(57)【要約】【課題】水分等による腐食を防ぐことにより、耐久性を向上させて銀系光反射鏡の高反射率という利点を長期間維持できる光反射鏡及びその製造方法を提供する。【解決手段】水分に対する耐腐食性が銀より優れる、所定の銀合金を使用し、さらに、形成される各構成膜の密着性および緻密性を高めることによって、高反射率と高耐久性を両立させ得る多層膜構造の銀合金光反射鏡及びその製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面に、密着性向上膜と、銀合金の反射膜と、反射増加膜とを有し、該反射増加膜と接触する側の該反射膜表面のＲａ値が２ｎｍ以下である、光反射鏡。
【請求項２】
前記反射膜はビスマスを有する銀合金である、請求項１に記載の光反射鏡。
【請求項３】
前記基材は、ガラス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、赤外線透過金属、アルミニウム、炭素鋼又は合金鋼のいずれかである、請求項１又は２に記載の光反射鏡。
【請求項４】
前記反射膜は、Ｒａ値が２ｎｍ以下である側の表面のＸ線回折による（１１１）ピーク強度がその他のピーク強度の合計の２０倍以上である、請求項１〜３いずれか一項に記載の光反射鏡。
【請求項５】
前記密着性向上膜は、Ｃｕ、Ｃｒ、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、該密着性向上膜は単一層又は四層以下の多層膜である、請求項１〜４いずれか一項に記載の光反射鏡。
【請求項６】
前記反射増加膜は、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、該反射増加膜は単一層又は五層以下の多層膜である、請求項１〜５いずれか一項に記載の光反射鏡。
【請求項７】
前記銀合金の反射膜と前記反射増加膜との間に、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２から選択される中間膜を有する、請求項１〜６いずれか一項に記載の光反射鏡。
【請求項８】
前記基材の表面上に形成される前記各膜の最上層に、１５〜４０ｎｍの撥水膜を有する、請求項１〜７いずれか一項に記載の光反射鏡。
【請求項９】
前記基材表面に、前記密着性向上膜を形成する工程と、
前記銀合金の反射膜を形成する工程と、
前記反射向上膜を形成する工程とを有し、
これらすべての工程が連続して行われ、
該すべての工程の間、基材の温度が７０℃以下に保持される、
請求項１〜８いずれか一項に記載の光反射鏡を製造する方法。
【請求項１０】
前記基材表面に、前記密着性向上膜を形成する工程と、
前記銀合金の反射膜を形成する工程と、
前記中間膜を形成する工程と、
前記反射向上膜を形成する工程とを有し、
これらすべての工程が連続して行われ、
該すべての工程の間、基材の温度が７０℃以下に保持される、
請求項１〜８いずれか一項に記載の光反射鏡を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターやプロジェクションテレビ等において結像用および照明用として使用するのに好適な光反射鏡、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像を投写するプロジェクターをはじめとする種々の光学装置において、銀（Ａｇ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）を反射膜として有する光反射鏡が従来から使用されている。なかでも銀は可視光領域の反射率が高く、光反射鏡として優れた反射特性を有している。しかし、銀反射膜は波長約５００ｎｍ以下の可視光領域において反射率が低く、また、水分等により腐食しやすく耐久性が劣っているという問題がある。
【０００３】
これらの問題を解決するために、水分を遮断して耐久性を向上させる目的で酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の層を設けたり、波長約５００ｎｍ以下の可視光領域における反射率を向上させる目的で、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化ケイ素等からなる多層構造の反射率調整層を設けたりする方法が開示されている（特許文献１、２）。
【０００４】
しかし、これらの方法は、波長約５００ｎｍ以下の可視光領域における反射率の向上には効果があるものの、耐腐食性等の耐久性の点では十分ではなかった。特に、基材が樹脂製である場合には、樹脂は透湿性があるため、経時により徐々に水分が浸透して反射膜を腐食するという問題を十分には解決できていない。また、反射膜と、保護膜あるいは反射率調整層と称される層（膜）との密着性、及び該保護膜あるいは反射率調整層の緻密性が不十分であり、やはり、水分による腐食の問題を十分に解決できていない。
【０００５】
そこで本出願人は、反射膜表面の周辺部に突起部を設けて水分の侵入を防ぐ光反射鏡を開発し、特許出願を行った（特許文献３）。しかし、本技術はその用途あるいは適用場面が限られるため、より本質的な課題解決が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１２７００４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９９７４号公報
【特許文献３】特開２００６−３０１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、水分による光反射鏡の腐食を防ぎ、耐久性を向上させるという課題は依然として十分に解決されていない。そこで本発明の目的は、当該耐久性向上という課題を解決し、銀系光反射鏡の高反射率という利点を長期間維持できる光反射鏡及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、反射膜として銀合金を用い、当該反射膜の表面粗さを、Ｒａ値で２ｎｍ以下とすることにより、上記課題を解決できる高耐久性の光反射鏡を開発し、また、所定の工程を経ることによる当該光反射鏡の効果的な製造方法を確立して本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、基材表面に、密着性向上膜と、銀合金の反射膜と、反射増加膜とを有し、該反射増加膜と接触する側の該反射膜表面のＲａ値が２ｎｍ以下である、光反射鏡が提供される。
【００１０】
第２の発明によれば、前記反射膜はビスマスを有する銀合金であることが好ましい。
【００１１】
第３の発明によれば、前記基材は、ガラス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、赤外線透過金属、アルミニウム、又は炭素鋼若しくは合金鋼等の超鋼材のいずれかであることが好ましい。
【００１２】
第４の発明によれば、前記反射膜は、Ｒａ値が２ｎｍ以下である側のＸ線回折による（１１１）ピーク強度がその他のピーク強度の合計の２０倍以上であることが好ましい。
【００１３】
