JPH03233402A

JPH03233402A - 鏡

Info

Publication number: JPH03233402A
Application number: JP1224487A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ando; 英一安藤; Masashi Tada; 昌史多田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1991-10-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、耐久性の向上された鏡に関するものである。

［従来の技術］反射率の高い金属を、真空プロセスによってガラス、プ
ラスチック等の基体上に形成させ、鏡とすることは、よ
く知られている。特に、反射率の高い鏡が必要な場合に
は銀またはアルミニウムが用いられるが、中でも、銀の
反射率が可視から赤外の波長域において最も高く、反射
率の点からは最も好ましい。しかし、銀膜には、膜が軟
く傷がつき易い、又、温度、湿度の変化に弱く、変化し
易い等の欠点がある。このため、適当な保護層を銀膜の
上に形成して、これらの欠点を緩和してやることが望ま
しい。

又、これらの欠点のために銀膜をつけた鏡は通常裏面鏡
として用いられる。この裏面鏡に対して、膜面の方をそ
のまま鏡面として用いる表面鏡という使い方も存在する
。鏡を裏面鏡として用いる場合、ガラス基板自体の吸収
などの影響を受けるため、板厚の変わった場合の品質の
管理が難しくなる。その意表面鏡ではこのような問題は
起こらない。ところが、表面鏡では金属膜が露出してい
るわけであるから、裏面鏡よりも高い耐久性が要求され
る。このため通常は反射率がかなり低下するのは犠牲に
して、銀膜のかわりに、クロム膜、チタン膜、ステンレ
ス膜などが用いられる。しかしその場合でも耐久性を向
上させるためには保護層を金属層の上に形成してやるこ
とが望ましいと考えられる。

［発明の解決しようとする課題］本発明はかかる点に着目したものであり、前述したよう
な欠点を解消し、耐久性の優れた鏡を提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は前述の目的を達成すべ（なされたものであり、
基体上に金属膜を含む１層又は多層からなる反射膜が形
成されてなる鏡において、上記反射膜上に８（ホウ素）
、Ｓｉ（ケイ素）のうち少なくとも１種と、Ｚｒ、Ｔｉ
、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｉｎのうち少なくとも１種とを含
む複合酸化物を主成分とする保護層が形成されている事
を特徴とする鏡を提供するものである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

鏡に使用される金属膜を含む反射膜の保護層に要求され
る耐久性の第■は耐擦傷性と考えられる。そこで本発明
の保護層としては、Ｚｒ、　Ｔ４Ｈｆ、　Ｓｎ、　Ｉｎ
、　Ｔａのうち少なくと６１種と、ＢとＳｉのうち少な
くとも１種とを含む複合酸化物を主成分とする膜、等に
ＺｒＢｘＯｙ膜、Ｚｒ５ｘｚＯｙ膜及び７：ｒＢＸＳｌ
ｚＯｙ膜が好ましく使用できる。これは、ＺｒＯ□膜等
にＢやＳｉを添加することにより、膜が非晶質化し、表
面が平滑化し、これが耐摩耗性及び耐擦傷性の向上に寄
与するためと考えられる。

ＺｒＢｘＯｙ膜に関しては、膜中のＢが少ないと結晶性
の膜ができ、Ｂが多いと非晶質の膜ができる傾向にある
。従って、ＺｒＢｘＯｙ膜において膜中のＺｒに対する
Ｂの原子比Ｘが０．１０＜　Ｘ、特に、１．０≦Ｘが好
ましい。又、Ｂ２Ｏ３膜は吸湿性で空気中の水分を吸収
して溶けてしまうので、Ｘ≦３程度が好ましい。ＺｒＢ
ｘＯｙ膜中のＺｒに対するＯ（酸素）の原子比は特に限
定されないが、多過ぎると、膜構造が粗になりボッボッ
の膜になってしまうこと、又、あまり少ないと膜が金属
的になり透過率が低下したり膜の耐擦傷性が低下する傾
向があることなどの理由によりＺｒ０ｉと８２０．の複
合系となる量程度であることが好ましい。即ち、ＢがＺ
ｒに対して原子比でＸ含まれる時にＹ＝２＋１．５Ｘ程
度であることが好ましく、その結果、Ｚｒに対する０の
原子比Ｙとしては２＜Ｙ≦６．５が好ましい。

