DE3936282C2 - Mehrschichtiger Oberflächenreflektierspiegel - Google Patents
Mehrschichtiger OberflächenreflektierspiegelInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Reflektierspiegel und insbesondere auf einen
Oberflächenreflektierspiegel, der in der Blendfreiheit, in
den Reflexionseigenschaften, in dekorativen Aspekten, in
Produktivität und Kosten etc. überlegen ist. Der
erfindungsgemäße Oberflächenreflektierspiegel wird
hauptsächlich als Rückspiegel für Automobile, als
Konvexspiegel, der Fahrer vor Gefahren auf einer
vorausliegenden Straße warnt, als Schmuckspiegel etc.
verwendet und hat darüber hinaus weitere
Anwendungsmöglichkeiten.
Als ein Beispiel eines Oberflächenreflektierspiegels
beschreibt DE 37 44 312 einen mehrschichtigen
Oberflächenreflektierspiegel, der dadurch gekennzeichnet ist,
daß ein dielektrischer, mehrschichtiger Film auf der einen
Seite eines Glassubstrates und ein lichtabsorbierender Film
auf der Rückseite des Substrates aufgebracht wird, wobei der
dielektrische, mehrschichtige Film durch das Auflaminieren
von drei bis sechs dielektrischen Schichten entsteht, die
alternierend verschiedene Brechungsindizes haben und von
denen zumindest eine der drei bis sechs dielektrischen
Schichten eine optische Dicke von λ/2 hat.
Fig. 8 zeigt die spektrale Lichtausbeute V′ (λ) des
menschlichen Auges bei Dunkeladaption (Kurve (1)), die
spektrale Energiecharakteristik P(λ) eines
Automobil-Frontscheinwerfers (Halogenlampe) (gerade Linie
(2)) und ihr Produkt P(λ) × V′ (λ) (Kurve (3)). Wie aus Fig. 8
ersichtlich, liegt der für das menschliche Auge empfindliche
Wellenlängenbereich von Licht, wie es bei Nacht von einem
Frontscheinwerfer (Halogenlampe) eines nachfolgenden
Automobils abgestrahlt wird, in einem Wellenlängenbereich von
480 bis 550 nm. Damit ein Reflektierspiegel blendlichtfreie
Eigenschaften hat, muß er in besagtem Wellenlängenbereich
eine niedrige Reflexionsstärke haben.
Der mehrschichtige Oberflächenreflektierspiegel, wie er in
besagtem Patentdokument beschrieben ist, hat eine niedrige
Reflexionsstärke im wellenlängenbereich von 480 bis 580 nm
und dementsprechend eine ausgezeichnete Blendfreiheit, wie
seiner spektralen Reflexionscharakteristik, dargestellt in
Fig. 9, entnommen werden kann. Dieser Reflektierspiegel hat
eine niedrige Reflexionsstärke in dem Wellenlängenbereich, in
dem Blendfreiheit verlangt wird und eine hohe
Reflexionsstärke in anderen wellenlängenbereichen. Deshalb
hat der Reflektierspiegel auch ausgezeichnete
Reflexionseigenschaften.
Bei dem mehrschichtigen Oberflächenreflektierspiegel, wie er
in dem besagten Patentdokument beschrieben wird, wird aber
eine Anzahl von (drei bis sechs) dielektrischen Schichten auf
einer Seite des Glassubstrates zur Bildung eines
dielektrischen, mehrschichtigen Filmes aufgebracht, wodurch
der Vorgang der Dampfbeschichtung, wie er für die Bildung des
besagten Filmes notwendig ist, kompliziert wird. Darüber
hinaus muß man einen lichtabsorbierenden Film auf der anderen
Seite des Substrates durch Beschichten und Einbrennen in
einem von besagtem Beschichtungsschritt getrennten Schritt
aufbringen, was zu einer niedrigen Produktivität und hohen
Kosten führt.