第５の発明によれば、前記密着性向上膜は、Ｃｕ、Ｃｒ、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、該密着性向上膜は単一層又は四層以下の多層膜であることが好ましい。
【００１４】
第６の発明によれば、前記反射増加膜は、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、該反射増加膜は単一層又は五層以下の多層膜であることが好ましい。
【００１５】
第７の発明によれば、前記銀合金の反射膜と前記反射増加膜との間に、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２から選択される中間膜を有することが好ましい。
【００１６】
第８の発明によれば、前記基材の表面上に形成される前記各膜の最上層に、１５〜４０ｎｍの撥水膜を有することが好ましい。
【００１７】
第９の発明によれば、前記基材表面に、前記密着性向上膜を形成する工程と、前記銀合金の反射膜を形成する工程と、前記反射増加膜を形成する工程とを有し、これらすべての工程が連続して行われ、該すべての工程の間、基材の温度が７０℃以下に保持される、前記光反射鏡の製造方法が提供される。
【００１８】
第１０の発明によれば、前記光反射鏡の製造方法は、さらに前記中間膜を形成する工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、銀合金反射膜表面のＲａ値が２ｎｍ以下であるので、反射増加膜との密着性が向上し、また、本発明の光反射鏡を構成する各々の膜が緻密に形成されることによって、銀合金からなる反射膜への水分の侵入を高度に防止するという効果を奏する。さらに、本発明に係る銀合金は水分に対する耐腐食性が銀より優れるため、水分が多少反射膜に侵入したとしても、従来の銀反射膜のように腐食による白化等の劣化を起こすことなく、反射率を良好に維持できるという飛躍的な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光反射鏡を示す概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る光反射鏡を示す概略断面図である。
【図３】本発明の光反射鏡を製造するための薄膜形成装置の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の膜（撥水膜は除く）形成の概略プロセスを示す説明図である。
【図５】本発明の光反射鏡の一適用例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。まず、本発明の光反射鏡の断面図を表した図１により、本発明の光反射鏡を構成する各層（膜）の形成について説明する。まず、基材５０の表面上に、図３に示した薄膜形成装置を用いて密着性向上膜５１、反射膜５２、及び反射増加膜５３を形成させる。好ましくはこの順番で積層させて形成させるのがよい（図１）。さらに、より耐久性を向上させたい場合は、中間膜５４及び撥水膜５５を図２に示したように形成させる。基材及び各膜の材質又は組成、及び各膜の形成方法を以下に順を追って説明する。
【００２２】
基材５０は、その表面に密着性向上膜、反射膜、及び反射増加膜、並びに必要であればさらに、中間膜や撥水膜等の薄膜を積層させて形成する基板となるものであり、これらの薄膜を形成できればその材質は特に限定されないが、例えば、ガラス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、赤外線透過金属、アルミニウム、又は炭素鋼若しくは合金鋼等の超鋼材を挙げることができる。これらの合金鋼としては、クロム鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼等のステンレス鋼、及びマンガンモリブデン鋼などを挙げることができる。又これらの鋳鋼を挙げることもできる。前記薄膜との密着性を高くする上で、該基材の表面は平滑であることが好ましく、例えばガラス材であれば、その表面研磨品が好適である。前記赤外線透過金属としては、シリコン、ゲルマニウム、及びカルコゲナイトガラス等が表面平滑度及び前記薄膜との密着性の点で好適である。
【００２３】
前記熱可塑性樹脂としては、ポリアクリル酸エステル若しくはポリメタクリル酸エステル等のアクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、又はポリカーボネート若しくはナイロン等のエンジニアリングプラスチック、あるいはポリフェニレンスルファイド等のスーパーエンジニアリングプラスチックなどを使用することができる。
【００２４】
前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、又はポリウレタン等を使用することができる。あるいは、前記熱硬化性樹脂は、これらの熱硬化性樹脂と、不飽和ポリエステル樹脂及び該樹脂を硬化させる硬化剤、熱可塑性樹脂、無機充填剤、並びに強化繊維から選択される少なくとも一種以上とを含む、樹脂組成物であってもよい。
【００２５】
本発明の密着性向上膜５１は、上記基材の表面上に形成される。該密着性向上膜は、Ｃｕ、Ｃｒ、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、一層以上であることが好ましい。水分の浸透を防ぐ点で二層以上であることがより好ましい。一方、それ以上であっても効果が望めない点、及び経済性の点で四層以下であることが好ましい。
【００２６】
高い密着性の点では、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、及びＹ２Ｏ３（酸化イットリウム）が好ましい。また、Ｃｕの場合には、その膜厚が５０ｎｍ以上及び８０ｎｍ以下が、水分遮断効果の点で好ましい。Ｃｒ又はＹ２Ｏ３の場合は、膜形成性の点で１８ｎｍ以上及び７０ｎｍ以下であることが好ましい。これらの元素、酸化物、又はその両者によって、各好適な膜厚の二層以上の密着性向上膜を形成することが、耐腐食性の点でより好ましい。なお、光反射鏡を軽量にする点及び経済性の点で、密着性向上膜の膜厚の合計は２００ｎｍ以下が好ましい。
【００２７】
密着性向上膜５１は、上記のように反射膜５２と基材５０との密着性を高めると共に、水分が基材５０を透過して反射膜５２に浸透することを有効に防止する機能を有する。
【００２８】
本発明の銀合金の反射膜５２は、密着性向上膜５１の表面上に形成される。銀合金としては、ビスマス（Ｂｉ）、金、銅、パラジウム、又はプラチナの、一種又は二種以上を含有する合金が好ましい。水分に対する耐腐食性及び高い分光反射率の点で、ビスマス含有銀合金が好ましい。可視光領域において９７％以上の反射率が得られる点で、Ａｇ−Ｂｉ（ビスマス）合金がより好ましく、Ｂｉの含有量が０．５〜５％であることがさらに好ましい。
【００２９】
銀合金の反射膜５２の厚さは、光の透過率が低く高い反射率が得られる点で、７０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましい。一方、２００ｎｍを超えても反射率が向上せず、また材料コストの点においても、２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００３０】
