JP2003329818A

JP2003329818A - 反射鏡

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Publication number: JP2003329818A
Application number: JP2002139634A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Iketani; 繁池谷; Takafumi Miyagawa; 孝文宮川; Eiji Chiba; 英治千葉; Hideo Ando; 秀夫安藤
Original assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp; Sendai Nikon Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、樹脂製の基板上に銀の薄膜からな
る反射膜を設けた反射鏡に関し、銀からなる反射膜のガ
ス腐食を効果的に低減することができるとともに、銀か
らなる反射膜を基板に強固に密着することを目的とす
る。【解決手段】樹脂製の基板上に銀の薄膜からなる反射
膜を設けてなる反射鏡において、前記基板と前記反射膜
との間に、一酸化珪素膜と酸化アルミニウム膜とからな
る中間層を、前記酸化アルミニウム膜を前記反射膜側に
位置させて形成するとともに、前記反射膜の上に、酸化
アルミニウム膜からなる保護層を形成してなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射鏡に係わり、
特に、樹脂製の基板上に銀の薄膜からなる反射膜を設け
た反射鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス製の平面基材上に、反射率
の高い金属からなる反射膜を真空成膜法により成膜して
反射鏡を製造することが行われている。そして、反射率
が高い銀またはアルミニウムにより反射膜を形成した反
射鏡は、光学機器用の反射鏡として広く使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、近年、光学機器にプラスチ
ック部材が広く使用されるようになり、従来のガラス部
材では問題にならなかった反射膜の耐久性が新たな課題
となっている。特に、銀からなる反射膜を樹脂製の基板
に成膜した反射鏡は、反射膜の耐食性に乏しく、長期間
の使用により、酸化や硫化による反射膜の変色あるいは
剥離が生じるという欠点があった。

【０００４】従来、このような欠点を改善するために、
銀からなる反射膜と樹脂製の基板との間に中間層を形成
したものが開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の反射鏡では、銀からなる反射膜のガス腐食を
効果的に低減することが困難であり、充分な耐食性を得
ることが困難であるという問題があった。

【０００６】また、銀からなる反射膜を、中間層を介し
て基板に強固に密着することが困難であり、銀からなる
反射膜の充分な耐久性を得ることが困難であるという問
題があった。本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、銀からなる反射膜のガス腐食を効
果的に低減することができるとともに、銀からなる反射
膜を基板に強固に密着することができる反射鏡を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の反射鏡は、樹
脂製の基板上に銀の薄膜からなる反射膜を設けてなる反
射鏡において、前記基板と前記反射膜との間に、一酸化
珪素膜と酸化アルミニウム膜とからなる中間層を、前記
酸化アルミニウム膜を前記反射膜側に位置させて形成す
るとともに、前記反射膜の上に、酸化アルミニウム膜か
らなる保護層を形成してなることを特徴とする。

【０００８】請求項２の反射鏡は、請求項１記載の反射
鏡において、前記保護層を形成する酸化アルミニウム膜
の厚さが、５０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とす
る。請求項３の反射鏡は、請求項２記載の反射鏡におい
て、前記中間層を形成する一酸化珪素膜の厚さが、５ｎ
ｍ〜３０ｎｍであり、酸化アルミニウム膜の厚さが、２
０ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする。

【０００９】請求項４の反射鏡は、請求項１ないし請求
項３のいずれか１項記載の反射鏡において、前記保護層
の上に、酸化ジルコニウム膜、酸化珪素膜または酸化ハ
フニウム膜からなる第２保護層を形成してなることを特
徴とする。

【００１０】（作用）請求項１の反射鏡では、樹脂製の
基板と銀からなる反射膜との間に、一酸化珪素膜と酸化
アルミニウム膜とからなる中間層が、酸化アルミニウム
膜を反射膜側に位置させて形成され、また、反射膜の上
に、酸化アルミニウム膜からなる保護層が形成される。

【００１１】従って、銀からなる反射膜の両側が、硫化
水素ガス，亜硫酸ガス等の硫化ガスに強い酸化アルミニ
ウム膜によりサンドイッチ状に挟まれ、これにより、銀
からなる反射膜のガス腐食が効果的に低減される。ま
た、中間層が、一酸化珪素膜と酸化アルミニウム膜によ
り形成され、樹脂に対して密着性が良好な一酸化珪素膜
が基板側に位置されるため、銀からなる反射膜が中間層
を介して基板に強固に密着される。

