【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の光学製
品に使用される表面反射多層膜を有する表面高反
射鏡に関する。
〔従来の技術〕
光学製品に使用される表面高反射鏡の反射材料
としては、一般的には、可視から近赤外の範囲に
渡つて反射率が高い銀が使用されている。しかし
ながら、銀を使用する場合、単層膜では膜付着
性、耐湿性、耐硫化性等の点で劣るという問題が
ある。このため銀の単層膜に下地層と、保護層と
を形成した多層膜構成とし、膜付着性、耐湿性、
耐硫化性等を付与している。
例えば、第３図に示すように、４層構造とし
て、基板１ｅ上に酸化アルミニウムからなる下地
層２ｅを形成し、下地層２ｅ上に銀からなる反射
層３ｅを形成し、さらに反射層３ｅ上に保護層と
して、酸化アルミニウム層４ｅと、二酸化ケイ素
層５ｅとを順次形成した例（”Reflectance and
durability of Ag mirrors coated with thin
layers of Al203 plus reactively deposited
silicon oxide，”Appl.0pt.，14（1975），2639）
がある。
また第４図に示すように、６層構造として、基
板１ｆ上に銅からなる下地層２ｆを形成し、下地
層２ｆ上に銀からなる反射層３ｆを形成し、さら
に反射層３ｆ上に保護層として、酸化アルミニウ
ム層４ｆと、酸化タンタル層５ｆと、二酸化ケイ
素層６ｆと、酸化タンタル層７ｆとを順次形成し
た例（”Progress in the development of ａ
durable silver−based high−reflectance
coating for astronomical telescopes，”
Appl.0pt.，24（1985），1164）がある。
上記方法は、いずれも表面高反射鏡の基板とし
てガラスを使用する場合に効果を発揮する。
〔発明が解決しようとする課題〕
近年、ポリカーボネート、ポリエステル、アク
リル樹脂等のプラスチツク成形技術が発達し、ま
たプラスチツクはガラスと比較して複雑な形状を
簡単に成形できるという利点から、光学部材とし
てその使用範囲も拡大している。例えば、カメラ
に使用されているペンタプリズムは、コスト低減
のためにプラスチツク化が望まれており、内部中
空のペンタ形状成形品に表面反射膜を形成した製
品も使用され始めている。しかしながら、基板が
ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂
等のプラスチツクで形成されている場合は、基板
がガラスで形成されている場合と比較して、上述
と同様の膜構成では、膜付着性、耐湿性等の点で
劣るという問題点がある。
従つて本発明の目的は、基板がポリカーボネー
ト、ポリエステル、アクリル樹脂等のプラスチツ
クで形成されている場合においても、膜付着性、
耐湿性等に優れた表面高反射鏡を提供することで
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、
基板がポリカーボネート、ポリエステル、アクリ
ル樹脂等のプラスチツクで形成されている場合に
おいても、膜付着性、耐湿性等に優れた表面高反
射鏡を得るためには、基板と銀からなる反射層と
付着力を強化すればよいが、硫化クロムを下地層
として基板と反射層との間に形成すればその付着
力を強化できることを発見し、本発明に想到し
た。
すなわち、本発明の表面高反射鏡は、(a)基板表
面上に形成された硫化クロムからなる下地層と、
(b)前記硫化クロム下地層上に形成された銀からな
る反射層と、(c)前記反射層上に形成された保護層
とを有することを特徴とする。
〔作用〕
表面高反射鏡において、基板がポリカーボネー
ト、ポリエステル、アクリル樹脂等のプラスチツ
クで形成されている場合においても、基板上に基
板との付着性の高い硫化クロムの下地層を形成
し、その硫化クロム下地層上に銀からなる反射層
を形成すると、基板と銀からなる反射層の膜付着
力が強化される。これにより膜付着性、耐湿性の
高い表面高反射鏡が得られる。
〔実施例〕
第１図は、本発明の一実施例による表面高反射
鏡を概略的に示す。本表面高反射鏡は、３層構造
であり、各層は真空蒸着法、スパツタリング等に
より形成されている。本実施例では、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、アクリル樹脂等のプラス
チツクで形成された基板１ａ上に表面高反射鏡が
形成される場合を示すが、ガラス基板上にも形成
し得ることは勿論である。
基板１ａ上に硫化クロムからなる下地層２ａが
形成され、硫化クロム下地層２ａ上に銀からなる
反射層３ａが形成され、さらに反射層３ａ上に保
護層４ａが形成されている。
硫化クロム下地層２ａは、上記プラスチツク材
料からなる基板１ａとの付着性が高い硫化クロム
により形成する。硫化クロム下地層２ａの厚さは
10nm以上であり、特に15〜50nmであるのが好ま
しい。硫化クロム下地層２ａの膜厚が10nm未満
であると、十分な付着力が得られない。
硫化クロム下地層２ａ上に形成された銀からな
る反射層３ａは、45nm以上の膜厚を有するのが
好ましく、特に100〜200nmとするのが好ましい。
膜厚が45nm未満であると、完全な反射とならず、
ハーフミラー化するので、好ましくない。
最後に、反射層３ａ上に形成した保護層４ａ
は、酸化アルミニウムにより形成するのが好まし
