CH333577A - Laminardisperses System und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Laminardisperses System und Verfahren zu seiner Herstellung

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CH333577A
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Thaddaeus Dr Kraus
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Vogt Alois Dr Jur
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films

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Description


  Laminardisperses System und Verfahren zu seiner Herstellung    Die     Verwendung    dünner Schichten als  Lichtfilter ist bekannt und beruhte bisher  auf der Ausnutzung folgender Erscheinun  gen: 1. Reflexion.  



  2. Absorption.  3. Interferenz.  



  Für die nur auf 1. und 3. beruhenden Licht  filter ist kennzeichnend, dass die nicht durch  fallenden Anteile des eingestrahlten Lichtes  eine Spiegelung erfahren. Während mit Hilfe  an Reflexion und Interferenz eine sehr selek  tive Filterwirkung erzielt werden kann, ist  dies mittels Absorption im allgemeinen nicht  möglich, was darauf zurückzuführen ist, dass  bei dünnen Schichten im Gegensatz zu     Farb-          gläsern    eine hinreichende Absorption des  Lichtes nur mit sogenannten stark absorbie  renden Stoffen erreicht werden kann, das sind  solche, bei denen der Kehrwert der Absorp  tionskonstante kleiner als die Lichtwellen  länge ist.

   Die Auswahl solcher Stoffe ist be  schränkt, da sie häufig keine hinreichende  mechanische und chemische     Widerstands-          fähifgkeit    aufweisen, nicht in gleichmässig  dünner Schicht aufgebracht werden können  und besonders im sichtbaren Bereich keine  scharfen Absorptionskanten besitzen. Ihre  Absorptionsspektren verlaufen im allgemeinen  flach, meist mit einem Abfall der Absorption  vom Ultraviolett gegen Ultrarot. Es ist bis  her auch noch nicht gelungen, mit dünnen  Schichten selektive Lichtfilter zu erzeugen,    die keine oder wenigstens nur geringe Spie  gelung des Restlichtes hervorrufen. Für viele  Zwecke, z. B. für Blendschutzbeläge oder Be  läge auf Glas für dekorative Zwecke, wird  aber gerade dies gewünscht.  



  Die Herstellung bisher gebräuchlicher In  terferenzlichtfilter, die ein vorbestimmtes  Wellenlängenband des Spektrums hindurch  lassen, während das übrige Licht reflektiert  wird, erfordert anderseits einen grossen Auf  wand an Zeit und Arbeit, denn zur Erzielung  einer befriedigenden Steilheit der     Transmis-          sionsknrve    an den Rändern des durchgelas  senen Bereiches ist die Aufbringung einer  grösseren Anzahl von Schichten erforderlich.

    Solche     Mehrschichtsysteme    sind nun häufig  nicht, sehr haltbar und neigen dazu, vom Trä  ger     abzuspringen.    Die Zahl der Stoffe, die  hei Erfüllung der optischen Bedingungen   Brechungsindex, optische Weglänge - ge  nügende mechanische und chemische Bestän  digkeit für die     Verwendung    in solchen Mehr  schichtsystemen aufweisen, ist gering.  



  Zur genaueren Erläuterung des Erfin  dungsgegenstandes ist noch eine Einschaltung  notwendig.  



  Die     Kolloidwissenschaft    versteht unter  einem     dispersen    System ein System mit sich  wiederholenden     Diskontinuitäten    seiner phy  sikalischen     EigerLschaften    in räumlichen Ab  ständen kolloider Dimensionen, also etwa von  1.-500     mu.    Demgemäss kann man     dünne     Schichten, wie sie f     är    optische Zwecke, z. B.      Reflexverminderung oder Interferenzfilter,  verwendet werden, als laminardisperse  Systeme betrachten. Die Struktur eines Kör  pers kann nach verschiedenen Richtungen ver  schieden sein. Im Falle homogener dünner  Schichten liegt Zerteilung nur nach einer  Richtung des Raumes vor.