Ｚｒ５ｉｚＯｙ膜においても、膜中のＺｒに対するＳｉ
の原子比２は０．０５≦２≦１９であることが好ましい
。Ｚ＜０．０５だと、膜が非晶質化せず、十分な耐久性
が得られない。又、ｚ〉１９だと、耐アルカリ性が悪く
なる。又、膜中のＺｒに対する０の原子比Ｙは、ＺｒＢ
ｘＯｙ膜について述べたのと同様の理由により、Ｓｉが
Ｚｒに対して原子比で２含まれる時に、Ｙ＝２＋２Ｚ程
度であることが好ましく、即ち、２．１≦Ｙ＜４０のＺ
ｒ５ｔｚＯｙ膜が好ましい。

ＺｒＢｘＳｉｚＯｙ膜も本発明の目的に合った膜である
。かかる膜中のＺｒに対するＢの原子比Ｘ、Ｓｉの原子
比Ｚ、０（酸素）の原子比ＹはＸ＋Ｙ≧０．０５であれ
ば膜が非晶質化し、耐摩耗性の高い膜となるので好まし
い。又、Ｘ十Ｚ≦１９であれば耐アルカリ性も良好であ
るので、ＺｒＢｘＳｌｚＯｙ膜においては、０．０５≦
Ｘ＋Ｚ≦１９であるのが好ましい。ただし、上述のよう
に、Ｂ２Ｏ３は吸温性で空気中の水分を吸収して溶けて
しまうため、ＺｒＢｘＳｉｚＯｙ膜中にあまり多く含有
されない方が良い。具体的には、膜中において、ＺｒＯ
□＜２５ｍｏ１％、かつＳｉＯ□＜　２５ｍｏ１％で残
りが８２０３となる程Ｂ２０．が含まれていると化学的
耐久性が不十分となる。即ち、ＺｒＢｘＳ１ｚＣｈ膜中
のＺｒ：Ｂ：Ｓｉ（原子比）を１　：ｘ：ｚとすると、
１／（１十ｘ　＋　ｚ　）　　＜０．２５かつＺ／　（
１＋ｘ＋Ｚ）＜０．２５、即ち、ｘ＋Ｚ−３＞０かつｘ
−３ｚ＋１＞Ｏの組成は化学的耐久性が好ましくない。

Ｙは、ＺｒＢｘＯｙの場合に述べたのと同様の理由によ
り、この膜をＺｒＣｈ＋ＢｚＯ３＋５ｉＯｚの複合系と
考えて、Ｙは２＋１．５Ｘ＋２Ｚ程度であることが好ま
しい。よってほぼ２＜Ｙ＜４０程度であることが好まし
い。

本発明において反射膜及び保護膜を形成する基体として
は、ガラス、プラスチック、金属板等を使用することが
できるが、表面の平坦性を考慮するとガラス板が特に好
ましい。

本発明における反射膜を構成する金属膜としては、裏面
鏡に対してはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ等の重金属が、表面鏡に
対してはＮｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ステンレス等の光輝性金属
が挙げられるが、必ずしもこれに限定されるものではな
い。更にこのような金属膜と、ＺｎＯ，Ｔｉ０ｚ、　Ｚ
ｎＳ、　Ｔａ２０５等の誘電体膜を積層した干渉膜も使
用することができる。

保護層の膜厚は、特に限定されるものではないが、１０
００Å以上１００００Å以下の範囲にあることが望まし
い。これは、膜厚が１０００人より薄過ぎると保護層の
保護効果が不充分なものとなり、耐擦傷性が弱くなる。

一方、膜厚が１００００人より厚過ぎると、保護層の内
部応力のために剥離が発生し易くなる。但し、この剥離
防止のために必要に応じて、基体と反射膜材料の間、又
反射膜材料と保護層の間に付着層を介在させることがで
き、その場合は更に厚い領域まで膜厚範囲を拡げること
ができると考えられる。

