(57)【要約】【課題】銀層を有すると共に耐久性に優れた表面鏡およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板１１上の少なくとも一面に、酸化アルミニウム層１２、銀層１３、フッ化マグネシウム層１４、およびチタンとランタンとの複合酸化物層１５を、基板側から順に積層する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の少なくとも一面に、酸化アルミニウム層、銀層、フッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層が、前記基板側から順に積層された
ことを特徴とする表面鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の表面鏡において、
前記酸化アルミニウム層、前記銀層、前記フッ化マグネシウム層、および前記複合酸化物層は、イオンビームアシスト蒸着法を用いて順に積層される
ことを特徴とする表面鏡。
【請求項３】
基板上の少なくとも一面に、イオンビームアシスト蒸着法を用いて、酸化アルミニウム層、銀層、フッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層を、前記基板側から順に積層する
ことを特徴とする表面鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の反射膜の側から光を入射させて利用する表面鏡およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、反射膜の中に銀層を設け、可視光域における反射率を高めた表面鏡が知られている。この表面鏡では、銀層の腐食を防止するために、銀層の上に保護膜を設けることが必要である。耐久性向上のために、保護膜として種々の誘電体薄膜が検討されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３１３８０３号公報
【特許文献２】
特開平８−２３４００４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１，２の表面鏡では、保護膜の耐久性の点で十分とはいえなかった。
【０００５】
本発明の目的は、銀層を有すると共に耐久性に優れた表面鏡およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の表面鏡は、基板上の少なくとも一面に、酸化アルミニウム層、銀層、フッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層が、前記基板側から順に積層されたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面鏡において、前記酸化アルミニウム層、前記銀層、前記フッ化マグネシウム層、および前記複合酸化物層が、イオンビームアシスト蒸着法を用いて順に積層されるものである。
請求項３に記載の表面鏡の製造方法は、基板上の少なくとも一面に、イオンビームアシスト蒸着法を用いて、酸化アルミニウム層、銀層、フッ化マグネシウム層、およびチタンとランタンとの複合酸化物層を、前記基板側から順に積層するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態は、請求項１〜請求項３に対応する。
本実施形態の表面鏡１０は、図１に示すように、ガラス基板１１の上面に反射膜（１２〜１５）が形成されたものである。反射膜（１２〜１５）は、ガラス基板１１側から順に、酸化アルミニウム層１２と、銀層１３と、フッ化マグネシウム層１４と、複合酸化物層１５とが積層された４層構造である。
【０００９】
反射膜（１２〜１５）のうち、最も基板１１側の酸化アルミニウム層１２は、基板１１と反射膜（１２〜１５）との密着性を高めるために設けた層であり、膜厚が２００Åである。
銀層１３は、膜厚が１０００Åである。銀層１３を反射膜（１２〜１５）の中に設けたことにより、可視光域（例えば波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）における反射率を高めることができる。
【００１０】
フッ化マグネシウム層１４は、低屈折率の蒸着物質（屈折率は１．３８５）であり、膜厚が５００Åである。
複合酸化物層１５は、二酸化チタンと酸化ランタンとの複合酸化物からなり、高屈折率の蒸着物質（屈折率は約１．９）である。また、膜厚は６００Å、平均組成はＬａ２Ｔｉ２Ｏ７−Ｘ（ただし０．３≦Ｘ≦０．７）である。
【００１１】
本実施形態の表面鏡１０では、銀層１３の上にフッ化マグネシウム層１４と複合酸化物層１５とを順に積層したことにより、これらの層（１４，１５）が有効な保護膜として機能し、耐久性が向上する。耐久性の試験結果については後で具体的に説明する。
次に、表面鏡１０の製造方法を説明する。
【００１２】
表面鏡１０を製造するに当たっては、図２の真空蒸着装置２０が用いられる。真空蒸着装置２０は、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＡＤ法；Ｉｏｎ  ｂｅａｍ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）により成膜を行う装置である。