   Ein solcher Fall  ist in Fig. 1 a, b, c veranschaulicht. Zu diesem  Zweck wurde durch einen willkürlichen  Punkt einer homogenen Einfachschicht ein  rechtwinkliges Koordinatensystem (x- und     y-          Achse    parallel, z     senkrecht    zur     Grenzfläche)     gelegt und nun irgendeine charakteristische  physikalische Grösse n der Schichtsubstanz,  z. B. die Brechzahl, als Funktion des Ortes  dargestellt; in Fig. 1a für einen Punkt auf  der x-Achse, in Fig. 1b für einen Punkt auf  der y-Achse und in Fig. 1c für einen Punkt  auf der x-Achse. Die Einheit des verwendeten  Abszissenmassstabes liegt in der Grössenord  nung kolloider     Dimensionen,    es sei also etwa  1 Teilstrich = 5-50 m .

   Man erhält längs  der x-Achse (Fig. la und 1b) Kontinuität  der physikalischen     Eigenschaften,    längs der  x-Achse (Fig. 1c) jedoch aufeinanderfolgende  starke Diskontinuitäten. Fig. 2a, b, c veran  schaulichen den Fall einer Mehrfachschicht  auf einem Träger, bestehend aus drei homo  genen Teilschichten, wie sie z. B. in bekann  ter Weise für Interferenzfilter verwendet  wird. Hier findet man in Richtung der     z-          Achse    mehrfache Diskontinuitäten, während  in der Richtung der x- und y-Achse keine  Diskontinuitäten auftreten. Schliesslich ist in  Fig. 3a, b, c das Schema einer sog.

    inhomo  genen  Schicht wiedergegeben (womit bisher  Schichten bezeichnet wurden, die senkrecht       zur    Grenzfläche einen Gradienten ihrer phy  sikalischen Eigenschaften, etwa der     Brech-          zahl,    aufwiesen). Die Bezeichnung  inhomo  gen  könnte im Zusammenhang mit dem Er  findungsgegenstand zu Verwechslungen An  lass geben, und es wird daher die Bezeichnung   Übergangsschicht  vorgeschlagen und damit  dem kontinuierlichen Übergang der physikali  schen Eigenschaften, wie er in Fig. 3c     ver-          ansehaulicht    wird, Rechnung getragen. In  allen besprochenen Fällen traten in je zwei    Aehsenrichtungen keine Dishontinuitäten auf.

    Es war auch bisher nicht möglich, im Va  kuumaufdampfverfahren oder durch Katho  denzerstäubung Schichten mit in mehr als  einer Achsenrichtung (nämlich der x-Achse)  sieh wiederholenden starken Diskontinuitäten  in der Grössenordnung kolloider Dimensionen  zielsicher herzustellen. Die in der x- und  Richtung reproduzierbaren makroskopisehen  Änderungen physikalischer Eigenschaften be  sassen in kolloidem Massstab gemessen ein sehr  flaches Gefälle und erreichten bestenfalls  einen in Fig. 4a, b, c veranschaulichten Grad.  



  Der     Erfindungsgegenstand    betrifft nun  ein laminardisperses System, bei dem wenig  stens eine der Lamellen, aus denen das System  besteht, eine kolloiddisperse Primärstruktur  aufweist, derart, dass innerhalb dieser Lamelle  sich wiederholende Diskontinuitäten physika  liseher Eigenschaften in Abständen kolloider  Dimensionen auftreten, wobei das laminar  disperse System durchwegs aus festen anorga  nischen Stoffen aufgebaut ist. Ein solcher  Fall ist in Fig. 5 a, b, c beispielsweise schema  tisch wiedergegeben. Hierbei können, wie  Fig. 5a andeutet, die Abstände der     Diskonti-          nuitäten    in einer Achsenrichtung die Grösse  kolloider Abmessungen überschreiten.

   Man  kann in einem solchen Fall von einer     fibrillar-          dispersen    Primärstruktur der Schicht     spre-          ehen    oder von einem (evtl richtungsgeordne  ten) fibrillardispersen System mit lamellarer       Überstruktur    (Sekundärstruktur).

   Es können  aber auch in beiden, zur     Schielitebene    par  allelen Achsrichtungen     Diskontinuitäten    in  kolloidalen Abständen auftreten, wie     Fig.        6(t.     b, c veranschaulicht.     -Han    kann eine Anord  nung aus Schichten mit     totaldisperser    Primär  struktur als     totaldisperses    System mit     lamel-          la.rer    Überstruktur bezeichnen.

