DE69708926T2

DE69708926T2 - Biegbare spiegel und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE69708926T2
Application number: DE69708926T
Authority: DE
Inventors: L. Hoffman; J. Krisko; A. Maxwell
Original assignee: Cardinal CG Co
Current assignee: Cardinal CG Co
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: DE69708926D1; EP1142844A3; ATE210100T1; ES2169415T3; DK0964833T3; EP0964833B1; EP1142844A2; CA2283386A1; JP3325902B2; US6086210A; JP2000512399A; EP0964833A1; CA2283386C; WO1998039262A1

Description

Die Erfindung betrifft Spiegel und insbesondere solche Spiegel, welche derart hergestellt werden, daß man flache Substrate verwendet, welche anschließend in der Hitze zu einer gewünschten gekrümmten Gestalt verformt werden.
Gekrümmte Spiegel werden im allgemeinen als Rückspiegel für Kraftfahrzeuge, als reflektierende Oberfläche für Teleskope und für dergleichen mehr verwendet. Sie werden allgemein hergestellt, indem man zunächst eine Glasfolie oder ein anders blatt- oder tafelartiges Substrat zu der gewünschten gekrümmten Gestalt verformt und anschließend einen reflektierenden Überzug auf eine Seite oder beide Seiten des Substrats aufbringt. Beispielsweise können gekrümmte Spiegel, wie sie beim Karneval zur Hervorbringung von amüsanten, verzerrten Spiegelungen eines Betrachters verwendet werden, hergestellt werden, indem man zunächst eine Folie oder Tafel aus Glas zu der gewünschten Gestalt verformt und anschließend eine Oberfläche des Glases mit metallischem Silber und einem darüber liegendem Schutzlack beschichtet.
Spiegel können auch hergestellt werden, indem man eine Sputtering-Technik mit Hilfe eines Magnetrons anwendet, wie beispielsweise in Chapin US-PS 4,166,018 beschrieben. Bei Spiegeln dieses Typs kann Chrom oder Silber als reflektierende Schicht verwendet werden. Wenn gekrümmte Spiegel unter Anwendung eines Sputtering-Verfahrens mit Hilfe eines Magnetrons hergestellt werden, so werden die Glassubstrate für die Spiegel zunächst typischerweise in einer Größe, die für die Herstellung von zwei oder mehr Spiegeln ausreicht, zu der gewünschten Form gebogen. Nachdem die gebogenen Glasstücke in einer Einrichtung für das absatzweise erfolgende Waschen von gekrümmten Glasteilen oder auf einem Träger in einem online betriebenen System gewaschen worden sind, werden sie auf einen geeigneten Träger gelegt und durch Sputtering mit Hilfe eines Magnetrons beschichtet. Zufolge der Krümmung der Substrate sind die auf diese Weise erzeugten reflektierenden Beschichtungen jedoch nicht gleichmäßig. Das Herstellungsverfahren selbst ist langwierig und zeitraubend, da es verlangt, daß zahlreiche kleine Glassubstrate von Hand auf einen Träger gelegt werden, der durch eine Vorrichtung für das Sputtering mit Hilfe eines Magnetrons hindurchgeleitet wird, und jedes einzelne erhaltene Spiegelstück von Hand von dem Träger genommen werden muß, wenn das Sputtering vollständig durchgeführt worden ist.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden wäre es wünschenswert, zunächst eine reflektierende Beschichtung auf eine Flachglasfolie oder ein anderes Substrat unter Ausbildung eines Spiegels mit Hilfe von Sputtering abzuscheiden und anschließend den Spiegel, wie gewünscht, zu biegen und zu zerschneiden. Jedoch tritt eine Schwierigkeit auf, wenn flache Glasfolien mit der üblichen reflektierenden Schicht unter Verwendung von beispielsweise Chrom als reflektierendem Metall beschichtet und anschließend hitzeverformt werden. Wenn die beschichteten Folien oder Tafeln auf eine Temperatur erhitzt werden, die ausreicht, um eine dauerhafte Verformung, d. h. das plastische Fließen des Substrates zu ermöglichen (etwa 1110 bis 1130ºF bzw. 600 bis 610ºC für Glas), und das Glas verformt wird, entstehen auf den Überzügen leicht Fehlstellen, die als Grübchen bezeichnet werden können. Die Grübchen erscheinen als dem Auge erfaßbare kleine, kreisrunde Fehlstellen mit geringer Reflexion. Die Ursache für die Entwicklung der Grübchen ist nicht völlig geklärt, jedoch glaubt man, daß ihre Entstehung eine Funktion von Spannungen ist, die während des Verformens in ei nem oder mehreren der durch Sputtering abgeschiedenen reflektierenden Filme oder Beschichtungen, die die reflektierende Schicht bilden, entstehen.
