JPH08146208A

JPH08146208A - 反射鏡およびその製造方法

Info

Publication number: JPH08146208A
Application number: JP29087294A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kagawa; 英司香川; Nobuyuki Miyagawa; 展幸宮川; Hiroshi Fukushima; 博司福島; Takahiro Miyano; 孝広宮野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】基材と反射膜との間に特別に余分な材料を介
さずに、密着力、耐久性および反射性能の良好な反射鏡
およびその製造方法の提供。【構成】基材１と反射膜３との間に酸素基２ａを含む
中間層２を介し、銀または銀合金から成る反射膜３を成
膜している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明の反射板、レーザー
用ミラー、その他種々の光学系に用いられる反射鏡に関
し、詳しくは、銀または銀合金から成る反射膜を基材上
に有する反射鏡およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、銀または銀合金から成る反射
膜を有する反射鏡が使用されている。このような反射鏡
は、アルミニウムから成る反射膜を有する反射鏡に比べ
て、可視光の領域の反射率が高く、このような領域の光
の反射鏡として好適なものである。たとえば、照明用反
射鏡として用いた場合、光源の消費電力の削減となっ
て、器具の効率が向上し、小型化できるなどのメリット
がある。

【０００３】しかしながら、銀または銀合金から成る反
射膜は、基材に対する密着力が弱いため、熱や湿度など
の使用環境によっては、剥離しやすいものである。そし
て、部分的な剥離やピンホールなどに腐食性の塩素や硫
黄などを含む汚染物質が付着すると、基材と反射膜との
間に腐食電池が形成され、電気化学的な作用によってよ
り一層腐食が進むこととなって、耐久性に劣るものとな
る。

【０００４】このような耐久性の改善に配慮して、図２
３に示すような成膜構成とすることによって、基材１と
銀または銀合金から成る反射膜３との密着力を改善した
反射鏡が、特開平５−１２７００４号公報に開示されて
いる。この反射鏡では、図に示すように、基材１の上に
クロムおよび銅の蒸着膜を順に形成して中間層２とし、
この中間層２の上に反射膜３を形成するようにしている
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例は、密着力を改善できるものの、中間層２を形成
するための蒸着工程および材料を余分に必要とし、製造
工程が煩雑で材料コストがかさむものである。

【０００６】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、基材と反射膜
との間に特別に余分な材料を介さずに、密着力、耐久性
および反射性能の良好な反射鏡およびその製造方法の提
供にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、基材１と反射膜３との間に酸素基２
ａを含む中間層２を介し、銀または銀合金から成る反射
膜３を成膜して成ることを特徴として構成している。

【０００８】上記の基材１としては、金属、有機または
無機の材料で成る様々な形状のものであって、反射膜３
を保持するものである。

【０００９】反射膜３としては、銀本来の光学特性を利
用できる銀または銀合金であって、たとえば、純銀、銀
−アルミニウム合金、銀−白金合金、銀−パラジウム合
金、銀−マグネシウム合金等がある。

【００１０】酸素基２ａとは、化学的な親和力または結
合力に富み、化学的に活性な結合基を有する酸素基２ａ
または酸素イオンであって、たとえばダングリングボン
トを有する酸素基２ａなどである。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、中間層２として、厚みが数原子以下の酸素
基２ａの層を有して成ることを特徴として構成してい
る。

【００１２】上記の酸素基２ａの層の厚みは、できるだ
け薄い方が好ましいく、５〜６原子以下とすることが特
に好ましい。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、中間層２として、基材１の酸化層２ｃまた
は銀もしくは銀合金の酸化層２ｂを有して成ることを特
徴として構成している。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、基材１の酸化層２ｃと銀または銀合金の酸
化層２ｂとを混合層として成ることを特徴として構成し
ている。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、中間層２を構成する酸素基２ａを、基材１
表面に打ち込まれた状態で有して成ることを特徴として
構成している。

【００１６】請求項６記載の発明は、気相処理によっ
て、基材１表面に酸素基２ａを含む中間層２を有せしめ
る前処理工程と、この中間層２上に銀または銀合金を励
起させて銀または銀合金から成る反射膜３を形成する成
膜工程と、を順に行うことを特徴として構成している。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前処理工程として、プラズマ５またはイオ
ンビーム１１によって酸素基２ａを中間層に付与する励
起ガスを発生させ、この励起ガスに基材１を晒すことを
特徴として構成している。

【００１８】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、基材１を導電性の基材１とし、この基材１
にバイアス電圧を印加して前処理工程を行うことを特徴
として構成している。

【００１９】請求項９記載の発明は、請求項６記載の発
明において、成膜工程の少なくとも初期に、アシストガ
スを用いずに銀または銀合金を励起させることを特徴と
して構成している。

【００２０】上記のアシストガスを用いずに銀または銀
合金を励起させるには、たとえば高周波電力を与えるな
どして行うことができる。そして、この初期において
は、０．１〜１００ｎｍの膜厚に成膜されることが好ま
しい。

【００２１】請求項10記載の発明は、請求項６記載の発
明において、成膜工程の少なくとも初期を除いて、銀ま
たは銀合金を励起させない状態で、初期に形成された反
射膜３にさらに重ねて成膜することを特徴として構成し
ている。

【００２２】請求項11記載の発明は、請求項６記載の発
明において、成膜工程として、酸素またはオゾンをアシ
ストガスとして用いるとともに、銀または銀合金を励起
させた状態で成膜し、次にアシストガスを用いずに銀ま
たは銀合金を励起させた状態で重ねて成膜したのち、ア
シストガスを用いず銀または銀合金を励起させない状態
でさらに重ねて成膜し、反射膜３を形成することを特徴
として構成している。

【００２３】この場合、最初に０．１〜２０ｎｍの膜厚
に成膜し、次に５０〜１００ｎｍの膜厚に重ねて成膜し
たのち、さらに重ねて５０〜４００ｎｍに成膜すること
が好ましい。

