(57)【要約】【課題】  従来技術である反射鏡の反射用多層膜の構造は、リフロー炉などを用い反射鏡を基板に実装すると反射用多層膜に熱応力が生じる。この熱応力は、反射用多層膜の金属膜と誘電体膜との間で膜剥離を発生させる一因となり、膜剥離が発生すると基板側から入射した光に対して反射率低下を引き起こしていた。【解決手段】  基板の表面に反射用多層膜が形成された反射鏡であって、反射用多層膜は、少なくとも前記基板の表面より順次積層される第１の誘電体膜、第１の誘電体膜と接する金属膜、金属膜と接するミキシング層、およびミキシング層と接する第２の誘電体膜からなり、ミキシング層は、金属膜および第２の誘電体膜を構成する材料の混合材より形成されている反射鏡。【選択図】  図１
2018016859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に反射用多層膜が形成された反射鏡であって、
前記反射用多層膜は、少なくとも前記基板の表面より順次積層される第１の誘電体膜、前記第１の誘電体膜と接する金属膜、前記金属膜と接するミキシング層、および前記ミキシング層と接する第２の誘電体膜からなり、
前記ミキシング層は、前記金属膜および前記第２の誘電体膜を構成する材料の混合材より形成されていることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
前記金属膜はＡｇで、前記第２の誘電体膜はＡｌ２Ｏ３で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項３】
前記第２の誘電体膜の表面に、接合用多層膜が形成されいることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項４】
前記接合用多層膜は、Ｔｉ層とＰｔ層とＡｕ層とからなることを特徴とする請求項３に記載の反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射用多層膜を有する反射鏡に関するものであり、詳しくは反射用多層膜の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａｇ薄膜を用いた反射鏡はＡｇの高い反射率と誘電体薄膜とを積層することにより、増反射効果を利用し可視領域において極めて高い反射率を有する。このため、照明やＬＥＤやＬＤなどの可視光光源の周囲に多く利用されている。
【０００３】
高い反射率を有するＡｇ薄膜は、Ａｇ薄膜単体で利用するとＡｇと大気中に含まれる硫黄（Ｓ）とが反応し、Ａｇ薄膜表面にＡｇＳが生成される。ＡｇＳが生成されるとＡｇ薄膜の反射効率は低下する欠点がある。また、高温下や通電状態でもＡｇのマイグレーションが起こると、様々な異常が生じる。
【０００４】
特許文献１に記載されている反射鏡２０は、反射用多層膜２２側から入射する光を、反射用多層膜２２のＡｇ層２２２で反射させる反射鏡である。ここで、反射用多層膜２２の積層を反転させることにより、基板２１側から入射する光を反射用多層膜２２のＡｇ層２２２で反射させる反射鏡としても使うことも可能である。
【０００５】
図２は特許文献１に記載の反射鏡２０である。図２に示すように反射鏡２０は基板２１の一方の面に反射用多層膜２２が形成される。反射用多層膜２２は、基板２１の一方の面より順次積層される、Ａｌ２Ｏ３層２２１、Ａｇ層２２２、Ａｌ２Ｏ３層２２３、ＴｉＯ２層２２４からなる。Ａｌ２Ｏ３層２２１は、Ａｇ層２２２に対する密着性と耐腐食性を強化するものである。Ａｇ層２２２の上部に形成されるＡｌ２Ｏ３層２２３とＴｉＯ２層２２４はともにＡｇ層２２２の保護膜である。このように、Ａｇ層２２２の表面をＡｌ２Ｏ３層２２１、２２３で覆うことにより、Ａｇ層２２２の表面に生成されるＡｇＳの生成を抑える例が数多く報告されている。
【０００６】
基板２１側から入射する光を反射させる反射鏡２０は、反射鏡２０を、基板２１とは別の基板に実装して利用することが求められている。
【０００７】
図３は従来技術の反射鏡３０を、基板３５に実装した図である。図３に示すように反射鏡３０は基板３１の一方の面に誘電体膜と金属膜とからなる反射用多層膜３２が形成されている。反射用多層膜３２は基板３１の一方の面より順次積層される、ＴｉＯ２層３２１、ＳｉＯ２層３２２、Ａｌ２Ｏ３層３２３、Ａｇ層３２４、Ａｌ２Ｏ３層３２５からなる。反射鏡３０を基板３５に実装するために、基板３５の表面に反射鏡３０を搭載し、リフロー炉など用い反射用多層膜３２のＡｌ２Ｏ３層３２５を加熱溶融し、反射鏡３０を基板３５に実装する。