Aus WO 97/01775, einer früheren Anmeldung des Anmelders, die nach dem Prioriätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht worden ist, ist ein hitzeverformbarer Spiegel und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spiegels ersichtlich. Der Spiegel umfaßt eine Folie oder Tafel, beispielsweise aus Glas, auf die eine Grundschicht aus Silicium oder eine Kombination aus einer Siliciumschicht und einer Schicht aus rostfreiem Stahl aufgebracht ist. Ein reflektierender Überzug aus Titan oder Aluminium ist auf der Grundschicht gebildet, und über der reflektierenden Schicht ist eine Schutzschicht abgeschieden, beispielsweise aus Siliciumnitrid.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein hitzeverformbarer Spiegel ein flaches Substrat, welches aufgrund von Einwirkenlassen von Wärme zum plastischen Fließen in der Lage ist; sowie eine auf einer Oberfläche des Substrats gebildete, durch Sputtering abgeschiedene reflektierende Beschichtung, wobei der Spiegel bei erhöhter Temperatur im wesentlichen ohne Schaden für die reflektierende Beschichtung verformbar ist und die reflektierende Beschichtung folgende Komponenten umfaßt:
a) eine durch Sputtering abgeschiedene Grundschicht, die einen Film aus Silicium oder einen Film aus Silicium und einen aus rostfreiem Stahl umfaßt, wobei der Silicium-Film dem Substrat näher ist als der Film aus rostfreiem Stahl,
b) eine reflektierende Niob-Schicht, welche von dem Substrat weiter entfernt angeordnet ist als die Grundschicht und durch Abscheiden eines reflektierenden Niob-Films durch Sputtering gebildet ist, sowie
c) eine dauerhafte Schutzschicht, welche von dem Substrat weiter entfernt angeordnet ist als entweder die Grundschicht oder die reflektierende Schicht und die eine hinreichende Sperre für den Durchtritt von Sauerstoff darstellt, um zu verhindern, daß die Reflexion des Spiegels aufgrund des Biegens auf weniger als 50% absinkt.
Wenn ein hitzeverformbarer Spiegel gemäß der Erfindung bei einer Temperatur verformt wird, die oberhalb der Temperatur liegt, bei welcher die Schichten der reflektierenden Beschichtung abgeschieden werden, können zwischen den verschiedenen durch Sputtering abgeschiedenen Filmen eine Atomdiffusion und bzw. oder strukturelle Umlagerungen erfolgen, welche die reflektierenden Eigenschaften des erzeugten gebogenen Spiegels verändern. Die hitzeverformbaren Spiegel gemäß der Erfindung behalten jedoch im großen Umfang und vorzugsweise vollständig ihre wichtigen optischen Eigenschaften (niedrige Durchlässigkeit, hohe Reflexion) bei, wenn sie auf diese Weise erhitzt und verformt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen hitzeverformbaren Spiegel aus einem flachen Glassubstrat und einer mehrschichtigen reflektierenden Beschichtung, welche auf einer Seite des Substrats gebildet ist, wobei der Spiegel bei der Erweichungstemperatur des Glassubstrats im wesentlichen ohne mechanischen Schaden für die reflektierende Beschichtung verformbar ist, die reflektierende Beschichtung einen Silicium-Film, eine reflektierende Schicht aus einem Niob- Film, welcher weiter entfernt von dem Substrat angeordnet ist als der Silicium-Film, und eine Schutzschicht aus einem Siliciumnitrid-Film, welcher weiter von dem Substrat angeordnet ist als der Niob-Film, umfaßt und die entsprechenden Filme Dicken aufweisen, die dazu führen, daß die reflektierende Be schichtung eine Durchlässigkeit von nicht über etwa 4% und eine Reflexion von nicht unter etwa 50% aufweist.