【００２４】請求項12記載の発明は、請求項６記載の発
明において、成膜工程として、酸素またはオゾンをアシ
ストガスとしたイオンアシスト蒸着によって成膜したの
ち、アシストガスを用いない真空蒸着によってさらに重
ねて成膜し、反射膜３を形成することを特徴として構成
している。

【００２５】この場合、最初に０．１〜２０ｎｍの膜厚
に成膜し、次に５０〜４００ｎｍに重ねて成膜すること
が好ましい。

【００２６】請求項13記載の発明は、請求項６記載の発
明において、成膜工程として、酸素またはオゾンをアシ
ストガスとしたスパッタによって成膜したのち、自己ス
パッタによってさらに重ねて成膜し、反射膜３を形成す
ることを特徴として構成している。

【００２７】この場合、最初に０．１〜２０ｎｍの膜厚
に成膜し、次に５０〜４００ｎｍに重ねて成膜すること
が好ましい。

【００２８】

【作用】請求項１記載の発明では、酸素基２ａを含む中
間層２が、基材１と反射膜３との間に化学的な結合力を
もって存在し、反射膜３と基材１とが強く接着させい
る。

【００２９】請求項２記載の発明では、数原子の厚みの
酸素基２ａの層によって、反射膜３と基材１とが強く接
着している。

【００３０】請求項３記載の発明では、基材１の酸化層
２ｃまたは銀もしくは銀合金の酸化層２ｂが基材１と反
射膜３との間に存在して、基材１と反射膜３とを電気化
学的に絶縁している。したがって、基材１と反射膜３と
の間に腐食電池が形成されにくくなっている。

【００３１】請求項４記載の発明では、基材１の酸化層
２ｃと銀または銀合金の酸化層２ｂとを混合層として成
り、化学的な結合力がより強力になっている。

【００３２】請求項５記載の発明では、基材１表面に酸
素基２ａが打ち込まれた状態で存在し、化学的な結合力
のみならず、物理的な結合力も作用している。

【００３３】請求項６記載の発明では、前処理工程とし
て、基材１または反射膜３とは異なる他の金属層などの
形成工程を必要とせず、簡単な気相処理によって、酸素
基２ａを含む中間層２を有せしめることができる。

【００３４】また、この中間層２上に銀または銀合金を
励起させて反射膜３を形成しているので、この励起させ
られた銀または銀合金の粒子は、活性化して化学的な結
合力に富んだ状態となっている。したがって、この銀ま
たは銀合金の粒子によって形成される反射膜３は、化学
的に強力に接着している。

【００３５】請求項７記載の発明では、プラズマ５また
はイオンビーム１１による酸素基２ａを含む励起ガスに
よって、基材１表面に酸素基２ａが強固に化学的に結合
されている。

【００３６】請求項８記載の発明では、基材１にバイア
ス電圧を印加することによって、酸素基２ａが基材１に
打ち込まれる。

【００３７】請求項９記載の発明では、成膜工程の少な
くとも初期に、アルゴンなどのアシストガスを用いてい
ないので、このアシストガスによって、基材１に結合し
ている酸素基２ａがエッチング除去されることがない。
また、アシストガスが反射膜３中に取り込まれることも
ない。

【００３８】請求項10記載の発明では、成膜工程の密着
力に寄与の大きい少なくとも初期を除いて、銀または銀
合金を励起させない状態で成膜するので、真空槽４内の
不純物が反射膜３中に取り込まれることがない。

【００３９】請求項11記載の発明では、最初に、酸素ま
たはオゾンをアシストガスとして用いるので、基材１表
面に結合している酸素基２ａがエッチング除去されるこ
とがない。また、銀または銀合金を励起させた状態とし
ているので、酸素基２ａと励起した原子とが化学的に結
合し、基材１の酸化層２ｃまたは銀または銀合金の酸化
層２ｂが形成される。

【００４０】次に、アシストガスを用いずに成膜するこ
とによって、酸化していない銀または銀合金の反射膜３
が形成される。

【００４１】最後に、銀または銀合金を励起させない状
態で成膜し、不純物を取り込んでいない反射膜３が形成
される。

【００４２】請求項12記載の発明では、イオンアシスト
蒸着によって、基材１の酸化層２ｃまたは銀または銀合
金の酸化層２ｂが形成されるとともに、酸素基２ａが打
ち込まれた状態となる。

【００４３】こののち、アシストガスを用いない真空蒸
着によって、不純物を取り込まず酸化していない反射膜
３が形成される。

【００４４】請求項13記載の発明では、酸素またはオゾ
ンをアシストガスとしたスパッタによって、基材１の酸
化層２ｃまたは銀もしくは銀合金の酸化層２ｂが形成さ
れるとともに、緻密な膜欠陥の少ない反射膜３が形成さ
れる。

【００４５】こののち、自己スパッタによって、不純物
を取り込まず酸化していない反射膜３が形成される。

【００４６】

【実施例】本発明の一実施例を以下に添付図を参照して
説明する。

【００４７】この実施例の反射鏡は、基材１と銀などの
反射膜３との界面に酸素基２ａを含む中間層２を存在さ
せ、この酸素基２ａによる強力で化学的な結合力によっ
て、基材１と反射膜３との密着力を向上させるととも
に、電気化学的絶縁性を向上させることによる耐久性向
上をも達成したものである。

【００４８】図１〜図５は、この実施例の反射鏡の膜構
成を、模式的に示した断面図である。

【００４９】図１に示した反射鏡では、基材１と銀また
は銀合金膜から成る反射膜３との間に酸素基２ａを含む
中間層２が存在し、この中間層２を介して、基材１と反
射膜３とが接着させられている。

