(57)【要約】【課題】  樹脂基板と金属膜との密着力を充分に得ることのできる金属膜付基板の製造方法及び該方法を用いて得られる金属膜付基板を得ることを課題とする。【解決手段】  基板上にクロムまたはクロム系合金からなる第１下地層を形成する第１ステップと、第１ステップにより形成された第１下地層の上に第２の下地層の形成後，第１及び第２下地層が形成された基板を酸素雰囲気中にてプラズマ処理する第２ステップと、第２ステップによりプラズマ処理された第２下地層の上に金属層を形成する第３ステップと、を有する。【選択図】      図１
2007119885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にクロムまたはクロム系合金からなる第１下地層を形成する第１ステップと、該第１ステップにより形成された前記第１下地層の上に第２の下地層の形成後，前記第１及び第２下地層が形成された基板を酸素雰囲気中にてプラズマ処理する第２ステップと、該第２ステップによりプラズマ処理された第２下地層の上に金属層を形成する第３ステップと、を有することを特徴とする金属膜付基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１の金属膜付基板の製造方法において、前記金属層は、銀またはアルミニウムの金属膜からなり、前記第２下地層は前記金属層で使用される金属材料を用いて形成されることを特徴とする金属膜付基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２の金属膜付基板の製造方法において、さらに前記金属層を保護するための保護膜を最外層として形成する第４ステップを有することを特徴とする金属膜付基板の製造方法。
【請求項４】
請求項２の金属膜付基板の製造方法において、前記第１ステップ乃至第３ステップにおける各層の形成は真空蒸着法によって行われることを特徴とする金属膜付基板の製造方法。
【請求項５】
基板上に第１下地層と、第２下地層と、金属層とをこの順番に積層した金属膜付基板であって、前記第１下地層はクロムまたはクロム系合金の金属膜にて形成され、前記金属層は銀またはアルミニウムの金属膜にて形成され、前記第２下地層は前記金属層にて使用される金属材料を用いた金属膜にて形成されるとともに酸素雰囲気においてプラズマ処理によって少なくともその一部が酸化処理された状態であることを特徴とする金属膜付基板。
【請求項６】
請求項５の金属膜付基板において、最外層に前記金属層を保護するための保護層または増反射層が形成されていることを特徴とする金属膜付基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂等からなる基材表面に金属膜を形成した金属膜付基板に関し、さらに詳しくはディスプレイ等に用いる反射鏡となる金属膜付基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイ等に使用される反射鏡として、基板上に金属膜を形成した金属膜付基板が知られている。このような金属膜付基板は、一般に樹脂フィルムや樹脂基板等（以下、単に基板と記す）の表面にＡｇ（銀）やＡｌ（アルミ）の金属膜を蒸着させて得ることができる。基板表面に金属膜を形成する場合、基板と金属膜との間に、さらにＣｒ（クロム）等の金属膜を形成させておくことにより基板と金属膜との密着力を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２００７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような基板上にクロム等の金属膜を形成した後、その上にＡｇやＡｌの金属膜を積層させる方法では、ある程度の密着力の向上は望めるものの、所望する充分な密着力を得ることが困難である。
上記従来技術の問題点に鑑み、樹脂基板と金属膜との密着力を充分に得ることのできる金属膜付基板の製造方法及び該方法を用いて得られる金属膜付基板を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）  基板上にクロムまたはクロム系合金からなる第１下地層を形成する第１ステップと、該第１ステップにより形成された前記第１下地層の上に第２の下地層の形成後，前記第１及び第２下地層が形成された基板を酸素雰囲気中にてプラズマ処理する第２ステップと、該第２ステップによりプラズマ処理された第２下地層の上に金属層を形成する第３ステップと、を有することを特徴とする。
（２）  （１）の金属膜付基板の製造方法において、前記金属層は、銀またはアルミニウムの金属膜からなり、前記第２下地層は前記金属層で使用される金属材料を用いて形成されることを特徴とする。
（３）  （１）または（２）の金属膜付基板の製造方法において、さらに前記金属層を保護するための保護膜を最外層として形成する第４ステップを有することを特徴とする。
（４）  （２）の金属膜付基板の製造方法において、前記第１ステップ乃至第３ステップにおける各層の形成は真空蒸着法によって行われることを特徴とする。