Somit betrifft die Erfindung in der weiteren Ausführungsform einen gekrümmten Spiegel, welcher dadurch hergestellt ist, daß man einen hitzeverformbaren Spiegel der oben beschriebenen Art herstellt und ihn einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterzieht, bei der das Substrat in der Lage ist, plastisch verformt zu werden (beispielsweise bei der Glasübergangstemperatur im Falle eines Glassubstrats), den flachen Spiegel bei dieser Temperatur zu der gewünschten gekrümmten Gestalt verformt, um einen gekrümmten Spiegel zu erzeugen, und anschließend den gekrümmten Spiegel unter Beibehaltung seiner gekrümmten Gestalt abkühlt. Der erhaltene gekrümmte Spiegel behält erwünschtermaßen mindestens etwa 100% des Reflexionsvermögens und nicht etwa über 150% der Durchlässigkeit des hitzeverformbaren flachen Spiegels bei, aus dem er hergestellt worden ist.
Gekrümmte Spiegel gemäß der Erfindung weisen zweckmäßigerweise eine halbkugelige Reflexion von mindestens 50% (gemessen unter Verwendung eines Reflektomoeters und einer integrierenden Kugel über den Wellenlängenbereich von 200 bis 2600 nm) sowie eine Durchlässigkeit von nicht über etwa 4,0% auf. Die Reflexion wird unter Verwendung eines Reflektometers mit einer Wolframlampe bei einer Fadentemperatur von 2854ºK und einem Einfallswinkel von 25º ± 5º gemessen, wobei eine Detektorzelle, die annähernd das menschliche Auge nachbildet (photoptische Standardkurve CIE) und eine integrierende Kugel eingesetzt werden. Zusätzlich zu den guten optischen Eigenschaften für das Spiegelerzeugnis muß der Filmstapel sowohl im flachen als auch im gebogenen Zustand mechanisch und chemisch dauerhaft sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen beispielmäßig näher erläutert, worin bedeuten:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen hitzeverformbaren Spiegel gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung, welche die Anwendung einer Vorrichtung für die Verformung in der Hitze zeigt.
Fig. 1 zeigt einen hitzeverformbaren Spiegel 10 gemäß der Erfindung, bei dem das flache, tafelartige Substrat 12 Glas ist. Glas ist das bevorzugte Substrat, jedoch können auch andere Substrate verwendet werden, die in der Lage sind, bei Erhitzen plastisches Fließen aufzuweisen, wie beispielsweise Kunststoff (z. B. Polymethylmetacrylat) und Metalle (z. B. Aluminium). Durch Sputtering werden auf die flache Oberfläche 20 des Substrates aufeinanderfolgend eine Grundschicht 14, eine reflektierende Schicht 16 und eine Schutzschicht 18 unter Ausbildung einer reflektierenden Beschichtung abgeschieden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Grundschicht 14 unmittelbar auf eine flache Oberfläche 20 des Substrates durch Sputtering abgeschieden. Die Grundschicht umfaßt einen Film 22 aus Silicium, der durch Sputtering unter Anwendung einer Sputtering- Technik mit einem Magnetron auf die Glasfläche abgeschieden wird, wie aus Chapin US-PS 4,166,018 bekannt. Der Ausdruck "Abscheiden durch Sputtering" und dergleichen werden im vorliegenden Fall verwendet, um Beschichtungen der Art zu bezeichnen, wie sie durch Sputtering mit Hilfe eines Magnetrons erzeugt werden. Die Technik des Sputterings mittels eines Magnetrons ist wohlbekannt.
Der Siliciumfilm 22 kann selbstverständlich von einem Siliciumtarget in einer Argonatmospähre bei etwa 3 mT (4 Pascal) abgeschieden werden. Der Siliciumfilm 22 kann in seiner Dicke beträchtlich schwanken, wenngleich die Dicke zweckmäßig zwischen etwa 300 und etwa 1500 Å liegt. Filme von etwa 400 Å Dicke haben gute Ergebnisse gezeigt. Wenngleich die folgende Erklärung nicht bindend ist, scheint es so, daß die Siliciumschicht dazu neigt, die mechanischen Belastungen, die in der reflektierenden Beschichtung bestehen, wenn der hitzeverformbare Spiegel gebogen wird, zu verringern. Jedoch kann die Verwendung dickerer Siliciumfilme zu Verminderungen der Reflexion des gebogenen Spiegels führen, weshalb einige Sorgfalt darauf verwendet werden muß, die Dicke des Siliciumfilms zu steuern.