(57)【要約】【課題】本発明の課題は、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供することである。【解決手段】光反射ミラー１０は、基板１上に、アルミニウム含有層２及び銀含有層３をこの順に備え、アルミニウム含有層２の層厚が、３０ｎｍ以上であり、銀含有層３の層厚が、１０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。【選択図】図２
2019124795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、アルミニウム含有層及び銀含有層をこの順に備え、
前記アルミニウム含有層の層厚が、３０ｎｍ以上であり、
前記銀含有層の層厚が、１０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする光反射ミラー。
【請求項２】
前記銀含有層の層厚が、２０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の光反射ミラー。
【請求項３】
前記アルミニウム含有層のアルミニウム含有量が、８０質量％以上であり、
前記銀含有層の銀含有量が、９０質量％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光反射ミラー。
【請求項４】
前記銀含有層の前記アルミニウム含有層とは反対側の面上に設けられる保護層を備え、
前記保護層の屈折率が、１．４〜１．８の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光反射ミラー。
【請求項５】
前記保護層の屈折率が、１．４〜１．６の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の光反射ミラー。
【請求項６】
前記保護層が、イソシアネート系化合物及びシリコン系化合物の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光反射ミラー。
【請求項７】
４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、８８％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光反射ミラー。
【請求項８】
４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、９０％以上であることを特徴とする請求項７に記載の光反射ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反射ミラーに関する。本発明は、特に、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学製品に適用されている高光反射率の光反射ミラーは、金属製の薄膜を反射層として備えており、当該反射層の材料としては、アルミニウム単体や、銀単体又は銀合金等が用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
ここで、図５に、アルミニウムからなる反射層、及び銀からなる反射層における光の波長に対する光反射率変化のグラフを示す。
図５に示すように、高光反射が必要な場合には、銀反射層を採用することが好ましいが、銀反射層は短波長側で光反射率が大きく低下してしまう傾向にある。一方で、アルミニウム反射層は、短波長側で光反射率が低下することはないが、可視光領域全体における光反射率が十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４８４６１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、光反射ミラーが、基板上に、アルミニウム含有層及び銀含有層をこの順に備え、アルミニウム含有層及び銀含有層の層厚がそれぞれ特定の数値範囲内であることで、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できることを見いだした。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
【０００７】
１．基板上に、アルミニウム含有層及び銀含有層をこの順に備え、
前記アルミニウム含有層の層厚が、３０ｎｍ以上であり、
前記銀含有層の層厚が、１０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする光反射ミラー。
【０００８】
２．前記銀含有層の層厚が、２０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする第１項に記載の光反射ミラー。
【０００９】
３．前記アルミニウム含有層のアルミニウム含有量が、８０質量％以上であり、
前記銀含有層の銀含有量が、９０質量％以上であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の光反射ミラー。
【００１０】
４．前記銀含有層の前記アルミニウム含有層とは反対側の面上に設けられる保護層を備え、
前記保護層の屈折率が、１．４〜１．８の範囲内であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の光反射ミラー。
【００１１】
５．前記保護層の屈折率が、１．４〜１．６の範囲内であることを特徴とする第４項に記載の光反射ミラー。
【００１２】
６．前記保護層が、イソシアネート系化合物及びシリコン系化合物の少なくとも一方を含有することを特徴とする第４項又は第５項に記載の光反射ミラー。
【００１３】
７．４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、８８％以上であることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の光反射ミラー。
【００１４】