基板３５に実装された反射鏡３０は基板３１から入射した光を反射用多層膜３２のＡｇ層３２４で反射させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リフロー炉などを用い、反射鏡を基板に実装すると、反射用多層膜は、リフローの熱風にさらされ高温になる。実装が終了すると反射用多層膜は冷める。このときの温度差により、反射用多層膜に熱応力が生じる。この熱応力は、反射用多層膜を形成する膜と膜とを剥離させる一因となる。とりわけ、Ａｇ層とＡｌ２Ｏ３層との膜密着性は悪いため、Ａｇ層とＡｌ２Ｏ３層とで膜剥離が発生することがあった。膜剥離が発生すると基板側から入射した光に対して反射率低下を引き起こすばかりか硫化防止の機能が失われ、デバイスとして成り立たないという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は上記課題を解決し、熱応力に強い反射用多層膜の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
基板の表面に反射用多層膜が形成された反射鏡であって、反射用多層膜は、少なくとも基板の表面より順次積層される第１の誘電体膜、第１の誘電体膜と接する金属膜、金属膜と接するミキシング層、およびミキシング層と接する第２の誘電体膜からなり、ミキシング層は、金属膜および第２の誘電体膜を構成する材料の混合材より形成されている反射鏡。
【００１２】
金属膜はＡｇで、第２の誘電体膜はＡｌ２Ｏ３で構成されている反射鏡。
【００１３】
第２の誘電体膜の表面に、接合用多層膜が形成されいる反射鏡。
【００１４】
接合用多層膜は、Ｔｉ層とＰｔ層とＡｕ層とからなる反射鏡。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反射鏡の反射用多層膜の構造において、反射用多層膜を形成する金属膜と誘電体膜との間に金属膜および誘電体膜を構成する材料の混合材からなるミキシング層を形成することにより、金属膜と誘電体膜との膜密着力が向上するため、熱応力に強い反射鏡を提供できる。これにより高反射率を有する反射鏡となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の反射鏡を筐体に実装した図である。
【図２】従来技術の反射鏡の図である。
【図３】従来技術の反射鏡を基板に実装した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。なお本発明の範囲は以下の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また図面においては各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１８】
図１は、本発明の反射鏡を示す図である。本発明の反射鏡は、基板と反射用多層膜とで構成されおり、この反射鏡は反射鏡を構成する基板とは別の基板（以下、筐体とする。）に実装されている。なお本発明の反射鏡は、反射用多層膜が積層された基板側から入射する光を反射用多層膜の金属層で反射させる。
【００１９】
図１に示すように、反射鏡１０は接合材料１４を用いて筐体１５に実装されている。基板１１は基板側から光を入射させるため、ガラス、セラミックス、樹脂などの可視域で透明であることが望ましい。反射用多層膜１２は基板１１の一方の面より順次積層される、ＴｉＯ２層１２１、ＳｉＯ２層１２２、Ａｌ２Ｏ３層（第１の誘電体膜）１２３、Ａｇ層（金属層）１２４、ミキシング層１２５、Ａｌ２Ｏ３層１２６（第２の誘電体膜）からなる。ミキシング層１２５は、Ａｇ層（金属層）１２４およびＡｌ２Ｏ３層１２６（第２の誘電体膜）のそれぞれの材料を混合した混合材からなる層である。接合用多層膜１３は反射用多層膜１２のＡｌ２Ｏ３層１２６（第２の誘電体膜）の面より順次積層される、Ｔｉ層１３１、Ｐｔ層１３２、Ａｕ層１３３とからなる。Ｔｉ層１３１は反射用多層膜１２との密着性を向上させる機能を有し、Ｐｔ層１３２は接合材料１４の拡散防止する機能を有し、Ａｕ層１３３は接合材料１４との密着性を向上させる機能を有している。接合材料１４は、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、ＡｇＳｎＣｕ、Ａｇペースト半田等が用いられる。反射鏡１０を筐体１５に実装するために、接合材料１４を接合用多層膜１３のＡｕ層１３３と筐体１５で挟み、リフロー炉など用い接合材料１４を加熱溶融し、反射鏡１０を筐体１５に実装する。なお、図示しないが筐体１５の表面には、接合材料１４との密着性を向上させるために、Ａｕメッキが形成されている。
【００２０】