【００５０】上記の基材１は、金属または有機もしくは
無機の材料で成る様々な形状のものであって、この基材
１によって反射膜３が保持されている。反射膜３は、銀
本来の光学特性を有する銀または銀合金であって、たと
えば、純銀、銀−アルミニウム合金、銀−白金合金、銀
−パラジウム合金、銀−マグネシウム合金等が用いられ
る。

【００５１】また、酸素基２ａとは、化学的な親和力ま
たは結合力に富み、化学的に活性な結合基を有する酸素
基２ａまたは酸素イオンであって、たとえば、ダングリ
ングボンドを有する酸素基２ａなどである。このような
酸素基２ａは、互いに結合した状態、基材１と、または
銀もしくは銀合金膜から成る反射膜３と化学的に結合し
た状態、または基材１中に打ち込まれた状態で存在し、
これらの状態が混じり合った混在層として中間層２を形
成しているものである。

【００５２】この反射鏡では、上記のような中間層２に
よって、基材１と反射膜３とが化学的または物理的に強
く接着しているのである。したがって、熱や湿度によっ
て剥離しにくく、部分的な剥離やピンホールなどのでき
にくいものになっている。このため、腐食性の塩素や硫
黄などを含む汚染物質が付着しても、基材１と反射膜３
との間に腐食電池が形成されることがなく、電気化学的
作用による腐食の心配がないので、耐久性に優れた反射
鏡になっている。そして、銀本来の高反射率特性を生か
して、たとえば、照明用の高反射率、高耐久性の反射鏡
などに用いられているのである。

【００５３】図２に示す反射鏡では、図１に示した中間
層２が、厚みが数原子以下の酸素基２ａの層を有して成
り、この数原子の厚みの酸素基２ａの層によって、基材
１と反射膜３とが強く接着し、反射膜３の密着力の良好
な反射鏡となっている。

【００５４】なお、この酸素基２ａの層の厚みは、でき
るだけ薄いことが好ましいが、特に５〜６原子以下とす
ることが好ましい。

【００５５】図３に示す反射鏡では、図１に示した中間
層２として、基材１の酸化層２ｃまたは銀もしくは銀合
金の酸化層２ｂを有して成り、基材１の酸化層２ｃまた
は銀もしくは銀合金の酸化層２ｂが中間層２に存在する
ことによって、基材１と反射膜３との間が電気化学的に
絶縁されて、塩素または硫化物などを含む汚染物質の付
着による基材１と反射膜３との界面における腐食の心配
が少なく、耐久性の良好な反射鏡となってる。

【００５６】図４に示す反射鏡では、図１に示した中間
層２として、基材１の酸化層２ｃと銀または銀合金の酸
化層２ｂとを混合層としており、この混合層によって、
化学的な結合力が向上し、反射膜３の密着力がより強力
になっている。

【００５７】図５に示す反射鏡では、図１に示した中間
層２として、基材１表面に酸素基２ａが打ち込まれた状
態で存在することによって、化学的のみならず物理的な
結合力もあり、反射膜３の密着力がより強力になってい
る。

【００５８】なお、図２〜図５に示した中間層２を混合
したようなものが、図１に示した中間層２であり、個々
の図に示した中間層２の持つ特性を合わせ持った反射鏡
となっているのである。

【００５９】なお、以上のような反射膜３に透明な保護
膜を形成すれば、苛酷な環境下での耐久性がさらに向上
し、反射鏡としての利用環境が拡大するものである。

【００６０】つぎに、上記したような中間層２を有する
反射鏡の製造方法について説明する。

【００６１】すなわち、この実施例の反射鏡は、気相処
理によって基材１表面に酸素基２ａを含む中間層２を有
せしめる前処理工程と、この中間層２上に銀または銀合
金を励起させて銀または銀合金から成る反射膜３を形成
する成膜工程と、を順に行うことを特徴としているもの
である。

【００６２】このような製造方法は、反射膜３の密着力
を向上させるために、基材１または反射膜３とは異なる
他の金属膜の形成工程を要しないものである。したがっ
て、材料コストが低く、簡単な気相処理によって、基材
１に密着力強化のための前処理ができるのである。その
上、銀または銀合金を励起させて反射膜３を成膜するこ
とによって、成膜される反射膜３の化学的な結合力が強
く、反射膜３の密着力のよい反射鏡を製造できるのであ
る。

【００６３】以下に、この製造方法を具体的に説明す
る。まず、前処理工程としては、清浄化した基材１を真
空槽４内に挿入し、真空槽４内を1 ×10^-4Pa以下となる
まで真空排気を行う。次に、酸素ガスを1 ×10^-3〜10^-1
Pa程度で流し込み、この酸素ガスを励起させる。

【００６４】なお、このとき導入するガスは酸素原子を
含むガスであればよく、オゾン、二酸化炭素、または
不活性ガスと酸素と、もしくは窒素と酸素と、の混合ガ
スであってもよい。

【００６５】また、導入したガスを励起させる手段とし
て、高周波または電子ビームなどによるプラズマもしく
はイオンビーム等を使用することができる。

【００６６】以上の酸素を含む励起ガス雰囲気中に基材
１を晒すことによって、基材１表面が酸化されて酸化層
２ｃが形成され、基材１表面は活性な酸素基２ａを含む
ことになって、酸素のダングリングボンドが形成され
る。この結果、この基材１表面は非常に化学的な結合力
に富んだ状態となるのである。

【００６７】また、この場合、基材１を導電性のものと
し、この基材１にバイアス電圧を印加することによっ
て、酸素イオンまたは酸素のラジカルを基材１表面に打
ち込んだ状態とするとともに、基材１表面の酸化を促進
して、よりダングリングボンドに富んだ状態にすること
ができる。また、基材１表面の酸化層２ｃの厚み、酸素
基２ａの基材１表面への付与率または基材１表面中への
打ち込み量は、表面処理時間、パワー、バイアス電圧
等の調整によって、好みの状態に制御できる。

