzugsweise durch Zerstäuben direkt auf die metallische re flektierende Schicht 16 aufgebracht wird, wobei die Schutzschicht aus einem pysikalisch und chemisch stabilem Material besteht, das eine Sauerstoffpermeation auf die darunterliegende Metallschicht oder Schichten während des Biegens verhindert. Bevorzugt verhindert die Schutzschicht die Sauerstoffpermeabilität ausreichend, um zu verhindern, daß das Reflexionsvermögen während des Wärmebiegens auf weniger als 50% reduziert wird. Es können dünne Schichten aus Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid als oder in der Schutzschicht verwendet werden, und es ist anzunehmen, daß Schichten aus Siliciumdioxid ebenfalls verwendet werden können. Durch Zerstäuben aufgebrachte Siliciumnitridschichten sind bevorzugt und ihre Dicke kann im Bereich von etwa 50 Å (5 nm) bis etwa 150 Å (15 nm) liegen, wobei Dicken im Bereich von etwa 100 Å (10 nm) bevorzugt sind.
Nach 2 ist eine reflektierende Beschichtung 30 auf der flachen Oberfläche 20 einer Glasplatte 12 gezeigt, wobei die Schichten der reflektierenden Beschichtung denen aus 1 mit der Ausnahme entsprechen, daß die Edelstahlschicht 24 der 1 weggelassen wurde. Das bedeutet, daß die Basisschicht 14 der 2 eine Schicht aus einem durch Zerstäubung aufgebrachten Silicium ist, die reflektierende Schicht 16 eine durch Zerstäubung aufgebrachte Schicht aus einem reflektierenden Metall, wie Titan oder Aluminium ist und die Schutzschicht 18 eine Schicht aus Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid enthält.
Es versteht sich, daß andere und weitere Schichten aus aufgestäubten Materalien zwischen oder auf einer Seite der Basisschicht, der reflektierenden Schicht und der Schutzschicht angeordnet sein können, vorausgesetzt, daß zusätzliche Schichten nicht zu beanstandeten Porenbildungen oder anderen Fehlern der reflektierenden Beschichtung beitragen, wenn der Spiegel wärmegebogen wird. Edelstahl kann zum Beispiel dem Substrat zugefügt werden, um die Transmissionsfähigkeit weiter zu reduzieren. Dünne Aluminium- oder Silberschichten können über oder unter der reflektierenden Schicht aufgebracht werden, um das Reflexionsvermögen zu erhöhen. Bevorzugt sind die Basisschicht, die reflektierende und die Schutzschichten jedoch benachbart, das heißt sie sind ohne Zwischenschichten zwischen sich ausgebildet. Damit wird die Basisschicht 14 bevorzugt direkt auf der flachen Oberfläche 20 eines Glas- oder anderen Substrates aufgebracht und insofern, als die Basisschicht 14 aus Silicium und Edelstahlschichten 22,24 gebildet wird, werden letztere dünne Schichten bevorzugt so ausgebildet, daß die Edelstahlschichten 24 direkt auf die Siliciumschichten 22 gestäubt werden. Die reflektierende Metallschicht 16 wird bevorzugt durch Zerstäuberabscheidung von Titan oder Aluminium direkt auf die offenen Oberfläche der Basisschicht 14 aufgebracht. Die Schutzschicht 18 wird bevorzugt gleichermaßen durch Zerstäubung direkt auf die reflektierende Schicht 16 aufgebracht.
3 veranschaulicht eine aufgeheizte Form, die zur Wärmeformung gekrümmter Glasplatten verwendet werden kann. Solche Formen werden zu diesem Zweck allgemein bei der Bildung von zum Beispiel gekrümmten Kraftfahrzeug-Windschutzscheiben und gekrümmten Glasplatten verwendet, die anschließend mit einer gespiegelten Oberfläche zur Verwendung als Rückspiegel für Kraftfahrzeuge und ähnlichem versehen werden. Die Form besteht aus einer Matrize 40 mit einer konkaven Oberfläche 42 und einer Patrize 44 mit einer nach unten zeigenden konvexen Oberfläche 46. Bei der Verwendung werden die Formbereiche auf die Weichtemperatur von Glas aufgeheizt und ein durch Wärme biegbarer Spiegel, wie jener, der in Verbindung mit 1 beschrieben wurde, wird auf die Oberfläche der Matrize gesetzt, wobei seine reflektierende Beschichtung 28 nach unten zeigt. Da die flache Glasplatte auf ihren Weichpunkt erhitzt wird, sackt sie nach unten in eine Form, die der Oberfläche 42 der Form entspricht. Die Patrize 44 der Form wird dann nach unten gegen die andere Fläche der Glasplatte gedrückt und dient dazu, eine glatte Form der Glasplatte an der Oberfläche an der Oberfläche 42 sicherzustellen. Sobald der Biegevorgang abgeschlossen worden ist, werden die Formen unterhalb des Glasübergangspunktes des Spiegels 10 abgekühlt, wobei die Formteile getrennt und der gebogene Spiegel entfernt werden. Die Arbeitstemperaturen der Form liegen allgemein im Bereich 1110 bis 1130°F (599–610°C).