銀合金の反射膜５２と、該反射膜５２の表面に形成される反射増加膜との密着性を高め、光反射鏡の周辺端部からの水分の浸透を防止する点、及び高い反射率を確保する点で、前記反射膜５２の反射増加膜形成側の表面は、その表面粗さが、Ｒａ値で２ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、Ｒａ値とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１で規定される算術平均粗さのことをいう。表面が完全平滑であり、それを測定できればＲａ値は０ｎｍであるので、実質的には不可能であるがＲａ値の理想値は０ｎｍといえる。すなわち、該Ｒａ値は、２ｎｍ以下であれば０ｎｍに近ければ近いほうが好ましい。なお、本発明においてＲａ値は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による観察によって測定される。原子間力顕微鏡とは、探針を付けたカンチレバーを試料表面に近づけると、原子間力によってカンチレバーがたわむのを利用して、その変位をレーザー反射光で検知し、表面の凹凸をナノメーターオーダーで画像化することができる顕微鏡をいう。このような原子間力顕微鏡で測定される表面粗さが２ｎｍ以下であるということは、前記銀合金の反射膜５２が理想的な平滑面に近いことを意味する。
【００３１】
前記反射膜５２の、Ｒａ値が２ｎｍ以下である側の表面のＸ線回折による（１１１）ピーク強度は、その他のピーク強度の合計の２０倍以上である。このことは、銀合金結晶の配向性が高くかつ結晶密度が高く緻密であり、さらに銀合金の反射膜の性質が均質であることを意味している。これにより、反射率低下の大きな原因となる光の膜内への吸収や散乱が抑制される。光の吸収は、光のエネルギーが膜内で熱に変換されて失われることを意味し、膜内に不純物等の欠陥が多いほど当該光の吸収が多くなる。したがって、前記ピーク強度の規定は、該不純物等の欠陥の少なさを規定しているものである。
【００３２】
本発明の反射増加膜５３は、密着性向上膜５１とは反対側の反射膜５２の表面に形成される。該反射増加膜は、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種であり、一層以上であることが好ましい。銀合金の反射膜の反射率を補完し、可視光領域での反射率を向上させる点で、屈折率の異なる化合物を用いて二層以上の多層膜とすることがより好ましい。一方、それ以上であっても効果が望めない点、及び経済性の点で五層以下であることが好ましい。前記反射増加膜５３の膜厚は、その屈折率および光の波長によって適宜決定されるが、反射率向上の点で、反射増加膜を形成する各層一層当たり１０〜７０ｎｍであるのが好ましい。
【００３３】
なお、前記反射増加膜５３は、反射膜５２を保護する保護膜としての効果も有し、大気中に含まれる水分等が反射膜５２に浸透するのを防ぎ、反射膜５２に腐食等が発生するのを有効に防止することができる。したがって、反射増加膜を三層以上形成する場合は、反射率と水分の浸透防止のバランスの点で、一層当たりの膜厚は１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、１８ｎｍ以下がより好ましい。
【００３４】
さらに、必要であれば、図２に示したように反射膜５２と反射増加膜５３の間に、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２又はＳｉＯ２から選択される中間膜５４を形成することもできる。中間膜とは反射膜と反射増加膜の両者に対する密着性が高く、水分の浸透をより高度に防止する機能を果たす。当該機能を有効に発揮するために、その膜厚は２０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは６５ｎｍ以上である。また、それ以上であっても性能向上が認められないので１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
さらに、中間膜が金属酸化物である場合は、その充填密度が０．９８以上であることが、前記機能を発揮する上で好ましい。なお、充填密度については、後述の実施例で詳述する。
【００３６】
また、やはり必要であれば、基材の表面上に形成される前記各膜の最上層に、１５〜４０ｎｍの撥水膜５５を形成することができる。膜厚がこの範囲であれば、水分の浸透を効果的に防止し、光反射鏡の耐腐食性および耐久性をより向上させることができる。該撥水膜はフッ素含有化合物、あるいはフッ素及びケイ素を含有する化合物によって形成させることが好ましい。
【００３７】
上記各々の膜（薄膜）を、基材５０上に形成させ、光反射鏡を作成する方法について以下に詳述する。図３は本発明の光反射鏡を作製するのに使用する薄膜形成装置の概略を示している。なお、図３のチャンバー１１については、その断面図によりその内部を概略的に示している。以下の薄膜形成方法は、蒸発材料９及び必要ならば成膜条件を変えることにより、一つの薄膜形成装置で連続的に基材５０上に膜形成を行えるようにしたものである。
【００３８】
まず、基材５０の表面に密着性向上膜５１の薄膜を形成する場合について説明する。図３に示す薄膜形成装置におけるチャンバ１１内の下部には、蒸発材料９を収容保持して加熱蒸発させるためのボート１が配置されている。また、ボート１による加熱の代わりに電子銃２７により電子ビームを照射して蒸発材料９を蒸発させる、るつぼ２６も配置されている。この蒸発材料９を保持したボート１又は蒸発材料９を保持したるつぼ２６を蒸発源２０と称する。この蒸発源２０に対向するように、チャンバ１１内の上部には、基材５０を保持するための基材保持部２が設けられている。密着性向上膜５１を形成するための蒸発材料９としては、Ｃｕ、Ｃｒ、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、又はＡｌ２Ｏ３を用いることができる。密着性向上膜５１を膜成分の異なる多層にする場合は、これらの金属又は金属酸化物の薄膜を以下に述べる方法により基材５０の上に順次形成する。
【００３９】
基材保持部２は導電性材料からなっていて、高周波電力供給電源（ＲＦ）５からの高周波電力が、マッチング装置（ＭＮ）４及び直流遮蔽フィルタとしてのコンデンサ７を介して印加されるようになっている。なお、コンデンサ７は、可変コンデンサを用いてマッチング回路の一部として機能させてもよい。さらに、基材保持部２には、直流電圧印加電源(ＤＣ)６の陰極側が、高周波遮蔽フィルタとしてのコイル８を介して接続されている。高周波電力供給電源５の基材保持部２とは反対側の端子は直流電圧印加電源６の陽極側と接続されていて、これらは接地されている。
【００４０】
ボート１は、例えば、それ自身が電気抵抗の高い材料からなっていて、例えば交流電源からなる加熱電源３からの電力供給を受けて、蒸発材料９を蒸発させるための熱を発生する。ボート１には、さらに、直流電圧印加電源６の陽極側が接続されている。また、別の方法として、上記したように、電子銃２７から電子ビームをるつぼ２６に収容保持した蒸発材料９に照射して蒸発材料９を蒸発させることもできる。図３において、電子銃２７から、るつぼ２６に保持された蒸発材料９への点線矢印は電子ビームの照射の様子を表している。