JP 54-24 046 beschreibt einen Oberflächenreflektierspiegel,
bestehend aus einem Glassubstrat mit einer Kupferschicht als
reflektierender dünner Metallspiegelschicht, einer
dielektrischen Schicht mit niedrigem Brechungsindex und einer
Dicke von ungefähr λ/4, und einer dielektrischen Schicht mit
einem niedrigen Brechungsindex und einer Schichtdicke von
λ/4.
JP 62-108 207 betrifft einen gefärbten Rückseitenspiegel,
bestehend aus einem transparenten Glassubstrat, einer ersten
Schicht mit hohem Brechungsindex 2.0, einer transparenten
zweiten Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex von 1.8
und einer dritten reflektierenden Schicht eines dünnen
metallischen Films.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Oberflächenreflektierspiegel bereit zustellen, der in der
Blendfreiheit, in den Reflexionseigenschaften, Produktivität
und den Kosten verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Oberflächenreflektierspiegel
gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Fig. 1 zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels;
Fig. 2 bis 7 zeigen jeweils die spektrale
Reflexionscharakteristik eines erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels;
Fig. 8 zeigt die spektrale Lichtempfindlichkeit des
menschlichen Auges bei Dunkeladaption, die
spektrale Energiecharakteristik eines Automobil-Frontscheinwerfers
(Halogenlampe), und das Produkt
dieser zwei Parameter, nämlich die spektrale
Energiecharakteristik eines Automobil-Frontscheinwerfers,
wie es vom menschlichen Auge
wahrgenommen wird;
Fig. 9 zeigt die spektrale Reflexionscharakteristik eines
mehrschichtigen Oberflächenreflektierspiegels, wie
er in DE 37 44 312 offenbart wird;
Fig. 10 zeigt in Vergrößerung und ausschnittweise den
wesentlichen Teil eines mehrschichtigen
Oberflächenreflektierspiegels eines
Vergleichsbeispiels; und
Fig. 11 zeigt die spektrale Reflexionscharakteristik eines
mehrschichtigen Oberflächenreflektierspiegels eines
Vergleichsbeispiels.
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Oberflächenreflektierspiegel wird
vorzugsweise ein transparentes Substrat verwendet, es kann
aber auch ein nicht-transparentes Substrat verwendet werden.
Das Substrat hat vorzugsweise eine plane Oberfläche auf
beiden Seiten oder eine konvexe oder eine konkave Oberfläche
auf zumindest einer Seite (z. B. eine plan-konkave Platte,
eine plan-konvexe Platte, eine konkav-konvexe Platte, eine
doppelkonkave Platte, eine doppelkonvexe Platte).
Vorzugsweise werden Glas und Kunststoffe als Material für das
Substrat verwendet, es können aber auch andere Materialien
genausogut verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Oberflächenreflektierspiegel wird
auf einer Seite des Substrates ein Metall- oder
Halbleiterfilm aufgebracht und auf diesen Film ein
dielektrischer Film.
Es folgt daher zuerst die Beschreibung des Metall- oder
Halbleiterfilmes, der auf einer Seite des Substrats
aufgebracht wird.
Der Metall- oder Halbleiterfilm dient als ein reflektierender
Film und hat eine Reflexionsstärke von vorzugsweise 30% oder
mehr, besonders bevorzugt 50 bis 80%. Für solch einen
Metall- oder Halbleiterfilm wird ein einzelnes Metall oder
ein einzelner Halbleiter, wie z. B. Cr, Ni, Al, Ag, Co, Fe,
Si, Ge oder dergleichen, oder eine Legierung verwendet, die
zumindest eines dieser Metalle und/oder Halbleiter enthält.
Beispiele für solch eine Legierung beinhalten Inconel
(bestehend im wesentlichen aus 80 Gew.% Ni, 14 Gew.-% Cr und 6
Gew.% Fe und darüber hinaus sehr geringen Mengen an
Verunreinigungen) und Chromel (bestehend hauptsächlich aus 80
Gew.% Ni und 20 Gew.-% Cr und darüber hinaus sehr geringen
Mengen an Verunreinigungen).