【００６８】次に、成膜工程として、上記のような基材
１表面の活性化処理となる前処理工程を行ったのち、反
射膜３となる銀または銀合金膜を形成する訳である。こ
のとき、電子ビームあるいは抵抗加熱蒸着法による蒸
発粒子を高周波などで励起させ、銀または銀合金粒子を
活性化させることによって、基材１表面への密着力を高
めることができる。

【００６９】この場合、通常はアシストガスとしてアル
ゴンのような不活性ガスを導入するが、このような不活
性ガスの励起ガスによって前処理工程を行うと、基材１
表面の酸素基２ａがエッチングされてしまう可能性があ
る。したがって、不活性ガスを流さずに蒸発粒子のみを
励起させるか、あるいはアシストガスとして酸素または
オゾンガスを流しながら蒸発粒子を励起させるのが好ま
しい。

【００７０】このような処理により、反射膜３となる蒸
発粒子は基材１表面の活性な酸素基２ａと化学的に結合
しやすくなるのである。また、酸素またはオゾンガスを
導入した場合は、酸素またはオゾンガスによる励起ガス
と、励起して活性な銀または銀合金の蒸発粒子の一部と
が反応する。この結果、形成される反射膜３と基材１と
の間に酸化層２ｂ、２ｃが形成され、基材１との膜界面
の中間層２において化学的共有性が増加してしっかり結
合するので、強固な密着力が得られるのである。

【００７１】また、基材１にバイアス電圧を印加するこ
とによって、基材１に成膜しながら基材１をエッチング
する作用を利用することで、中間層２として基材１の酸
化層２ｃと銀または銀合金の酸化層２ｂとの混合層を形
成し、この混合層の上に緻密な反射膜３を形成すること
も可能である。これらの中間層２を形成する膜の密着力
または反射特性などの膜性質は、酸素またはオゾンガス
の流量調整またはバイアス電圧の調整などによって制御
することができる。

【００７２】また、電子ビームまたは抵抗加熱による蒸
着を行いながら、酸素またはオゾンのイオンビームでア
シストするイオンビームアシスト蒸着法によって、基材
１と反射膜３との界面に銀あるいは銀合金の酸化層２ｂ
を形成することができる。この酸化層２ｂによっても、
基材１と反射膜３界面における中間層２の化学的共有性
が増し、強固な密着力が得られるようになる。

【００７３】また、別の方法として、銀または銀合金の
ターゲット１２を用い、酸素またはオゾンガスをアシス
トガスとしたスパッタを行うことによっても、同様に酸
化層２ｃを形成でき、同様な作用によって、強固な密着
力を得ることができる。

【００７４】しかし、上記のような膜形成方法で反射膜
３を形成し続けた場合、銀または銀合金の励起粒子中
に、真空槽４内の不純物またはアシストガスの酸素もし
くはオゾンガスを巻き込み、色調が黒ずんだり、反射率
が低下したりするため、反射鏡の反射膜３としての機能
が不十分である。

【００７５】そこで、電子ビームまたは抵抗加熱によっ
て銀または銀合金蒸発粒子を得る方法の場合、成膜中に
蒸発粒子を励起させていた高周波電源７を切り、また、
酸素またはオゾンガスをアシストガスとして導入してい
る場合、そのガスの供給を止めて、通常の電子ビームに
よる抵抗加熱蒸着法に切り換える。同様に、イオンビー
ムアシスト蒸着の場合にも、イオンビーム電源を切り、
アシストガスの供給を止め、通常の電子ビームまたは抵
抗加熱蒸着法に切り換える。また、スパッタによる膜形
成の場合には、アシストガスとしての酸素あるいはオゾ
ンガスの供給を止め、銀または銀合金活性粒子そのもの
が銀または銀合金ターゲットをスパッタする自己スパッ
タに切り換える。

【００７６】以上のような対策によって、銀あるいは銀
合金膜が持つ本来の高反射率特性をを損なわず、高密着
力の反射膜３を有する反射鏡の製造を行うことができる
のである。

【００７７】また、基材１と反射膜３との膜界面の良好
な密着力を維持するためには、以上のような前処理工程
の最初から成膜工程の終了までの各工程を、同一の真空
槽４内で連続的に行うことが好ましい。

【００７８】以下に、具体的な実施例１〜６および比較
例を詳述し、これらの実施例および比較例によって得ら
れた反射鏡の性能を比較説明する。

【００７９】実施例１を図６ないし図９に基づいて説明
する。図６は前処理工程を行っている状態の装置の概略
断面図であり、図７または図８は、それぞれ初期、後期
の成膜工程を行っている状態の装置の概略断面図であ
る。また、図９は、製品の状態を模式的に示した断面図
であって、図６ないし図８の各工程に（ａ）ないし
（ｃ）のものがそれぞれ対応している。

【００８０】まず、図６に示すように、清浄化された平
滑なアルミニウム板を基材１とし、この基材１を蒸着用の真空
槽４の中に入れ、１×10^-4Pa以下になるまで真空排気を
行った。その後、酸素ガス５ａを５×10^-2Paの圧力で流
し、高周波コイル６に高周波電源７より高周波出力500W
を加えて酸素のプラズマ５とし、このプラズマ５の雰囲
気中に300 秒間基材１を晒して、基材１表面に酸素基２
ａを含む中間層２を形成した。なお、この時、シャッタ
ー８は閉じた状態で行った。このような処理によって、
図９（ａ）に示すように、基材１表面に活性な酸素基２
ａを含む中間層２が形成された。

