DE69125644T2

DE69125644T2 - Interferenz-Filter

Info

Publication number: DE69125644T2
Application number: DE69125644T
Authority: DE
Inventors: Jesse D Wolfe
Original assignee: BOC Group Inc
Current assignee: Messer LLC
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1991-05-09
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2011-05-10
Also published as: CA2041038C; AU7524191A; FI912261A0; JPH04229805A; NO911799D0; AU655173B2; CA2041038A1; NO911799L; ATE151888T1; DE69125644D1; ES2100209T3; EP0456487A2; EP0456487A3; EP0456487B1; FI912261A; KR100250604B1; KR910020457A

Description

Diese Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf Infrarot- Interferenzfilter und mehr im einzelnen auf ein dauerhaftes Dünnfilm-Interferenzfilter mit niedrigem Emissionsvermögen.
Die Verwendung transparenter Scheiben in Gebäuden, Fahrzeugen und anderen Konstruktionen ist heutzutage zur Beherrschung der Sonneneinstrahlung weit verbreitet. Das Ziel dieser Sonneneinstrahlungsbeherrschung liegt darin, Licht durchzulassen und dabei viel der Sonnenenergie zurückzuhalten und dadurch das erforderliche Maß an Klimatisierung oder Kühlung zu verringern und Energie zu sparen. Ausserdem ermöglicht ein modifiziertes Glas als Konstruktionsmaterial die farbliche Flexibilität, die Architekten wünschen.
Es sind schon verschiedene Verfahren eingesetzt worden, um die optischen Eigenschaften dieser Scheiben zu verändern, einschließlich der Beschichtung von Glas- oder Kunststoffsubstraten mittels verschiedener Techniken wie beispielsweise Elektrolyse, chemische Bedampfung und physikalische Bedampfung einschließlich Zerstäubung mit ebenen Magnetronen. Beispielsweise sind dünne Metallfilme auf Glas oder Kunststoff aufgebracht worden, um das Reflexionsvermögen für Sonneneinstrahlung zu vergrößern. Fenster, die mit einem mehrschichtigern Dielektrikum-Metall-Dielektrikum-Überzug beschichtet sind, die eine hohe Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich und ein hohes Reflexionsvermögen und ein niedriges Emissionsvermögen im Infrarotbereich haben, sind hinsichtlich der Energie noch effizienter. Der Brechungsindex der dielektrischen Schicht beträgt vorzugsweise 2,0 oder mehr, um das Reflexionsvermögen im sichtbaren Bereich minimal zu halten und die Durchlässigkeit des Fensters im sichtbaren Bereich zu verbessern. Diese dielektrische Schicht, die oftmals aus einem Metalloxidüberzug besteht, bietet auch einen zusätzlichen Schutz für die empfindlichen Metallfilme. Die optischen Eigenschaften von Scheiben können auch durch Veränderung der Zusammensetzung des Substratmaterials modifiziert werden. Trotzdem sind nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellte Interferenzfilterscheiben hinsichtlich der Reflexion von Sonnenstrahlung in dem für eine wesentliche Energieeinsparung erforderlichen Maß nur teilweise erfolgreich.
Ein weiteres Problem in Verbindung mit Interferenzfiltern ist deren mechanische Integrität, insbesondere ihre Unfähigkeit, rauhen Umgebungsbedingungen standzuhalten. Zufriedenstellende Überzüge für architektonische Anwendungen erfordern, daß das Beschichtungsverfahren in der Lage ist, einen Film gleichförmiger Zusammensetzung und Dicke zu erzeugen. Des weiteren darf das Verfahren das Substrat nicht durch Überhitzung zerstören oder in anderer Weise verschlechtern. Gegenwärtig muß, selbst wenn ein gleichförmiger Film erzeugt wird, dieser üblicherweise vor der Umgebung geschützt werden. Beispielsweise werden Scheiben im Baubereich oftmals so montiert, daß der Beschichtungsfilm sich auf der Innenseite befindet, die nicht dem Wetter ausgesetzt ist. Oftmals wird beschichtetes Glas als Teil einer Fenstereinheit mit Zweifachverglasung