８．４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、９０％以上であることを特徴とする第７項に記載の光反射ミラー。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供することができる。
【００１６】
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
すなわち、基板上に、層厚３０ｎｍ以上のアルミニウム含有層と、層厚１０〜４０ｎｍの銀含有層とをこの順に備えることで、アルミニウム含有層による短波長側での光反射率低下抑制機能と、銀含有層による高光反射率とを同時に得ることができ、結果として可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供できたものと考えている。
【００１７】
また、層厚１０〜４０ｎｍの銀含有層を、層厚３０ｎｍ以上のアルミニウム含有層と組み合わせることで、光反射ミラーが銀含有層のみで構成される場合と比較して、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】銀含有層単体における波長に対する光反射率変化、アルミニウム含有層と銀含有層の積層体における波長に対する光反射率変化をそれぞれ示すグラフ
【図２】本発明に係る光反射ミラーの概略構成を示す断面図
【図３】実施例の光反射ミラーにおける波長に対する光反射率変化の実測値及び計算値をそれぞれ示すグラフ
【図４】実施例の光反射ミラーにおいて、保護層の屈折率が異なる場合における波長に対する光反射率変化を示すグラフ
【図５】銀反射層及びアルミニウム反射層のそれぞれにおける波長に対する光反射率変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の光反射ミラーは、基板上に、アルミニウム含有層及び銀含有層をこの順に備え、前記アルミニウム含有層の層厚が、３０ｎｍ以上であり、前記銀含有層の層厚が、１０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。この特徴は、下記各実施形態に共通する又は対応する技術的特徴である。
本発明においては、前記銀含有層の層厚が、２０〜４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。これにより、可視光領域における光反射率をさらに向上させることができる。
また、本発明においては、前記アルミニウム含有層のアルミニウム含有量が、８０質量％以上であり、前記銀含有層の銀含有量が、９０質量％以上であることが好ましい。これにより、本発明の効果をより確実に得ることができる。
また、本発明においては、前記銀含有層の前記アルミニウム含有層とは反対側の面上に設けられる保護層を備え、前記保護層の屈折率が、１．４〜１．８の範囲内であることが好ましい。これにより、可視光領域における光反射率を高い値に維持しつつ、銀含有層の耐腐食性を向上させることができる。
また、本発明においては、前記保護層の屈折率が、１．４〜１．６の範囲内であることが好ましい。これにより、可視光領域における光反射率をより高い値に維持しつつ、銀含有層の耐腐食性を向上させることができる。
また、本発明においては、前記保護層が、イソシアネート系化合物及びシリコン系化合物の少なくとも一方を含有することが好ましい。これにより、銀原子の凝集を抑制することができ、光反射ミラーの耐湿性を向上させることができる。
また、本発明においては、４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、８８％以上であることが好ましい。
また、本発明においては、４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が、９０％以上であることが好ましい。
【００２０】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００２１】
《光反射ミラーの概要》
本発明者らは、アルミニウム含有層上に銀含有層を形成すると、銀含有層の層厚が薄くても可視光領域において高い光反射率が得られ、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できることを見いだした。これについて図１を参照して以下説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、層厚３０ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍの銀含有層単体における波長に対する光反射率変化のグラフ、図１（ｂ）は、層厚３０ｎｍのアルミニウム含有層と、層厚３０ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍの銀含有層それぞれとの積層体における波長に対する光反射率変化のグラフである。なお、図１（ｂ）に示す光反射率は、銀含有層側から光を照射した場合の光反射率である。
【００２３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、アルミニウム含有層と銀含有層との積層体は、可視光領域（波長４００〜６５０ｎｍ）において高い光反射率を維持し、銀含有層単体と比較して短波長側の光反射率低下が抑制されていることが分かる。
【００２４】
上記のような知見に基づき、本発明の光反射ミラーは、基板上に、アルミニウム含有層及び銀含有層をこの順に備え、アルミニウム含有層の層厚が、３０ｎｍ以上であり、銀含有層の層厚が、１０〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする。
このような構成により、４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率を９２％以上にすることができる。
また、計算ソフトＴＦＣａｌｃ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｓｐｅｃｔｒａ，Ｉｎｃ．製）を用いて、アルミニウム含有層（アルミニウム含有量：９５質量％以上）と銀含有層（銀含有量：９９質量％以上）とを積層した場合において、各層の層厚をそれぞれ変更させた場合の可視光領域（波長４００〜６５０ｎｍ）における最低光反射率及び光反射率比を求めたとき、光波長領域４００〜４５０ｎｍの範囲内の平均光反射率（Ｒ１）と光波長領域４５０ｎｍ超６５０ｎｍ以下の範囲内の平均光反射率（Ｒ２）との比の値、すなわち、