Der Metall- oder Halbleiterfilm kann mit Hilfe der gleichen
Beschichtungsmethoden (z. B. Verdampfung, Sprühen,
Ionenplattieren, chemische Dampfbeschichtung (CVD))
aufgebracht werden, wie sie bei der Aufbringung des
dielektrischen Filmes verwendet werden (dieser Vorgang wird
später beschrieben).
Als nächstes folgt die Beschreibung des dielektrischen
Filmes, der auf den Metall- oder Halbleiterfilm aufgebracht
wird. Der dielektrische Film besteht aus einer Schicht mit
niedrigem und einer Schicht mit hohem Brechungsindex. Die
Schicht mit niedrigem Brechungsindex wird vorzugsweise aus
einem Material mit einem Brechungsindex von 1,3 bis 1,5
hergestellt. Als ein solches Material mit niedrigem
Brechungsindex wird zweckmäßigerweise ein Siliziumoxid, wie
z. B. SiO₂, ein Metallfluorid, wie z. B. MgF₂, oder eine
Mischung davon verwendet. Die Schicht mit hohem
Brechungsindex wird vorzugsweise aus einem Material mit einem
Brechungsindex von 1,5 bis 2,4 hergestellt. Als ein solches
Material mit hohem Brechungsindex wird zweckmäßigerweise ein
Silizium- oder Metalloxid, wie z. B. SiO, TiO₂, Ta₂O₅, ZrO₂,
HfO₂, Al₂O₃, ein Metallfluorid, wie z. B. OeF₃, ein
Metallsulfid, wie z. B. ZnS, oder eine Mischung davon
verwendet.
Die optische Dicke der Schicht mit niedrigem Brechungsindex
beträgt λo/20 bis 0,4 λo (λo ist die Wellenlänge eines
Lichtes, wie es für Referenzmessungen zu Konstruktionszwecken
verwendet wird). Andererseits ist die optische Dicke der
Schicht mit hohem Brechungsindex auf λo/2 beschränkt. Der
Grund für die Beschränkung der optischen Dicken der zwei
Schichten auf die oben genannten Werte liegt darin, daß diese
Beschränkung zu einer Reflexionscharakteristik des so
entstehenden Reflexionsspiegel führt, die sich durch eine
hervorragende Vermeidung von Blendlicht und durch
hervorragende Reflexionseigenschaften auszeichnet. Die
optische Dicke der Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist
insbesondere bevorzugt λo/8 oder λo/4.
Es ist möglich, eine Schicht mit hohem Brechungsindex mit
einer optischen Dicke von λo/2 herzustellen, indem man eine
Schicht mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke
von λo/4 und eine andere Schicht mit hohem Brechungsindex mit
einer optischen Dicke von λo/4 kombiniert, wodurch die beiden
Schichten mit hohem Brechungsindex aneinander zu liegen
kommen.
Bei dem dielektrischen Film, der Bestandteil des
erfindungsgemäßen Oberflächenreflektierspiegels ist, sind die
relativen Positionen der Schicht mit niedrigem Brechungsindex
und der Schicht mit hohem Brechungsindex so festgelegt, daß
die Schicht mit niedrigem Brechungsindex der Metall- oder
Halbleiterschicht näher und die Schicht mit hohem
Brechungsindex der Außenseite näher liegt. Diese
Spezifikation der relativen Positionen der zwei Schichten
führt zu einem Reflexionsspiegel mit einer
Reflexionscharakteristik, die sich durch eine ausgezeichnete
Vermeidung von Blendlicht und ausgezeichnete
Reflexionseigenschaften auszeichnet.
Der dielektrische Film kann durch verschiedene
Beschichtungsmethoden aufgebracht werden.
Zu diesen Methoden gehören physikalische
Beschichtungstechniken, wie z. B. Verdampfung, Sprühen und
Ionenplattieren, chemische Beschichtungsmethoden (CVD) und
Techniken zur Dünnfilmbeschichtung, wie z. B. die Applikation
einer organischen Beschichtungslösung.
Typische Beispiele für die vorliegende Erfindung werden im
folgenden angegeben. Die vorliegende Erfindung soll aber in
keiner Weise durch diese Beispiele beschränkt sein.