   Die     Primär-          struktur    kann -in     verschiedenen    Richtungen  verschiedene     Dispersitätsgrade        aufweisen.    Eine  Schicht mit hoher     fibrillardisperser    Primär  struktur zeigt     Fig.    7a,     b,    c, eine solche mit       totaldisperser    Primärstruktur     Fig.   <I>8 a,</I>     b,

     <I>c.</I>       Fig.    7c und 8c zeigen die     Diskontinuität    der       physikalischen    Eigenschaften auch innerhalb  der Schicht in der     Richtun.    senkrecht zur      S Sihiehtebene. Die Schichten können auch  wenigstens in einer Achsrichtung einen Gra  dienten der Häufigkeit oder Grösse der Kol  loidteilchen der Primärstruktur aufweisen;  wie dies in Fig. 9 an einem totaldispersen  System für die z-Achse dargestellt wurde.

    Die     Primärstruktur    kann bei totaler     (drei-          dinmensionaler)    Dispersion Korpuskeln von  Kugeliger oder auch solche von gestreckter  bzw. abgeplatteter (Faden- oder Plättchen-)  Form enthalten, deren Grösse nicht einheitlich  sein braucht. Ferner kann das     partiell-          oder    totaldisperse System aus mehr als zwei  Komponenten aufgebaut sein. Ein derartiges  System mit drei Komponenten innerhalb einer  düinnen Schicht ist in Fig. 10a, b, c wieder  gegeben. Ein lamellardisperses System mit  totaldisperser Primärstruktur und vier Kom  ponenten ist in Fig. 17 a, b, c dargestellt. In  diesem Beispiel wurde jede der drei Schich  ten als Zweikomponentensystem gewählt.

    Darüber hinaus können nach dem erfindungs  gemässen Verfahren beliebige Kombinationen       der    oben angeführten Typen der Primär  lind Sekundärstruktur hergestellt werden.  



  Die optischen Effekte, die an solchen  Sclhichten oder Schichtkombinationen mit  total- oder partielldisperser Primärstruktur  erzielt werden, sind sehr verschiedenartig und  in theoretischer Hinsicht noch nicht vollstän  dig geklärt. Sie treten besonders dann stark       hervor,    wenn starke     Diskontinuitäten    der  Brechzahl und des Absorptionsindex zwischen  den, einzelnen Komponenten des dispersen  Syltemns vorliegen. Die Art der Effekte ist  von der Form und Grösse der Teilchen ab  hängig.

   Ist der Dispersitätsgrad der     Primär-          si        ruktur    sehr hoch, so dass man sie als     mole-          kurlardispers    bzw. atomardispers betrachten  kann, so beobachtet man an demn     lamninar-          dispersen    System lediglich die eingangs er  wähnten Merkmale: Reflexion, Absorption  und Interferenz. Mit abnehmendem     Disper-          sitätsgrad    zeigen nun die Extinktionsspektren  solcher Systeme neu hinzutretende Banden,  die auf die Streuung des Lichtes zurück  zuführen sind.

   Bei geeigneten Stoffkombi  nationen und Dispersitätsgraden kann die    durch Streuung erzielte wellenlängenabhän  gige Extinktion gegenüber der Wirkung von  Reflexion, Absorption und Interferenz weit  aus überwiegen. Man kann an solchen Syste  men Extinktionsspektren mit scharf ausge  prägten Maxima erhalten. Ein     typisches    Ex  tinktionsspektrum dieser Art ist in Fig. 12  dargestellt. Damit können sehr selektive Licht  filter hergestellt werden, u. a. auch solche,  die nur geringe Spiegelung des Lichtes erge  ben.     Fibrillardisperse    Systeme weisen häufig       Dichroismus    auf und     können.    dann als Polari  sationsfilter angewendet. werden.

   Solche  Systeme kann man auch in Kombination mit  homogenen dünnen Schichten gegebenenfalls  unter zusätzlicher     Ausnützung    von Reflexion,       z1.bsorption    und Interferenz anwenden und  dadurch besondere Filterwirkungen erzielen.  



  Auch besondere elektrische Effekte wur  den an solchen Systemen beobachtet: relativ  hohe elektrische Leitfähigkeit bei Anwesen.  heit metallischer Komponenten,     Kataphorese     kolloidaler Korpuskel innerhalb der Schicht  bei Anlegen einer Gleichspannung bei Tem  peraturen, die weit unterhalb des Schmelz  punktes der das     System    aufbauenden Kom  ponenten liegen. Weiter zeigt sich Richtungs  abhängigkeit des elektrischen     Widerstandes     bei     geordneten        fibrillardispersen    Systemen.  