【００４１】
チャンバ１１内の空間は、排気ダクト１２および排気バルブ１３を介して真空ポンプ１４によって排気され、薄膜形成期間中において、所定の真空状態とされる。チャンバ１１内に不活性ガス(例えばアルゴンガス等)及び反応性ガス（例えば酸素ガス)を供給するために、チャンバ１１には、流量制御装置（ＭＦＣ）２４及びガス供給配管２５を介して、不活性ガス供給源２１及び反応性ガス供給源２３が接続されている。不活性ガス供給源２１からの供給／停止は、弁２１aを開閉することによって行われる。反応性ガス供給源２３からの供給／停止は、弁２３aを開閉することによって行われる。なお、反応性ガスは、ＣｒＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３等の金属酸化物の密着性向上膜を形成するときのみ供給し、Ｃｕ及びＣｒの密着性向上膜を形成するときは、反応性ガスは供給せず、不活性ガスのみ供給する。
【００４２】
チャンバ１１内の真空度は、真空度計１５によって計測され、この真空度計１５の出力に基づき、流量制御装置２４は、マイクロコンピュータ等からなる制御装置３０によって制御されるようになっている。これにより、不活性ガス供給源２１及び反応性ガス供給源２３からのガス供給量は、チャンバ１１内の真空度が所定値に保持されるように制御される。緻密な密着性向上膜５１を得るためには、チャンバ１１内の膜（層）形成時の真空度は１．０×１０−３〜５．０×１０−２Ｐａ、好ましくは５．０×１０−３〜３．０×１０−２Ｐａであるのがよい。また、酸素ガス濃度は約１．０×１０−２〜３．０×１０−２Ｐａの範囲内で調整される。
【００４３】
基材５０の表面における薄膜の形成速度を計測するために、基材保持部２に関連して膜厚モニタ１７が設けられている。この膜厚モニタ１７の出力信号は、制御装置３０に入力されていて、この制御装置３０は、膜厚モニタ１７の出力に基づいて加熱電源３の出力を制御するようになっている。こうして、薄膜の形成速度が所望の値となるように、ボート１への通電量の制御、又は電子銃２７の電流値を調整することによる電子ビーム量の制御により、蒸発材料９の蒸発量が調整される。緻密な密着性向上膜５１を得るためには、当該薄膜の形成速度は１〜２０Å／秒、好ましくは２〜１５Å／秒であるのがよい。以下に、ボート１の加熱による蒸発材料９の蒸発を例として、膜形成の手順及びそのときのチャンバー１１内の様子をさらに詳しく説明する。
【００４４】
高周波電力供給電源５は、例えば周波数１０〜５０ＭＨｚの高周波電源でよいが、例えば１３．５６ＭＨｚに設定すればよく、放電電極としての基材保持部２の単位面積（ｃｍ２）当たり、出力２０〜２００ｍＷ、好ましくは２５〜１５０ｍＷの高周波電力を基材保持部２に印加する。好ましい出力範囲は、蒸発材料９の種類及び基材保持部２の大きさによって変化するため、前記範囲内で適切に設定する。これに応じた高周波電界がチャンバ１１内で形成されることによって、チャンバ１１内ではガス供給配管２５から供給されるガスおよび蒸発材料９から蒸発した蒸発物からなるプラズマが生成することになる。このプラズマ中のイオン化された粒子のうち、正に帯電したものは、直流電圧印加電源６から基材保持部２に印加された直流バイアスによって、基材５０の表面へと引き寄せられる。直流電圧印加電源６からの印加電圧は１００〜４００Ｖ、好ましくは１８０〜２３０Ｖであるのがよい。
【００４５】
一方、プラズマ中の解離した電子は、直流電圧印加電源６の陽極側に接続されたボート１へと引き寄せられることになる。このとき、蒸発源２０からは蒸発材料９が継続的に蒸発しているので、蒸発粒子と電子との衝突により、プラズマの足が蒸発源２０に下りたような形状の発光体が蒸発源２０の近傍に見られる。そして、蒸発源２０の近傍に集まった電子は、接地され陽極側に接続されているボート１に吸い込まれ、ボート１上の蒸発材料９に衝突する。これによって、蒸発材料９は、ボート１による加熱と、電子の衝突とによってその蒸発が促進されることになる。すなわち、蒸発材料９への集中的な電子衝突によって低温で蒸発を促進させる効果（デポジションアシスト効果）が得られる。
【００４６】
図３に示されるように、チャンバ１１は、直流電圧印加電源６および高周波電力供給電源５のいずれにも接続されておらず、また接地もされていない。すなわち、チャンバ１１は、電気的に浮遊状態となっている。このため、基材保持部２とチャンバ１１との間での高周波放電が起こることもなく、チャンバ１１内のプラズマ中の荷電粒子がチャンバ１１の内壁に引き寄せられることもない。従って、プラズマ中の陽イオン化した粒子またはプラスに荷電した粒子は、基材５０の表面へと効率的に導かれ、プラズマ中の負の荷電粒子である電子は、ボート１上の蒸発材料９へと集中的に導かれることになる。これにより、良好な薄膜形成を実現できるとともに、電子ビームによる蒸発材料９の蒸発促進を効率的に行える。さらには、チャンバ１１の内壁に蒸発材料が付着することを抑制することができる。
【００４７】
チャンバ１１内においてプラズマが安定すると、蒸発材料９へのプラズマから電子ビームの照射によって、蒸発材料９はプラズマに吸上げられるように蒸発する。そこで、基材５０に付着する蒸発材料９の付着速度を一定に保持するために、膜厚モニタ１７の出力に基づき、制御装置３０は、加熱電源３の出力を下げる。すなわち、ボート１への通電電流または通電電圧を下げる。これにより、蒸発速度が調節される。
【００４８】
プラズマから供給される電子ビームにより蒸発材料９の蒸発が促進されるので、ボート１の加熱電流値は低く抑えることができるため、比較的低い加熱温度で蒸発材料９の蒸発を継続して維持することができ、プラズマの作用を利用した蒸着による薄膜形成を行うことができる。
【００４９】
この装置における薄膜形成の特徴は、不活性ガスのチャンバ１１への供給方法にある。すなわち、薄膜形成の初期段階においては、ガス供給配管２５から比較的大きな流量でチャンバ１１へガスが供給され、蒸発材料９からの蒸発が活発になると、ガス供給配管２５からのガス供給量が減少させられ、これにより、蒸発材料９からの蒸発が活発でない薄膜形成の初期段階においては、ガス供給配管２５から供給される不活性ガスのプラズマがチャンバ１１内に形成される。蒸発材料９からの蒸発が活発になると、ガス供給配管２５からのガス供給量が減少し、蒸発材料９からの蒸発粒子が支配的となった組成のプラズマがチャンバ１１内に形成されるに至る。
【００５０】
このようにして、薄膜形成の初期段階に不活性ガスをチャンバ１１に導入することにより、チャンバ１１内に安定したプラズマを速やかに形成することができる。これによって、プラズマの作用を利用した薄膜形成を初期段階から行うことができるので、良好な密着性を有する密着性向上膜５１の薄膜を基材５０の表面に形成することができる。
【００５１】