versiegelt, wobei die Beschichtung an einer Innenfläche liegt, wo der Überzug durch das Glas gegen Abrieb und gegen Umgebungseinflüsse geschützt ist, die Korrosion und Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Überzugs verursachen könnten. Wenn jedoch eine Scheibe so montiert wird, daß der reflektierende Film sich auf einer Innenfläche befindet, muß die Sonneneinstrahlung das Substrat zweimal passieren, nämlich zum ersten Mal beim Einfall und dann beim Austritt, wodurch das Substrat noch mehr erwärmt wird als bei einem einmaligen Durchgang.
Gegenwärtige transparente Scheiben mit einem hohen Reflexionsvermögen für Sonneneinstrahlung sind insoweit nicht zufriedenstellend, als die Scheiben einer chemischen und mechanischen Beeinträchtigung unterliegen und die Farben des sichtbaren Lichts über ein breites Band reflektieren.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Schaffung eines dauerhaften Dünnfilm-Interferenzfilters, das sichtbares Licht im allgemeinen durchläßt, jedoch Infrarotstrahlung reflektiert und deswegen einen niedrigen Emissionswert hat. Sie betrifft auch die Schaffung eines Interferenzfilters, das eine geringere Reflektion der Farben des sichtbaren Lichts über ein breites Band ergibt.
Gemäß der Erfindung ist ein dauerhaftes optisches Interferenzfilter vorgesehen, mit:
- einem transparenten Substrat,
- einer ersten im wesentlichen transparenten dielektrischen Schicht,
- einer ersten Metallzwischenschicht,
- einer teilreflektierenden Metallschicht
- einer zweiten Metallzwischenschicht, und
- einer zweiten im wesentlichen transparenten dielektrischen Schicht, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß:
- die Dicke der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht jeweils zwischen 30 und 90 nm liegt,
- die Dicke der ersten und der zweiten Zwischenschicht jeweils zwischen 0,5 und 2 nm liegt,
- die Dicke der teilreflektierenden Metallschicht zwischen 4 und 15 nm liegt, und
- die zweite dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid besteht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Interferenzfilter ein Glassubstrat auf, auf welchem ein Dünnfilm aufgebracht ist, der aus fünf Schichten besteht, nämlich Siliziumnitrid, einer Nickel-Chrom-Legierung, Silber, einer Nickel-Chrom-Legierung, und Siliziumnitrid.
Bei allen Ausführungsformen besteht die letzte Schicht vorzugsweise aus einer Schicht aus dielektrischern Material.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bietet das Interferenzfilter eine exzellente Beherrschung der Sonnenstrahlung. Des weiteren erübrigt sich wegen der Dauerhaftigkeit des Films die Notwendigkeit einer dicken schützenden Glasschicht. Tatsächlich kann das Filter, wenn es als Beschichtung auf Scheiben aufgebracht ist, mit an der Gebäudeaußenseite angeordnetem Film eingesetzt werden. Schließlich ist es durch Veränderung der Materialien und der Dicken der Filmschichten möglich, die optischen und elektrischen Eigenschaften des Filters zu variieren.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird nun lediglich beispielshalber auf die anliegenden zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt eines dreischichtig ausgelegten Dünnfilm-Interferenzfilters, das die gleiche Folge von Schichten aufweist, wie in der EP-A-303 109, US-A-4 462 883 und GB-A-235 697 beschrieben, wobei die Dicken der in diesen Dokumenten beschriebenen Schichten von den nachstehend entsprechend der Erfindung angegebenen Dicken differieren,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein fünfschichtig ausgelegtes Dünnfilm-Interferenzfilter nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein als neunschichtiger Film ausgelegtes Dünnschicht-Interferenzfilter nach der Erfindung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche die spektrale Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen eines Dünnfilm- Interferenzfilters darstellt.