【００８１】こののち、酸素のプラズマ５による処理を
停止し、酸素ガス５ａの供給も止め、再び真空度が１×
10^-4Pa以下になるまで真空排気を行った。

【００８２】つぎに、図７に示すように、基板１にバイ
アス電源１０より100Vのバイアス電圧を印加し、電子銃
９によって電子ビームを発生させ、反射膜３となる銀蒸
着材料３ａを蒸発可能になるまで加熱し、高周波コイル
６に高周波出力500Wを加え、蒸発が安定してからシャッ
ター８を開けた。このようにして蒸発した銀粒子は高周
波出力500Wで励起され、バイアス電圧100Vで基材１の方
へ加速され、励起した銀粒子は基材１表面に付与された
活性な酸素基２ａによりアルミニウム−酸素−銀結合を形成
し、その上に緻密な銀粒子が堆積した。この状態の製品
を図８（ｂ）に示している。なお、この時、励起物質は
銀のみで、アシストガスとなる酸素ガス５ａは真空槽４
内に供給しなかった。このようにして、銀粒子を励起し
ながら、100nm の膜厚の反射膜３を形成した。

【００８３】こののち、図８に示すように、高周波電源
７、バイアス電源１０を停止させ、励起していない銀蒸
発粒子によって、200nm の膜厚に反射膜３を重ねて形成
し、反射鏡を完成させた。この反射鏡の膜構成を図８
（ｃ）に示しており、この反射鏡の反射膜３は、コンタ
ミネーションの影響が少なく、高反射率の銀膜となって
いる。なお、この製品は図２に示したものに対応したも
のである。

【００８４】実施例２を図１０ないし図１１に基づいて
説明する。図１０は初期の成膜工程を行っている状態の
装置の概略断面図である。また、図１１は、各工程の製
品の状態を模式的に示した断面図であって、（ａ）ない
し（ｄ）は、前処理工程、初期の成膜工程、中期の成膜
工程、後期の成膜工程に、それぞれ対応している。

【００８５】まず、実施例１に示した図６の前処理工程
と同様な装置の状態で、600 秒間基材１を晒して前処理
を行った。実施例１よりも長時間の処理とすることによ
って、図１１（ａ）に示すように、基材１表面を酸化さ
せて酸化層２ｃを形成すると同時に、基材１表面に活性
な酸素基２ａを含む中間層２を形成した。

【００８６】こののち、実施例１で行った初期の成膜工
程の前に、さらに前初期の成膜工程を行う三工程に分け
て成膜工程を実施した。

【００８７】すなわち、この実施例の成膜工程は、前初
期の成膜工程として図１０に示す装置の状態で、酸素ガ
ス５ａを供給し続けて酸素のプラズマ５による処理を継
続したまま、電子銃９によって電子ビームを発生させ、
反射膜３となる銀蒸着材料３ａを蒸発可能になるまで加
熱し、高周波コイル６に高周波出力500Wを加え、蒸発が
安定してからシャッター８を開けた。このような工程に
よって、図１１（ｂ）に示すように、蒸発した銀粒子と
酸素とは高周波出力500Wで励起され、励起した銀粒子は
基材１表面についている活性な酸素基２ａ、あるいは酸
素のプラズマ５により、酸化銀となって銀の酸化層２ｂ
を形成し、アルミニウム−酸素−銀−酸素−結合を形成してい
る。この状態で膜厚10nmになるまで反射膜３を形成し
た。

【００８８】このあと、酸素ガス５ａの供給を停止し、
実施例１において示した図７の工程によって、膜厚100n
m になるまで緻密な銀粒子から成る反射膜３を重ねて形
成して、図１１（ｃ）の状態とした。さらに、実施例１
において示した図８の工程によって、膜厚200nm になる
まで、コンタミネーションの影響が少ない高反射率の銀
膜から成る反射膜３を重ねて形成して、図１１（ｄ）の
膜構成とした反射鏡を完成させた。なお、この反射鏡は
図３に示したものに対応している。

【００８９】実施例３を図１２ないし図１５に基づいて
説明する。図１２は前処理工程を行っている状態の装置
の概略断面図であり、図１３または図１４は、それぞれ
初期、後期の成膜工程を行っている状態の装置の概略断
面図である。また、図１５は、製品の状態を模式的に示
した断面図であって、図１２ないし図１４の各工程に
（ａ）ないし（ｃ）がそれぞれ対応している。

【００９０】この実施例では、実施例１で行った各工程
の処理をスパッタ装置を用いて行っているものである。

【００９１】まず、図１２に示すように、清浄化された
平滑なアルミニウム板を基材１とし、この基材１をスパッタ用
の真空槽４の中に入れ、1 ×10^-4Pa以下になるまで真空
排気を行った。このあと、酸素ガス５ａを5 ×10^-2Paの
圧力で流し、基材１側に高周波電源７ａより高周波出力
500Wを加えて酸素のプラズマ５とし、このプラズマ５の
雰囲気中に600 秒間基材１を晒して、前処理工程を行っ
た。この工程によって、図１５（ａ）に示すように、基
材１表面を酸化させて酸化層２ｃとすると同時に、酸素
基２ａを含む中間層２を形成した。なお、この時、シャ
ッター８は閉じた状態で行った。

【００９２】つぎに、図１３に示す装置の状態の工程を
行った。つまり、基材１側への高周波電源７ａを切り、
銀ターゲット１２側へ高周波電源７ｂより500Wの高周波
出力をかけ、銀ターゲット１２を酸素ガス５ａでスパッ
タし、このスパッタが安定してからシャッター８開け、
基材１への成膜を開始した。このような工程によって、
蒸発した銀粒子と酸素ガス５ａとは高周波出力500Wで励
起され、励起した銀粒子は基材１表面についている活性
な酸素基２ａまたは酸素プラズマ５によって、酸化銀と
なって銀の酸化層２ｂを形成し、図１５（ｂ）に示すよ
うなアルミニウム−酸素−銀−酸素−結合を形成している。こ
の状態で膜厚10nmになるまで反射膜３を形成した。