Fig. 1(A) zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. In Fig. 1(A) bezeichnet das
Bezugszeichen (1) ein Glassubstrat; (2) einen Cr-Film; (3)
eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine L-Schicht),
die aus MgF₂ besteht und einen Brechungsindex von 1,38 und
eine optische Dicke von λo/4 aufweist [in diesem Beispiel ist
λo (die Wellenlänge eines Lichtes, wie es für
Referenzmessungen zu Konstruktionszwecken verwendet wird) 540
nm und dementsprechend ist λo/4 135 nm]; (4) bezeichnet eine
Schicht mit hohem Brechungsindex (eine 2H-Schicht), die aus
ZrO₂ besteht und einen Brechungsindex von 2,05 und eine
optische Dicke von λo/2 (270 nm) aufweist. Es ist also bei
dem Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf einer
Seite des Glassubstrates ein mehrschichtiger Film
aufgebracht, der aus dem Cr-Film, der L-Schicht und der
2H-Schicht in genannter Reihenfolge besteht, wobei der
Cr-Film dem Glassubstrat am nächsten liegt. Die optische
Reflexionscharakteristik dieses Oberflächenreflektierspiegels
ist in Fig. 2 dargestellt. Wie Fig. 2 entnommen werden kann,
ist dieser beispielhafte Oberflächenreflektierspiegel einem
herkömmlichen Oberflächenreflektierspiegel in der
Blendfreiheit wegen seiner niedrigen Reflexionsstärke in
einem Wellenlängenbereich von 480 bis 580 nm überlegen, wobei
dieser Bereich im wesentlichen mit dem Bereich von 480 bis
550 nm übereinstimmt, in dem das Produkt aus der spektralen
Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges bei
Dunkeladaption und aus der spektralen Energiecharakteristik
eines Automobil-Frontscheinwerfers hoch ist. Außerdem wird
deutlich, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel auch in seinen
Reflexionseigenschaften überlegen ist, da er hohe
Reflexionsstärken im blauen (400 bis 480 nm) und im roten
(580 bis 700 nm) Wellenlängenbereich aufweist, in denen das
Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges gering ist.
Fig. 1(B) zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines anderen erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. Das Bezugszeichen (11) in Fig.
1(B) bezeichnet ein Glassubstrat; (12) einen Cr-Film; (13)
eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine L/2-Schicht),
nämlich MgF₂, die einen Brechungsindex von 1,38 und eine
optische Dicke von λo/8 aufweist [in diesem Beispiel ist λo
600 nm und demgemäß ist λo/8 75 nm]; (14) bezeichnet eine
Schicht mit hohem Brechungsindex (eine 2H-Schicht), nämlich
ZrO₂, die einen Brechungsindex von 2,05 und eine optische
Dicke von λo/2 (300 nm) aufweist. Es ist also bei dem
Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf einer Seite
des Glassubstrates ein mehrschichtiger Film aufgebracht, der
aus dem Cr-Film, der L/2-Schicht und der 2H-Schicht in dieser
Reihenfolge besteht, wobei der Cr-Film dem Substrat am
nächsten liegt.
Aus Fig. 3 wird offensichtlich, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel eine ähnliche spektrale
Reflexionscharakteristik aufweist wie der in Beispiel 1
beschriebene Oberflächenreflektierspiegel und demgemäß in der
Blendfreiheit und in den Reflexionseigenschaften überlegen
ist.
Fig. 1(C) zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines weiteren erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. Das Bezugszeichen (21) in Fig.
1(C) bezeichnet ein Glassubstrat; (22) einen Cr-Film; (23)
bezeichnet eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine
L-Schicht), die aus MgF₂ besteht und einen Brechungsindex von
1,38 und eine optische Dicke von λo/4 aufweist [in diesem
Beispiel ist λo 540 nm und demgemäß ist λo/4 135 nm]; (24)
bezeichnet eine Schicht mit hohem Brechungsindex (eine
2H-Schicht), die aus Al₂O₃ hergestellt ist und einen
Brechungsindex von 1,63 und eine optische Dicke von λo/2 (270
nm) aufweist. Es ist also bei dem
Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf einer Seite
des Glassubstrates ein mehrschichtiger Film aufgebracht, der
aus dem Cr-Film, der L-Schicht und der 2H-Schicht in dieser
Reihenfolge besteht, wobei der Cr-Film dem Substrat am
nächsten liegt.