In Fig. 1 ist ein Dünnfilm-Interferenzfilter dargestellt, das die gleiche Folge von Schichten aufweist, wie sie in der EP- A-303 109 beschrieben ist, wobei die Dicken und Materialien der Schichten, die in jenem Dokument beschrieben sind, von den nachstehend angegebenen verschieden sind. Das Filter besteht aus einem transparenten Substrat 2, das zwei ebene parallele Oberflächen 4 und 6 aufweist, von denen die Oberfläche 4 dem Medium ausgesetzt ist und die Oberfläche 6 beschichtet ist. Das Substrat kann aus irgend einem geeigneten transparenten Material hergestellt sein; jedoch ist das Substrat vorzugsweise ein Material, das überragende mechanische Eigenschaften und eine minimale Absorption im sichtbaren und im infrarotnahen Spektralbereich aufweist, wo sich die Solarenergie konzentriert. Kristalliner Quarz, Quarzglas, Kalksoda-Silikatglas und Kunststoffe wie beispielsweise Polykarbonate und Acrylate sind sämtlich bevorzugte Substratmaterialien.
Auf der Substratoberfläche 6 ist eine dielektrische Schicht 8 aufgebracht, auf welche eine Metallzwischenschicht 10 folgt. Bei dieser Ausführungsform hat sich Siliziumnitrid als besonders zufriedenstellendes dielektrisches Material erwiesen. Andere dielektrische Materialien, die ebenfalls verwendet werden können, umfassen Titanoxid, Siliziumoxid, Zirkoniumoxid und Zinnoxid. Die Dicke der dielektrischen Schicht liegt im Bereich von etwa 30 bis 90 nm (300 bis 900 Angström), und mehr vorzugsweise von etwa 40 bis 60 nm (400 bis 600 Angström).
Die Zwischenschicht 10 wird vorzugsweise so dünn wie möglich gehalten, so daß sie, wenn überhaupt, einen nur sehr geringen ungünstigen Effekt auf die optischen Eigenschaften des Substrats bzw. der nachfolgenden Metallschicht hat. Zwischenschichten mit Dicken im Bereich von etwa 0,5 bis 2 nm (5 bis 20 Angström) waren zufriedenstellend; mehr vorzugsweise liegt die Dicke zwischen etwa 0,8 bis 1,2 nm (8 bis 12 Angström). Diese dünne Zwischenschicht kann aus einer Anzahl von Materialien hergestellt werden. Es hat sich gezeigt, daß eine Nickel-Chrom-Legierung mit etwa 1 bis 80 Prozent Nickel und etwa 1 bis 20 Prozent Chrom als Zwischenschicht verwendet werden kann; mehr vorzugsweise enthält die Legierung etwa 80 Prozent Nickel und 20 Prozent Chrom. Andere Metalle und Legierungen davon, die ebenfalls als Zwischenschicht verwendet werden können, umfassen Nickel, Chrom, Rhodium und Platin.
Die Zwischenschicht wirkt anscheinend als Haft- bzw. "Körnungs"-Schicht. Es wird vermutet, daß die Zwischenschicht, während sie dünn genug ist, um die optischen Eigenschaften des Filters nicht ungünstig zu beeinflussen, bewirkt, daß der Metallfilm sich so verhält, als ob es sich um eine homogene Metallplatte handeln würde.
Schließlich wird eine Metallschicht 12 auf der Zwischenschicht aufgebracht. Die Metallschicht kann aus einer Anzahl von Materialien hergestellt werden, wobei Silber besonders zufriedenstellend ist. Andere Metalle, die ebenfalls eingesetzt werden können, sind Gold, Kupfer und Platin. Die Dicke der Metallschicht kann dem Bereich von etwa 0,4 bis 15 nm (40 bis 150 Angström) und mehr vorzugsweise von etwa 5,5 bis 8,5 nm (55 bis 85 Angström) liegen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Metallschicht dem Medium ausgesetzt und deshalb sollte der Film der inneren Umgebung zugewandt positioniert sein.