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Grundschicht einen Film 24 aus rostfreiem Stahl, der über dem Siliciumfilm 22 abgeschieden ist. Der Film aus rostfreiem Stahl 24 dient dazu, die Durchlässigkeit der reflektierenden Beschichtung zu verringern, und erhöht die Reflexion. Die Dicke der Schicht aus rostfreiem Stahl 24 kann beträchtlich variieren, liegt vorzugsweise jedoch im Bereich von etwa 50 bis 250 Å, wobei die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn die Schicht aus rostfreiem Stahl eine Dicke von nicht etwa über 225 Å aufweist. Ein zusätzlicher Zweck des Films 24 aus rostfreiem Stahl besteht darin, daß er die Reaktion zwischen dem darunter liegenden Siliciumfilm 22 und dem reflektierenden Metallfilm 16, welcher danach aufgebracht wird, inhibiert. Beispielsweise kann in Abwesenheit der Schicht 24 aus rostfreiem Stahl eine Reaktion zwischen dem Siliciumfilm 22 und dem reflektierenden Titanfilm 16 zur Bildung von Titansilicid führen, das die Reflexion der reflektierenden Beschichtung verringern kann. Wenn ein Film aus Niob als reflektierende Schicht verwendet wird, kann der Film aus rostfreiem Stahl weggelassen werden.
Weiter gemäß Fig. 1 ist eine reflektierende Schicht 16 über der Grundschicht 14 vorgesehen. Die Schicht 16 wird zweckmäßigerweise durch Sputtering-Abscheiden eines reflektierenden me tallischen Films gebildet; Niob, Titan, und Aluminium sind für reflektierende Metalle, die für die Schicht 16 verwendet werden können, typisch, wobei das bevorzugte Metall Niob und das nächstbevorzugte Titan ist. Die Dicke der reflektierenden Schicht 16 sollte derart sein, daß sie dem Spiegel eine Reflexion (halbkugelige Reflexion, gemessen unter Verwendung eines Reflektometers und einer integrierenden Kugel über den Wellenlängenbereich von 200 bis 2600 nm) von mindestens 50% und eine Durchlässigkeit von nicht über etwa 4,0% verleiht. Die Reflexion erfolgt hauptsächlich von der äußeren Oberfläche 26 der Schicht 16 aus. Wie oben erwähnt, trägt die darunter befindliche Schicht aus rostfreiem Stahl 24, sofern sie vorhanden ist, zur Reflexion bei. Vorzugsweise besteht die reflektierende Schicht 16 aus durch Sputtering abgeschiedenem, metallischem Niob von einer Dicke im Bereich von 200 bis 500 Å, wobei eine Dicke von etwa 360 Å gute Ergebnisse liefert. Filme aus metallischem Titan können eine Dicke im Bereich von 100 bis 300 Å aufweisen, wobei eine Dicke von etwa 200 Å gute Ergebnisse liefert.
Bei 18 ist in Fig. 1 eine Schutzschicht dargestellt, die zweckmäßigerweise durch Sputtering unmittelbar auf die metallische, reflektierende Schicht 16 abgeschieden ist und aus einem mechanisch und chemisch widerstandsfähigen Material besteht, welches den Durchtritt von Sauerstoff auf die darunter liegende Metallschicht oder Metallschichten während des Biegeverformens verhindert. Die Schutzschicht verhindert zweckmäßig den Durchtritt von Sauerstoff so stark, daß während des Hitzeverformens die Reflexion nicht auf unter 50% verringert wird. Als Schutzschicht oder in der Schutzschicht können Filme aus Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid verwendet werden, und es ist daran gedacht, auch Filme aus Siliciumdioxid dafür zu verwenden. Bevorzugt sind durch Sputtering abgeschiedene Filme aus Siliciumnitrid, deren Dicke von etwa 50 bis 150 Å reichen kann, wobei Dicken im Bereich von etwa 100 Å bevorzugt sind.
Gemäß Fig. 2 ist auf der flachen Oberfläche 20 einer Glastafel 12 ein reflektierender Überzug 30 vorgesehen, dessen Schichten die gleichen sind, wie in Fig. 1 dargestellt, mit der Abweichung, daß die Schicht 24 aus rostfreiem Stahl gemäß Fig. 1 weggelassen ist. D. h., die Grundschicht 14 gemäß Fig. 2 ist ein Überzug aus durch Sputtering aufgebrachtem Silicium, die reflektierende Schicht 16 ein Film aus einem durch Sputtering abgeschiedenen reflektierenden Metall, wie beispielsweise Titan oder Aluminium, und die Schutzschicht 18 ein Film aus Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid.