【００９３】なお、この実施例では、スパッタで酸化膜
が形成されるため、この酸化膜は他の実施例のような蒸
着法に比べて、比較的緻密な膜となっている。

【００９４】こののち、図１４に示す装置の状態の工程
として、酸素ガス５ａの供給を停止し、銀励起粒子のみ
で銀ターゲット１２をスパッタする自己スパッタに切り
換え、銀膜を300nm になるまで重ねて成膜し、図１５
（ｃ）に示すような反射膜３を形成した。この反射膜３
はコンタミネーションの影響が少なく、膜欠陥が少ない
ので、反射率の高い反射鏡が完成されている。なお、こ
の反射鏡も膜構成としては、実施例２と同様に図３に示
したものに相当しているが、比較的緻密な膜となってい
るのである。

【００９５】実施例４を図１６ないし図１７に基づいて
説明する。図１６は初期の成膜工程を行っている状態の
装置の概略断面図である。また、図１７は、各工程の製
品の状態を模式的に示した断面図であって、（ａ）ない
し（ｃ）は、初期の成膜工程、中期の成膜工程、後期の
成膜工程に、それぞれ対応している。

【００９６】まず、実施例２と全く同じようにして前処
理を行い、図１１（ａ）に示したように、基材１表面を
酸化させて酸化層２ｃを形成すると同時に、基材１表面
に活性な酸素基２ａを含む中間層２を形成した。

【００９７】つぎに、図１６に示すような装置の状態と
して、基材１に500Vのバイアス電圧を印加し、電子銃９
より電子ビームで反射膜３となる銀蒸着材料３ａを十分
蒸発可能になるまで加熱し、蒸発が安定してからシャッ
ター８を開けた。このような工程によって、蒸発した銀
粒子と酸素とは高周波出力500Wで励起されるとともに、
500Vのバイアス電圧によって加速される。このため、基
材１表面の酸化層２ｂが再スパッタされるとともに、こ
のスパッタされた酸化層２ｂは基材１表面に再付着した
り、加速した励起粒子と反応したりする。この結果、図
１７（ａ）に示すように、アルミニウムの酸化層２ｂおよび銀
の酸化層２ｂの混合層が形成されている。この状態で膜
厚10nmになるまで反射膜３を形成した。

【００９８】こののち、実施例２と全く同様にして、図
７に示した装置の状態の工程によって、膜厚100nm にな
るまで緻密な銀粒子から成る反射膜３を重ねて形成し
て、図１７（ｂ）の状態とした。さらに、図８に示した
装置の状態の工程によって、膜厚200nm になるまでコン
タミネーションの影響が少なく、反射率の高い銀膜から
成る反射膜３を重ねて形成して、図１７（ｂ）の状態と
した反射鏡を完成させた。なお、この反射鏡は図４に示
したものに対応している。

【００９９】実施例５を図１８ないし図１９に基づいて
説明する。図１８は前処理工程を行っている状態の装置
の概略断面図である。図１９は、前処理工程の製品の状
態を模式的に示した断面図であって、（ａ）ないし
（ｃ）は、前処理工程、初期の成膜工程、後期の成膜工
程に、それぞれ対応している。

【０１００】図１８に示すように、この実施例では、実
施例１の前処理工程の装置の状態を示した図６におい
て、実施例１とは異なって基材１へのバイアス電源１０
をONとして行っているものである。つまり、バイアス電
圧500 Ｖを基材１に印加して、実施例１と全く同様な処
理を行ったものである。このような処理工程によって、
図１９（ａ）に示すように、活性な酸素基２ａが基材１
表面中に打ち込まれた状態で中間層２が形成されている
のである。

【０１０１】こののち、上記の前処理を行った基材１
に、実施例１と全く同様にして反射膜３を形成すること
によって、図１９（ｂ）の状態を経て、図１９（ｃ）に
示す状態の反射鏡を完成させたものである。なお、この
反射鏡は図５に示したものに対応している。

【０１０２】実施例６を図２０ないし図２３に基づいて
説明する。図２０は前処理工程を行っている状態の装置
の概略断面図であり、図２１または図２２は、それぞれ
初期、後期の成膜工程を行っている状態の装置の概略断
面図である。また、図２３は、製品の状態を模式的に示
した断面図であって、図２０ないし図２２の各工程に
（ａ）ないし（ｃ）がそれぞれ対応している。

【０１０３】この実施例では、他の実施例とは異なり、
高周波コイル６に代えて、真空槽４内にイオン銃１１ａ
を備えてイオンビーム１１を発生させ、基材１の処理を
行うようにしているものである。

【０１０４】まず、図２０に示すように、清浄化された
平滑なアルミニウム板を基材１とし、この基材１を真空槽４の
中に入れ、1 ×10^-4Pa以下になるまで真空排気を行い、
酸素ガス５ａを5 ×10^-2Paの圧力で流すようにする。こ
ののち、イオン銃１１ａをONとし、加速電圧１kVの条件
で酸素のイオンビーム１１を300 秒間照射した。この工
程によって、図２３（ａ）に示すように、基材１表面を
酸化させて酸化層２ｃを形成するとともに、活性な酸素
基２ａが基材１表面中に打ち込まれた状態の中間層２が
形成されている。なお、この時、シャッター８は閉じた
状態として行っている。

【０１０５】つぎに、図２１に示すように、電子銃９よ
り電子ビームで反射膜３となる銀蒸着材料３ａを十分蒸
発可能になるまで加熱し、蒸発が安定してからシャッタ
ー８を開き、加速電圧500Vの酸素のイオンビーム１１に
よってイオンビームアシスト蒸着を行った。

【０１０６】この結果、酸素のイオンビーム１１が銀粒
子に衝突し、銀粒子に運動エネルギーを与えて励起させ
た状態となる。このため、銀粒子が活性化されて、基材
１表面中に打ち込まれた酸素基２ａと結合して酸化銀と
なるとともに、酸素のイオンビーム１１とこの活性な銀
粒子とが反応して酸化銀となっている。また、この酸化
銀の粒子が基材１表面に層を形成したり打ち込まれたり
して、複雑に入り交じったミキシング層となった図２３
（ｂ）の状態に示したような基材１が得られている。こ
のような状態の反射膜３を10nmの膜厚として形成した。