Aus Fig. 4 wird offensichtlich, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel eine ähnliche spektrale
Reflexionscharakteristik zeigt wie der
Oberflächenreflektierspiegel von Beispiel 1 und demzufolge in
seiner Blendfreiheit und in seinen Reflexionseigenschaften
überlegen ist.
Fig. 1(D) zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines weiteren erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. Das Bezugszeichen (31) in Fig.
1(D) bezeichnet ein Glassubstrat; (32) bezeichnet einen
Ge-Film; (33) eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine
L-Schicht) aus MgF₂, die einen Brechungsindex von 1,38 und
eine optische Dicke von λo/4 aufweist [in diesem Beispiel ist
λo 540 nm und demgemäß ist λo/4 135 nm]; (34) bezeichnet eine
Schicht mit hohem Brechungsindex (eine 2H-Schicht), die aus
ZrO₂ hergestellt ist und einen Brechungsindex von 2,05 und
eine optische Dicke von λo/2 (270 nm) hat. Es ist also bei
dem Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf einer
Seite des Glassubstrates ein mehrschichtiger Film
aufgebracht, der aus dem Ge-Film, der L-Schicht und der
2H-Schicht in dieser Reihenfolge besteht, wobei der Ge-Film
dem Substrat am nächsten liegt.
Aus Fig. 5 wird offensichtlich, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel eine ähnliche spektrale
Reflexionscharakteristik aufweist wie der in Beispiel 1
beschriebene Oberflächenreflektierspiegel und demgemäß in der
Freiheit von Blendlicht und in den Reflexionseigenschaften
überlegen ist.
Fig. 1(E) zeigt in Vergrößerung den Querschnitt eines
wesentlichen Teils eines weiteren erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. Das Bezugszeichen (41) in Fig.
1(E) bezeichnet ein Glassubstrat; (42) einen Cr-Film; (43)
bezeichnet eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine
L-Schicht), nämlich MgF₂, die einen Brechungsindex von 1,38
und eine optische Dicke von λo/4 aufweist [in diesem Beispiel
ist λo 540 nm und demgemäß ist λo/4 135 nm]; (44) bezeichnet
eine Schicht mit hohem Brechungsindex (eine H₁-Schicht), die
aus TiO₂ hergestellt ist und einen Brechungsindex von 2,30
und eine optische Dicke von λo/4 (135 nm) aufweist; und (45)
bezeichnet eine andere Schicht mit hohem Brechungsindex (eine
H₂-Schicht), nämlich ZrO₂, die einen Brechungsindex von 2,05
und eine optische Dicke von λo/4 (135 nm) hat. Es ist also
bei dem Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf
einer Seite des Glassubstrates ein mehrschichtiger Film
aufgebracht, der aus dem Cr-Film, der L-Schicht, der
H₁-Schicht und der H₂-Schicht in dieser Reihenfolge besteht,
wobei die Cr-Schicht dem Substrat am nächsten liegt. Eine
Filmschicht mit hohem Brechungsindex, z. B. eine 2H-Schicht,
die eine optische Dicke von λo/2 hat, wird durch die
H₁-Schicht und die H₂-Schicht gebildet.
Aus Fig. 6 wird offensichtlich, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel eine ähnliche spektrale
Reflexionscharakteristik aufweist wie der in Beispiel 1
beschriebene Oberflächenreflektierspiegel und demgemäß in der
Blendfreiheit und in den Reflexionseigenschaften überlegen
ist.
Fig. 1(F) zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines weiteren erfindungsgemäßen
Oberflächenreflektierspiegels. Das Bezugszeichen (51) in Fig.