Selbstverständlich können auch andere und weitere Schichten aus durch Sputtering abgeschiedenem Materialien zwischen oder auch zu beiden Seiten von Grundschicht, reflektierender Schicht und Schutzschicht angeordnet werden, vorausgesetzt, daß derartige zusätzliche Schichten nicht zu der unerwünschten Grübchenbildung oder anderen Fehlern der reflektierenden Schicht führen, wenn der Spiegel dem Hitzeverformen unterworfen wird. Beispielsweise kann rostfreier Stahl beim Substrat zugesetzt werden, um die Durchlässigkeit weiter zu erniedrigen. Dünne Aluminium- oder Silberfilme können oberhalb oder unterhalb der reflektierenden Schicht zugesetzt werden, um die Reflexion zu erhöhen. Darüber hinaus können dünne Filme aus Metalloxid, wie beispielsweise aus Oxiden von Silicium und Titan, unter der Grundschicht vorgesehen werden, um die Widerstandsfähigkeit des Produktes gegenüber der Bildung von Nadellöchern zu verbessern. Vorzugsweise stoßen die entsprechenden Grund-, reflektierenden und Schutzschichten aneinander, d. h., sie werden ohne Zwischenschichten gebildet. So wird die Grundschicht 14 vorzugsweise unmittelbar auf der flachen Oberfläche 20 eines Glas- oder anderen Substrats gebildet, und soweit die Grundschicht 14 aus Filmen 22 und 24 aus Silicium und rostfreiem Stahl gebildet wird, werden die zuletzt genannten Filme zweckmäßigerweise derart aufgebracht, daß der Film aus rostfreiem Stahl 24 unmittelbar auf dem Siliciumfilm 22 durch Sputtering abgeschieden wird. Der Film 16 aus reflektierendem Metall wird zweckmäßigerweise durch Abscheiden von Niob, Titan oder Aluminium durch Sputtering unmittelbar auf die exponierte Oberfläche der Grundschicht 14 gebildet. Die Schutzschicht 18 wird analog zweckmäßigerweise unmittelbar auf die reflektierende Schicht 16 durch Sputtering aufgebracht. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform besteht die Grundschicht 14 aus Silicium, die reflektierende Schicht ist ein Film aus Niob, der unmittelbar der Silberschicht benachbart ist, und die Schutzschicht ist ein Film aus Siliciumnitrid, die dem Niobfilm unmittelbar benachbart ist. Niob ist als reflektierender Film im Vergleich zu Titan oder anderen reflektierenden Metallen besonders bevorzugt, da Niob es offensichtlich ermöglicht, daß der gebildete Spiegel längere Zeit auf der Verformungstemperatur gehalten werden kann, ohne daß die physikalischen Eigenschaften des Spiegels verschlechtert werden.
Fig. 3 zeigt eine erhitzte Form, wie sie sich zur Verformung von gebogenen Glasfolien oder Glastafeln eignet. Formen dieser Art werden für diesen Zweck herkömmlicherweise bei der Herstellung von beispielsweise gekrümmten Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge und gekrümmten Glasscheiben verwendet, die anschließend mit einer Spiegeloberfläche zur Verwendung als Kraftfahrzeugrückspiegel oder dergleichen ausgerüstet werden. Die Form besteht aus einer Matrize 40 mit einer konkaven, nach oben gerichteten Oberfläche 42 und einer Patrize 44 mit einer nach unten gerichteten, konvexen Oberfläche 46. Im Betrieb werden die Formteile auf die Erweichungstemperatur von Glas erhitzt, und ein hitzeverformbarer Spiegel, wie derjenige von Fig. 1, wird auf die Oberfläche der Matrize gelegt, wobei sei ne reflektierende Beschichtung 28 nach unten gerichtet ist. In dem Maße, wie die flache Glastafel auf ihren Erweichungspunkt erhitzt wird, sackt sie nach unten in Übereinstimmung mit der oberen Oberfläche 42 der Form. Danach wird die Patrize 44 der Form nach unten gegen die andere Oberfläche der Glasscheibe gedrückt und stellt eine glatte Übereinstimmung zwischen Glasscheibe und Oberfläche 42 sicher. Wenn das Verformen beendet ist, werden die Formen auf unterhalb der Glasübergangstemperatur des Spiegels 10 gekühlt, die Formteile voneinander getrennt, und der gebogene Spiegel entfernt. Die Betriebstemperaturen der Form liegen üblicherweise im Bereich von 1110 bis 1130ºF (600 bis 610ºC).