  Aber auch in chemischer Hinsicht unter  scheiden sich     kolloiddisperse    Schichten und  Schichtsysteme von homogenen Schichten. So  werden. z. B. korrosionsempfindliche Metalle  durch korrosionsbeständige Stoffe im total  dispersen Zustand bedeutend     besser    geschützt  als im     laminardispersen.    Ihr chemisches Ver  halten ist im     totaldispersen    Zustand oft gänz  lich verschieden gegenüber ihrem Verhalten  in dünner Schicht oder in kompaktem Zu  stand.  



  Bei     kolloiddispersen    Schichten ergeben sich       hinsichtlich    ihrer chemischen Zusammenset  zung gegenüber den bekannten, festen kolloid  dispersen Systemen (z. B.     Rubinglas)    nicht  nur qualitativ, das heisst. in der Auswahl der  verwendeten Stoffe, sondern auch quantita  tiv bezüglich des Mengenverhältnisses der dis  pergierten Stoffe zum     Dispergierungsmittel         völlig neue Möglichkeiten. Beträgt z. B. bei  Rubingläsern das Mengenverhältnis Gold zu  Glas etwa 1:100U, so kann das Verhältnis  Gold zu Dielektrikum beim erfindungsgemä  ssen Verfahren 2:1 und mehr betragen. Solche  Schichten verleihen einem Glasträger, auf  dem sie aufgebracht sind, das Aussehen leuch  tendroten Rubinglases.

   Infolge der geringen  Schichtdicke ist der Goldverbrauch trotzdem  minimal.  



  Kennzeichnend für die bisherige Herstel  lungsweise fester, kolloiddisperser Systeme  war, dass sie stets an einen Weg über den  flüssigen Zustand mindestens einer Phase ge  bunden war. Sie wurden bisher meist nur  unter Schmelzen der beteiligten Stoffe herge  stellt. Für feste Kolloide, die für optische  Zwecke geeignet waren, z. B. Rubinglas,  kamen als Dispergierungsmittel nur glas  artige Stoffe in Betracht, als dispergierte  Stoffe nur solche, welche mit dem verwende  ten Glas, dem Tiegelmaterial und der umge  benden Atmosphäre bei den relativ hohen  Schmelztemperaturen keine unerwünschten  Reaktionen ergaben. Die Zahl der praktisch  herstellbaren festen Kolloide war daher sehr  gering. Bei dem erfindungsgemässen Verfah  ren dagegen werden die Stoffe nicht in der  flüssigen Phase miteinander vereinigt und  ineinander verteilt.

   Das Kennzeichen des er  findungsgemässen Verfahrens zur Herstellung  laminardisperser Systeme besteht vielmehr  darin, dass die am Aufbau des Systems     betei-          lugten    Stoffe in einem Unterdruckraum aus  der Gasphase auf einen Träger niedergeschla  gen werden.  



  Das bei dieser Kondensation zunächst er  haltene Produkt kann verschiedene     Disper-          sitätsgrade    aufweisen, je nachdem, ob die be  teiligten Stoffe zugleich oder aufeinander  folgend kondensiert wurden; hierbei ist jeder  Dispersitätsgrad möglich, beginnend von  atomar- oder molekulardisperser Struktur  über eine diskrete     lamellardisperse    Struktur  bis zu dünnen Schichten in der Dicke von  etwa 100 m t Gegebenenfalls zunächst noch  nicht total oder fibrillardisperse Primärstruk  turen können auf dem Weg einer weiter unten    beschriebenen Naehbehandlung leicht in diese  übergeführt werden, wobei aber Vorausset  zung ist, dass das Aufbringen der Schichten  nach dem Verfahren gemäss Patentansprueh II  erfolgte.