く、また膜厚は20nm以上、特に20〜100nmであ
るのが好ましい。膜厚が20nm未満であると、反
射層３ａの保護作用が充分でない。
第２図は、本発明の別の実施例による表面高反
射鏡を概略的に示す。この実施例では、保護層４
ｂは酸化アルミニウム層と透明材料からなる層と
の多層膜からなるが、その他の層（下地層２ｂ及
び反射層３ｂ）については、第１図の実施例と同
じである。
透明材料としては、酸化ジルコニウム、酸化タ
ンタル、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ニオ
ブ、二酸化ケイ素、フツ化マグネシウム等の誘電
体があげられ、その膜厚は20nm以上、特に20〜
100nmであるのが好ましい。
酸化アルミニウム層と透明材料からなる層とは
一層ずつでもよいが、交互に積層させてもよい。
積層の場合、各層は２〜５層程度とするのがよ
い。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明
する。
実施例 １
第１図に示す構成の表面高反射鏡を作成するた
めに、まずポリカーボネートからなる基板１ａ上
に、硫化クロムからなる層を真空蒸着法により膜
厚15nmに形成し、硫化クロム下地層２ａとした。
この硫化クロム下地層２ａ上に反射材料として膜
厚100nmの銀からなる反射層３ａを真空蒸着法に
より形成した。さらに反射層３ａ上に膜厚100nm
の酸化アルミニウムからなる保護層４ｃを真空蒸
着法により形成し、表面高反射鏡を形成した。
この表面高反射鏡を、温度40℃、湿度95％RH
の恒温室に放置し、216時間経過するまで24時間
毎にセロハンテープによる剥離試験を行い、耐湿
性試験を行つた。なお実際の使用を考慮すると、
剥離するまでの時間は200時間以上が望ましい。
結果を第２表に示す。
また実施例１については、上記耐湿性試験前後
で45゜の入射光に対する分光反射率を測定した。
結果を第５図に示す。この結果によれば、耐湿性
試験の前後で45゜入射光の分光反射率はほとんど
変化せず、また耐湿性試験後においても、波長が
430〜700nmの可視域では、97％以上の高反射率
が得られた。
実施例 ２
第２図に示す構成の表面高反射鏡を作成するた
めに、保護層４ｂとして酸化アルミニウム層を含
む透明材料の多層膜を形成し、それ以外は実施例
１と同じ条件で表面高反射鏡を形成した。なお、
保護層４ｂは厚さ65nmの酸化アルミニウム層と、
厚さ55nmの酸化ジルコニウムからなる誘電体層
との２層からなる。実施例１と同様に試験した結
果、膜付着性、耐湿性については、実施例１と同
様であつた。
比較例 １〜２
硫化クロム下地層２ａを硫化クロムではなく、
硫化亜鉛（比較例１）及び硫化アンチモン（比較
例２）により形成し、それ以外は実施例１と同じ
条件で表面高反射鏡を形成し、実施例１と同じ耐
湿性試験を行つた。結果を第１表に示す。
比較例 ３
第３図に示すような４層構造からなる表面高反
射鏡を作成するために、ポリカーボネートからな
る基板１ｅ上に膜厚30nmの酸化アルミニウムか
らなる下地層２ｅを真空蒸着法により形成し、こ
の下地層２ｅ上に膜厚100nmの銀からなる反射層
３ｅを真空蒸着法により形成し、さらに反射層３
ｅ上に保護層として、膜厚30nmの酸化アルミニ
ウム層４ｅと、膜厚150nmの二酸化ケイ素層５ｅ
とを、真空蒸着法により順次形成した。得られた
表面高反射鏡に対して、実施例１と同じ耐湿性試
験を行つた。結果を第１表に示す。
比較例 ４
第４図において、ポリカーボネートで形成され
た基板１ｆ上に、銅を真空蒸着法により膜厚
40nmに形成し、下地層２ｆとした。この下地層
２ｆ上に反射材料として膜厚100nmの銀からなる
反射層３ｆを真空蒸着法により形成し、さらに反
射層３ｆ上に保護層として、膜厚60nmの酸化ア
ルミニウム層４ｆと、膜厚75nmの酸化タンタル
層５ｆと、膜厚75nmの二酸化ケイ素層６ｆと、
膜厚75nmの酸化タンタル層７ｆとを、真空蒸着
法により順次形成した。得られた表面高反射鏡に
対して、実施例１と同じ耐湿性試験を行つた。結
果を第１表に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a high surface reflection mirror having a surface reflection multilayer film used in optical products such as cameras, telescopes, and microscopes. [Prior Art] Silver, which has a high reflectance in the visible to near-infrared range, is generally used as a reflective material for high-reflection mirrors used in optical products. However, when using silver, there is a problem that a single layer film is inferior in terms of film adhesion, moisture resistance, sulfidation resistance, etc. For this reason, we adopted a multilayer film structure consisting of a single layer of silver, an underlayer, and a protective layer, which provides excellent film adhesion, moisture resistance,