Die reflektierenden Beschichtungen von Spiegeln gemäß der Erfindung müssen eine beträchtliche Dauerhaftigkeit vor und nach dem Verformen aufweisen. D. h., die Beschichtungen müssen Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb, extremen Wärme- und Kälteeinwirkungen, Feuchtigkeit und Lösungsmitteln, wie beispielsweise Alkoholen und Salzsprühlösungen, besitzen. Die Abriebfestigkeit kann gemessen werden, indem man einen normalen Bleistiftradiergummi (Blaisedell® Nr. 536 T oder Äquivalent), der mit einem Kilogramm Last beladen ist, 100 mal vor und zurück über eine mit Methanol gesäuberte beschichtete Oberfläche reiben läßt. Um den Test zu bestehen, darf die Beschichtung keinen wesentlichen Filmverlust oder keine wesentliche Verringerung der Reflexion zeigen. Die Haftung des durch Sputtering aufgebrachten Filmstapels an dem Substrat kann untersucht werden, indem man versucht, die Beschichtung mit einem druckempfindlichen Klebeband, wie in MIL-C 48497 A beschrieben, abzuziehen. Die Festigkeit gegenüber Alkohol kann untersucht werden, indem man einen Bereich aus der Beschichtung mit einem mit Isopropanol getränkten, sauberen Tuch unter Handdruck reibt. Ein Salzsprühversuch ist in ASTM B-117 beschrieben und wird 240 Stunden lang durchgeführt. Um die Widerstandsfähig keit gegenüber Feuchtigkeit zu prüfen, wird ein beschichtetes Probestück 500 Stunden in einer feuchten Kammer, die bei 45ºC und 98 bis 100% relativer Feuchtigkeit gehalten wird, exponiert. Nach jedem der oben beschriebenen Versuche werden die untersuchten Beschichtungen visuell untersucht, um etwaige Fehler festzustellen.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer herkömmlichen Sputtering-Anlage mit einem Magnetron wurden die oberen, gesäuberten Oberflächen von flachen Glastafeln einem Sputtering von verschiedenen Targets aus in einer Reihe aufeinanderfolgender Zonen unterworfen, wobei die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Glastafeln sowie die an die verschiedenen Sputtering-Einheiten mit Magnetron gelieferte Energie derart gewählt wurden, daß die gewünschten Dicken der verschiedenen, durch Sputtering erzeugten Filme erzielt wurden. Drei der Zonen, die anfangs von den Glastafeln erreicht werden, wurden mit Siliciumtargets und einer Argonatmosphäre ausgestattet, was zu einer Abscheidung eines Siliciumfilms durch Sputtering führte, welcher eine Dicke von etwa 400 Å auf wies. Die Tafeln gelangten danach in eine Zone, in der von einem Target aus rostfreiem Stahl rostfreier Stahl durch Sputtering bis zu einer Dicke von etwa 175 Å aufgebracht wurde. Nach der Zone mit rostfreiem Stahl gelangten die Glastafeln durch eine Zone mit einem Titantarget in einer Argonatomosphäre, wo metallisches Titan auf die Oberfläche aus rostfreiem Stahl bis zu einer Dicke von etwa 200 Å durch Sputtering aufgebracht wurde. Schließlich gelangten die Glastafeln nach Verlassen der Titanzone in zwei aufeinanderfolgende Zonen mit Siliciumtargets mit einer Stickstoffatmosphäre, wo Siliciumnitrid bis zu einer Enddicke von etwa 100 Å durch Sputtering aufgebracht wurde. Der erhaltene hitzeverformbare Spiegel wurde hinsichtlich Durchlässigkeit, Reflexion und Farbeigenschaf ten untersucht und anschließend dem oben beschriebenen Verformungsverfahren bei einer Temperatur von etwa 1130ºF unterzogen. Nach Entfernen des erhaltenen gekrümmmten Spiegels aus der Form wurde der Spiegel auf Beschichtungsfehler untersucht und außerdem Tests zur Bestimmung von Reflexion, Durchlässigkeit, Farbe und Dauerhaftigkeit unterworfen. Es wurde kein Schleier oder anderer physikalischer Mangel beobachtet. Die Reflexion vor und nach dem Biegen betrug 57%, die Durchlässigkeit des gebogenen Spiegels betrug 2,2% und die Reflexionsfarbkoordinaten des gebogenen Films (Hunter L,a,b,- System, Illumination D 65) betrugen a = 1,22 und b = 5,80. Die Analyse des Endproduktes zeigte eine gewisse Diffusion von Eisen und Chrom aus der Schicht aus rostfreiem Stahl in die Siliciumschicht unter Bildung von Siliciden ohne schädliche Wirkung auf den Spiegel.