本発明による鏡を表面鏡として用いる場合、反射膜金属
材料の上に保護層をつけることによって、膜の干渉効果
により反射色がある特定の色調を呈するのが常である。

ところが、保護層の厚みを十分に厚く（１μｍ以上）し
た場合には、分光スペクトルにおける振動の周期が短く
なり、色調的にはほとんど中性色に近くなる。

一方、保護層の膜厚が薄い場合には、この効果が維持で
きず反射色は独特の色調になる。しかしながら、逆にこ
の現象を鏡の意匠姓を増大させる手段として利用するこ
ともできる。

本発明における保護層を作成する手段としては、通常の
蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法など、どの手段を
利用してもよいが、大面積のものを作成するにはスパッ
タリング法が有利である。特に反射膜用材料もスパッタ
リング法で作成する場合には、同一チャンバー内で真空
を破らずに連続的に保護層付の鏡を作成することが可能
である。

本発明の保護層をスパッタリング法で作成する場合には
、ターゲットとしてＺｒ−Ｂ、　Ｚｒ−３ｉ、又はＺｒ
−Ｂ−３Ｌの合金ターゲットを用いて、反応性り、Ｃ，
スパッタリングを行なわせる事が生産上有利である。そ
の際の反応性のガスとしてはＡｒと０□の混合ガスを用
いる。もちろん酸化物ターゲットを用いることもできる
。

［実施例］以下に本発明の実施例について説明する。

実施例１マグネトロンＤ、　Ｃ，スパッタ装置の陰極上にそれぞ
れ金属ＡｇのターゲットとＺｒ−Ｂの合金ターゲット（
Ｚｒ／Ｂ　＝　１　／　２　）をセットした。研磨など
の方法で２ｍｍ厚のソーダライムガラス基板を十分に洗
浄、乾燥した後、真空槽内に入れ、油拡散ポンプでＩ　
Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下まで排気した。

この際、基板加熱は行なわなかった。次にＡｒガスを真
空系内に導入して、Ａｇ膜を１５００人成膜した。次に
真空内の雰囲気をＡｒ：Ｏ□＝７：３の混合ガスに完全
に置換し、圧力を２．６５Ｘ　１０”３Ｔｏｒｒに調整
して、Ｚｒ−Ｂの合金ターゲットに５．５Ｗ／ｃｍ”の
パワーを印加してＺｒＢ、、Ｏｙ膜を２０００人成膜し
た。このサンプルは裏面鏡用のものであるため、反射率
や色調が問題となるのはガラス面側であるが、ＺｒＢｘ
Ｏｙ膜（ｘ＝２．０　、ｙ＝５）を上に成膜した事によ
る両者への影響はなかった。

作成したサンプルについて、先端が０．４ｍｍφのサフ
ァイアの針を用いて、荷重５００ｇ　、移動速度１００
ｍｍ／ｍｉｎの条件でスクラッチテストを行なった所、
はとんど傷がつかなかった。又、比較として保護層なし
の１５００人膜厚のＡｇ膜について同様の条件でスクラ
ッチテストを行なった所、容易に傷がついた。

実施例２マグネトロンＤ、Ｃ，スパッタ装置の陰極上にそれぞれ
金属ＣｒのターゲットとＺｒ−５ｉの合金ターゲット（
Ｚｒ／　ＳＬ＝　１　／　２　）をセットした。実施例
１と同様の手順でＩ　Ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下まで排
気した。次にＡｒガスを真空系内に導入してＣｒ膜を１
０００人成膜した。次に真空内の雰囲気をＡｒ：０ｚ＝
７５：２５の混合ガスに完全に置換し、圧力を２．６　
Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒに調整して、Ｚｒ−５Ｌの合金タ
ーゲットに５．５　Ｗ　／　ｃｍ２パワーを印加してＺ
ｒ５ｉｘＯｙ膜（ｚ＝２．０　、　ｙ＝６．０　）を１
００００人成膜した。このサンプルは表面鏡用のもので
あるため、反射率や色調が問題になるのは膜面側である
。保護層をつける前の膜面側の反射率が５５．０％１色
度座標が（０，３１２，０，３Ｚ９）の中間色であった
のに対して、保護層をつけることによって反射率が４０
．１％と約１５％程度低下するが、色調は（０，３１１
，０，３３０）とほとんど変化なかった。