   Die Nachbehandlung kann eine Kon  densation (Abnahme des Dispersitätsgrades),  Dispersion (Zunahme des Dispersitätgrades)  oder Difformation (Verformung der Struk  tur) bewirken. Es erscheint zunächst schwie  rig, den bei der Nachbehandlung stattfinden  den Prozess in die     gewünschte    Richtung zu  lenken. Es zeigt sich aber überraschender  weise, dass bei Niederschlagen der Schichten  nach dem     erfindungsgemässen    Verfahren die  Strukturänderung regelmässig zu der ge  wünschten total- oder fibrillardispersen Pri  märstruktur führt. Dabei stellt. der für opti  sche Zwecke vorzugsweise angewendete     Dis-          persitätsgrad    der Primärstruktur einen bevor  zugten Haltepunkt des Dispersions- oder Kon  densationsvorganges dar.  



  Die Schichten werden beispielsweise mit  tels     Vakuumaufdampfung        aufgebracht    (ohne  dass     Kathodenzerstäubung    zum Aufbringen  der Schichten ausgeschlossen wäre).  



  Zur Verdampfung gelangen z. B. zwei  unter Normalbedingungen feste Stoffe. Hier  bei können die zu verdampfenden Stoffe als  Gemisch vorliegen. Die Verdampfung der  Stoffe kann entweder gleichzeitig oder in  zeitlicher Aufeinanderfolge vor sieh gehen.  Die Technik der Verdampfung kann auf       zweierlei    Wegen erfolgen:         a.)    Verdampfung im     Hochvakuum:     Die     Verdampfung    erfolgt aus einer  oder mehreren     Verdampfungsquellen.     Im letzteren Falle ist vorzugsweise ge  trennte     Regelbarkeit    der Temperatur  und     Verdampfungsgesehwindigkeit    für  die einzelnen     Verdampfungsquellen     vorgesehen.  



  b)     Kathodenzerstäubung:     Durch Variation der Grösse der zer  stäubenden Kathodenflächen, der an  gelegten Spannungen, der Stromstär  ken und der Temperaturen der Katho-      denflächen kann die     Zerstäubungsge-          sehwindigkeit    der einzelnen Stoffe ge  regelt werden.  



  Während der Verdampfung können auch  chemische Reaktionen vor sich gehen. Einer  seits kann Dissoziation der verdampfenden  Stoffe stattfinden, anderseits Reaktionen des  Restgases mit den verdampfenden Substanzen,  z. B. Oxydation. Solche chemischen Reak  tionen können, wie an späteren Beispielen ge  zeigt wird, bewusst herbeigeführt werden, um  gewünsehte Stoffe oder Stoffkombinationen  des Endproduktes zu erhalten.  



  Die Kondensation der Dampfströme der  einzelnen Verdampfungsquellen kann durch ge  eignet geformte feste oder bewegliche Blenden  und durch Regelung des Abstandes Verdamp  fungsquelle-Kondensationsfläche und des  Auftreffwinkels in gewünschter Weise gelenkt  wl erden. Hierbei kann man das Mengenver  hältnis der kondensierenden Stoffe konstant  halten oder mit fortschreitender Kondensa  tion variieren, so dass innerhalb einer erfin  dungsgemässen Schicht Gradienten der Kon  zentration nach jeder beliebigen Richtung  sowohl senkrecht zur Schichtebene als auch  in der Schiclhtebene erreicht werden können.

    Das Verfahren kann dabei so geleitet werden,       dass    die kondensierenden Stoffe entweder bei  gleichzeitiger Kondensation eine möglichst  feindisperse Primärstruktur ergeben oder bei  alternierender Kondensation laminare, homo  gene, aufeinanderfolgende Schichten, die noch  einer weiteren Behandlung zugeführt werden  müssen. In manchen Fällen, wenn     richtungs-          geordnete    fibrillardisperse Primärstrukturen  erzielt werden sollen, ist     Schrägstellung    der  Kondensationsfläche gegenüber dem Dampf  strahl vorteilhaft. Auch können während der  lKondensation ehemische Reaktionen der v     er-          dIampften    Stoffe untereinander oder mit zu  gerührtem Gas herbeigeführt werden.

    



  Die genannte, nicht in allen Fällen     erfor-          derliche    Nachbehandlung des Kondensates zur.  Herbeiführung der kolloiddispersen Primär  struktur kann physikalisch     und    in manchen  Fällen auch chemisch erfolgen.    Unter den chemischen Behandlungsmetho  den steht an erster Stelle die Durchführung  heterogener Reaktionen     mindestens    eines der       beteiligten    festen Stoffe mit einem bei der  Reaktionstemperatur gasförmigen Stoff.  