1(F) bezeichnet ein Glassubstrat; (52) einen Cr-Film, (53)
bezeichnet eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex (eine
L/2-Schicht), die aus MgF₂ hergestellt ist und einen
Brechungsindex von 1,38 und eine optische Dicke von λo/8 hat
[in diesem Beispiel ist λo 600 nm und demgemäß ist λo/8 75
nm]; (54) bezeichnet eine Schicht mit hohem Brechungsindex
(eine H₁-Schicht), die aus TiO₂ hergestellt ist und einen
Brechungsindex von 2,30 und eine optische Dicke von λo/4 (150
nm) hat; (55) bezeichnet eine andere Schicht mit hohem
Brechungsindex (eine H₂-Schicht), die aus ZrO₂ hergestellt
ist und einen Brechungsindex von 2,05 und eine optische Dicke
von λo/4 (150 nm) hat. Es ist also bei dem
Oberflächenreflektierspiegel dieses Beispiels auf einer Seite
des Glassubstrates ein Film aufgebracht, der aus dem Cr-Film
der L/2-Schicht, der H₁-Schicht und der H₂-Schicht in dieser
Reihenfolge besteht, wobei der Cr-Film dem Substrat am
nächsten liegt. Eine Schicht mit hohem Brechungsindex, wie
z. B. eine 2H-Schicht, die eine optische Dicke von λo/2 hat,
wird durch die H₁-Schicht und durch die H₂-Schicht gebildet.
Aus Fig. 7 geht hervor, daß dieser beispielhafte
Oberflächenreflektierspiegel eine ähnliche spektrale
Reflexionscharakteristik aufweist wie der in Beispiel 1
beschriebene Oberflächenreflektierspiegel, und demzufolge in
der Blendfreiheit und in den Reflexionseigenschaften
überlegen ist.
In den oben genannten Beispielen 1 bis 6 sind verschiedene
erfindungsgemäße Oberflächenreflektierspiegel beschrieben
worden. Es kann dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik
erhalten werden, wenn man in jedem der Beispiele 1 bis 4 eine
Einzelschicht, die aus der 2H-Schicht besteht, durch eine
Doppelschicht ersetzt, wobei eine H₁-Schicht und eine
H₂-Schicht in dieser Reihenfolge aufgebracht werden oder
durch eine Doppelschicht, bei der eine H₂-Schicht und eine
H₁-Schicht in dieser Reihenfolge aufgebracht werden. Man kann
auch dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik erhalten,
wenn in jedem der Beispiele 5 und 6 eine Doppelschicht, die
aus einer H₁-Schicht und einer H₂-Schicht in dieser
Reihenfolge besteht, durch eine Doppelschicht ersetzt wird,
die aus einer H₂-Schicht und einer H₁-Schicht in dieser
Reihenfolge (die Reihenfolge der H₁-Schicht und der
H₂-Schicht ist umgekehrt) besteht.
Man kann dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik
erhalten, wenn in jedem der Beispiele 1 bis 6 jede Schicht
des dielektrischen mehrschichtigen Filmes durch einen
äquivalenten Film ersetzt wird.
Es kann eine äquivalente spektrale Reflexionscharakteristik
erhalten werden, wenn das Glassubstrat durch ein
Kunststoffsubstrat ersetzt wird.
Fig. 10 zeigt in Vergrößerung einen Querschnitt des
wesentlichen Teils eines Oberflächenreflektierspiegels, der
dem Oberflächenreflektierspiegel des Beispiels 1 entspricht,
mit der Ausnahme, daß die Schicht aus einem Material mit
niedrigem Brechungsindex (die L-Schicht) weggelassen wird.