図４は、薄膜形成のより具体的なプロセスを説明するための図である。この図には、薄膜を基材５０の表面に形成する場合に、不活性ガス供給源２１から不活性ガスをチャンバ１１内に供給しながら薄膜形成を行うプロセスの一例が記載されている。具体的には、図４の（ａ）はアルゴンガス又は酸素ガスの供給量の時間変化を示し、図４の（ｂ）はチャンバ１１内の真空度の時間変化を示し、図４の（ｃ）はボート１又は電子銃２７の加熱電流値の時間変化を示している。また、Ｔ１は蒸発材料９の蒸発に先立ちチャンバー内の気体（空気）を排気して減圧にする期間、Ｔ２は蒸発材料９を蒸発させるために、ボートを加熱する期間又は電子銃により電子ビームを蒸発材料９に照射する期間、Ｔ３は蒸発した蒸発材料９により膜形成が進行する期間、を示す。
【００５２】
薄膜形成処理の開始前の期間Ｔ１には、制御装置３０は、排気バルブ１３を開き、真空ポンプ１４によりチャンバ１１内が減圧にされて、チャンバ１１内の真空度が例えば約１０−３Ｐａに保持される。この状態から、制御装置３０は、時刻ｔ１０に弁２１ａ、２３ａを開いて、不活性ガス供給源２１及び反応性ガス供給源２３からのガスの供給を開始させる。このガス供給が開始された後には、制御装置３０は、真空度計１５の出力信号をモニタすることによって、チャンバ１１内の真空度を、例えば１．５×１０−２Ｐａに保持するように流量制御装置２４を制御する。
【００５３】
これによって、ボート１への通電が開始されて蒸発材料９が加熱される期間Ｔ２には、高周波電力供給電源５から印加される高周波電界によって、チャンバ１１内でプラズマが生成される。このプラズマ中のイオン化された不活性ガスの原子や分子は、直流電圧印加電源６から基材保持部２に与えられている直流バイアスによって、基材５０へと導かれる。この不活性ガスの原子や分子が基材５０に衝突することによって、期間Ｔ２中に基材５０の望ましくない昇温が生じる場合には、基材５０の下方にシャッタ１８を設けて、基材５０に向かう不活性ガスを阻止すればよい。
【００５４】
期間Ｔ２には、制御装置３０は加熱電源３を制御して、ボート１への通電を開始する。これに伴って、ボート１への加熱電流値が上昇し、期間Ｔ２の終期には、例えば電流値が極大に達するようにする。チャンバ１１内におけるプラズマが安定する時刻ｔ１１において、制御装置３０の制御下にある駆動装置（図示せず）によってシャッタ１８が開かれ、これにより、薄膜の形成が開始される。蒸発材料９の蒸発により、蒸発粒子がプラズマ中へと導かれることになるから、一定の流量でガス供給配管２５からチャンバ１１内にガスを供給すれば、チャンバ１１内の真空度が低下する。
【００５５】
ところが、制御装置３０は、チャンバ１１内の真空度が一定値（例えば１．５×１０−２Ｐａ）に保持されるように流量制御装置２４を制御して、ガス供給配管２５を介するガス供給量を調整する。その結果、蒸発材料９からの蒸発量の増大に伴って、参照符号Ａで示すように、チャンバ１１への不活性ガス導入量が減少していく。従って、薄膜形成が行われている期間Ｔ３の初期においては、プラズマの組成は、不活性ガスに支配されているが、このプラズマの組成は、速やかに蒸発材料９の蒸発物によって支配された組成へと変化していく。なお、反応性ガスを使用する場合には、蒸発材料９からの蒸発量の増大に伴って、チャンバ１１への反応性ガス導入量は増加することになる。したがって、密着性向上膜５１が金属酸化物のような酸化膜の場合には、ガス供給量は、参照符号Ｃで示すような時間変化を示すように制御される。
【００５６】
一方、プラズマからの電子の供給によって、蒸発材料９からの蒸発が促進されるので、膜厚モニタ１７の出力に基づくフィードバック制御によって、加熱電源３からボート１に供給される電流が参照符号Ｂで示すように減少することになる。このため、蒸発材料９は、通常の蒸着やイオンプレーティングにおけるよりも低温状態でその蒸発が進行することになるから、蒸発源２０からの輻射熱によって基材５０が過度に昇温されることがない。
【００５７】
以上のように、この実施形態によれば、チャンバ１１に不活性ガスを導入した状態で薄膜形成を開始することにより、薄膜形成の初期段階からチャンバ１１内に良好なプラズマを生成させることができる。これにより、蒸発材料は初期段階からプラズマの作用を受けながら基材５０に効率的に導かれる。その結果、密着性の良好な、Ｃｕ、Ｃｒ、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される少なくとも一種を有する、密着性向上膜５１の薄膜を効率よく形成することができる。密着性向上膜５１を多層膜とする場合には、上記の薄膜形成操作を繰り返すことによって、所望の層数の多層膜を形成する。
【００５８】
密着性向上膜５１の形成後、蒸発源２０のボート１又はるつぼ２６に蒸発材料９として銀合金材料を収容保持させ、密着性向上膜５１の形成と同様にして、基材５０上の密着性向上膜５１の表面に銀合金層を形成させ、反射膜５２を得る。このとき、不活性ガスは供給するが、酸素ガス等の反応性ガスは供給しない。緻密な銀合金の反射膜５２を得る場合、チャンバ１１内の真空度は１．０×１０−３〜５．０×１０−２Ｐａ、好ましくは５．０×１０−３〜３．０×１０−２Ｐａであるのがよく、反射膜５２の形成速度は３〜２０Å／秒、好ましくは５〜１５Å／秒であるのがよい。
【００５９】
銀合金の反射膜５２を形成した後、密着性向上膜５１の形成と同様にして、反射膜５２の表面に反射増加膜５３を形成する。反射増加膜５３を形成するための蒸発材料９としては、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＦ２、ＬａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ８、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、又はＡｌ２Ｏ３を用いることができる。反射増加膜５３を膜成分の異なる多層にする場合は、これらの化合物の薄膜を銀合金の反射膜５２の上に順次形成する。
【００６０】
必要に応じて中間膜５４、撥水膜５５、又はその両者を形成する場合は、蒸発源２０のボート１又はるつぼ２６に蒸発材料９として上記した化合物を収容保持させ、上記密着性向上膜５１の形成に準拠した操作によって膜形成を行う。これらの膜が金属酸化物でない場合は、反応性ガスである酸素ガスは供給しない。
【００６１】
ボート１又はるつぼ２６への前記各蒸発材料９の供給には、例えばコート材料供給器（図示せず）からボート１に密着性向上膜５１、反射膜５２、反射増加膜５３の各材料をこの順に供給し、それぞれ所定の成膜条件にて順次蒸発を行わせ、基板５０の表面に連続的に膜形成を行わせてもよい。なお、中間膜５４、撥水膜５５、又はこの両者も形成するときは、同様にその形成順に連続的に膜形成を行わせてもよい。
【００６２】
これらの薄膜形成の間、基材５０は７０℃以下に保持されている。従って、樹脂性の基材であっても、熱による基材の変形等の影響を受けることなく、樹脂性基材の表面に前記した各膜（層）５１〜５５を良好に形成できる。例えば、ポリカーボネートの耐熱温度は１２０〜１３０℃、ポリメタクリル酸メチルの耐熱温度は８０℃程度であるので、これらの素材の樹脂基材に対して前記の各膜（層）５１〜５５を、順次良好に積層形成することができる。
【００６３】
