Reflexvermindernde'Schicht, insbesondere für Glas Zur Herabsetzung
der Reflexion an der Oberfläche von Glas oder anderen, nichtractallischen Stoffen
hat man reflexvermindernde Schichten angebracht, die im allgeme:inen wenigstens
an ihrer Grenzfläche gegen Luft eine niedrigere Brech7ahl als der zu überziehende
Stoff besitzen. Da. die Brechzahl der meisten Glassorten zwischen 1,5 und 1,7 liegt,
muß die Brechzahl der refl#exverm.,ild,ernden Schicht an ihrer Außenseite merklich
weniger als 1,5 betragen. l#Ian hat bereits homogene und inhomogene reflexvermindernde
Schichten hergestellt, und weiterftin neben vergleichsweise dicken Schichten auch
dünne Schichten, bei, denen die Reflexion auch noch durch Interferenz, zwischen
der Vorder- und Rückseite der Schicht herabgesetzt ,.wird. Bei der Anwendung einfacher
homogener Schichten wird diie größte R.eflexve-rminderung da-nn erzielt, wenn die
Brechzahl der Sch;cht gleich der Wurzel aus der Brechzahl des GLises ist und die
optische Dicke dff Schicht, d.h. das Produkt aus ihrer tatsächlichen Dicke und ihrer
Brechzahl, gerade eine Viertelwellenlänge des Lichtes beträgt, für das die Reflexverminderung
am vo'Ikommenst-en sein soll. In diesem Falle heben sich die an den Grenzflä#chen
Luft gegen Schicht und Schicht gegen Glas reflektiertlen Lichtanleile durch filterferenz
gerade
auf. Auch wenn mehrere Schichten auf das Glas aufgebracht werden, deren Dicken und
Brechzahlen, so abgeglichen sind, daß sich die an den einzelnen Grenzflächen reflektierten
Lichtanteile durch Interferenz gerade aufheben, erhält man die günstigsten Ergebnisse
dann, wenn die oberste an die- Luft grenzende Schicht eine niedrigere Brechzahl
als das Glas hat.Anti-reflective layer, especially for glass
the reflection on the surface of glass or other, non-fractallic materials
if you have applied anti-reflective layers, in general at least
at its interface with air a lower refractive index than that to be coated
Own substance. There. the refractive index of most types of glass is between 1.5 and 1.7,
the refractive index of the refl # exverm., ild, erden layer must be noticeable on its outside
be less than 1.5. l # Ian already has homogeneous and inhomogeneous antireflective agents
Layers produced, and also next to comparatively thick layers
thin layers, where the reflection is also due to interference, between
the front and back of the layer is reduced, .is. Easier to use
homogeneous layers, the greatest reduction in flexion is achieved when the
Refractive index of Sch; cht is equal to the root of the refractive index of GLise and the
optical thickness dff layer, i.e. the product of its actual thickness and its
Refractive index, is just a quarter wavelength of the light for which the reflection reduction
should be at its best. In this case, those at the interfaces are lifted
Air against layer and layer against glass, light guides reflected by filter reference
just
on. Even if several layers are applied to the glass, their thicknesses and
Refractive indices are adjusted so that they are reflected at the individual interfaces
If you just cancel out the light components through interference, you get the most favorable results
when the top layer bordering the air has a lower refractive index
than the glass has.
Selbstverständlich sollen die reflexverrnindernden Schichten auch
eine möglichst geringe Lichtabsorption aufweisen. Für die praktische Anwendung müs#sen
die Schichten außerdem noch bestimmte mechanische und chemische Eigenschaften besitzen.
Sie sollen auf dem Glas gut haften und gegen mechanische Bea#nspruchung en, wie
Kratzen und Reiben, widerstandsfähig sein. Außerdem wird im allgemeinen eine hohe
chemische Beständigkeit, vor allem gegen die Einwirkungen der Atmosphäre, gefordert.Of course, the reflection-reducing layers should also
have the lowest possible light absorption. Must have for practical use
the layers also have certain mechanical and chemical properties.
They should adhere well to the glass and protect against mechanical loads, such as
Scratching and rubbing, being resilient. In addition, it is generally high
chemical resistance, especially against the effects of the atmosphere, is required.