Um die Dauerhaftigkeit zu erhöhen, kann eine zusätzliche dielektrische Schicht (verbunden mit einer weiteren Zwischenschicht) gemäß der Erfindung aufgebracht werden. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein transparentes Substrat 14 zunächst mit einer dielektrischen Schicht 16 beschichtet, auf welche dann eine Zwischenschicht 18 folgt, und danach mit einer Metallschicht 20. Wie man sieht, ist diese Beschreibung insoweit gleich wie für die Ausführungsform nach Fig. 1. Jedoch wird eine zweite Zwischenschicht 22 auf die Metallschicht und danach eine abschließende dielektrische Schicht 24 auf die zweite Zwischenschicht aufgebracht. Die zweite Zwischenschicht kann aus dem gleichen Material und mit dem gleichen Dickenbereich wie die Zwischenschicht 10 in Figur 1 hergestellt werden. In gleicher Weise kann die abschliessende dielektrische Schicht aus dem gleichen Material und in etwa gleicher Dicke wie die in Fig. 1 beschriebene dielektrische Schicht aufgebracht werden, obwohl der bevorzugte Dickenbereich zwischen etwa 57,5 und 86 nm (575 bis 860 Angström) liegt. Wie nachstehend noch mehr im einzelnen beschrieben wird, bietet dies bessere mechanische Beständigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, besteht das Interferenzfilter aus einem dünnen transparenten Substrat, das mit einem neunschichtigen Film beschichtet ist. Die ersten auf das Substrat 26 aufgebrachten fünf Schichten sind identisch mit den in Fig. 2 angegebenen Schichten, nämlich eine dielektrische Schicht 28, eine Zwischenschicht 30, eine Metallschicht 32, eine zweite Zwischenschicht 34 und letztlich eine zweite dielektrische Schicht 36. Diese fünf Schichten sind aus den gleichen Materialien und mit den gleichen vergleichsweisen Dicken hergestellt, wie zuvor für die Fig. 2 beschrieben wurde. Jedoch folgen bei dieser Ausführungsform auf die dielektrische Schicht 36 vier zusätzliche Schichten, die zunächst aus einer dritten Zwischenschicht 38, einer zweiten Metallschicht 40, einer vierten Zwischenschicht 42 und schließlich einer dritten dielektrischen Schicht 44 bestehen. Die dritte und die vierte Zwischenschicht können aus den gleichen Materialien und mit den gleichen Dicken wie die anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Zwischenschichten hergestellt werden. In gleicher Weise kann die Metallschicht aus dem gleichen Material und mit der gleichen Dicke wie die anhand der Fig. 1 und 2 zuvor beschriebene Metallschicht hergestellt werden. Schließlich kann die dielektrische Schicht aus dem gleichen Material und mit der gleichen Dicke wie die zuvor beschriebenen dielektrischen Schichten hergestellt werden.
Abgesehen von der Steigerung der Dauerhaftigkeit des Interferenzfilters insgesamt hat die Erhöhung der Schichtanzahl auch noch die Wirkung einer Steigerung der elektromagnetischen optischen Interferenz und der elektrischen Leitfähigkeit des Filters.
Des weiteren können Veränderungen der Materialien und Dicken jeder Schicht bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen die optischen und elektrischen Eigenschaften des Filters variieren. Tatsächlich kann durch solche Variationen die Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 10 bis 80 % des sichtbaren Lichts liegen. Darüber hinaus kann die Abweisung der Solareinstrahlung im Bereich von 0 bis 50 % liegen, und schließlich kann der elektrische Flächenwiderstand im Bereich von 3,0 bis 30 Ohm pro Quadrateinheit liegen. Die in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Filter können als "monolithisch" bezeichnet werden, da keine Notwendigkeit für eine dicke schützende Glasdeckschicht besteht. Bei diesen Ausführungsformen dienen die dielektrischen Schichten zum Schutz der weichen Metallschichten gegen chemische und mechanische Beeinträchtigungen.