Beispiel 2

Ein hitzeverformbarer Spiegel wurde auf eine Weise hergestellt, die praktisch derjenigen gemäß Beispiel 1 gleich war, mit der Abweichung, das die Sputtering-Zone mit rostfreiem Stahl weggelassen wurde. Der reflektierende Überzug des erhaltenen Spiegels bestand somit aus einer Grundschicht aus einem Siliciumfilm mit einer Dicke von 960 Å, einer reflektierenden Schicht aus metallischem Titan von einer Dicke von etwa 125 Å und einer Schutzschicht aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von Etwa 100 Å. Der Spiegel wurde hitzeverformt, indem man ihn, wie oben in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben verformte, und die Reflexion, Durchlässigkeit und die Farbeigenschaften wurden vor und nach dem Biegen gemessen. Der gebogene Spiegel wurde außerdem auf Grübchenbildung und andere Mängel untersucht. Es wurden keine sichtbaren Mängel oder Schleier vor oder nach dem Biegen festgestellt. Ein Reflexionsvermögen von 50% wurde vor und nach dem Biegen erhalten, und die Durchlässigkeit nach dem Biegen wurde mit 3,8% gemessen. Das gebogene Produkt besaß Reflexionsfarbkoordinaten von a = -0,45 und b = 2,38.
Um festzustellen, welche chemischen Veränderungen während des Hitzeverformens abgelaufen sein könnten, wurde die reflektierende Beschichtung des gebogenen Spiegels, der gemäß Beispiel 2 erhalten worden war, mittels Auger-Elektronenspektroskopie (AES) analysiert. Es wurde gefunden, daß der Siliciumüberzug mit dem angrenzenden Film aus metallischem Titan zu einer Schicht aus Titansilicid reagiert und eine Verringerung des Reflexionsvermögens der reflektierenden Beschichtung verursacht hatte. Ein Zweck der Verwendung des Films aus rostfreiem Stahl in der reflektierenden Beschichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht darin, als Barriere zwischen den Filmen aus Silicium und Titan zu dienen, um eine Umsetzung zwischen ihnen zu verhindern. Trotz der Umsetzung zwischen den Filmen aus Silicium und Titan erwies sich der gebogene Spiegel, der gemäß Beispiel 2 erhalten worden war, als im wesentlichen frei von Mängeln und blieb hoch reflektierend.

Beispiel 3

Ein hitzeverformbarer Spiegel wurde durch Abscheidung von Filmen mittels Sputtering auf ein Glassubstrat in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. Auf das Glassubstrat wurde zunächst ein erster Film aus Silicium mit einer Dicke von 700 Å durch Sputtering aufgebracht und anschließend ein zweiter Film aus Niob in einer Dicke von 400 Å und ein dritter und letzter Film aus Siliciumnitrid in einer Dicke von 140 Å. Der Spiegel wurde durch Biegen hitzeverformt, wie oben in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben, und es wurden Reflexionsvermögen, Durchlässigkeit und Farbeigenschaften vor und nach dem Biege- Vorgang gemessen. Weder vor und nach dem Biegen wurde ein sichtbarer Schleier oder Mangel festgestellt. Das Reflexionsvermögen vor und nach dem Biegen betrug 51,2% bzw. 51,8%, und die Durchlässigkeit sowohl vor und nach dem Biegen betrug 0,4%. Das Produkt wies Reflexionsfarbkoordinaten von a = 1,5, b = 7,0 vor dem Biegen und a = -0,1 und b = 3,6 nach dem Biegen auf. Die Verwendung von Niob als reflektierendem Film erlaubt das Aushalten eines längeren Biegeverfahrens (beispielsweise von 20 Minuten oder darüber).