【００１２】さらに、中間層が、圧縮の膜応力を有する
一酸化珪素膜と、引っ張りの膜応力を有する酸化アルミ
ニウム膜により形成されるため、中間層に生じる膜応力
が小さくなる。請求項２の反射鏡では、保護層を形成す
る酸化アルミニウム膜の厚さが、５０ｎｍ〜２００ｎｍ
とされる。

【００１３】すなわち、保護層を形成する酸化アルミニ
ウム膜の厚さが、５０ｎｍ未満の時には、銀からなる反
射膜のガス腐食を充分に防止することが困難になる。ま
た、２００ｎｍを越える時には、酸化アルミニウム膜か
らなる保護層にクラックが発生する。請求項３の反射鏡
では、中間層を形成する一酸化珪素膜の厚さが、５ｎｍ
〜３０ｎｍとされ、酸化アルミニウム膜の厚さが、２０
ｎｍ〜５０ｎｍとされる。

【００１４】すなわち、中間層を形成する一酸化珪素膜
の厚さが、５ｎｍ未満の時には、所謂アンカーが少なく
なり、基板に一酸化珪素膜を充分に密着することが困難
になる。また、３０ｎｍを越える時には、所謂アンカー
効果がなくなり、基板に一酸化珪素膜を充分に密着する
ことが困難になる。

【００１５】そして、中間層を形成する酸化アルミニウ
ム膜の厚さが、２０ｎｍ未満の時には、銀からなる反射
膜のガス腐食を充分に防止することが困難になる。ま
た、５０ｎｍを越える時には、中間層を形成する一酸化
珪素膜の膜厚に対して膜厚が大きくなり、中間層の内部
応力が増大する。請求項４の反射鏡では、保護層の上
に、酸化ジルコニウム膜、二酸化珪素膜または酸化ハフ
ニウム膜からなる第２保護層が形成され、反射鏡の耐久
性が高められる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。図１は、本発明の反射鏡の一実
施形態を示している。この実施形態の反射鏡は、樹脂製
の基板１１上に、銀（Ａｇ）の薄膜からなる反射膜１３
が設けられている。

【００１７】基板１１は、ポリカーボネート、アクリル
等の樹脂からなり、例えば、０．５ｍｍ程度の肉厚を有
している。基板１１と反射膜１３との間には、中間層１
５，１７が形成されている。中間層１５，１７は、一酸
化珪素（ＳｉＯ）膜と酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）膜
とからなり、酸化アルミニウム膜からなる中間層１７が
反射膜１３側に位置されている。

【００１８】反射膜１３の上には、酸化アルミニウム膜
からなる保護層１９が形成されている。この保護層１９
の上には、酸化ジルコニウム膜、酸化珪素膜または酸化
ハフニウム膜からなる第２保護層２１が形成されてい
る。そして、この実施形態では、保護層１９を形成する
酸化アルミニウム膜の厚さが、５０ｎｍ〜２００ｎｍと
されている。

【００１９】また、中間層１５を形成する一酸化珪素膜
の厚さが、５ｎｍ〜３０ｎｍとされ、中間層１７を形成
する酸化アルミニウム膜の厚さが、２０ｎｍ〜５０ｎｍ
とされている。この実施形態の反射鏡では、銀からなる
反射膜１３の両側を、硫化水素ガス，亜硫酸ガス等の硫
化ガスに強い酸化アルミニウム膜からなる保護層１９お
よび中間層１７によりサンドイッチ状に挟んだので、銀
からなる反射膜１３のガス腐食を効果的に低減すること
ができる。

【００２０】また、中間層１５，１７を、一酸化珪素膜
と酸化アルミニウム膜により形成し、樹脂に対して密着
性が良好な一酸化珪素膜からなる中間層１５を基板１１
側に位置したので、銀からなる反射膜１３を中間層１
５，１７を介して基板１１に強固に密着することができ
る。そして、銀からなる反射膜１３は、比較的柔らかい
ため、反射膜１３の外側の酸化アルミニウム膜からなる
保護層１９によって生じる応力よりも、反射膜１３の内
側の酸化アルミニウム膜からなる中間層１７によって生
じる応力がより膜密着性に影響するが、この場合、一酸
化珪素膜からなる中間層１５は、単にバインダーになっ
ているだけでなく、応力を緩和することにより膜密着性
を向上している。