Die reflektierenden Beschichtungen der erfindungsgemäßen Spiegel sollten vor und nach dem Biegevorgang eine erhebliche Stabilität aufweisen. Das bedeutet, daß die Beschichtungen eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb, Wärme und extremer Kälte, Feuchtigkeit und Lösungsmitteln wie Alkoholen und Salzsprays aufweisen sollten. Abriebbeständigkeit kann gemessen werden, indem ein gewöhnlicher Radiergummi (Blaisdell^® # 536T oder vergleichbares), der mit einer Last von 1 kg beschwert ist, über eine methanolgereinigte beschichtete Oberfläche 100 mal vor- und zurückgerieben wird. Die Beschichtung sollte keinen signifikanten Schichtverlust oder Verlust des Reflexionsvermögens aufweisen. Die Haftung des aufgesprühten Schichtstapels auf das Substrat kann untersucht werden, indem versucht wird, die Beschichtung mit einem druckempfindlichen Klebeband, wie es in MIL-C-48497A beschrieben wurde, abzuziehen. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Alkohol kann untersucht werden, indem ein Bereich der Beschichtung mit einem mit Isopropanol getränktem sauberen Tuch unter Handdruck gerieben wird. Ein Salzspray-Test wird in ASTM-B-117 beschrieben und wird für 240 Stunden lang ausgeführt. Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit zu untersuchen, wird eine beschichtete Probe 500 Stunden lang in einer Feuchtigkeitskammer bei 45°C und 98 bis 100% relativer Feuchtigkeit ausgesetzt. Nach jeder der oben beschriebenen Untersuchungen werden die untersuchten Beschichtungen visuell untersucht, um Fehlstellen zu ermitteln.
Beispiel 1
Unter Verwendung eines herkömmlichen Magnetron-Zerstäubungsverfahrens wird die obere gereinigte Oberfläche flacher Glasplatten einer Abscheidung aus verschiedenen Targets in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Zonen ausgesetzt, wobei die Geschwindigkeit des Vorschubs der Glasplatten und die elektrische Energie, die den unterschiedlichen Magnetronzerstäubereinheiten zugeführt wird, derart ist, daß sie die gewünschte Dicke unterschiedlicher aufgestäubter Filme bereitstellt. Drei der Zonen, in die die Glasplatten zunächst eingeführt werden, sind mit Siliciumtargets und einer Argonatmosphäre ausgestattet, was zur Abscheidung einer Siliciumschicht mit einer Dicke von etwa 400 Å (40 nm) führt. Die Platten laufen dann in eine Zone, in der Edelstahl aus einem Edelstahltarget mit einer Dicke von annähernd 175 Å (17,5 nm) aufgestäubt wird. Auf die Edelstahlzone folgend laufen die Glasplatten durch eine Zone mit einem Titantarget in einer Argonatmosphäre und Titanmetall wird auf die Edelstahloberfläche mit einer Dicke von etwa 200 Å (20 nm) aufgestäubt. Schließlich, nachdem die Titanzone verlassen wurde, laufen die Glasplatten durch zwei aufeinanderfolgende Zonen mit Siliciumtargets in Stickstoffatmosphäre, und Siliciumnitrid wird durch Zerstäuben in einer endgültigen Dicke von etwa 100 Å (10 nm) aufgebracht. Der resultierende wärmeformbare Spiegel wird auf Transmissions, Reflexionsvermögen und Farbeigenschaften gemessen und anschließend einem Biegeprozeß, wie er oben beschrieben wurde, bei einer Temperatur von annähernd 1130°F (610°C) unterzogen. Nach Entfernen des resultierenden gekrümmten Spiegels aus der Form wird der Spiegel auf Beschichtungsdefekte hin untersucht und ebenfalls einer Untersuchung auf Reflexionsvermögen, Transmissionsvermögen, Farbe und Stabilität unterzogen. Es wurden kein Schleier oder andere physikalische Defekt beobachtet. Das Reflexionsvermögen vor und nach dem Biegen betrug 57%, die Transmission des gebogenen Spiegels betrug 2,2% und die reflektierenden Farbkoordinaten der gebogenen Schicht (Hunter L, a, b System, Illuminant D 65) betrugen a = 1,22 und b = 5,80. Die Analyse des gefertigten Produktes zeigte eine geringe Diffusion von Eisen und Chrom aus der Edelstahl schicht in die Siliciumschicht unter Bildung von Siliciden ohne nachteilige Effekte für den Spiegel.