このように、この薄膜形成方法によれば、チャンバ１１内へプラズマを形成するためのガスが供給されるので、薄膜形成初期においてチャンバ１１内に速やかにプラズマを生成することができる。これによって、薄膜形成の初期段階から、プラズマの作用を利用した各膜（層）５１〜５５の作製が可能となり、密着性および耐久性に優れた反射鏡を得ることができる。また、チャンバ１１内へのガス供給量は、薄膜形成初期に多く、その後は少なくするため、チャンバ１１内に供給された不活性ガスの原子や分子が基材５０に衝突することによる基材５０の温度上昇を抑制することができる。
【００６４】
さらに、直流印加電圧電源６から印加される直流電界により、プラズマ中のプラスに帯電した粒子または陽イオン化した粒子は、基材５０方向へと加速されて飛来し、基材５０と衝突し、基材５０表面に堆積する。これによって、被膜の形成がなされることになる。一方、負の電荷をもつ電子は、陽極側となるボート１へと加速されて、ボート１上の蒸発材料９に集中的に衝突して、蒸発材料９に蒸発のためのエネルギーを与える。こうして、熱エネルギーに代わる高いエネルギーを得た蒸発材料９は、低温でも容易に蒸発して、チャンバ１１内のプラズマ形成領域へと蒸発していく。すなわち、チャンバ１１内に形成されたプラズマ中の電子が蒸発材料９へと導かれ、これによって材料の蒸発を促進する、いわゆるデポジションアシスト効果が得られるため、抵抗加熱等による蒸発材料９の加熱エネルギーを格段に低減することができる。その結果、基材５０の温度上昇を抑制することができるので、より低温状態での薄膜形成が可能になる。
【００６５】
蒸発材料９からの蒸発量は、加熱手段に与えるエネルギーおよび直流電圧印加電源６の出力を前記範囲内に制御することによって調整される。また、蒸発材料９の粒子の基材５０への衝突エネルギーは、直流電圧印加電源６の出力を前記範囲内に制御することによって調整される。これにより、蒸着物質には、基材５０等表面への単なる堆積でなく、基材５０等表面に形成された蒸着物質層の原子または分子配列を安定な状態に再配列させるのに充分なエネルギーを与えることができる。さらに、蒸着物質の粒子に、基材５０等内に浸透して順応させるのに充分なエネルギーも与えることができる。
【００６６】
このため、本発明では、平滑で膜内欠陥が殆どなく、緻密で密着性に優れた膜５１〜５５が得られる。すなわち、銀合金反射膜５２においては、緻密な結晶構造が得られ、その表面のＲａ値が２ｎｍ以下であるので、反射増加膜５３又は中間膜５４との密着性が向上し、光反射鏡周辺部からの水分の浸入を高度に防止することができる。また、その他の膜についても、緻密な結晶構造の膜が得られるため、基材側及び反射増加膜側からの水分の浸透も高度に防ぐことができる。
【００６７】
本発明では、基材の形状は特に制限されない。従って、例えば図５に示すような複雑な形状の樹脂製基材５６を用いて、その表面に前記した膜５１〜５３、また、必要に応じて５４、５５を含む多層膜５７を直接形成することができる。また、本発明は、非球面ミラーなどを作製するのに好適である。
【００６８】
本発明における銀合金反射膜は、結晶の配向性が良好（一方向に揃っている）であるので、以下のような利点がある。
（１）波長が４２０〜７００ｎｍでの広い波長帯域（略可視光領域）での光の反射率が９７％以上と高い。
（２）光の入射角が１０〜５０°の範囲において反射率の変化量が０．５％以下と小さい。
（３）樹脂製基材及び他の膜等との密着性に優れる。
（４）密着性に優れることから、銀合金自体の水分に対する高い耐腐食性と相まって、腐食による白化等の劣化を起こすことなく、反射率を長期間良好に維持できるという、耐久性に優れる飛躍的な効果を奏する。
【００６９】
本発明の光反射鏡は、その優れた特性を利用して、様々な用途に好適に使用することができる。例えば、プロジェクター等の球面又は非球面ミラーなど高反射率が要求されるミラー用途に好適である。
【００７０】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００７１】
＜光反射鏡の製造＞
１．製造例１
基材として厚さ５ｍｍのポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）の板を使用し、図３に示す薄膜形成装置を用いて、該基材上に下記（１）〜（５）の順に各膜（層）を直接積層し、光反射鏡を製造した。
（１）密着性向上膜５１：クロム（Ｃｒ）（厚さ２０ｎｍ）及び銅（Ｃｕ）（厚さ６０ｎｍ）の２層を、この順に積層した。
（２）反射膜５２：銀−ビスマス（Ａｇ−Ｂｉ）合金（株式会社コベルコ科研製「Ａｇ−１．０ａｔ％Ｂｉ合金（ビスマス：１．９ｗｔ％）」）（厚さ１２０ｎｍ）をＣｕ膜上に積層した。
（３）中間膜５４：酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）（厚さ５４ｎｍ）をＡｇ−Ｂｉ膜上に積層した。
（４）反射増加膜５３：二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）（厚さ１５ｎｍ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）（厚さ１５ｎｍ）、ＺｒＯ２（厚さ２０ｎｍ）、及びＳｉＯ２（厚さ１５ｎｍ）の４層を、この順にＡｌ２Ｏ３膜上に積層した。
（５）撥水膜：ＭＥＲＣＫ社製Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１  Ｐａｔｉｎａｌ（商標）（フッ素ケイ素化合物）（厚さ２０ｎｍ）をＳｉＯ２膜上に積層した。
各層の形成条件は以下の通りである。
【００７２】
（１）密着性向上膜５１
蒸発材料９：Ｃｒ、Ｃｕ（まずＣｒ膜を下記操作により形成後、Ｃｕ膜を同操作によってＣｒ膜上に形成した）
チャンバ１１内への導入ガス：アルゴンガス
高周波電力供給電源５からの基材保持部２への印加電力：周波数１３．５６ＭＨｚで３１．６ｍＷ／ｃｍ2（基材保持部２の単位面積当たりの印加電力）
直流印加電源６：陰極側を基材保持部２に接続し、陽極側をボート１に接続
直流印加電源６から基材保持部２への印加電圧：２００Ｖ
チャンバ１１：接地されていない電気的に浮遊状態
密着性向上膜の形成速度：３Å／秒（Ｃｒ）、６Å／秒（Ｃｕ）
（a）密着性向上膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−３Ｐａ以下（ｔ１０時）
加熱電源３からボート１への通電電流：２８０Ａ（Ｔ２終期）
（b）密着性向上膜形成段階（図４のＴ３）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−２Ｐａ以下
加熱電源３からボート１への通電電流：２１０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、厚さ２０ｎｍのＣｒ膜及び厚さ６０ｎｍのＣｕ膜からなる２層の密着性向上膜を、基材５０上に形成した。この密着性向上膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃で反応するサーモシールが僅かに反応したことから、４０〜４５℃程度に保持されていた。