Die oben beschriebenen Filme werden durch Gleichstrom-Reaktionszerstäubung in einem umlaufenden zylindrischen Magnetron hergestellt. Die Magnetron-Reaktionszerstäubungstechnik ist insbesondere zum Aufbringen dielektrischer Filme nützlich. Obwohl es auch andere Techniken zum Aufbringen der Metallschichten und der dielektrischen Schichten gibt, wie beispielsweise thearnische Oxydation und LPCVD (low pressure chemical vapour deposition (chemische Bedampfung bei niedrigem Druck)), haben diese Verfahren unter anderem den Nachteil geringer Auftragsraten. Darüber hinaus ist Hochfrequenz-Zerstäubung im ebenen Magnetron zum Auftrag von dielektrischem Material für industrielle Anwendungen in großem Maßstab wegen des enormen Leistungsbedarfs nicht praktikabel, jedoch können ebene Magnetrone zum Aufbringen der Metall- und Zwischen schichten eingesetzt werden. Schließlich sind herkömmliche Benetzungs-, Tauch- und Trockenmethoden für Massenfertigung für Anwendungsfälle ungeeignet, die hochreine Filme und genaue, gleichförmige Filmdicken erfordern. Darüber hinaus ist bei der Zerstäubung keine Erwärmung des Substrats notwendig.
Eine Beschreibung des Verfahrens zum Beschichten von Substraten mit dielektrischen Materialien wie beispielsweise Siliziumdioxid und Siliziumnitrid findet sich in der parallelen Anmeldung PCT US 90/06 459 der Anmelderin, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme einbezogen wird.
Dauerhafte Interferenzfilme nach der Erfindung mit niedrigem Emissionsvermögen wurden ursprünglich mittels eines zylindrischen Magnetrons in Reihenanordnung in Forschungsgröße aufgebracht, das von Airco Coating Technology, einer Abteilung der Anmeldergesellschaft, hergestellt wurde. Die gleichen Ergebnisse wurden später in einem größeren zylindrischen Magnetron, dem Modell C-MAG (Marke) 3000 Katode, das ebenfalls von Airco Coating Technology hergestellt wurde, unter im wesentlichen den gleichen Prozessbedingungen wiederholt. Des weiteren sind auch kompliziertere Anwendungen des erfindungsgemässen Verfahrens mit dem Modell 3000 möglich. Der Versuchsbeschichter ist in der Lage, Substrate mit Größen bis zu 40,6 cm (16 Zoll) Breite zu beschichten, während der größere Beschichter auch Substrate mit Größen bis zu 1 Meter Breite verarbeiten kann. Versuchsbeschichter arbeiten normalerweise mit etwa 3 kW Leistung, während das Modell 3000 normalerweise zwischen 30 und 40 kW arbeitet. Versuche zeigen, daß der Versuchsbeschichter und das Modell 3000 Filme gleicher Qualität erzeugen. Beide Systeme arbeiten mit verschlußlosen Diffusionspumpen, die vor dem Betrieb einem Basisdruck im Bereich von 10&supmin;&sup6; Torr erreichen. Als Inertgas wurde Argon und als Reaktionsgas wurde Stickstoff zum Auftrag von Siliziumnitrid verwendet. Der Partialdruck des Gases wurde durch den Übergang vom Nitridmodus zu metallischen Modus bestimmt. Experimente wurden so nahe wie möglich bei diesem Übergang durchgeführt. Der Druck und der Strömungsdurchsatz der Zerstäubungsgase wurden mittels herkömmlicher Einrichtungen gesteuert.
Die zugeführte Leistung variierte für die verschiedenen Targetmaterialien, aber größtenteils war sie mit dem bei ebenen Magnetrons gleicher Größe erhältlichen Maximum vergleichbar. Jede Zerstäubungsquelle wurde an eine geeignete Gleichstromquelle angeschlossen, die mit Maßnahmen zum automatischen Halten der Spannung, des Stroms oder der Leistung, je nach Wunsch, ausgestattet war.
Weil die elektrische Leitfähigkeit von reinem Silizium so niedrig ist, daß es für eine Zerstäubung mit Gleichstrom ungeeignet ist, wurde das Siliziumtarget mit einer kleinen Menge Aluminium im Bereich von 2 bis 4 Prozent impragnlert bzw. dotiert. Das Target wurde durch Plasmaspritzen vorbereitet.