本発明の反射鏡では、Ａｇ層１２４とＡｌ２Ｏ３層１２６との間に、ＡｇおよびＡｌ２Ｏ３との混合材より形成されているミキシング層１２５を設けることで、Ａｇ層とＡｌ２Ｏ３層との密着性は従来技術の反射用多層膜３２と比べ向上する。ミキシング層１２５のＡｇとＡｌ２Ｏ３の混合比は任意である。また膜厚は、１〜１０ｎｍに設定することが望ましい。なお、ＡｇおよびＡｌ２Ｏ３との混合材より形成されているミキシング層１２５は光の吸収が大きいため、光の入射面である基板１１と反射層であるＡｇ層（金属層）１２４との間にＡｇおよびＡｌ２Ｏ３との混合材より形成されているミキシング層を形成すると光の反射率は悪化する。従って本実施例のＡｌ２Ｏ３層１２３とＡｇ層１２４との間にはミキシング層を形成しない方が良い。
【００２１】
ここで、ミキシング層１２５を除く反射用多層膜１２の成膜方法について説明する。反射用多層膜１２は従来技術の真空蒸着法やスパッタリング法により形成される。本発明の反射用多層膜１２のＴｉＯ２層１２１、ＳｉＯ２層１２２、Ａｌ２Ｏ３層１２３、Ａｇ層１２４、Ａｌ２Ｏ３層１２６は、使用波長領域で反射効率が最大になるようにそれぞれの膜厚が設定されている。
【００２２】
次にミキシング層１２５の成膜方法について説明する。ＡｇとＡｌ２Ｏ３との混合材より形成されているミキシング層１２５の形成は蒸着法の一つであるＩＡＤ（Ｉｏｎ  Ａｓｉｓｔｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いることで形成可能である。ミキシング層１２５は、Ａｇ層１２４の表面にＡｇとＡｌ２Ｏ３を同時に蒸着することで混合材として形成できる。蒸着の際に、蒸発源より蒸発したＡｇとＡｌ２Ｏ３にイオンガンでイオン照射すれば、更に密着性の高いミキシング層１２５を得ることが出来る。
【００２３】
また、ミキシング層１２５の別の成膜方法としては、Ａｇ層１２４の表面にＡｌ２Ｏ３層１２６を形成する際に、蒸発源より蒸発したＡｌ２Ｏ３にイオンガンでイオン照射することでＡｇとＡｌ２Ｏ３との混合材より形成されているミキシング層１２５とＡｌ２Ｏ３層１２６とを同時に形成できる。
【００２４】
次に接合用多層膜１３について説明する。接合用多層膜１３は反射用多層膜１２のＡｌ２Ｏ３層１２６の面より順次積層される、Ｔｉ層１３１、Ｐｔ層１３２、Ａｕ層１３３からなる。接合用多層膜１３は従来技術の真空蒸着法やスパッタリング法により形成される。Ｔｉ層１３１は反射用多層膜１２との密着性を向上させる機能を有しＣｒ膜への代替も可能である。Ｐｔ層１３２は接合材料１４の拡散防止層でありＮｉ、Ｐｄへの代替も可能である。Ａｕ層１３３は接合時、接合材料１４と相互拡散して強固な接合層を形成するために配置されている。Ａｕ層１３３の厚みは、接合材料の種類や接合条件に応じて任意に設定される。Ａｕ層１３３は接合材料１４の材料に応じてＡｇ層への代替も可能である。Ｔｉ層１３１は０．０５〜０．１μｍ、Ｐｔ層１３２は０．１５μｍ以上、Ａｕ層１３３は０．３μｍ以上の膜厚に設定することが望ましい。なお、反射用多層膜１２と接合用多層膜１３とを形成した反射鏡１０に２００℃〜４００℃程度で熱処理を行うことにより、形成した膜の応力を緩和することができ、膜と膜との密着性が更に良くなる。また、熱処理によって、反射率の向上効果もある。
【００２５】
次に接合材料１４について説明する。接合材料１４はＡｕＧｅ、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、ＡｇＳｎＣｕ、Ａｇペースト半田等が用いられる。接合材料１４は筐体１５の反射鏡を実装する実装面に塗布され、接合材料１４を接合用多層膜１３のＡｕ層１３３と筐体１５で挟み、リフロー炉などにより所定の温度で加熱することにより接合材料１４を加熱溶融し、反射鏡１０を筐体１５に実装することが出来る。
【００２６】
なお本実施例では、基板１１の表面にＴｉＯ２層１２１を直接設けた例で説明したが、基板１１の材質によっては反射鏡１０の反射特性に影響しない程度の膜厚でＳｉＯ２層を基板１１とＴｉＯ２層との間に形成することにより、基板１１と反射用多層膜１２の密着力を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０、２０、３０  反射鏡
１１、２１、３１、３５  基板
１２、２２、３２  反射用多層膜
１３  接合用多層膜
１４  接合材料
１５  筐体
１２１、２２４、３２１  ＴｉＯ２
１２２、３２２  ＳｉＯ２
１２３、１２６、２２１、２２３、３２３、３２５  Ａｌ２Ｏ３
１２４、２２２、３２４  Ａｇ
１２５  Ａｇ/Ａｌ２Ｏ３（ミキシング層）
１３１  Ｔｉ
１３２  Ｐｔ
１３３  Ａｕ
【図１】
2018016859.tif 000003
【図２】
2018016859.tif 000004
【図３】
2018016859.tif 000005