DE8717889U1 - Spiegel mit einer auf der Vorderfläche eines Substrats befindlichen Reflexionsschicht - Google Patents
Spiegel mit einer auf der Vorderfläche eines Substrats befindlichen ReflexionsschichtInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen blendungsmindernden
Spiegel, insbesonders Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel, mit einem Reflexionsgrad von über 40 %, enthaltend eine auf der
Vorderfläche eines Substrates befindliche Reflexionsschicht aus
einem Metall mit 55 - 85 X Gesamtreflexion und eine darüber
aufgebrachte Interferenzschicht aus einem transparenten hochbrechenden Oxid, wobei die Dicke der Interferenzschicht vorzugsweise
derart gewählt ist, daß der Spiegel eine Blautönung zeigt.
Es sind aus der DE 25 12 494A1 gattungsgemäße Spiegel bekannt, die eine Reflexionsschicht aus Chrom und eine Interferenzschicht
aus Titandioxid aufweisen. Bei diesen bekannten Spiegeln kann die Interferenzschicht aus Titandioxid durch Aufdampfen oder durch
Sputtern aufgebracht werden.
Die mechanische und chemische Beständigkeit dieser bekannten Spiegel läßt zu wünschen übrig. Außerdem sind deren Herstellungsbedingungen ungünstig, denn einerseits sind Aufdampfverfahren
normalerweise kostenintensiver als Sputterverfahren, andererseits kommen aber auch letztere für TiO2 wegen dessen geringer
Sputterrate kaum in Betracht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen insbesondere als Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel geeigneten blaugetönten Spiegel zu
schaffen, der über eine besondere mechanische und chemische Stabilität verfügt und sich kostengünstig herstellen läßt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Spiegel der eingangs genannten
Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Interferenzschicht eine Zinndioxidschicht ist.
Der erfindungsgemäße Spiegel vereinigt in sich eine Reihe wich- j
tiger Vorteile: Die mechanische und die chemische Beständigkeit sind wesentlich besser als bei dem vorbekannten Spiegel, der hohe
Brechungsindex von Zinndioxid von ungefähr 2.05 macht es möglich, eine gewünschte Blautönung mit einer dünneren Interferenzschicht
zu erzeugen, und es kann Zinndioxid leicht durch Sputtern von Zinn oder Zinndioxid mit hoher Sputterrate aufgetragen werden;
die beiden letztgenannten Eigenschaften ermöglichen eine, kostengünstige Herstellung.
Die Verwendung dünner Schichten aus Zinndioxid ist bei Bauplatten und als elektrokonduktive Abdeckung für Anzeigeeinrichtungen
bekannt (Photonics Spectra Juli 1983, 37).
Vorzugsweise besteht die Reflexionsschicht aus Chrom, da dieses
Metall über die nötige mechanische und chemische Stabilität verfügt, die für die Reflexionsschicht bei einem Vorderflächeninterferenzspiegel
gefordert wird. Außerdem erfüllt Chrom mit ca. 65 % Gesamtreflexion die Bedingung einer Gesamtreflexion zwischen
55 und 85 %. Denn einerseits führt eine zu geringe Gesaitotreflexicn
der metallischen Reflexionsschicht zusammen mit der SnO2-Interferenzschicht
zu Reflexionswerten des fertigen Blautonspiegels von unter 40 %, die gesetzlich nicht zulässig sind. Andererseits
ist bei einer zu hohen Gesamtreflexion nur ein sehr garinger
Blauton durch die SnO2-Interferenzschicht zu erreichen, so
daß letztere dann fast wirkungslos bleibt. Auch andere Metalle, die diesen Forderungen genügen, können eingesetzt werden. Die
Interferenzschicht selbst besitzt eine solche Dicke, daß aus der farbneutralen Reflexion der Chromschicht ein bleuer Reflexions-Farbton
mit blendmindernder Wirkung und einer Gesamtreflexion
über 40 % entsteht. Dies wird erreicht, wenn die SnO2-Interferenzschicht
eine Dicke von 50 bis 150 nm, vorzugsweise 75" nm
•119 «itf ie*/^Y, &iacgr;''-rte JOt'cke de/ f0P w*
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Die Dicke der Chromschicht beeinflußt maßgebend die Transmission
des Cr-SnOg-Schichtsystems. Sie ist so bemessen, daß rückseitige
Strukturen wie z.B. eingebrannte Leitsilberbahnen (bei beheizbaren
Spiegeln) von der Vorderseite aus nicht erkennbar sind; die Mindestschichtdicke der Reflexionsschicht eines erfindungsgemäßen
Spiegels beträgt daher 30 nm.