Provides sulfidation resistance, etc. For example, as shown in FIG. 3, in a four-layer structure, a base layer 2e made of aluminum oxide is formed on a substrate 1e, a reflective layer 3e made of silver is formed on the base layer 2e, and a reflective layer 3e made of silver is further formed on the reflective layer 3e. An example in which an aluminum oxide layer 4e and a silicon dioxide layer 5e are sequentially formed as a protective layer ("Reflectance and
durability of Ag mirrors coated with thin
layers of Al 2 0 3 plus reactively deposited
silicon oxide,” Appl.0pt., 14 (1975), 2639)
There is. Further, as shown in FIG. 4, in a six-layer structure, a base layer 2f made of copper is formed on the substrate 1f, a reflective layer 3f made of silver is formed on the base layer 2f, and a protective layer 3f is further formed on the reflective layer 3f. An example in which an aluminum oxide layer 4f, a tantalum oxide layer 5f, a silicon dioxide layer 6f, and a tantalum oxide layer 7f are sequentially formed as layers ("Progress in the development of a
durable silver−based high−reflectance
coating for astronomical telescopes,”
Appl.0pt., 24 (1985), 1164). All of the above methods are effective when glass is used as the substrate of the high surface reflection mirror. [Problem to be solved by the invention] In recent years, molding technology for plastics such as polycarbonate, polyester, and acrylic resins has developed, and plastics have the advantage of being easier to mold into complex shapes compared to glass, so plastics have become popular as optical members. The range of use is also expanding. For example, it is desired that pentaprisms used in cameras be made of plastic to reduce costs, and products in which a hollow penta-shaped molded product is coated with a reflective film on its surface are also beginning to be used. However, when the substrate is made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin, the same film structure as described above has poor film adhesion, moisture resistance, etc., compared to when the substrate is made of glass. There is a problem that it is inferior in terms of. Therefore, the object of the present invention is to improve film adhesion and improve film adhesion even when the substrate is made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin.