光反射率比の値＝Ｒ１／Ｒ２
は、０．９８以上にすることができる。
なお、本発明の光反射ミラーには、保護層を設けることができるが、この場合、４００〜６５０ｎｍの光波長領域における最低光反射率が８８％以上、さらには９０％以上を達成することができるように保護層の層厚、屈折率等を調整することが好ましい。
【００２５】
次に、本発明の光反射ミラーの具体的な構成について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の光反射ミラーの概略構成を示す断面図である。
【００２６】
本発明の光反射ミラー１０は、基板１、当該基板１上に設けられ、層厚が３０ｎｍ以上のアルミニウム含有層２、アルミニウム含有層２上に設けられ、層厚が１０〜４０ｎｍの範囲内の銀含有層３、銀含有層３上に設けられる保護層４等を備える。
【００２７】
それぞれの各層間及び保護層４上には、必要に応じて各種機能性層が設けられていても良く、また、基板のアルミニウム含有層２とは反対側の面に粘着層や接着層等が設けられて、光反射ミラー１０自体が他の部材等に貼合されていても良い。
【００２８】
以下、各構成層について詳細に説明する。
【００２９】
〔１〕基板
基材は、光反射ミラーのベースとなる部材であり、その少なくとも一方の面がアルミニウム含有層に被覆される平坦な光学面を有する。
【００３０】
基板は、ガラス、樹脂又は金属からなる。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、ポリアリレート類等が挙げられる。金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。
【００３１】
〔２〕アルミニウム含有層
アルミニウム含有層は、基板上に設けられ、アルミニウムを含有する層である。アルミニウム含有層の層厚は、３０ｎｍ以上であるが、より高い光反射率を得る観点から、４０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。また、膜割れや膜浮きを防止する観点から、２００ｎｍ以下であることが好ましく、特に、８０ｎｍ以下であることがより好ましい。８０ｎｍ以下であると、耐熱環境下においてクラックの発生をより確実に抑えることができ、信頼性をさらに向上させることができる。
【００３２】
アルミニウム含有層は、アルミニウムを主成分とし、その他に、銀、マグネシウム、銅、インジウムリチウム、アルミニウム化合物（例えば、酸化アルミニウム等）等を含有していても良い。ここで、主成分とは、アルミニウム含有層を構成する材料の中で最も含有割合が高い材料であることを意味する。また、アルミニウム含有層のアルミニウム含有量が８０質量％以上であることが好ましい。
【００３３】
アルミニウム含有層の形成方法としては、例えば、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法（抵抗加熱、ＥＢ法等。）、スパッタ法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを用いる方法を適用することができる。中でも蒸着法及びスパッタ法が好ましい。また、適宜の方法でアルミニウム含有層を成膜した後、必要に応じてアニール処理（加熱処理）を行っても良い。当該アニール処理としては、例えば、アルミニウム含有層が４０〜１５０℃の範囲内となるように加熱することが好ましい。
【００３４】
〔３〕銀含有層
銀含有層は、アルミニウム含有層上に設けられ、銀を含有する層である。銀含有層の層厚は、１０〜４０ｎｍの範囲内であり、好ましくは２０〜４０ｎｍの範囲内である。２０〜４０ｎｍの範囲内であることで、可視光領域の光反射率をさらに向上させることができる。
【００３５】
銀含有層は、銀を主成分とし、その他の金属や銀化合物（例えば、酸化銀等）を含有していても良い。ここで、主成分とは、銀含有層を構成する材料の中で最も含有割合が高い材料であることを意味する。また、銀含有層の銀含有量が９０質量％以上であることが好ましい。
【００３６】
銀含有層に銀とともに含有されるその他の金属としては、例えば、亜鉛、金、銅、パラジウム、アルミニウム、マンガン、ビスマス、ネオジム、モリブデン、白金、チタン、クロム等が挙げられる。例えば、銀と亜鉛とが組み合わされると、銀含有層の耐硫化性が高まる。また、銀と金とが組み合わされると、銀含有層の耐塩（ＮａＣｌ）性が高まる。さらに、銀と銅とが組み合わされると、銀含有層の耐酸化性が高まる。銀含有層に含まれる各原子の種類や含有量は、例えば、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）法等で特定され得る。
【００３７】
銀含有層の形成方法としては、上記アルミニウム含有層の形成方法と同様の方法が挙げられる。
【００３８】
〔４〕保護層
保護層は、必要に応じて、銀含有層のアルミニウム含有層とは反対側の面上に設けられる。保護層が設けられていることにより、銀含有層の酸化等、腐食による光反射率の低下を抑制することができる。
【００３９】
保護層は、銀含有層の腐食を抑制可能な安定な材料からなり、光反射ミラーの光反射率に与える影響が少ない層であることが好ましい。したがって、保護層としては、有機化合物を含有する層であっても良いし、無機化合物を含有する層であっても良いが、凝集抑制及びガスバリアー性の観点から有機化合物を含有する層であることが好ましい。
【００４０】
保護層に含有される有機化合物としては、例えば、イソシアネート樹脂、変性シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、アセタール樹脂等が挙げられる。これらは１種単独で使用されても良いし、２種以上を併せて使用されても良い。また、これらの樹脂には、従来公知の添加剤を加えることもできる。