Mit Stickstoff als Zerstäubungsgas enthielt die Beschichtung ein Gemisch aus Aluminium- und Siliziumnitriden. Alle diese Komponenten sind verhältnismäßig hart und bilden einen amorphen Film, der als starke Sperrschicht wirkt. Jedoch störte die Aluminiummenge in dem Film die Bildung der gewünschten Filme aus Verbindungen auf Siliziumbasis nicht. Im Verlauf der Experimente wurden Filme für eine unabhängige RBS-Untersuchung (Rutherfordegg-Scattering) verschickt, um die Zusammensetzung der Verbindung zu bestimmen. Das Siliziumnitrid wurde mit 42 % Si / 57 % N gemessen, was sehr nahe an dem theoretischen Verhältnis von 3 zu 4 für das Nitrid (Si&sub3;N&sub4;) liegt.
Das Target wurde unter Verwendung eines Inertgases konditioniert, und dann wurde das Prozeßgas zugeführt, bis der gewünschte Partialdruck erreicht war. Der Prozeß wurde auf diesem Punkt weitergeführt, bis der Prozeß sich stabilisiert hatte. Dann wurden die Substrate in die Beschichtungszone eingeführt und der Film wurde aufgebracht. Das verwendete Substrat war typischerweise Kalknatronglas.
Die Tafeln 1 und 2 geben die Prozeßdaten für den Auftrag von Filmen nach Fig. 2 an. Tafel 1
Das obige Filter hatte die folgenden optischen und elektrischen Eigenschaften:
% Durchlässigkeit (Intergrierte D65-Quelle) 75,96
% Reflexion der mit dem Film beschichteten Seite 5,96
% Absorption 16,30
Elektrischer Flächenwiderstand 14,7-15,3 Tafel 2
Das obige Filter hatte die folgenden optischen und elektrischen Eigenschaften:
% Durchlässigkeit (Intergrierte D65-Quelle) 73,57
% Reflexion der mit dem Film beschichteten Seite 4,70
% Absorption 20,00
Elektrischer Flächenwiderstand 17,7-18,8
Die Kurve 50 (Rf) in Fig. 4 zeigt das Reflexionsvermögen des unter den Parametern nach Tafel 2 erzeugten Interferenzfilters, gemessen von der Filmseite. Die Kurve 52 (Rg) zeigt das Reflexionsvermögen der nicht beschichteten Substratseite und die Kurve 54 (T) gibt die Durchlässigkeit an.
Ein Vergleich der Dauerhaftigkeit des erfindungsgemäßen Filters gegenüber herkömmlichen Filtern wurde durchgeführt. Das getestete erfindungsgemäße Filter bestand aus einem Substrat, das mit einem fünfschichtigen Film beschichtet war, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Zweckmäßigkeit halber wird die erfindungsgemäße Filmstruktur beschrieben wie folgt:
Glas/Si&sub3;N&sub4;/NiCr/Ag/NiCr/Si&sub3;N&sub4;
In gleicher Weise sind die Bezeichnungen und der Aufbau der vier herkömmlichen Filter wie folgt:
Standard Low-E Glas/ZnO&sub2;/Ag/Zn/ZnO&sub2;
Super-E II Neutral Glas/ZnO&sub2;/Ag/Zn/ZnO&sub2;/TiO&sub2;/ZnO&sub2;
Phase I Glas /ZnO&sub2;/Al&sub2;O&sub3;/Ag/Al/Al&sub2;O&sub3; /ZnO&sub2;
Phase II Glas/SiO&sub2;/ZnO&sub2;/Ag/Zn/ZnO&sub2;/SiO&sub2;
Die mit diesen Filtern durchgeführten Testverfahren werden hier beschrieben und eine Aufstellung der Ergebnisse folgt anschließend.
Abriebwiderstand: Die Dauerhaftigkeit der Filter wurde mit einem Taber-Abriebgerät gemessen. Es wurde ein CS10F-Rad mit 500 Gramm Gewicht verwendet. Für den Standard-Taber-Wert wurde die Probe unter Rädern während 50 Umdrehungen gedreht. Der Abriebbereich wurde durch ein Mikroskop mit Sofacher Vergrösserung betrachtet und es wurde ein Bild aufgenommen. Es wurden vier 2,54 x 2,54 cm (1" x 1") große Quadrate an zufälligen Stellen auf das Bild gezeichnet, und die Anzahl von Kratzern innerhalb dieser Quadrate wurde gezählt. Die Anzahl der Kratzer in allen vier Quadraten wurde ausgemittelt, und die Probe erhielt einen Taber-Wert auf Basis der folgenden Formel:
Taber-Wert = Anzahl der Kratzer * (-0,18) + 10
Die Taber-Wert-Skala ist eine lineare Skala, auf der keine Kratzer die Bewertung 10 und 50 Kratzer die Bewertung 0 hat. Zum Beispiel hat unbeschichtetes Kaiknatronglas typischerweise einen Wert von etwa 9,0.