Zur Herstellung der reflexvermindernden Schichten hat man bisher entweder
durch chemische Verfahren aus einer dünnen Oberflächenschicht des Glases Bestandteile
herausgelöst, um so eine Schicht mit niedrigerer Brechzahl zu erhalten, oder man
hateinie dünne Schicht eines Stoffes mit niedrigerer Brechzahl, vorzugsweise durch
Verdampfen im Vakuum, aufgebracht. Das erste Verfahren läßt sich nicht bei allen
Gläsern anwenden und kann beispielsweise 'bei organischen Gläsern und Gläsern mit
niedriger Brechzahl nicht durchgeführt werden. Bei dem zweiten Verfahren ist die
Auswahl der zur Verfügung stehenden Stoffe mit ausreichend niedrig,er Brechzahl
sehr beschränkt; die bis jetzt verwendeten Stoffe, wie Magnesliumfluoriid, befriedigen
in ihrer Härte und Haftfestigkeit nicht, und sie la.ssen sich nur auf solche Flächen
aufbringen, die keinen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.For the production of the reflection-reducing layers one has hitherto either
by chemical processes from a thin surface layer of the glass components
removed in order to obtain a layer with a lower refractive index, or one
has a thin layer of a material with a lower refractive index, preferably through
Evaporation in vacuo applied. The first method does not work for everyone
Use glasses and can, for example, 'with organic glasses and glasses
lower refractive index cannot be carried out. The second method is the
Selection of available materials with a sufficiently low refractive index
very limited; the substances used up to now, such as magnesium fluoride, are satisfactory
not in terms of their hardness and adhesive strength, and they can only be used on such surfaces
apply that are not exposed to mechanical stresses.
Es wurde nun gefunden, daß die verschiedenen Anforderungen, die an
reflexverminderade Schichten gestellt werden, vorzüglich durch die niederen Oxyde
des Silliziums erfüllt werden. Diese werden beispielsweise durch teilweise Reduktion
von Siliziumdioxyd oder durch teilweise Oxydaticrn von Silizium gewonnen und lassen
sich auch durch Erhitzen eines Gemisches aus Silizium und Siliziumdioxyd herstellen.
Aus früheren Untersuchungen ist bekannt, daß in ihn-en das stöchiometrische Verhältnis
von Si: 0 vorzugsweise in der Nähe von i : i liegt. Man hat hieraus
auf die Existenz des Siliziummonoxyds als definierter chemischer Verbindung geschlossen.
Diese niederlen Siliziumoxyde lassen sich in !amorpher Form gewinnen. und zeigen
so glasartige Eigenschaften;aus dem festen Zustand sublimieren sie beispielsweise
in dnern Vakuum von i o-3 mm lig leicht bei Temperaturen von i i oo biG 1200#
C. It has now been found that the various requirements that are placed on layers with reduced reflections are primarily met by the lower oxides of silicon. These are obtained, for example, by partial reduction of silicon dioxide or partial oxidation of silicon and can also be produced by heating a mixture of silicon and silicon dioxide. It is known from previous investigations that in them the stoichiometric ratio of Si: 0 is preferably in the vicinity of i : i. From this it has been concluded that silicon monoxide exists as a defined chemical compound. These lower silicon oxides can be obtained in amorphous form. and so show glass like properties; from the solid state to sublimate, for example, in vacuum of dnern i o-3 mm lig easily at temperatures of ii oo biG # 1200 C.
Erfindungsgemäß werden also die Gläser, die gegen Reflexion geschützt
werden sollen, mit einer allasartigen Schicht eines niederen Siliziumoxyds
Z,
überzogen- Dies läßt sich besonders einfach durchführen, indem man die
Herstellung des niederen Siliziumoxyds und das überziehen. des Glases mit der reflexvermindernden.
Schicht in leinen Arbeitsgang zusammenfaßt. Man gibt zu diesem Zwecke in das Verdämpfu:ngsschiffchen
ein Gemisch aus Silizitun trnd Siliziumdioxyd; das sich beim Erhitzen bildende niedere
Sili7iumoxyd sublimiert diann im Hochvakuum ab und schlägt sich auf den zu schützenden
Gläsem als dünne Schicht nieder.According to the invention, the glasses that are to be protected against reflection are coated with an allas-like layer of a lower silicon oxide Z. This can be carried out particularly simply by coating the production of the lower silicon oxide and the. of the glass with the anti-reflective. Layer summarized in one operation. For this purpose, a mixture of silicon dioxide and silicon dioxide is placed in the evaporation boat; the lower silicon oxide which forms on heating then sublimes in a high vacuum and is deposited as a thin layer on the glasses to be protected.
Die so erhaltenen überzüge entsprechen ausgezeichnet den obengenannten
Anforderungen an r#eflexv#erm,i,nclernde Schichten. Sie besitzen,eine. vergleichsweise
geringe Brechzahl; außerdem lassen sie sich in genau abgestufter Dicke herstellen,
so daß die obengenannten Interferenzbedin ung er-9 , erl füllt werden können.