Die Snöp-interferenzscnicrit wird öüs den schon geschilderten
Gründen vorzugsweise durch Sputtern aufgetragen. Dies ermöglicht wegen der geringen erforderlichen Schichtdicke und der hohen
Sputterrate von Zinn bzw. Zinndioxid eine preisgünstige Herstellung, da pro Zeiteinheit mehr Spiegel hergestellt werden können.
Vorzugsweise wird auch die Reflexionsschicht durch Sputtern
aufgebracht; dadurch wird das Gesamtverfahren einheitlich und damit wirtschaftlich.
Vorteilhaft läßt si:h das Aufbringen der SnO2-Schicht wie an sich
bekannt im Reaktivsputterverfahren durchführen, wobei ein metallisches
Zinntarget und Sauerstoff als Reaktionsgas verwendet werden. Dieses Verfahren ist besonders kostengünstig. Es kann mit
einer DC-Magnetron-Kathode durchgeführt werden (DE 33 16 548A1).
• -· 7 r.
Obwohl beim Sputtern eine geringe Wärmeentwicklung auf dem Substrat stattfindet, ist es empfehlenswert, vor
dew Aufsputtern der Chromschicht und der Interferenzschicht das Substrat auf Über 500C, vorzugsweise auf 120 bis
18O0C1 beispielsweie mittels IR-Strahlung aufzuheizen.
Auch eine Feinreinigung der Substrate durch Glimmentladungen wirkt sich positiv auf die Schichteigenschaften
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, während des Aufsputterns der SnO^-Schicht eine negative Biasspannung (ca. minus 100 Volt) an der
Metallpalette anzulegen, auf der die Glassubstrate vor dem Besputtern angeordnet werden. Durch diese negative
Spannung werden positiv geladene Ionen, z.B. die von Argon, Sauerstoff oder Zinn zum Substrat hin beschleunigt,
welches dadurch mit diesen Ionen bombardiert wird. Durch dieses Bombardement wird die Bildung einer kompakten
und fest haftenden SnO^-Schicht begünstigt. Durch Vorheizen und Biasspannung ergibt sich sowohl eine erhöhte mecha nische
als auch chemische Stabilität der aufgesputterten
SnO2-Schicht.
Die Biasspannung kann auch bereits beim Aufsputtern der Chromschicht angelegt werden, wenn nicht in einer
Getrenntkammeranlage gearbeitet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: Vorgereinigte Glassubstrate,
die bereits die Dimensionen der fertigen Spiegel besitzen und z.B. 100 &khgr; 150 mm Größe aufweisen, werden auf eine
Metallpalette gelegt und durch IR-Bestrahlung auf 1500C
vorgeheizt. Durch Glimmentladungen werden die Substratoberflächen
vor dem Besputtern feingereinigt. In einer Sputteranlage wird zunächst eine Chromschicht von 4G nm auf
die Glassubstrate aufgesputtert. Daran anschließend
wird in derselben Sputteranlage in einem Rsaktivsputterverfahrin
die erfindungsgemäße SnO2~Schicht auf die
Chromschicht aufgesplittert, wobei an die Metallpalette
nun eine negative Blasspannung von ca. minus 100 Volt angelegt wird.
Die Vorschubgeschwindigkeit der Palette unterhalb der Sputterkathode wird so bemessen, daß die SnOg-Schicht
dabei auf ca. lüö nm Dicke anwächst und kann z.B. 15
mm/s betragen. Bei 100 nm Schichtdicke ergibt sich ein hellblauer Farbton des reflektierten Lichtes bei einer
Gesamtreflexion von 45% (blendmindernde Wirkung). Durch Wahl anderer SnO^-Schichtdicken ist aber auch die Einstellung
anderer Farbtöne möglich.