【０１０７】こののち、図２２に示すように、酸素ガス
５ａの供給を停止し、イオン銃１１ａをOFF とし、通常
の電子ビームによる加熱蒸着法に切り換えて、300nm の
膜厚に反射膜３を重ねて形成し、反射鏡を完成させた。

【０１０８】この反射膜３は、コンタミネーションの影
響が少なく、反射率の高い銀膜となっている。この状態
の反射鏡を図２３（ｃ）に示しているが、上記した複雑
に入り交じったミキシング層によって、化学的な結合力
がより高くなっているので、非常に密着力の大きい反射
膜３を有した反射鏡となっている。

【０１０９】以下に比較例を説明する。実施例１におい
て示した図６の装置の状態で、酸素ガス５ａに代えてア
ルゴンガスを用いた他は、全く同様にして前処理を行っ
た。

【０１１０】こののち、装置を図８の状態として、電子
ビームによって銀蒸着材料３ａを加熱し、基材１の上に
膜厚300nm の反射膜３を形成して反射鏡を得た。

【０１１１】以上の実施例および比較例の反射鏡につい
て、性能評価を行い、分光反射率を以下の表１に、反射
膜３の密着力を表２に示している。なお、密着力はプル
スタッド法によって、一定条件で比較評価した結果を示
したものである。

【０１１２】分光反射率は、いずれの実施例、比較例と
も大きな差異はなく、波長４００〜７００nmの光に対し
て９０％以上の良好な特性を示し、密着力については、
いずれの実施例においても比較例の５〜６倍の値となっ
ている。この結果は、上記のいずれの実施例において
も、反射膜３の銀材質本来の高反射率特性を損なうこと
なく、高密着力化が達成されたものであることを示すも
のである。

【０１１３】

【表１】

【０１１４】

【表２】

【０１１５】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、酸素基を含む
中間層によって、反射膜と基材とが強く接着している。
したがって、熱や湿度によって剥離しにくく、部分的な
剥離やピンホールなどのできにくいものになっている。
このため、腐食性の塩素や硫黄などを含む汚染物質が付
着しても、基材と反射膜との間に腐食電池が形成される
ことがなく、電気化学的作用による腐食の心配がないの
で、耐久性に優れた反射鏡になっている。

【０１１６】請求項２記載の発明では、数原子の厚みの
酸素基の層によって、反射膜と基材とが強く接着し、反
射膜の密着力の良好な反射鏡となっている。

【０１１７】請求項３記載の発明では、基材の酸化層ま
たは銀もしくは銀合金の酸化層が中間層に存在すること
によって、基材と反射膜との間に腐食電池が形成される
ことによる電気化学的な腐食の心配が少なく、耐久性の
良好な反射鏡となってる。

【０１１８】請求項４記載の発明では、基材の酸化層と
銀または銀合金の酸化層との混合層によって、反射膜の
密着力がより強力になっている。

【０１１９】請求項５記載の発明では、基材表面に酸素
基が打ち込まれた状態で存在することによって、反射膜
の密着力がより強力になっている。

【０１２０】請求項６記載の発明では、前処理工程とし
て、基材または反射膜とは異なる他の金属層などの形成
工程を必要とせず、材料コストが低く、簡単な気相処理
によって、基材に密着力強化のための前処理ができる。

【０１２１】その上、銀または銀合金を励起させて反射
膜を成膜することによって、反射膜の化学的な結合力が
強く、反射膜の密着力がよい反射鏡を製造できる。請求
項７記載の発明では、プラズマまたはイオンビームによ
る励起ガスによって、基材表面に酸素基が強固に化学的
に結合している中間層を形成する前処理を行うことがで
きる。したがって、反射膜の密着力がよい反射鏡を製造
できる。

【０１２２】請求項８記載の発明では、基材にバイアス
電圧を印加することによって、化学的のみならず、物理
的にも強固に中間層を基材に密着させることができる。
したがって、反射膜の密着力がよい反射鏡を製造でき
る。

【０１２３】請求項９記載の発明では、成膜工程の少な
くとも初期に、アシストガスを用いないので、基材に結
合している酸素基がエッチング除去されることがなく、
また、アシストガスが反射膜中に取り込まれることもな
い。したがって、反射膜の密着力が強く、反射膜の特性
の優れた反射鏡を製造することができる。

【０１２４】請求項10記載の発明では、成膜工程の少な
くとも、密着力に寄与の大きい初期を除いて、銀または
銀合金を励起させない状態で成膜するので、真空槽内の
不純物が反射膜中に取り込まれることがなく、反射膜の
特性の優れた反射鏡を製造することができる。

【０１２５】請求項11記載の発明では、最初に、酸素ま
たはオゾンをアシストガスとして用いるので、基材表面
に結合している酸素基がエッチング除去されることがな
く、密着力よく反射膜を形成できる。また、このアシス
トガスは銀または銀合金の励起を助長する。そして、銀
または銀合金を励起させた状態としているので、基材の
酸化層または銀もしくは銀合金の酸化層が形成され、反
射膜の密着力が向上する。

【０１２６】さらに、反射膜の表面側には、アシストガ
スを用いず、また、銀または銀合金を励起させない状態
で成膜し、酸化せず、不純物の少ない反射膜とし、特性
の良好な反射膜を形成することができる。

【０１２７】請求項12記載の発明では、イオンアシスト
蒸着によって、基材の酸化層または銀または銀合金の酸
化層を形成するとともに、酸素基を打ち込んだ状態とす
ることができるので、反射膜の密着力を強くすることが
できる。