Daneben weisen sie auch die ,gewünschten mechanischen Eigenschaften auf, indem sie
vorzü ' g' lich auf der Glasunterlage haften und eine außerordentlich hohe
Ritzhärte besitzen. Schließlich zeichnen sie sich noch durch eine sehr gute chemische
Beständigkeit aus, die an die Beständigkeit des Quarzglasies herankommt; sie sind
widerstandsfähig gegen die Einwirkungen der Atmosphäre, auch sch:wefelhaltiger Atmosphäre,
gegen Wasserdampf, Seiewasser, konzentrierte Säuren und mäßig konzentrierte Alkahen.
Diese auffallende Beständigkeit ist zum Teil wolü darauf zurückzuführen, daß sich
an :der Oberfläche der niederen Siliziumoxyde eine sehr dünne aber widerstandsfähige
Schicht von Siliziumdioxyd bildet.The coatings obtained in this way correspond excellently to the above-mentioned requirements for reflective layers. You own one. comparatively low refractive index; They can also be in exactly graduated thickness prepared so that the above Interferenzbedin ung er-9, can be filled erl. In addition, they also have the desired mechanical properties, visit this lovely house by 'g' Lich adhere to the glass substrate and have an extremely high hardness. Finally, they are also characterized by a very good chemical resistance, which comes close to the resistance of quartz glass; They are resistant to the effects of the atmosphere, including the atmosphere containing sulfur, to water vapor, seawater, concentrated acids and moderately concentrated alkanes. This remarkable resistance is partly due to the fact that a very thin but resistant layer of silicon dioxide forms on the surface of the lower silicon oxides.
Eine weitere Verbesserung der Reflexvenninderung kann dadurcherreicht
werden, daß das niedere Siliziumoxyd unter solchen Bedingungen aufgedampft wird,
daß die Dichte der Schicht nach außen abnimmt. Dies, kann z. B. dadurch erreicht
werden, daß das Vakuum während der Aufdampfurig stufenweise oder kontinuierlich
verschlechtert wird, oder auch dadurch, daß der Winkel, den die Aufdampfunggsrichtung
mit der normalen der zu bedampfenden Fläche bildet, während der Bedampfung voin
niederen zu höheren Werten variiert wird. Man erhält auf diese Weise eine inhomogene
Schicht mit von außen nach irmen zunehmendem Brechungsindex, wobei der Brechungsindex
an der Außenseite niedriger liegt als derjenige des kompakten Materials, so daß,
bei richtig gewählter Schichtdicke tine noch höhere Reflexionsverminderung eintritt
als bei der homogenen Schicht. Die mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit
derartiger Schichten ist im Vergleich zu den an-deren bis jetzt bekannten reflexvermindernden
Schichten trotz des aufgelockerten Aufbaues ihrer Oberfläche immer noch wesentlich
besser.A further improvement in the reduction in reflexes can thereby be achieved
be that the lower silicon oxide is evaporated under such conditions,
that the density of the layer decreases towards the outside. This can e.g. B. achieved thereby
that the vacuum is gradually or continuously during the evaporation
is worsened, or by the fact that the angle which the vapor deposition direction
forms with the normal of the area to be steamed, while the steaming takes place
is varied from lower to higher values. In this way, an inhomogeneous one is obtained
Layer with a refractive index increasing from the outside towards the center, the refractive index
is lower on the outside than that of the compact material, so that,
If the layer thickness is correctly selected, an even higher reduction in reflection occurs
than with the homogeneous layer. The mechanical and chemical resistance
Such layers are antireflective in comparison to the others known up to now
Layers are still essential despite the looser structure of their surface
better.
Die niederen SiliziuTnoxyde lassen sich mit Vorteil auch. für dein
Aufbau der anderen oben besprochenen reflexvermindernden Schichten verwenden,also
beispielsweise auch für die Herstellung .einer reflexvermindern.den Mehrfachschicht.
Besonders vorteilhaft ist es, die Schicht aus dem niederen Sifiziumoxyd als oberste
Schicht einer Mehrfachschicht zu. benutzen, weil auf diese Weise seine günstigen
mechanischen und chemischen Eigenschaften zum Schutze der darunterliegenden Schichten
ausgewertet werden; so wird es möglich, Mehrfachschichten auch unter Verwendung
von
mechanisch und chemisch weniger widerstandsfähigen Stoffen aufzubauen.The lower silicon oxides can also be used with advantage. for your
Use the structure of the other anti-reflective layers discussed above, so
For example, also for the production of a reflection-reducing multilayer.
It is particularly advantageous to have the layer of the lower SiO oxide as the top
Layer to a multilayer. use it because that way its cheap
mechanical and chemical properties to protect the underlying layers
be evaluated; so it becomes possible to use multiple layers too
from
to build mechanically and chemically less resistant materials.