Claims

1. Hitzeverformbarer Spiegel aus einem flachen Substrat, welches aufgrund von Einwirkenlassen von Wärme zum plastischen Fließen in der Lage ist, und einer auf einer Oberfläche des Substrats gebildeten, durch Sputtering abgeschiedenen reflektierenden Beschichtung, wobei der Spiegel bei erhöhter Temperatur im wesentlichen ohne Schaden für die reflektierende Beschichtung verformbar ist und die reflektierende Beschichtung folgende Komponenten umfaßt:

a) eine durch Sputtering abgeschiedene Grundschicht, welche einen Film aus Silicium oder einen Film aus Silicium und einen aus rostfreiem Stahl umfaßt, wobei der Silicium-Film dem Substrat näher ist als der Film aus rostfreiem Stahl,

b) eine reflektierende Niob-Schicht, welche von dem Substrat weiter entfernt angeordnet ist als die Grundschicht und durch Abscheiden eines reflektierenden Niob-Films durch Sputtering gebildet ist, sowie

c) eine dauerhafte Schutzschicht, die von dem Substrat weiter entfernt angeordnet ist als entweder die Grundschicht oder die reflektierende Schicht und die eine hinreichende Sperre für den Durchtritt von Sauerstoff darstellt, um zu verhindern, daß die Reflexion des Spiegels aufgrund des Biegens in der Hitze auf weniger auf 50% absinkt.

2. Spiegel gemäß Anspruch 1, wobei die dauerhafte Schutzschicht Siliciumnitrid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid enthält.

3. Spiegel gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die reflektierende Niob-Schicht eine Dicke von 200 bis 500 Å aufweist.

4. Spiegel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundschicht einen Silicium-Film mit einer Dicke von 300 bis 1500 Å aufweist.

5. Spiegel gemäß Anspruch 4, wobei zwischen dem Silicium-Film und der reflektierenden Schicht ein durch Sputtering abgeschiedener Film aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 50 -250 Å angeordnet ist.

6. Spiegel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat aus Glas besteht.

7. Hitzeverformbarer Spiegel aus einem flachen Glassubstrat und einer mehrschichtigen reflektierenden Beschichtung, welche auf einer Seite des Substrats gebildet ist, wobei der Spiegel bei der Erweichungstemperatur des Glassubstrates im wesentlichen ohne mechanischen Schaden für die reflektierende Beschichtung verformbar ist, die reflektierende Beschichtung einen Silicium-Film, eine reflektierende Schicht aus einem Niob-Film, welcher weiter von dem Substrat entfernt angeordnet ist als der Silicium-Film, und eine Schutzschicht aus einem Siliciumnitrid-Film, welcher weiter von dem Substrat angeordnet ist als der Niob-Film, umfaßt und die entsprechenden und die entsprechenden Filme Dicken aufweisen, die dazu führen, daß die reflektierende Beschichtung eine Durchlässigkeit von nicht über etwa 4% und eine Reflexion von nicht unter etwa 50% aufweist.

8. Hitzeverformbarer Spiegel gemäß Anspruch 7, wobei die Dicke des Niob-Films im Bereich von 200 bis 500 Å liegt.

9. Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Spiegels, wobei man einen Spiegel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 her stellt, den Spiegel auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Substrat zur plastischen Verformbarkeit in der Lage ist, den Spiegel bei dieser Temperatur zu einer gewünschten gekrümmten Gestalt biegt und den Spiegel während des Aufrechterhaltens der gebogenen Gestalt abkühlt.

10. Gekrümmter Spiegel, erzeugt durch Herstellen eines flachen Spiegels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, Erhitzen des flachen Spiegels auf eine Temperatur, bei der das Substrat zur plastischen Verformbarkeit in der Lage ist. Biegen des flachen Spiegels bei dieser Temperatur zu einer gewünschten, gekrümmten Gestalt unter Ausbildung eines gekrümmten Spiegels und Abkühlen des gekrümmten Spiegels unter Aufrechterhaltung der gebogenen Gestalt.