【０１２８】こののち、アシストガスを用いない真空蒸
着によって、不純物の少ない反射膜とし、特性の良好な
反射膜を形成することができる。

【０１２９】請求項13記載の発明では、酸素またはオゾ
ンをアシストガスとしたスパッタによって、基材の酸化
層または銀もしくは銀合金の酸化層を形成でき、反射膜
の密着力を強くすることができる。そのうえ、緻密で膜
欠陥が少ない特性の良好な反射膜を形成できる。

【０１３０】こののち、自己スパッタによって、不純物
の少ない反射膜とし、特性の良好な反射膜を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における反射鏡の膜構成を模
式的に示した断面図である。

【図２】同上実施例における別な反射鏡の膜構成を模式
的に示した断面図である。

【図３】同上実施例におけるさらに別な反射鏡の膜構成
を模式的に示した断面図である。

【図４】同上実施例におけるさらに別な反射鏡の膜構成
を模式的に示した断面図である。

【図５】同上実施例におけるさらに別な反射鏡の膜構成
を模式的に示した断面図である。

【図６】実施例１の前処理工程を行っている状態の装置
を示す概略断面図である。

【図７】同上実施例の成膜工程を行っている状態の装置
を示す概略断面図である。

【図８】同上実施例の別な成膜工程を行っている状態の
装置を示す概略断面図である。

【図９】同上実施例の製品の状態を模式的に示した断面
図であって、（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる工程
に対応したものである。

【図１０】実施例２の成膜工程を行っている状態の装置
を示す概略断面図である。

【図１１】同上実施例の各工程の製品の状態を模式的に
示した断面図であって、（ａ）ないし（ｄ）はそれぞれ
異なる工程に対応したものである。

【図１２】実施例３の前処理工程を行っている状態の装
置を示す概略断面図である。

【図１３】同上実施例の成膜工程を行っている状態の装
置を示す概略断面図である。

【図１４】同上実施例の別な成膜工程を行っている状態
の装置を示す概略断面図である。

【図１５】同上実施例の製品の状態を模式的に示した断
面図であって、（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる工
程に対応したものである。

【図１６】実施例４の成膜工程を行っている状態の装置
を示す概略断面図である。

【図１７】同上実施例の製品の状態を模式的に示した断
面図であって、（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる工
程に対応したものである。

【図１８】実施例５の前処理工程を行っている状態の装
置を示す概略断面図である。

【図１９】実施例５の製品の状態を模式的に示した断面
図であって、（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる工程
に対応したものである。

【図２０】実施例３の前処理工程を行っている状態の装
置を示す概略断面図である。

【図２１】同上実施例の成膜工程を行っている状態の装
置を示す概略断面図である。

【図２２】同上実施例の別な成膜工程を行っている状態
の装置を示す概略断面図である。

【図２３】同上実施例の製品の状態を模式的に示した断
面図であって、（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる工
程に対応したものである。

【図２４】従来例の膜構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１基材２中間層３反射膜４真空槽５プラズマ６高周波コイル７高周波電源８シャッター９電子銃 10 バイアス電源 11 イオンビーム 12 ターゲット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮野孝広大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材と反射膜との間に酸素基を含む中間
層を介し、銀または銀合金から成る反射膜を成膜して成
ることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】中間層として、厚みが数原子以下の酸素
基の層を有して成ることを特徴とする請求項１記載の反
射鏡。
【請求項３】中間層として、基材の酸化層または銀も
しくは銀合金の酸化層を有して成ることを特徴とする請
求項１記載の反射鏡。
【請求項４】基材の酸化層と銀または銀合金の酸化層
とを混合層として成ることを特徴とする請求項３記載の
反射鏡。
【請求項５】中間層を構成する酸素基を基材表面に打
ち込まれた状態で有して成ることを特徴とする請求項１
記載の反射鏡。
【請求項６】気相処理によって、基材表面に酸素基を
含む中間層を有せしめる前処理工程と、この中間層上に
銀または銀合金を励起させて銀または銀合金から成る反
射膜を形成する成膜工程と、を順に行うことを特徴とす
る反射鏡の製造方法。
【請求項７】前処理工程として、プラズマまたはイオ
ンビームによって酸素基を中間層に付与する励起ガスを
発生させ、この励起ガスに基材を晒すことを特徴とする
請求項６記載の反射鏡の製造方法。
【請求項８】基材を導電性の基材とし、この基材にバ
イアス電圧を印加して前処理工程を行うことを特徴とす
る請求項７記載の反射鏡の製造方法。
【請求項９】成膜工程の少なくとも初期に、アシスト
ガスを用いずに銀または銀合金を励起させることを特徴
とする請求項６記載の反射鏡の製造方法。
【請求項10】成膜工程の少なくとも初期を除いて、銀
または銀合金を励起させない状態で、初期に形成された
反射膜にさらに重ねて成膜することを特徴とする請求項
６記載の反射鏡の製造方法。
【請求項11】成膜工程として、酸素またはオゾンをア
シストガスとして用いるとともに、銀または銀合金を励
起させた状態で成膜し、次にアシストガスを１いずに銀
または銀合金を励起させた状態で重ねて成膜したのち、
銀または銀合金を励起させない状態でさらに重ねて成膜
し、反射膜を形成することを特徴とする請求項６記載の
反射鏡の製造方法。
【請求項12】成膜工程として、酸素またはオゾンをア
シストガスとしたイオンアシスト蒸着によって成膜した
のち、真空蒸着によってさらに重ねて成膜し、反射膜を
形成することを特徴とする請求項６記載の反射鏡の製造
方法。
【請求項13】成膜工程として、酸素またはオゾンをア
シストガスとしたスパッタによって成膜したのち、自己
スパッタによってさらに重ねて成膜し、反射膜を形成す
ることを特徴とする請求項６記載の反射鏡の製造方法。