このサンプルに対して、事務用砂消しゴムを用いて、２
．５ｋｇ　／　０ｍ２の荷重をかけて】０往復膜面をこ
すった後表面を目視した所、はとんど傷は目立たなかっ
た。比較として、保護層なしの１０００人の膜厚のＣｒ
膜について、同様の砂消しゴムテストを行なった所、１
往復で傷が付いた。

実施例３実施例２と同様の手段でガラス基板上に第１層として　
Ｃｒ　１０００人　、第２層として　Ｚｒ５ｉｘＯｙ１
０００人成膜を行なった。このサンプルも表面鏡用のも
のであるが、その膜面側の反射率は４０．３％１色調は
（０，２，７０，０，２９５）とやや青色がかつていた
。

このサンプルに対して実施例２と同様の砂消しゴムテス
トを行なった所、実施例２のサンプルよりも傷は目立っ
たが、Ｃｒ膜１０００人の単層とは明らかに差があり、
Ｚｒ５ｉｘＯｙ膜を保護層として形成した優位性が認め
られた。

［発明の効果コ以上の結果から、本発明の保護層を備えた鏡が、耐擦傷
性において優れた性能を有することが明らかである。

特に保護層としてＺｒとＳｉの複合膜を用いれば、耐薬
品性（耐酸性、耐アルカリ性）ても、非常に優れた効果
があるということが認められる。又、本発明の鏡を表面
鏡として用いる場合、保護層をつけることによって、そ
の意匠性を高めることができる。

又、本発明の鏡の製造は全てのプロセスを同一の真空プ
ロセス（例えばスパッタリング法）により行なうことが
可能であり、製造上大変好ましい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体上に金属膜を含む１層又は多層からなる反射
膜が形成されてなる鏡において、上記反射膜上にＢ（ホ
ウ素）、Ｓｉ（ケイ素）のうち少なくとも１種と、Ｚｒ
、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｉｎのうち少なくとも１種
とを含む複合酸化物を主成分とする保護層が形成されて
いる事を特徴とする鏡。
（２）保護層がＺｒ（ジルコニウム）とＢ（ホウ素）を
含む酸化物（ＺｒＢ＿ＸＯ＿Ｙ）を主成分とし、膜中の
ホウ素のジルコニウムに対する原子比Ｘが、０．１０＜
Ｘ≦３であり、酸素のジルコニウムに対する原子比Ｙが
２＜Ｙ≦６．５である事を特徴とする請求項１記載の鏡
。
（３）保護膜がＺｒ（ジルコニウム）とＳｉ（ケイ素）
とを含む酸化物（ＺｒＳｉ＿ＺＯ＿Ｙ）を主成分とし、
ＳｉのＺｒに対する原子比Ｚが０．０５≦Ｚ≦１９であ
り、ＯのＺｒに対する原子比Ｙが２．１≦Ｙ＜４０であ
る事を特徴とする請求項１記載の鏡。
（４）保護層がＺｒ（ジルコニウム）とＢ（ホウ素）と
Ｓｉ（ケイ素）とを含む酸化物（ＺｒＢ＿ＸＳｉ＿ＺＯ
＿Ｙ）を主成分とし、膜中のＢのＺｒに対する原子比を
Ｘ、ＳｉのＺｒに対する原子比をＺ、酸素のＺｒに対す
る原子比をＹとすると、０．０５≦Ｘ＋Ｚ≦１９（但し
、Ｘ＋Ｚ−３＞０かつＸ−３Ｚ＋１＞０の組成を除く）
である事を特徴とする請求項１記載の鏡。