Das Bezugszeichen (61) in Fig. 10 bezeichnet ein
Glassubstrat; (62) einen Cr-Film; und (63) eine Schicht aus
einem Material mit hohem Brechungsindex (eine 2H-Schicht),
die aus ZrO₂ besteht und einen Brechungsindex von 2,05 und
eine optische Dicke von λo/² hat [in diesem Beispiel ist λo
540 nm und demzufolge ist λo/2 270 nm]. Bei dem
mehrschichtigen Oberflächenreflektierspiegel dieses
Vergleichsbeispiels wird also auf einer Seite des
Glassubstrates ein mehrschichtiger Film aufgebracht, der aus
dem Cr-Film und der 2H-Schicht in dieser Reihenfolge besteht,
wobei der Cr-Film dem Substrat näher liegt. Die spektrale
Reflexionscharakteristik dieses Oberflächenreflektierspiegels
wird in Fig. 11 dargestellt. Fig. 11 zeigt im Gegensatz zu
den Oberflächenreflektierspiegeln der Beispiele 1 bis 6, daß
der Oberflächenreflektierspiegel dieses Vergleichsbeispiels
in der Blendfreiheit unterlegen ist, da er in einem
Wellenlängenbereich von 480 bis 550 nm, in dem das Produkt
aus der spektralen Lichtempfindlichkeit des menschlichen
Auges bei Dunkeladaption und aus der spektralen
Energiecharakteristik eines Automobil-Frontscheinwerfers hoch
ist, eine hohe Reflexionsstärke hat, und daß er auch
hinsichtlich der Reflexionseigenschaften schlechter
abschneidet, da er eine niedrige Reflexionsstärke in einem
Wellenlängenbereich von 430 bis 480 nm (blau) hat [das
Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges ist im blauen
Wellenlängenbereich (430 bis 480 nm) und im roten
Wellenlängenbereich (580 bis 700 nm) niedrig].
Anhand der oben beschriebenen Beispiele und
Vergleichsbeispiele wurde gezeigt, daß, um einen
Oberflächenreflektierspiegel mit den Eigenschaften der
Blendlichtfreiheit und mit guten Reflexionseigenschaften zu
erhalten, ein dielektrischer Film, der aus einer einzigen
Schicht besteht, nicht ausreichend ist, und daß ein
dielektrischer Film benötigt wird, der aus einer Schicht mit
niedrigem Brechungsindex von gegebener Dicke (wie oben
angeführt) und aus einer Schicht mit hohem Brechungsindex von
gegebener Dicke (wie oben angeführt) besteht.
Der erfindungsgemäße Oberflächenreflektierspiegel hat die
folgenden technischen Vorteile:
- (1) Der Spiegel weist in einem großen Ausmaß Blendfreiheit auf. Der erfindungsgemäße Reflektierspiegel hat, wie aus den Fig. 2 bis 7 ersichtlich ist, eine niedrige Reflexionsstärke in einem Wellenlängenbereich von 480 bis 580 nm, was im wesentlichen mit dem Bereich von 480 bis 550 nm übereinstimmt, indem das Produkt aus P (λ) × V′ (λ) hohe Werte aufweist, wie man anhand der Kurve (3) in Fig. 8 ersehen kann. Demzufolge hat der erfindungsgemäße Reflektierspiegel eine gute Blendfreiheit.
- (2) Der Spiegel hat überragende Reflexionseigenschaften.
- Wie in den Fig. 2 bis 7 dargestellt ist, hat der erfindungsgemäße Reflektierspiegel in dem Wellenlängenbereich eine niedrige Reflexionsstärke, in dem Blendfreiheit verlangt wird, und er hat eine hohe Reflektierstärke in anderen Wellenlängenbereichen. Deshalb gewährleistet der erfindungsgemäße Reflektierspiegel überragende Reflexionseigenschaften.
- Der erfindungsgemäße Reflektierspiegel hat den zusätzlichen Vorteil einer verbesserten Farbunterscheidbarkeit (verbesserter Farbkontrast), da der Reflektierspiegel so konstruiert ist, daß er im Grünbereich (490 bis 580 nm) (in dem in bezug auf Helligkeit eine höhere Sehempfindung auftritt), eine geringere Reflexionsstärke als im blauen (400 bis 480 nm) und im roten (590 bis 750 nm) Bereich aufweist, wodurch die Farben mit geringerer Helligkeit empfindlicher hervortreten.
- (3) Der Spiegel ist hinsichtlich dekorativer und modischer Aspekte überlegen.