  Unter den physikalischen Nachbehand  lungsmethoden kommen vor allem folgende in  Frage: Temperaturbehandlung Einwirkung  v an ultraviolettem, ultrarotem oder sicht  barem Licht, Röntgenstrahlen,     Korpuskular-          strahlen    und     Ultraschall.     



  Bei Temperaturbehandlung werden vor  zugsweise Temperaturen angewandt,     die    be  trächtlich unterhalb des Schmelzpunktes jedes  der beteiligten Stoffe liegen.  



  Eine     richtungsgeordnete        Primärstruktur     wird auch dadurch erzielt, dass während des  Aufbaues der     Kolloidstruktur    die Schicht  richtend wirkenden physikalischen Einwir  kungen, z. B.     1NTagnetfeldern,    elektrischen Fel  dern, Temperaturgradienten, Ultraschallfel  dern usw., ausgesetzt wird.  



  Alle oben genannten Massnahmen zur  Nachbehandlung des     Kondensates    können  gegebenenfalls auch während der Kondensa  tion angewandt werden. Eine Festigung der  Schicht und eine Beschleunigung der Kolloid  bildung kann ferner durch Einwirkung von  Lösungsmitteln, z. B. Wasser, verdünnter  Säure     usw.,    erreicht werden. Ein nachfolgen  des Erwärmen der Schicht. ist dabei in vielen  Fällen vorteilhaft.  



  Es folgen spezielle Ausführungsbeispiele  Man dampft gleichzeitig oder in wieder  holter zeitlicher Reihenfolge mit oder ohne  Anwesenheit von Sauerstoff oder sauerstoff  haltiger Atmosphäre Gold und Zink im Hoch  vakuum auf einen Träger. Zur Erreichung  einer     gewünschten    Schichtdicke und     Extink-          tion    wird die Kondensation vorzugsweise mit  optischen     Einrichtungen    durch     Messung    der       Transmission    und der Reflexion der aufge  dampften Schicht während der     Aufdampfung          verfolgt    und die Kondensationsgeschwindig  keit beispielsweise durch Blenden geregelt.

    Die auf diese Weise erhaltene dünne Schicht  weist noch keine     kolloiddisperse    Primärstruk  tur auf. Um diese zu bilden, wird der Träger      mit dem Kondensat etwa 10 Min. in Sauer  stoff oder sauerstoffhaltiger Atmosphäre auf  eine Temperatur von etwa 300  C gebracht.  Die vorher undurchsichtige, metallisch glän  zende Schicht geht dadurch in eine durch  sichtige, tief purpurfarbene - oder je nach  Mengenverhältnis der beteiligten Stoffe auch  blaue - Schicht mit. geringem Reflexions  vermögen über. Diese Schicht besitzt ein aus  geprägtes Extinktionsmaximum bei 550 m u,  fast unabhängig von der Schichtdicke und  Mengenverhältnis der Komponenten.  



  Ein anderes Beispiel ist auf dem System  Magnesiumfluorid-Kupfer aufgebaut. Hier  bei wird MgF2 und Cu gleichzeitig im Hoch  vakuum verdampft. Besteht bei der Konden  sation hinreichende Wärmeableitung, so bildet  sich eine     molekulardisperse    Schicht, die in  der Durchsicht grün erscheint. Wird diese  Schicht nun bei 300  getempert, so nimmt sie  eine intensiv purpurrote Färbung an Es ist  interessant, dass dabei trotz Anwesenheit von  Sauerstoff keine Oxydation des Cu stattfin  det. Die Kondensation kann auch so gelenkt  werden, dass in Richtung senkrecht zur Trä  geroberfläche die Cu-Konzentration abnimmt.  und bei geeigneter Schichtdicke eine starke  Reflexionsverminderung erzielt wird.

   Erfolgt  hingegen die Kondensation bei erhöhter Tem  peratur, so bildet sich unmittelbar die pur  purrote Färbung der Schicht, so dass keine  Nachbehandlung erforderlich ist.  