【００２１】さらに、中間層１５，１７を、圧縮の膜応
力を有する一酸化珪素膜と、引っ張りの膜応力を有する
酸化アルミニウム膜により形成したので、中間層１５，
１７に生じる膜応力が小さくなり、内部応力による中間
層１５，１７の経時的な変形、および、これに伴う反射
膜１３の変形を有効に防止することができ、同時に膜密
着性も向上することができる。

【００２２】表１は、一酸化珪素膜、酸化アルミニウム
膜および反射膜１３の膜応力（１ｍｍ厚さ換算）を示す
もので、成膜後１日目の各膜応力および２週間後の各膜
応力が示されている。なお、表において−符号は圧縮応
力を示している。この表から、２週間後における反射膜
１３の膜応力が非常に小さくなっているのが分かる。

【表１】また、上述した反射鏡では、保護層１９を形成する酸化
アルミニウム膜の厚さを、５０ｎｍ〜２００ｎｍとした
ので、銀からなる反射膜１３のガス腐食を充分に防止
し、また、酸化アルミニウム膜からなる保護層１９にク
ラックが発生することを防止することができる。すなわ
ち、保護層１９を形成する酸化アルミニウム膜の厚さ
が、５０ｎｍ未満の時には、銀からなる反射膜１３のガ
ス腐食を充分に防止することが困難になる。

【００２３】また、２００ｎｍを越える時には、応力が
大きくなり酸化アルミニウム膜からなる保護層１９にク
ラックが発生する。表２は、保護層１９を形成する酸化
アルミニウム膜の厚さを変化させて、膜密着性、膜クラ
ックの発生、耐湿性、耐溶剤性、硫化水素ガスおよび亜
硫酸ガスに対するガス腐食性を実験により求めたもので
ある。

【００２４】この表から、酸化アルミニウム膜の厚さが
２０ｎｍでは、ガス腐食性が実用上やや劣っており、２
５０ｎｍでは、膜クラックが実用上やや劣って発生する
のが分かる。

【表２】さらに、上述した反射鏡では、中間層１５を形成する一
酸化珪素膜の厚さを、５ｎｍ〜３０ｎｍとしたので、基
板１１に一酸化珪素膜を充分に密着することができる。

【００２５】すなわち、中間層１５を形成する一酸化珪
素膜の厚さが、５ｎｍ未満の時には、斑点状に形成され
た膜が碇のように作用する所謂アンカーが少なくなり、
基板１１に一酸化珪素膜を充分に密着することが困難に
なる。また、３０ｎｍを越える時には、膜が斑点状では
なくなり１枚の膜となり所謂アンカー効果がなくなり、
基板１１に一酸化珪素膜を充分に密着することが困難に
なる。

【００２６】また、中間層１７を形成する酸化アルミニ
ウム膜の厚さを、２０ｎｍ〜５０ｎｍとしたので、銀か
らなる反射膜１３のガス腐食を充分に防止することがで
き、さらに、中間層１５，１７の内部応力の増大を抑制
することができる。すなわち、中間層１７を形成する酸
化アルミニウム膜の厚さが、２０ｎｍ未満の時には、銀
からなる反射膜１３のガス腐食を充分に防止することが
困難になる。

【００２７】また、５０ｎｍを越える時には、中間層１
５を形成する一酸化珪素膜の膜厚に対して膜厚が大きく
なり、中間層１５，１７の内部応力が増大する。そし
て、上述した反射鏡では、保護層１９の上に、酸化ジル
コニウム膜、二酸化珪素膜または酸化ハフニウム膜から
なる第２保護層２１を形成したので、反射鏡の耐久性を
向上することができる。

【００２８】特に、酸化ジルコニウムは、酸化アルミニ
ウムとの密着性がよいため第２保護層２１に適してい
る。さらに、上述した反射鏡では、反射像に発生する不
自然な色付き現象を無くし、また、反射像に発生する歪
みを無くすことができる。

【００２９】（実施例）以下、上述した実施形態をより
具体化した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
この実施例では、反射鏡が以下述べるようにして製造さ
れる。先ず、直径１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのポリカー
ボネート製の基板１１を真空蒸着装置の上部の回転ドー
ムに配置する。