【００７３】
（２）反射膜５２
蒸発材料９：Ａｇ−Ｂｉ
チャンバ１１内への導入ガス：アルゴンガス
高周波電力供給電源５からの基材保持部２への印加電力：周波数１３．５６ＭＨｚで３１．６ｍＷ／ｃｍ2（基材保持部２の単位面積当たりの印加電力）
直流印加電源６：陰極側を基材保持部２に接続し、陽極側をボート１に接続
直流印加電源６から基材保持部２への印加電圧：２００Ｖ
チャンバ１１：接地されていない電気的に浮遊状態
反射膜の形成速度：１０Å／秒
（a）反射膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−３Ｐａ以下（ｔ１０時）
加熱電源３からボート１への通電電流：２８０Ａ（Ｔ２終期）
（b）反射膜形成段階（図４のＴ３）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−２Ｐａ以下
加熱電源３からボート１への通電電流：２１０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、厚さ１２０ｎｍのＡｇ−Ｂｉ合金膜を、Ｃｕ膜上に形成した。この反射膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃で反応するサーモシールが僅かに反応したことから、４０〜４５℃程度に保持されていた。
【００７４】
（３）中間膜５４
蒸発材料９：Ａｌ２Ｏ３
チャンバ１１内への導入ガス：酸素ガス
高周波電力供給電源５からの基材保持部２への印加電力：周波数１３．５６ＭＨｚで５２．６ｍＷ／ｃｍ2（基材保持部２の単位面積当たりの印加電力）
直流印加電源６：陰極側を基材保持部２に接続し、陽極側をボート１に接続
直流印加電源６から基材保持部２への印加電圧：２００Ｖ
チャンバ１１：接地されていない電気的に浮遊状態
中間膜の形成速度：４Å／秒
（a）中間膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−３Ｐａ以下（ｔ１０時）
加熱電源３からボート１への通電電流：３５０Ａ（Ｔ２終期）
（b）中間膜形成段階（図４のＴ３）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−２Ｐａ以下
加熱電源３からボート１への通電電流：２３０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、厚さ５４ｎｍのＡｌ２Ｏ３膜を、Ａｇ−Ｂｉ合金膜上に形成した。この中間膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃未満に保持されていた。
【００７５】
（４）反射増加膜５３
蒸発材料９：ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２（この順で形成）
チャンバ１１内への導入ガス：酸素ガス
高周波電力供給電源５からの基材保持部２への印加電力：周波数１３．５６ＭＨｚで５２．６（ＳｉＯ２成膜時）、又は７９（ＺｒＯ２成膜時）ｍＷ／ｃｍ2（基材保持部２の単位面積当たりの印加電力）
直流印加電源６：陰極側を基材保持部２に接続し、陽極側をボート１に接続
直流印加電源６から基材保持部２への印加電圧：２００Ｖ（ＳｉＯ２）、３００Ｖ（ＺｒＯ２）
チャンバ１１：接地されていない電気的に浮遊状態
反射増加膜の形成速度：７Å／秒（ＳｉＯ２）、２Å／秒（ＺｒＯ２）
（a）反射増加膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−３Ｐａ以下（ｔ１０時）
加熱電源３からボート１への通電電流：３５０Ａ（Ｔ２終期）
（b）反射増加膜形成段階（図４のＴ３）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−２Ｐａ以下
加熱電源３からボート１への通電電流：２３０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、ＺｒＯ２膜（厚さ１５ｎｍ）、ＳｉＯ２膜（厚さ１５ｎｍ）、ＺｒＯ２膜（厚さ２０ｎｍ）、及びＳｉＯ２膜（厚さ１５ｎｍ）からなる４層の反射増加膜を、Ａｌ２Ｏ３膜上に形成した。この反射増加膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃未満に保持されていた。
【００７６】
（５）撥水膜５５
蒸発材料９：ＭＥＲＣＫ社製Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１  Ｐａｔｉｎａｌ（商標）
チャンバ１１内への導入ガス：無
撥水膜の形成速度：７Å／秒
撥水膜の形成時には導入ガスを使用していないので、図４（ａ）に相当するガス供給量は全期間０であり、図４（ｂ）に相当するチャンバ１１内の真空度は全期間５．０×１０−２Ｐａ以下である。
（a）撥水膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２に相当）
加熱電源３からボート１への通電電流：３５０Ａ（Ｔ２終期）
（b）撥水膜形成段階（図４のＴ３に相当）
加熱電源３からボート１への通電電流：２３０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、厚さ２０ｎｍの前記撥水膜を、反射増加膜最外層のＳｉＯ２膜上に形成した。この撥水膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃未満に保持されていた。
【００７７】
２．製造例２
基材として厚さ５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）の板を使用し、図３に示す薄膜形成装置を用いて、該基材上に下記（１）〜（４）の順に各膜（層）を直接積層し、光反射鏡を製造した。
（１）密着性向上膜５１：クロム（Ｃｒ）（厚さ２０ｎｍ）及び銅（Ｃｕ）（厚さ６０ｎｍ）の２層を、この順に積層した。
（２）反射膜５２：銀−ビスマス（Ａｇ−Ｂｉ）合金（製造例１と同じもの）（厚さ１２０ｎｍ）をＣｕ膜上に積層した。
（３）中間膜５４：フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）（厚さ７４ｎｍ）をＡｇ−Ｂｉ膜上に積層した。
（４）反射増加膜５３：二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）（厚さ１５ｎｍ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）（厚さ１５ｎｍ）、ＺｒＯ２（厚さ２０ｎｍ）、及びＳｉＯ２（厚さ１５ｎｍ）の４層を、この順にＭｇＦ２膜上に積層した。
【００７８】
（１）密着性向上膜５１、（２）反射膜５２、及び（４）反射増加膜５３は、製造例１と同様にして膜を形成させた。
【００７９】
（３）中間膜５４
蒸発材料９：ＭｇＦ２
チャンバ１１内への導入ガス：アルゴンガス
高周波電力供給電源５からの基材保持部２への印加電力：周波数１３．５６ＭＨｚで５２．６ｍＷ／ｃｍ2（基材保持部２の単位面積当たりの印加電力）