  Im allgemeinen richtet sich die Auswahl  der Ausgangsstoffe nach den Stoffen, die man  im Endprodukt erhalten will, unter Berück  sichtigung etwaiger chemischer Reaktionen  bei den einzelnen Verfahrensschritten. Es er  wies sich als vorteilhaft, wenn die Stoffkom  ponenten des Endproduktes sich durch fol  gende Eigenschaften auszeichnen:  1. mind. zwei Stoffkomponenten sollen in  ihren optischen Eigenschaften starke Unter  schiede aufweisen,  2. mind. einer der Stoffe soll möglichst  hohe Härte aufweisen,  3. mind. einer der Stoffe soll möglichst  kor rosionsbeständig sein,    4. mied. einer der Stoffe soll einen  Schmelzpunkt unter 1700  aufweisen,  5. mind. zwei Stoffe sollen ineinander  möglichst unlöslich oder sehwerlöslieh sein.

    Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert,  dass das Endprodukt mindestens ein Metall  und mindestens ein Dielektriknm enthält,  Chemische Umsetzungen des Kondensates wer  den verhindert, wenn die N achbehandlung im  Vakuum oder inerten Gas stattfindet, erzielt,  wenn die     Nachbehandlung    in einem bei der  Reaktionstemperatur gasförmigen und mit  mindestens einem der     Aufbaustoffe    des     Kon-          densates    reaktionsfähigen Stoff stattfindet.  



  Erfindungsgemässe Schichten haben die  verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten.  Blendschutzbeläge, die nicht spiegeln, und Be  läge für dekorative Zwecke wurden schon ein  gangs erwähnt. Für die Anwendung für deko  rative Zwecke gibt es noch folgende interes  sante Varianten: insbesondere bei Verwen  dung von sichtbarem Licht oder Korpuskular  strahlen zur Überführung der Schicht in den  kolloiddispersen Zustand können unter Benut  zung von Licht- oder     Korpuskularstrahlopti-          ken    bzw. -blenden, Muster, z. B. Ziermuster,  erzeugt werden, indem einzelne Stellen der  Schicht stärker, andere dagegen weniger stark  oder überhaupt nicht in den kolloidalen Zu  stand übergeführt werden. Weitere Anwen  dungsmöglichkeiten sind Lichtfilter für wis  senschaftliche und industrielle Zwecke.

   Oben  beschriebene  Rubinschichten  besitzen z. B.  eine Extinktionskurve, die eine Abhängigkeit  der Liehttransmission (in Prozent) von der  Wellenlänge des einfallenden Lichtes (in     mlc)     zeigt., wie sie etwa in     Fig.        l.?    abgebildet. ist.  Daraus ist ersichtlich, dass solche Schichten  sieh vorzüglich für Lichtfilter eignen.

   Ohne       komplizierte        Mehrfaelrschiehtsy    steure ist damit  ein Filter geschaffen, das die bisher     bekann-          teir        Interferenzliehtfilter    in     @-ielen    Fällen an  Widerstandsfähigkeit. weit     übertrifft.    Ein wei  terer Vorteil ist,     da.ss    solche Filter bei Ände  rung des Lichteinfallswinkels die Wellenlänge  der max. Durchlässigkeit nicht verlagern, was  bekanntlich bei den     Interferenzlichtfiltern     sehr störend wirkt.

   Ein nach der     Erfindung         erhaltener Liehtfilter vereint einerseits den  Vorteil der Absorptionsfilter, nämlich rich  tungsunabhängig zu sein, mit dem der Inter  ferenzfilter, die steile Kanten in ihren Trans  missionsspektren aufweisen.  



  Fibrillardisperse Systeme haben bekannt  lich die Eigenschaft, Licht zu polarisieren.  Fibrillardisperse Systeme, die nach der Er  findung hergestellt sind, können daher auch  als     Polarisationsfilter    verwendet werden.  