An object of the present invention is to provide a high-reflection mirror with excellent moisture resistance and the like. [Means for solving the problem] As a result of intensive research in view of the above purpose, the present inventors have:
Even when the substrate is made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin, in order to obtain a highly reflective mirror with excellent film adhesion and moisture resistance, it is necessary to combine the substrate with a reflective layer made of silver and the adhesive strength. However, the inventors have discovered that the adhesion can be strengthened by forming chromium sulfide as an underlayer between the substrate and the reflective layer, and have come up with the present invention. That is, the high surface reflection mirror of the present invention includes (a) a base layer made of chromium sulfide formed on the substrate surface;
(b) a reflective layer made of silver formed on the chromium sulfide base layer; and (c) a protective layer formed on the reflective layer. [Function] In a high-reflection mirror, even when the substrate is made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin, a base layer of chromium sulfide with high adhesion to the substrate is formed on the substrate, and the sulfide When a reflective layer made of silver is formed on a chromium underlayer, the film adhesion between the substrate and the reflective layer made of silver is strengthened. As a result, a highly reflective mirror with high film adhesion and moisture resistance can be obtained. [Embodiment] FIG. 1 schematically shows a high surface reflection mirror according to an embodiment of the present invention. This high surface reflection mirror has a three-layer structure, and each layer is formed by vacuum evaporation, sputtering, or the like. In this embodiment, a case is shown in which the high surface reflection mirror is formed on a substrate 1a made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin, but it goes without saying that it can also be formed on a glass substrate. A base layer 2a made of chromium sulfide is formed on the substrate 1a, a reflective layer 3a made of silver is formed on the chromium sulfide base layer 2a, and a protective layer 4a is further formed on the reflective layer 3a. The chromium sulfide base layer 2a is formed of chromium sulfide, which has high adhesion to the substrate 1a made of the above-mentioned plastic material. The thickness of the chromium sulfide base layer 2a is
It is preferably 10 nm or more, particularly preferably 15 to 50 nm. If the thickness of the chromium sulfide base layer 2a is less than 10 nm, sufficient adhesion cannot be obtained. The reflective layer 3a made of silver formed on the chromium sulfide base layer 2a preferably has a thickness of 45 nm or more, particularly preferably 100 to 200 nm.
If the film thickness is less than 45 nm, complete reflection will not occur,
This is not preferable because it becomes a half mirror. Finally, a protective layer 4a formed on the reflective layer 3a
is preferably formed of aluminum oxide, and the film thickness is preferably 20 nm or more, particularly 20 to 100 nm. If the film thickness is less than 20 nm, the protective effect of the reflective layer 3a will not be sufficient. FIG. 2 schematically shows a high surface reflection mirror according to another embodiment of the invention. In this example, the protective layer 4
1. b consists of a multilayer film consisting of an aluminum oxide layer and a layer made of a transparent material, but the other layers (base layer 2b and reflective layer 3b) are the same as in the embodiment shown in FIG. Transparent materials include dielectrics such as zirconium oxide, tantalum oxide, titanium oxide, cerium oxide, niobium oxide, silicon dioxide, and magnesium fluoride, and their film thickness is 20 nm or more, especially 20 nm or more.
Preferably it is 100 nm. The aluminum oxide layer and the transparent material layer may be one layer at a time, or they may be stacked alternately.
In the case of lamination, each layer is preferably about 2 to 5 layers. The present invention will be explained in further detail by the following examples. Example 1 In order to create a high surface reflection mirror having the configuration shown in FIG. 1, first, a layer of chromium sulfide was formed to a thickness of 15 nm on a substrate 1a made of polycarbonate by vacuum evaporation, and then a chromium sulfide base layer was formed. It was set as 2a.
A reflective layer 3a made of silver and having a thickness of 100 nm was formed as a reflective material on this chromium sulfide base layer 2a by vacuum evaporation. Furthermore, a film thickness of 100 nm is formed on the reflective layer 3a.
A protective layer 4c made of aluminum oxide was formed by vacuum evaporation to form a high surface reflection mirror. The temperature of this high-reflection mirror is 40℃ and the humidity is 95%RH.
The sample was left in a constant temperature room, and a peel test using cellophane tape was performed every 24 hours until 216 hours had elapsed to perform a moisture resistance test. Furthermore, considering actual use,
The time required for peeling is preferably 200 hours or more.
The results are shown in Table 2. Regarding Example 1, the spectral reflectance with respect to incident light at 45° was measured before and after the above-mentioned moisture resistance test.
The results are shown in Figure 5. According to the results, there is almost no change in the spectral reflectance of 45° incident light before and after the humidity test, and even after the humidity test, the wavelength
In the visible range from 430 to 700 nm, a high reflectance of over 97% was obtained. Example 2 In order to create a high surface reflection mirror having the configuration shown in FIG. Formed a reflector. In addition,
The protective layer 4b is an aluminum oxide layer with a thickness of 65 nm,
It consists of two layers: a dielectric layer made of zirconium oxide with a thickness of 55 nm. As a result of testing in the same manner as in Example 1, the film adhesion and moisture resistance were the same as in Example 1. Comparative Examples 1-2 The chromium sulfide base layer 2a was made of chromium sulfide instead of chromium sulfide.