Sowohl Vorheizen und Glimmen als auch die negative Substrat-Biasspannung
wirken sich günstig auf die spätere mechanische und chemische Stabilität der SnO2-Schicht aus.
Daß dabei mit SnO2 eine gegenüber TiO2 wesentlich erhöhte
chemische Stabilität erzielt wird, war keineswegs zu erwarten. Beispielsweise ist ein Cr-TiO2-Schichtsystem
nach einem 8-stündigen Schwefelsäure-Koch-Test erkennbar
angegriffen, während Cr-SnO2 nach 40 Stunden noch keinen
Angriff aufwies. Nach 30 Minuten in verdünnter Flußsäure zeigt die SnO2-Schicht ebenfalls keinen Angriff, während
die TiO2-Schicht eines Cr-TiO2-Spiegels bereits nach
2 Minuten zerstört war.
Auch im Kesternich-Test nach DIN 50 018/5 R. schnitt er erfindungsgemäße Spiegel deutlich besser als ein
Cr-TiO2 -Spiegel ab.
Die bessere mechanische Stabilität der SnO2 - gegenüber
einer TiO^-Schicht auf einer Chrorareflexionsschicht wurde durch den Taber-Abraser-Test festgestellt.
J. U U
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand
der Figur erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Spiegel im Längsschnitt
Der Vorderfächeninterferenzspiegel 1 ist auf einem
Substrat 2 aufgebaut, das vorteilhafterweise aus Glas ist. Auf der Vorderfläche 2a des Substrates 2
ist eine Reflexionsschicht 3 angeordnet, die eine Chromschicht ist und eine Mindestschichtdicke von
30 nm hat.
über der Reflexionsschicht liegt eine Interfer«nzschicht 4, die eine Zinndioxidschicht
ist. Diese Interferenzschicht hat eine Dicke im Bereich von 50-150 nm und ist im vorliegenden Fall
zur Erzielung einer günstigen Blautönung 100 nm dick,
Auf der anderen Seite des Substrats 2 sind rückseitige Strukturen 5 aufgebracht, die hier
eingebrannte Leitsilberbahnen zum Beheizen des Spiegels sind.
Claims (8)
1. Blendungsmindernder Spiegel, insbesondere Kraftfahrzeugspiegel, mit einem Reflexionsgrad
von über 40%, enthaltend eine auf der Vorderfläche eines Substrats angeordneten
Reflexionsschicht aus einem Metall mit 55-85% Gesamtreflexion und eine darüber aufgebrachte
Interferenzschicht aus einem transparenten hochbrechenden Oxid, wobei die Dicke der
Interferenzschicht vorzugsweise derart gewählt ist, daß der Spiegel ein Blautönung zeigt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht eine Zinndioxidschicht ist.
2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht eine Chromschicht ist.
3. Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht eine Dicke von mindestens
30 nm besitzt.
4. Spiegel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinndioxidschicht eine
Dicke von 50-150 nm aufweist.
5. Spiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zinndioxidschicht eine Dicke von 75-110 nm aufweist/ und daß das reflektierte
Licht eine für Autorückspiegel geeignete Tönung hat.
6. Spiegel nach einam der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er rückseitige
Strukturen einer eingebrannten Leitsilberbahn zum Beheizen des Spiegels aufweist.
: *3
7. Blendungsmindernder Kraftfahrzeugspiegel mit einem Reflexionsgrad von über 40%. enthaltend
eine auf der Vorderflache eines Substrates befindliche Reflexionsschicht aus einem Metall
mit 55-85% Gesamtreflexion und eine darüber
aufgebrachte Interferenzschicht aus einem transparenten, hochbrechenden Oxid, wobei die
Dicke der Interferenzschicht so gewählt ist, daß der Spiegel eine Blautönung zeigt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Interferenzschicht eine gesputterte Zinndioxidschicht ist und eine Dicke
von 75-110 nrn aufweist.
8. Spiegel nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zinndioxidschicht einen Brechnungsindex von ungefähr 2,05 besitzt.
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