【００３０】真空蒸着装置の蒸発源に、一酸化珪素粉末
および銀、酸化アルミニウムの顆粒をそれぞれ別個に乗
せる。また、真空蒸着装置の別の蒸発源には、二酸化珪
素粉末および酸化アルミニウムの顆粒をそれぞれ別個に
乗せる。次に、真空蒸着装置の内部を真空ポンプで排気
し約１×１０^-3Ｐａまで引き続ける。

【００３１】そして、基板１１上に、光学式膜厚計で多
重反射干渉法により厚さ２０ｎｍの一酸化珪素膜、厚さ
２０〜５０ｎｍの酸化アルミニウム膜、厚さ１５０〜２
００ｎｍの銀の反射膜１３、厚さ１００ｎｍの酸化アル
ミニウム膜を順次形成した。このようにして製造された
反射鏡の光線反射率は９８％であった。また、このサン
プルを温度５０℃、湿度９０％の環境に２０時間放置し
た後、その外観を調べたところ、剥離、酸化等の変化は
認められなかった。

【００３２】なお、上述した実施形態では、本発明の反
射鏡を真空蒸着法により製造した例について説明した
が、本発明はかかる実施形態に限定されるものではな
く、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、ＰＣＶＤ等により製造しても良い。また、上述した
実施例では、光学式膜厚計を用いたが水晶式膜厚計を用
いても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の反射鏡で
は、銀からなる反射膜の両側を、硫化水素ガス，亜硫酸
ガス等の硫化ガスに強い酸化アルミニウム膜によりサン
ドイッチ状に挟んだので、銀からなる反射膜のガス腐食
を効果的に低減することができる。

【００３４】また、中間層を、一酸化珪素膜と酸化アル
ミニウム膜により形成し、樹脂に対して密着性が良好な
一酸化珪素膜を基板側に位置したので、銀からなる反射
膜を中間層を介して基板に強固に密着することができ
る。さらに、中間層を、圧縮の膜応力を有する一酸化珪
素膜と、引っ張りの膜応力を有する酸化アルミニウム膜
により形成したので、中間層に生じる膜応力が小さくな
り、内部応力による中間層の経時的な変形、および、こ
れに伴う反射膜の変形を有効に防止することができる。

【００３５】請求項２の反射鏡では、保護層を形成する
酸化アルミニウム膜の厚さを、５０ｎｍ〜２００ｎｍと
したので、銀からなる反射膜のガス腐食を充分に防止
し、また、酸化アルミニウム膜からなる保護層にクラッ
クが発生することを防止することができる。請求項３の
反射鏡では、中間層を形成する一酸化珪素膜の厚さを、
５ｎｍ〜３０ｎｍとしたので、基板に一酸化珪素膜を充
分に密着することができる。

【００３６】また、中間層を形成する酸化アルミニウム
膜の厚さを、２０ｎｍ〜５０ｎｍとしたので、銀からな
る反射膜のガス腐食を充分に防止することができ、中間
層の内部応力の増大を抑制することができる。請求項４
の反射鏡では、保護層の上に、酸化ジルコニウム膜、酸
化珪素膜または酸化ハフニウム膜からなる第２保護層を
形成したので、反射鏡の耐久性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射鏡の一実施形態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１１基板１３反射膜１５，１７中間層１９保護層２１第２保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮川孝文東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者千葉英治宮城県名取市田高字原277番地仙台ニコン内 (72)発明者安藤秀夫宮城県名取市田高字原277番地仙台ニコン内Ｆターム(参考） 2H042 DA04 DA11 DA14 DA18 DC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂製の基板上に銀の薄膜からなる反射
膜を設けてなる反射鏡において、前記基板と前記反射膜との間に、一酸化珪素膜と酸化ア
ルミニウム膜とからなる中間層を、前記酸化アルミニウ
ム膜を前記反射膜側に位置させて形成するとともに、前
記反射膜の上に、酸化アルミニウム膜からなる保護層を
形成してなることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】請求項１記載の反射鏡において、前記保護層を形成する酸化アルミニウム膜の厚さが、５
０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする反射鏡。
【請求項３】請求項２記載の反射鏡において、前記中間層を形成する一酸化珪素膜の厚さが、５ｎｍ〜
３０ｎｍであり、酸化アルミニウム膜の厚さが、２０ｎ
ｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする反射鏡。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項
記載の反射鏡において、前記保護層の上に、酸化ジルコニウム膜、酸化珪素膜ま
たは酸化ハフニウム膜からなる第２保護層を形成してな
ることを特徴とする反射鏡。