A high surface reflection mirror was formed using zinc sulfide (Comparative Example 1) and antimony sulfide (Comparative Example 2) under the same conditions as in Example 1, and the same moisture resistance test as in Example 1 was conducted. The results are shown in Table 1. Comparative Example 3 In order to create a high surface reflection mirror with a four-layer structure as shown in FIG. 3, a base layer 2e made of aluminum oxide with a thickness of 30 nm was formed on a substrate 1e made of polycarbonate by vacuum evaporation. , a reflective layer 3e made of silver with a film thickness of 100 nm is formed on this base layer 2e by a vacuum evaporation method, and a reflective layer 3e is further formed on the base layer 2e.
As protective layers on e, an aluminum oxide layer 4e with a thickness of 30 nm and a silicon dioxide layer 5e with a thickness of 150 nm are formed.
were sequentially formed by a vacuum evaporation method. The same moisture resistance test as in Example 1 was conducted on the obtained high surface reflection mirror. The results are shown in Table 1. Comparative Example 4 In Fig. 4, copper is deposited to a thickness of 1f on a substrate 1f made of polycarbonate using a vacuum evaporation method.
It was formed to have a thickness of 40 nm and was used as the base layer 2f. A reflective layer 3f made of silver with a thickness of 100 nm is formed on the base layer 2f as a reflective material by vacuum evaporation, and an aluminum oxide layer 4f with a thickness of 60 nm and an aluminum oxide layer 4f with a thickness of 75 nm are further formed on the reflective layer 3f as protective layers. a tantalum oxide layer 5f, a silicon dioxide layer 6f with a thickness of 75 nm,
A tantalum oxide layer 7f having a thickness of 75 nm was successively formed by vacuum evaporation. The obtained high surface reflection mirror was subjected to the same moisture resistance test as in Example 1. The results are shown in Table 1.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
以上詳述したように、本発明の表面高反射鏡に
おいては、基板と銀からなる反射層との間に硫化
クロム下地層を形成している。従つて基板がポリ
カーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂等の
プラスチツクで形成されている場合においても、
基板と反射層との間の付着力が強化されているた
め、膜付着性、耐湿性等に優れている。
以上においてプラスチツク基板に反射鏡を形成
する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されず、ガラス基板に形成した場合にも良好な
効果を発揮する。
As detailed above, in the high surface reflection mirror of the present invention, a chromium sulfide underlayer is formed between the substrate and the reflective layer made of silver. Therefore, even if the substrate is made of plastic such as polycarbonate, polyester, or acrylic resin,
Since the adhesion between the substrate and the reflective layer is strengthened, it has excellent film adhesion, moisture resistance, etc. Although the case where the reflective mirror is formed on a plastic substrate has been described above, the present invention is not limited thereto, and good effects can also be achieved when the reflective mirror is formed on a glass substrate.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の一実施例による表面高反射鏡
を示す断面図であり、第２図は本発明の別の一実
施例による表面高反射鏡を示す断面図であり、第
３図は従来の表面高反射鏡の一例を示す断面図で
あり、第４図は従来の表面高反射鏡の別の例を示
す断面図であり、第５図は本発明の一実施例によ
る表面高反射鏡の216時間耐湿性試験前後での45゜
入射光の分光反射率を示すグラフである。
１ａ，１ｂ，１ｅ，１ｆ……基板、２ａ，２ｂ
……硫化クロム下地層、２ｅ……酸化アルミニウ
ム下地層、２ｆ……銅下地層、３ａ，３ｂ，３
ｅ，３ｆ……反射層、４ａ，４ｂ，４ｅ，４ｆ，
５ｅ，５ｆ，６ｆ，７ｆ……保護層。
FIG. 1 is a sectional view showing a high surface reflection mirror according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a high surface reflection mirror according to another embodiment of the invention, and FIG. FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional high surface reflection mirror; FIG. 4 is a sectional view showing another example of a conventional high surface reflection mirror; FIG. 5 is a sectional view showing another example of a conventional high surface reflection mirror; It is a graph showing the spectral reflectance of 45° incident light before and after a 216-hour humidity resistance test of the mirror. 1a, 1b, 1e, 1f...Substrate, 2a, 2b
...Chromium sulfide base layer, 2e...Aluminum oxide base layer, 2f...Copper base layer, 3a, 3b, 3
e, 3f... reflective layer, 4a, 4b, 4e, 4f,
5e, 5f, 6f, 7f...protective layer.