真空蒸着装置２０の真空チャンバ２１の内部（真空雰囲気中）には、ガラス基板１１を保持する回転機構２２と、蒸着源２３と、イオンアシスト用のＡｒイオン源２４とが配置される。真空チャンバ２１の外部には、膜厚モニタ用の光源２５とセンサ２６とが配置される。また、真空チャンバ２１には、酸素ガス（Ｏ２）の供給に用いられるガス管２７と、真空引き用の排気口２８とが設けられる。
【００１３】
蒸着源２３は、成膜材料を入れるボートと電子銃とで構成される。ボート内の成膜材料に電子銃からの電子ビーム（ｅ−）を照射することで、成膜材料を加熱蒸発させ、ガラス基板１１に向けて飛散させることができる。
表面鏡１０の製造時には、予め用意されたガラス基板１１の上面に対し、蒸着源２３から成膜材料を飛散させる工程と、Ａｒイオン源２４から引き出されたＡｒイオンのビームを照射する工程とが、並行して行われる。その結果、ガラス基板１１には、酸化アルミニウム層１２と、銀層１３と、フッ化マグネシウム層１４と、複合酸化物層１５とが順に積層され、反射膜（１２〜１５）が形成される。
【００１４】
このように、ＩＡＤ法を用い、Ａｒイオンのビームをガラス基板１１に照射することにより、ヒータなどにより加熱することなく、常温で、密着性の良い反射膜（１２〜１５）を形成できる。したがって、銀層１３の劣化を確実に防止できる。ちなみに、銀層１３は耐熱温度が低く、出来るだけ低温での成膜が望まれる。
次に、本実施形態の表面鏡１０の反射率分光特性を説明する。ここでは、波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲（可視光域）で測定を行った。また、入射角の範囲は、０°〜６０°である。入射角の基準（０°）は、反射膜（１２〜１５）に対して垂直な方向とする。
【００１５】
表面鏡１０の反射率分光特性を測定した結果のうち、入射角１２°と４５°の結果を図３に例示する。図３は、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が反射率（％）である。入射角１２°の結果は点線、入射角４５°の結果は実線で示した。また、比較例として、図４に、ガラス基板に銀層のみを設けた場合（保護膜なし）の反射率分光特性を示す。
【００１６】
図３，図４を比較すると分かるように、表面鏡１０の反射率（図３）は、特に低波長域（４５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲）で高く、図４に対して１％以上増加している。また、表面鏡１０の反射率は、波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で、ほぼ一定の値を示している。つまり、表面鏡１０では、反射率の分布が広帯域に優れている。
【００１７】
さらに、波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける例えば入射角１２°（実線）の平均反射率を比較すると、図３の表面鏡１０は９８．６％、図４の比較例は９７．４％であり、表面鏡１０の平均反射率が非常に高いことが分かる。
また、上記の傾向は、図３に例示した入射角１２°と４５°に限らず、測定した入射角０°〜６０°の全範囲に共通であった。つまり、本実施形態の表面鏡１０では、入射角が０°〜６０°の範囲で変化しても、反射率分光特性を一定に保つことができる。ちなみに、波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける入射角０°〜６０°の平均反射率は９８％であった。
【００１８】
したがって、本実施形態の表面鏡１０を用いた装置では、表面鏡１０の配置が外乱により微小変動し、表面鏡１０に対する光の入射角が変化した場合でも、表面鏡１０の反射率分光特性は変化しないため、設計通りのスペックを保持することが可能となる。さらに、表面鏡１０用いた装置を組み立てる際、光学素子の配置の自由度が高いという利点もあり、設計の自由度が向上する。
【００１９】
次に、本実施形態の表面鏡１０の耐久性について説明する。
ここでは、高温耐久試験と低温耐久試験と湿度耐久試験を行った。何れの場合にも、試験前後の各々で、表面鏡１０の外観検査（目視での変色や剥離やクラックの検査）と、反射率分光特性の測定（波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍ，入射角０°〜６０°）を行い、試験前後での変化を確認した。
【００２０】
まず、表面鏡１０の高温耐久試験と、その試験結果について説明する。高温耐久試験は、７１℃の室内に５時間放置した後、常温に戻し、さらに２時間放置することにより行われる。試験条件はＭＩＬ規格に準じたものである。
この試験の前後における外観検査と反射率分光特性（例えば図５，図６）の結果を比較したところ、ほとんど変化がみられなかった。図５は入射角１２°での試験前後の測定結果の例、図６は入射角４５°での測定結果の例である。また、図５，図６の点線が試験前、実線が試験後の結果に対応する。これらの結果に基づいて、表面鏡１０は高温に対して非常に耐久性があると分かる。
【００２１】
次に、表面鏡１０の低温耐久試験と、その試験結果について説明する。低温耐久試験は、−６２℃の室内に５時間放置した後、常温に戻し、さらに２時間放置することにより行われる。試験条件は、ＭＩＬ規格に準じたものである。