また、保護層に含有される無機化合物としては、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ及びＺｒの少なくとも１種を含む金属化合物であり、金属アルコキシド、アルコキシシラン等のシラン化合物、シラザン化合物、金属ハロゲン化物等が挙げられる。これにより、保護層の水蒸気透過率を低減することができ、また、紫外光による保護層の着色を抑制することができる。
【００４１】
また、保護層の層厚は、光反射ミラーの光反射率に与える影響が少ない範囲であることが好ましく、例えば、５０〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
本発明においては、保護層の屈折率が、１．４〜１．８の範囲内であることが好ましい。さらに、当該保護層の屈折率が、１．４〜１．６の範囲内であることが好ましい。これにより、可視光領域における光反射率をより高い値に維持できる。
また、本発明においては、保護層が、イソシアネート系化合物及びシリコン系化合物の少なくとも一方を含有することが好ましい。これにより、銀原子の凝集を抑制することができ、光反射ミラーの耐湿性を向上させることができる。
【００４２】
保護層の形成方法としては、例えば、グラビアコート、バーコート、スプレー、スピンコート等の方法が挙げられる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
【００４４】
［実施例１］
計算ソフトＴＦＣａｌｃ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｓｐｅｃｔｒａ，Ｉｎｃ．製）を用いて、アルミニウム含有層（アルミニウム含有量：９５質量％以上）と銀含有層（銀含有量：９９質量％以上）とを積層した場合において、各層の層厚をそれぞれ変更させた場合の可視光領域（波長４００〜６５０ｎｍ）における最低光反射率及び光反射率比を求めた。光反射率比は、下記式に従って算出した。下記式中、Ｒ１は、光波長領域４００〜４５０ｎｍの範囲内の平均光反射率、Ｒ２は、光波長領域４５０ｎｍ超６５０ｎｍ以下の範囲内の平均光反射率を表す。
光反射率比＝Ｒ１／Ｒ２
【００４５】
上記のようにして求めた最低光反射率を表Iに、光反射率比を表IIにそれぞれ示す。
【００４６】
【表１】
2019124795.tif 000003
【００４７】
【表２】
2019124795.tif 000004
【００４８】
表I及び表IIから明らかなように、アルミニウム含有層の層厚が３０ｎｍ以上、かつ銀含有層の層厚が１０〜４０ｎｍの範囲内であるとき、光反射率が９２．０％以上、光反射率比が０．９８０以上となっていることが分かる。したがって、本発明によれば、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供することができるといえる。
また、銀含有層の層厚が２０〜４０ｎｍの範囲内であるとき、９３．９％以上の光反射率を示しており、より高い光反射率が得られることが分かる。
【００４９】
［実施例２］
《光反射ミラー２０１の作製》
基材として、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のポリカーボネート（ＰＣ）（商品名：ユーピロン Ｈ−３０００Ｒ）を、直径３０ｍｍで厚さ３ｍｍに成形したものを準備した。
【００５０】
蒸着装置ＢＥＳ−１３００ＤＮ（シンクロン社製）を用いて、上記基材の一方の面上に、層厚１００ｎｍのアルミニウム含有層（アルミニウム含有量：９５質量％）、及び層厚２０ｎｍの銀含有層（銀含有量：９９質量％）をこの順に形成して、光反射ミラー２０１を作製した。
【００５１】
《光反射ミラー２０２〜２０４の作製》
上記光反射ミラー２０１の作製において、銀含有層の層厚を３０ｎｍ、４０ｎｍ、７５ｎｍに変更した以外は同様にして、光反射ミラー２０２〜２０４を作製した。
【００５２】
《光反射ミラー２０１〜２０４の評価》
上記作製した光反射ミラー２０１〜２０４に対して、日立計測製Ｕ−４１００を用いて、５°における波長３５０〜６５０ｎｍの範囲内の光反射率を測定した。その結果を図３（ａ）に示す。
【００５３】
また、上記実施例１と同様にして、層厚１００ｎｍのアルミニウム含有層と、層厚２０、３０、４０、７０ｎｍの銀含有層とを積層した場合における波長３５０〜６５０ｎｍの範囲内の光反射率を求めた場合の結果を図３（ｂ）に示す。
【００５４】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、作製したサンプルに対して測定して得た光反射率は、計算ソフトで求めた光反射率とおおむね一致している。したがって、本発明によれば、可視光領域における光反射率が高く、かつ短波長側の光反射率低下を抑制できる光反射ミラーを提供することができることが確認された。
【００５５】
［実施例３］
上記実施例１と同様にして、層厚５０ｎｍのアルミニウム含有層と、層厚３０ｎｍの銀含有層とを積層した場合における波長３５０〜６５０ｎｍの範囲内の光反射率を求めた。また、同様の構成のアルミニウム含有層及び銀含有層上に、層厚３００ｎｍの保護層（屈折率ｎ＝１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０）を積層した場合における波長３５０〜６５０ｎｍの範囲内の光反射率を求めた。それらの結果を図４に示す。
【００５６】
図４に示すように、保護層の屈折率ｎが１．４〜１．８の範囲内であると、可視光領域における最低光反射率が８８％程度となり、可視光領域における光反射率を高い値に維持できる。また、保護層の屈折率ｎが１．４〜１．６の範囲内であると、可視光領域における最低光反射率が９０％程度となり、可視光領域における光反射率をより高い値に維持できる。
【符号の説明】
【００５７】
１    基板
２    アルミニウム含有層
３    銀含有層
４    保護層
１０  光反射ミラー
【図１】
2019124795.tif 000005
【図２】
2019124795.tif 000006
【図３】
2019124795.tif 000007
【図４】
2019124795.tif 000008
【図５】
2019124795.tif 000009