72 Stunden Hochtemperatur-Feuchtigkeit

Dauer: 72 Stunden
Temperatur: 92 Grad Celsius
Relative Feuchte: 98 %

24 Stunden (Mil. Spec.) Feuchtigkeit

Dauer: 24 Stunden
Temperatur: 50 Grad Celsius
Relative Feuchte: 98%

24 Stunden Salznebel

Dauer: 24 Stunden
Temperatur: 50 Grad Celsius
20 % NaCl Zugabe zu Speisewasser

Dampftest

Dauer: 10 Minuten
Temperatur: zum Sieden gebrachtes un am Sieden gehaltenes Wasser

Radiertest

Mil.-Spec.-Radierung 20 mal starkes Reiben (1 Hub = 1 Reibvorgang)

Fingerabdruck - Simulierung

Es wurden Proben einer Lösung aus Lanolinöl und NaCl ausgesetzt. Den Proben wurde eine Bewertung (0-10) zugeordnet, basierend auf der Beschädigung, wobei 0 eine Totalbeschädigung bedeutet. Ergebnisse

Claims

1. Optisches Interferenzfilter mit:

- einem transparenten Substrat (14),

- einer ersten im wesentlichen transparenten dielektrischen Schicht (16),

- einer ersten Metallzwischenschicht (18),

- einer teilreflektierenden Metallschicht (20),

- einer zweiten Metallzwischenschicht (22), und

- einer zweiten im wesentlichen transparenten dielektrischen Schicht (24),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Dicke der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht jeweils zwischen 30 und 90 nm liegt,

- die Dicke der ersten und der zweiten Zwischenschicht zwischen 0,5 und 2 nm liegt,

- die Dicke der teilreflektierenden Metallschicht zwischen 4 und 15 nm liegt, und

- die zweite dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid besteht.

2. Interferenzfilter nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht aus Siliziumnitrid besteht.

3. Interferenzfilter nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht aus einem Metalloxid besteht.

4. Interferenzfilter nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht aus einem oder mehreren der Stoffe Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid und Zinnoxid besteht.

5. Interferenzfilter nach Anspruch 4, wobei die erste dielektrische Schicht aus Titanoxid besteht.

6. Interferenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die teilreflektierende Metallschicht aus einem Metall oder Legierung eines oder mehrerer Metalle aus der Gruppe Silber, Gold, Kupfer und Platin besteht.

7. Interferenzfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Zwischenschicht aus einem Metall oder einer Legierung aus einem oder mehreren Metallen der Gruppe Nickel, Chrom, Rhodium und Platin besteht.

8. Interferenzfilter nach Anspruch 7, wobei mindestens eine Zwischenschicht aus einer Legierung aus 1 bis 80 % Nickel und 1 bis 20 % Chrom besteht.

9. Interferenzfilter nach Anspruch 7, wobei mindestens eine Zwischenschicht aus einer Legierung mit etwa 80 % Nickel und etwa 20 % Chrom besteht.

10. Verfahren zur Herstellung eines Interferenzfilters auf einem transparenten Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Filter eine im wesentlichen neutrale sichtbare reflektierte Farbe hat, mit den aufeinanderfolgenden Schritten

- reaktives Zerstäubungsaufdampfen einer ersten im wesentlichen transparenten dielektrischen Schicht,

- Aufbringen einer ersten Metallzwischenschicht,

- Aufbringen einer teilreflektierenden Metallschicht,

- Aufbringen einer zweiten Metallzwischenschicht, und

- reaktives Zerstäubungsaufdampfen einer zweiten im wesent lichen transparenten dielektrischen Schutzschicht aus Siliziumnitrid auf die zweite Metallzwischenschicht

zur Herstellung eines Filters, wobei

- die Dicke der ersten und der zweiten dielektrischen Schicht zwischen 30 und 90 nm beträgt,

- die Dicke der ersten und der zweiten Zwischenschicht zwischen 0,5 und 2 nm beträgt,

- die Dicke der teilreflektierenden Metallschicht zwischen 4 und 15 nm beträgt.