この試験の前後における外観検査と反射率分光特性（例えば図７，図８）の結果を比較したところ、ほとんど変化がみられなかった。図７は入射角１２°での試験前後の測定結果の例、図８は入射角４５°での測定結果の例である。また、図７，図８の点線が試験前、実線が試験後の結果に対応する。これらの結果に基づいて、表面鏡１０は低温に対して非常に耐久性があると分かる。
【００２２】
次に、表面鏡１０の湿度耐久試験と、その試験結果について説明する。湿度耐久試験は、湿度９５％で５０℃の室内に２４時間放置した後、常温に戻し、さらに２時間放置することにより行われる。試験条件は、ＭＩＬ規格に準じたものである。
この試験の前後における外観検査と反射率分光特性（例えば図９，図１０）の結果を比較したところ、ほとんど変化がみられなかった。図９は入射角１２°での試験前後の測定結果の例、図１０は入射角４５°での測定結果の例である。また、図９，図１０の点線が試験前、実線が試験後の結果に対応する。これらの結果に基づいて、表面鏡１０は湿度に対して非常に耐久性があると分かる。
【００２３】
上記のように、本実施形態の表面鏡１０は、高温・低温・湿度の何れに対しても非常に耐久性があると分かった。つまり、本実施形態の表面鏡１０は、可視光域（例えば波長４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）における反射率分光特性が高いだけでなく、耐久性に優れたものである。
ここで、比較例として、ガラス基板に銀層のみを設けた場合（保護膜なし）の耐久試験を行い、試験後に反射率分光特性を測定した結果（図１１）について簡単に説明する。この耐久試験は、常温で大気中に放置することにより行われた。銀層のみの構成（保護膜なし）では、試験前の反射率分光特性（図４参照）と比較して、耐久試験後に大きく劣化することが分かる。反射率の減少分は、２％以上と非常に大きい。
【００２４】
（変形例）
なお、上記した実施形態では、ガラス基板１１の上面に反射膜（１２〜１５）が形成された表面鏡１０の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば図１２に示す表面鏡３０のように、ガラス基板１１の上面と下面との双方に反射膜（１２〜１５）を形成することもできる。この構成によれば、ガラス基板１１の両面を表面鏡として使用できる。
【００２５】
さらに、上記した実施形態では、酸化アルミニウム層１２の膜厚が２００Å、銀層１３の膜厚が１０００Å、フッ化マグネシウム層１４の膜厚が５００Å、複合酸化物層１５の膜厚が６００Åである例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
酸化アルミニウム層１２の膜厚は、２００Å〜２５０Åの範囲内で任意の値に設定することができる。銀層１３の膜厚は、１０００Å〜１５００Åの範囲内で値の任意に設定することができる。フッ化マグネシウム層１４の膜厚は、５００Å〜１０００Åの範囲内で値の任意に設定することができる。複合酸化物層１５の膜厚は、６００Å〜１０００Åの範囲内で任意の値に設定することができる。
【００２６】
なお、酸化アルミニウム層１２の膜厚が２００Åより薄いと、ガラス基板１１との密着力が低下してしまう。銀層１３の膜厚が１０００Åより薄いと、反射率が低下してしまう。フッ化マグネシウム層１４の膜厚が５００Åより薄く、複合酸化物層１５の膜厚が６００Åより薄いと、所望の光学特性を得ることができない。
【００２７】
また、上記した実施形態では、ガラス基板を用いた表面鏡１０，３０の構成例を説明したが、ガラス基板に代えて、樹脂製の基板を用いてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、銀層を有すると共に耐久性に優れた表面鏡を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の表面鏡１０の構成を示す断面図である。
【図２】真空蒸着装置２０の構成を示す概略図である。
【図３】表面鏡１０の反射率分光特性を示す図である。
【図４】比較例の反射率分光特性を示す図である。
【図５】表面鏡１０の高温耐久試験前後の反射率分光特性（入射角１２°）を示す図である。
【図６】表面鏡１０の高温耐久試験前後の反射率分光特性（入射角４５°）を示す図である。
【図７】表面鏡１０の低温耐久試験前後の反射率分光特性（入射角１２°）を示す図である。
【図８】表面鏡１０の低温耐久試験前後の反射率分光特性（入射角４５°）を示す図である。
【図９】表面鏡１０の湿度耐久試験前後の反射率分光特性（入射角１２°）を示す図である。
【図１０】表面鏡１０の湿度耐久試験前後の反射率分光特性（入射角４５°）を示す図である。
【図１１】比較例の反射率分光特性を示す図である。
【図１２】変形例の表面鏡３０の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，３０  表面鏡
１１  ガラス基板
１２  酸化アルミニウム層
１３  銀層
１４  フッ化マグネシウム層
１５  複合酸化物層
２０  真空蒸着装置
２１  真空チャンバ
２２  回転機構
２３  蒸着源
２４  Ａｒイオン源
２５  光源
２６  センサ
２７  ガス管
２８  排気口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004347651.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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