直流印加電源６：陰極側を基材保持部２に接続し、陽極側をボート１に接続
直流印加電源６から基材保持部２への印加電圧：２５０Ｖ
チャンバ１１：接地されていない電気的に浮遊状態
中間膜の形成速度：８Å／秒
（a）中間膜形成の初期段階（図４のｔ１０〜Ｔ２）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−３Ｐａ以下（ｔ１０時）
加熱電源３からボート１への通電電流：３５０Ａ（Ｔ２終期）
（b）中間膜形成段階（図４のＴ３）
チャンバ１１内の真空度：１．５×１０−２Ｐａ以下
加熱電源３からボート１への通電電流：２３０Ａ（Ｔ３終期）
このようにして、厚さ７４ｎｍのＭｇＦ２を、Ａｇ−Ｂｉ合金膜上に形成した。この中間膜形成の全期間を通じて基材５０の温度は、４０℃未満に保持されていた。
【００８０】
３．比較製造例１
銀の反射膜とするため、反射膜５２の形成において、蒸発材料９を銀（Ａｇ）とする以外は製造例１と同条件で各膜を形成して光反射鏡を製造した。
【００８１】
製造例１、２及び比較製造例１で製造した光反射鏡について、以下の評価試験を行った。なお、反射膜５２の、表面粗さ及びＸ線回折による（１１１）ピーク強度は、各製造例において、反射膜５２を形成するまでは同じで、その段階で膜形成を終了させたものを用意して測定した。また、中間膜５４の充填密度は、製造例１の中間膜形成条件と同じ条件で、ガラス板上に中間膜のみを形成させたものを用意して測定した。
【００８２】
＜評価試験＞
１．反射膜５２の表面粗さ
製造例１、２で形成したＡｇ−Ｂｉ合金膜、及び比較製造例１で形成したＡｇ膜の表面状態を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、デジタル・インスツルメンツ社製のＮａｎｏ  Ｓｃｏｐｅ ＩＩ）で観察し、膜表面の凹凸をナノメーターオーダーで画像化し、これから算術平均粗さ（Ｒａ） を調べた。
【００８３】
２．反射膜５２のＸ線回折による（１１１）ピーク強度
製造例１、２で形成したＡｇ−Ｂｉ合金膜、及び比較製造例１で形成したＡｇ膜について、Ｘ線回折装置（理学電気社製のＲＩＮＴ１４００Ｖ型）を用い、Ｘ線出力５０ｋＶ‐２００ｍＡ、測定範囲２θ＝１０°〜１００°、発光スリット−散乱スリット−受光スリット：１°−１°−０．３ｍｍにて測定した。
【００８４】
３．中間膜５４の充填密度
製造例１の中間膜形成条件と同じ条件で、ガラス板上に中間膜のみを形成してＡｌ２Ｏ３中間膜の充填密度を耐湿試験にて測定した。すなわち、この測定方法は、温度６０℃、湿度９０％の環境下に金属酸化膜を２４時間放置し、放置前と放置後とで反射率の変化を測定し、反射率の変化から屈折率の変化を求めるものである。屈折率の変化が小さいほど、充填密度が大きいことになる。例えば屈折率ｎｓのガラス板にコートした場合、反射率Ｒは次式で表される。
【００８５】
【数１】
2010204380.tif 000003
ただし、ｎｆ:金属酸化膜の屈折率、
δ＝（２π／λ）ｎｆ・ｄｃｏｓθ、
λ：光波長、
ｄ：金属酸化膜の厚さ、
θ：光の入射角
このＲの測定ピーク値から式：ｎｆ２＝ｎｓ（１＋Ｒ１／２）／（１−Ｒ１／２）によってｎｆの測定値が求められる。一方、充填密度Ｐに関する金属酸化膜の屈折率は次式で表される。
【００８６】
【数２】
2010204380.tif 000004
ただし、ｎｍ：金属酸化膜の実体部分の屈折率、
ｎｖ：気孔内の水蒸気の屈折率で１．３３
このｎｆの測定値と充填密度Ｐに関する屈折率（理論値）の差からＰを求める。
例えば、Ｐを１.００、０．９９、０．９８等と変化させて、式：ｎｆ＝Ｐｎｍ＋（１−Ｐ ）ｎｖに代入していき、この理論値と測定値が一致したときのＰを金属酸化膜の充填密度として特定することによって求められる。測定の結果、反射率の変化が０．２％以内であったため、充填密度は０．９８以上、より正確には０．９９以上と判断される。
【００８７】
４．可視光領域の反射率
製造例１、２及び比較製造例１で製造した光反射鏡について、下記耐久性試験前の可視光領域（４２０〜６９０ｎｍ）での反射率を、光度計（（株）日立製作所製の分光光度計Ｕ−４０００）にて測定した。また、耐久性試験後も、測定できる状態にある光反射鏡については測定した。
【００８８】
５．耐久性試験１（塩水噴霧試験）
試験片（各製造例による光反射鏡）の設置角度のみ下記の通りとし、その他はＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠して塩水噴霧試験を行った。下記条件で２４時間塩水噴霧後、各試験片の外観を観察して評価した。
（１）試験温度：３５℃±２℃
（２）噴霧液：５％中性塩水（ｐＨ６．５〜７．２）
（３）噴霧量：１〜２ｍＬ／８０ｃｍ２／ｈ
（４）塩：ＪＩＳ  Ｋ８１５０に規定する特級の塩化ナトリウム
（５）試験片の角度：鉛直面に対して４５°で膜コート面が下向き
【００８９】
６．耐久性試験２（塩水浸漬試験）
製造例１、２及び比較製造例１で製造した光反射鏡について、市販の工業用塩の３％水溶液を調製し、該３％塩水溶液への浸漬試験を行った。試験室の室温は２５℃、湿度は２７％であった。各光反射鏡を該塩水中に浸漬し、１時間毎に取出して外観を観察した。さらに、製造例１及び２の光反射鏡については、４８時間浸漬後の可視光領域の反射率を、上記方法と同様にして測定した。
【００９０】
＜評価結果＞
各製造例で製造した光反射鏡についての、上記評価試験の結果を表１に示す。表から明らかなように、製造例１及び２による光反射鏡は、比較製造例１によるものと比較して、顕著にその耐久性が優れている。
【００９１】
【表１】
2010204380.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の光反射鏡は、その優れた特性を利用して、下記に例示するような様々な用途に好適に使用することができる。
Ａ．プロジェクター装置用の反射鏡。
Ｂ．ＤＬＰプロジェクター用のライトトンネル（角筒状の基体の内面に銀膜および透明誘電体層を形成した光学部品）。
Ｃ．天体望遠鏡、双眼鏡などの反射鏡。
Ｄ．各種光学装置のアルミニウム反射層を用いた反射鏡の代替品。
Ｅ．樹脂製基材を使用できるので、成形により表面に所定の凹凸が形成された異形樹脂基材に反射膜を被覆した高反射異形ミラー等。
【符号の説明】
【００９３】
１：ボート、２：基材保持部、３：加熱電源、４：マッチング装置、５：高周波電力供給電源、６：直流電圧印加電源、７：コンデンサ、８：コイル、９：蒸発材料、１０：基材、１１：チャンバ、１２：排気ダクト、１３：排気バルブ、１４：真空ポンプ、１５：真空度計、１７：膜厚モニタ、１８：シャッタ、２０：蒸発源、２１：不活性ガス供給源、２３：反応性ガス供給源、２４：流量制御装置、２５：ガス供給配管、２６：るつぼ、２７：電子銃、５０：基材、５１：密着性向上膜、５２：反射膜、５３：反射増加膜、５４：中間膜、５５：撥水膜、５６：樹脂製基材、５７：多層膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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