Beispiel 2
Eine wärmeformbarer Spiegel wird auf eine Weise hergestellt, die im wesentlichen der aus Beispiel 1 entspricht, mit der Ausnahme, daß die Edelstahlzerstäubungszone weggelassen wurde. Die reflektierende Beschichtung des resultierenden Spiegels besteht somit aus einer Basisschicht, die aus einer dünnen Siliciumschicht mit einer Dicke von etwa 960 Å (96 nm) besteht, einer reflektierenden Schicht aus Titanmetall mit einer Dicke von etwa 125 Å (12,5 nm) und einer Schutzschicht aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von etwa von 100 Å (10 nm) besteht. Der Spiegel wird unter Wärme geformt, indem er wie oben in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben wurde, gebogen wird, und das Reflexionsvermögen, die Transmission und die Farbeigenschaften werden vor und nach dem Biegevorgang gemessen. Der gebogene Spiegel wird auch auf Poren und andere Defekte untersucht. Es werden keine visuellen Fehler oder Schleier bemerkt, weder vor noch nach dem Biegevorgang. Sowohl vor als auch nach dem Biegen wird das Reflexionsvermögen zu 50% bestimmt, und die Transmission wird nach dem Biegen zu 3,8% bestimmt. Das gebogene Produkt zeigt reflektierende Farbkoordinaten von a = –0,45, b = 2,38.
Um zu sehen, welche chemischen Veränderungen während des Wärmeformprozesses aufgetreten sein könnten, wird die reflektierende Beschichtung des gebogenen Spiegels, wie er aus Beispiel 2 erhalten wird, einer Analyse durch Auger-Elektronenspektroskopie (AES) unterzogen. Es stellte sich heraus, daß die dünne Siliciumschicht mit der angrenzenden Titanmetallschicht reagiert hat, was zu einer Schicht von Titansilicid führt und eine Reduktion des Reflexsionsvermögens der reflektierenden Beschichtung verursacht. Ein Zweck der dünnen Edelstahlschicht, die in der reflektierenden Beschichtung, wie sie in 1 gezeigt ist, verwendet wird, liegt darin, als Barriere zwischen der dünnen Silicium- und Titanschicht zu dienen, um die Reaktion zwischen ihnen zu inhibieren. Ungeachtet der Reaktion zwischen der dünnen Siliciumschicht und der dünnen Titanschicht zeigte sich, daß der aus Beispiel 2 resultierende gekrümmte Spiegel im wesentlichen frei von Fehlstellen ist und ein hohes Reflexionsvermögen beibehält.

Claims

Wärmegeformter gekrümmter Spiegel (10) mit einem Reflexionsvermögen von zumindest 50%, der ein gekrümmtes Substrat (12) und eine durch Zerstäuben aufgebrachte reflektierende Beschichtung (28), die auf der Oberfläche des Substrats (12) ausgebildet ist, enthält, wobei die reflektierende Beschichtung (28) enthält: (a) eine durch Zerstäuben aufgebrachte Basisschicht (14), die zumindest eine Schicht enthält, die aus einer dünnen Siliciumschicht (22) gebildet ist, oder eine Schicht, die aus dünnen Silicium- und Edelstahlschichten (22, 24) gebildet ist, wobei die dünne Siliciumschicht näher als die dünne Edelstahlschicht (24) am Substrat angeordnet ist, (b) eine reflektierende Metallschicht (16), die weiter als die Basisschicht vom Substrat (14) entfernt angeordnet ist und mit Hilfe einer Beschichtung durch Zerstäuben aus einer dünnen Metallschicht gebildet ist, (c) eine beständige Schutzschicht (18), die weiter vom Substrat (12) sowohl als die Basisschicht (14) als auch die reflektierende Schicht (16) angeordnet ist, wobei die Schutzschicht (18) eine ausreichende Inhibierung der Sauerstoffpermeation bereitstellt, um so zu verhindern, daß sich das Reflexionsvermögen des Spiegels durch das Wärmbiegen auf weniger als 50% verschlechtert, wobei die beständige Schutzschicht (18) Siliciumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid enthält.
Wärmegeformter Spiegel (10) nach Anspruch 1, bei dem die beständige Schutzschicht (18) Siliciumnitrid enthält.
Wärmegeformter Spiegel (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Schutzschicht (18) durch Zerstäuben aufgebracht ist.
Wärmegeformter Spiegel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die reflektierende Schicht (18) Titan oder Aluminium enthält.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei der reflektierenden Schicht (16) um ein durch Zerstäuben aufgebrachtes Metall mit einer Dicke von 40 bis 250 Å (4 bis 25 nm) handelt.
Spiegel nach Anspruch 5, bei dem die dünne Titanschicht (16) nicht dicker als etwa 225 Å (22,5 nm) ist.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dünne Siliciumschicht (22) eine Dicke von 300 bis 1500 Å (30 bis 150 nm) hat.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zwischen der dünnen Siliciumschicht (22) und der reflektierenden Schicht (16) eine dünne durch Zerstäuben aufgebrachte Edelstahlschicht mit einer Dicke von 50 bis 500 Å (5 bis 50 nm) enthält.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem Substrat um Glas handelt.
Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die jeweiligen dünnen Schichten Dicken haben, die die reflektierende Beschichtung mit einer Transmission von nicht mehr als etwa 4% und einem Reflexionsvermögen von weniger als etwa 50% bereitstellen.