  Selbstverständlich besteht auch noch die  Mö gliehkeit, dünne Schichten mit Kolloid  struktur mit homogenen oder     Übergangs-          sebichten,    wie sie bisher schon für Reflexions  verminderung und dergleichen angewandt  wurden, zu kombinieren und so Interferenz-,  Reflexions- und Absorptionserseheinungen zu  sätzlleh     auszunutzen.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Laminardisperses System, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, aus denen das System besteht, eine kolloid disperse Primärstruktur aufweist, derart, dass innerhalb dieser Lamelle sieh wiederholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaf t en in Abständen kolloider Dimensionen auf treten, wobei das laminardisperse System durchwegs aus festen anorganischen Stoffen z auf gebaut ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Laminardisperses System nach Patent- allsprllell I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der in ihrer Primärstruktur kolloiddispersen Lamellen eine Dicke von weniger als, 1 # aufweist. 2.
    Laminardisperses System nach Patent- ansprlleh I, dadurch gekennzeichnet, dass die Breelhzahl innerhalb wenigstens einer der Lamellen, aus denen das System besteht, sieh wiederholende Diskontinuitäten in Abständen kolloider Dimensionen aufweist. 3. Laminardisperses System nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionsindex innerhalb wenigstens einer der Lamellen, aus denen das System be- steht, sieh wiederholende Diskontinuitäten in Abständen kolloider Dimensionen aufweist. 4. Laminardisperses System nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wieder holende Diskontinuitäten physikalischer Ei gensehaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, ein Metall enthält. 5.
    Laminardisperses System nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wieder holende Diskontinuitäten physikalischer Ei genschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, mit mindestens einem Di elektrikum aufgebaut ist. 6. Laminardisperses System nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da:ss wenigstens eine der Lamellen, die sich wieder holende Diskontinuitäten physikalischer Ei- gensehaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Gold enthält.
    7. Laminardisperses System nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wieder holende Diskontinuitäten physikalischer Ei genschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Kupfer enthält. B. Laminardisperses System nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wieder holende Diskontinuitäten physikalischer Ei genschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Silber enthält.
    9. Laminardisperses System nach Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wie derholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, mit Magnesiumfluorid auf gebaut ist.. 10. Laminardisperses System nach Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wie derholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, mit Thoriumoxyd aufge baut ist. 11.
    Laminardisperses System nach Unter- anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sieh wie derholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, mit Zinkoxyd aufgebaut ist. 12. Laminardisperses System nach Unter ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wiederholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Gold und Magnesiumfluorid enthält. 13.
    Laminardisperses System nach Unter ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sich wiederholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Kupfer und Magnesium- fluorid enthält. 14. Laminardisperses System nach Unter ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen, die sieh wiederholende Diskontinuitäten physikalischer Eigenschaften in Abständen kolloider Dimen sionen aufweisen, Gold und Zinkoxyd ent hält.
    PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung laminardisper- ser Systeme nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die am Aufbau des Systems beteiligten Stoffe in einem Unter druckraum aus der Gasphase auf einen Trä ger niedergeschlagen werden. UNTERANSPRÜCHE 15. Verfahren nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Nie derschlagen aus der Gasphase erhaltene Kon densat einer Wärmebehandlung unterworfen wird. 16.
    Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Nie derschlagen aus der Gasphase erhaltene Kon - densat einer Behandlung durch Korpuskular- strahlen unterworfen wird. 17. Verfahren nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Nie derschlagen aus der Gasphase erhaltene Kon densat einer Behandlung durch Ultraschall unterworfen wird. 18. Verfahren nach Patentansprueh 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Nie derschlagen aus der Gasphase erhaltene Kon densat richtend wirkenden physikalischen Einwirkungen ausgesetzt wird. 19.
    Verfahren nach Patentansprueh 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Nie derschlagen aus der CTasphase erhaltene Kon densat Temperaturgradienten ausgesetzt wird. 20. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da.ss das Kondensat in einer Atmosphäre nachbehandelt wird, die für wenigstens eine der am Aufbau des Systems beteiligten Stoffkomponenten inert ist. 21. Verfahren nach Patentanspruch IL dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat einer heterogenen Reaktion mit einem bei der Reaktionstemperatur gasförmigen Stoff unter worfen wird.
CH333577D 1953-10-31 1954-10-26 Laminardisperses System und Verfahren zu seiner Herstellung CH333577A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2554232A1 (de) * 1975-03-07 1976-09-16 Balzers Hochvakuum Verfahren zur herstellung eines lichtdurchlaessigen absorbierenden belages auf unterlagen und nach diesem verfahren hergestellte belaege

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2554232A1 (de) * 1975-03-07 1976-09-16 Balzers Hochvakuum Verfahren zur herstellung eines lichtdurchlaessigen absorbierenden belages auf unterlagen und nach diesem verfahren hergestellte belaege

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