- Als ein Ergebnis der angeführten Maßnahmen zur Erhöhung des Ausmaßes an Blendfreiheit und zur Verbesserung der Reflexionseigenschaften verursacht der erfindungsgemäße Reflektierspiegel ein reflektiertes Licht mit einer Magentafarbtönung. Diese Magentafarbtönung verleiht dem Spiegel den Anstrich von hoher Qualität, wodurch der erfindungsgemäße Spiegel in klarer Weise von anderen auf dem Markt erhältlichen Reflektierspiegeln unterschieden werden kann.
- (4) Der Spiegel ist hinsichtlich Produktivität und Kosten überlegen.
- Der erfindungsgemäße Reflektierspiegel hat auch hinsichtlich der Herstellungskosten Vorteile, da die Anzahl der auszubildenden Schichten des dielektrischen Filme s gering ist und da darüber hinaus der dielektrische Film und der Metall- oder Halbleiterfilm mit Hilfe der gleichen Methode aufgebracht werden können. Deshalb ist dieser Reflektierspiegel hinsichtlich der Herstellungskosten und der Produktivität dem Reflektierspiegel überlegen, wie er in DE 37 44 312 beschrieben ist, bei dem die Anzahl der auszubildenden Schichten des dielektrischen mehrschichtigen Filmes groß ist und bei dem darüber hinaus für die Ausbildung des lichtabsorbierenden Filmes Beschichtungs- und Einbrennvorgänge notwendig sind.
- Es wird also als Lösung der gestellten Aufgabe ein Oberflächenreflektierspiegel zur Verfügung gestellt, der trotz der niedrigen Zahl von Schichten im dielektrischen Film die verschiedenen Vorteile, wie Freiheit von Blendlicht, Reflexionseigenschaften, Vorteile hinsichtlich des dekorativen Aspektes, die Ausschaltung von störendem Licht und anderes mehr besitzt.
Claims (9)
1. Oberflächenreflektierspiegel mit einem Substrat, auf
dessen zum einfallenden Licht hinzeigender Seite eine Metall- oder
Halbleiterschicht aufgebracht ist, auf der zwei
Schichten aus dielektrischem Material aufgebracht sind,
nämlich eine der Metall- oder Halbleiterschicht näherliegende
erste dielektriche Schicht mit niedrigem Brechungsindex und
eine von der Metall- oder Halbleiterschicht entfernter
liegende zweite dielektrische Schicht mit hohem
Brechungsindex, dadurch gekennzeichnet, daß
die dielektrische Schicht mit niedrigem Brechungsindex eine
optische Dicke von λo/20 bis 0,4 λo hat und daß
die dielektrische Schicht mit hohem Brechungsindex eine
optische Dicke von λo/2 hat, wobei
λo so gewählt ist, daß der Spiegel im Wellenlängenbereich von
480 nm bis 580 nm ein Reflexionsminimum relativ zur
Reflektivität in den benachbarten Wellenlängenbereichen hat.
2. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die optische Dicke der Schicht mit
niedrigem Brechungsindex λo/8 oder λo/4 beträgt.
3. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schicht mit hohem
Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λo/2 aus zwei
verschiedenen aufeinander liegenden Schichten aus Materialien
mit jeweils hohem Brechungsindex und mit einer Dicke von
jeweils λo/4 besteht.
4. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schicht mit niedrigem
Brechungsindex einen Brechungsindex von 1,3 bis 1,5 hat.
5. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material mit niedrigem
Brechungsindex ein Siliziumoxid und/oder ein Metallfluorid
ist.
6. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schicht mit hohem
Brechungsindex einen Brechungsindex von 1,5 bis 2,4 hat.
7. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material mit hohem
Brechungsindex wenigstens ein Silizium- oder Metalloxid, ein
Metallfluorid oder ein Metallsulfid ist.
8. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Substrat aus Glas oder
Kunststoff besteht.
9. Oberflächenreflektierspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Metall- oder Halbleiterfilm
aus Cr, Ni, Al, Ag, Co, Fe, Si oder Ge oder einer Legierung,
die wenigstens eines der vorerwähnten Metalle und/oder
Halbleiter enthält, besteht.
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