（５）  基板上に第１下地層と、第２下地層と、金属層とをこの順番に積層した金属膜付基板であって、前記第１下地層はクロムまたはクロム系合金の金属膜にて形成され、前記金属層は銀またはアルミニウムの金属膜にて形成され、前記第２下地層は前記金属層にて使用される金属材料を用いた金属膜にて形成されるとともに酸素雰囲気においてプラズマ処理によって少なくともその一部が酸化処理された状態であることを特徴とする。
（６）  （５）の金属膜付基板において、最外層に前記金属層を保護するための保護層または増反射層が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、樹脂基板上に金属膜を形成した金属膜付基板において、基板と金属膜との間の密着力を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態である金属膜付基板の一種である反射ミラー１０に形成される膜の積層構成を示す模式図である。１は反射ミラー１０の基板であり、アクリル、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート等の一般的な樹脂材料が用いられる。また、基板１は板材の他、フィルム基板であってもよい。基板１の反射面側には多層膜２が形成されている。本実施形態における多層膜２は、基板側から順に第１の下地層（下地膜）２ａ、第２の下地層（下地膜）２ｂ、金属層（金属膜）２ｃ、保護層（保護膜）２ｄからなる。
【０００７】
下地層２ａ及び下地層２ｂは、基板１と金属層２ｃとの接着力を向上するために設けられるものである。本実施形態において下地層２ａを形成する金属材料は、クロム（Ｃｒ）を用いている。なお、下地層２ａを形成する金属はクロムに限るものではなく、基板１表面と結合しやすく、基板１と金属層２ｃとの密着力を向上することができるものであればよい。例えばクロム・ニッケル合金等のクロム系合金を用いることもできる。下地層２ａの物理膜厚は、好ましくは０．１ｎｍ〜５０ｎｍ、さらに好ましくは０．１ｎｍ〜１０ｎｍである。物理膜厚が５０ｎｍを超えても密着力は殆ど向上せず、生産性の面で不利である。また、物理膜厚が０．１ｎｍ未満では密着力に関する効果が得られない。
【０００８】
本実施形態において、下地層２ｂを形成するための金属材料は、銀（Ａｇ）を使用するものとしている。なお、下地層２ｂの形成に用いられる金属材料は銀に限るものではなく、金属層２ｃとの接着を良くするために、金属層２ｃの形成に用いられる同種の金属材料であればよい。例えば、金属層２ｃの形成にアルミニウム（Ａｌ）を用いるのであれば、下地層２ｂには、アルミニウムやアルミニウム系合金を使用することができる。また、下地層２ｂは酸素雰囲気中にてプラズマ処理によって表面処理が施されており、少なくとも下地層２ｂの一部は金属酸化物に変換された状態となっている。また、下地層２ｂの物理厚は、好ましくは０．１ｎｍ〜１００ｎｍ、さらに好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍである。物理膜厚が１００ｎｍを超えても密着力は殆ど向上せず、生産性の面で不利である。また、物理膜厚が０．１ｎｍ未満では密着力に関する効果が得られない。なお、下地層２ｂの物理膜厚は、その上に形成される金属層２ｃの膜厚を考慮して、前述した膜厚の範囲内で決定される。
【０００９】
本実施形態において、金属層２ｃを形成するための金属材料は、銀（Ａｇ）を使用するものとしている。なお、金属層２ｃの形成に用いられる金属材料は銀に限るものではなく所望する金属光沢を得るために必要な金属材料を用いることができ、例えば反射ミラーを得るために銀に替えてアルミニウムを使用することも可能である。また、金属層２ｃの物理膜厚は、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍ、さらに好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍである。反射ミラーを得る場合、物理膜厚が２００ｎｍを超えても反射率は向上せず、クラックや生産性の面で不利である。また、物理膜厚が１０ｎｍ未満では所望する反射率を得ることが困難である。なお、下地層２ｂと金属層２ｃとを合わせた物理膜厚は好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍ、さらに好ましくは８０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００１０】
保護層２ｄは、最外層として形成され、金属層２ｃを保護し、耐候性を向上させる役目を果たす。なお、膜の保護を必要しなければ、保護層２ｄを形成しなくともよい。このような保護層２ｄを形成するための材料としては、例えば二酸化ケイ素やフッ化マグネシウム、酸化アルミニウム等が挙げられる。また、保護層は単層でも複数層であってもよく、複数層を形成する場合には、低屈折率層（二酸化珪素、フッ化マグネシウム等）と高屈折率層（二酸化チタン，二酸化ジルコニウム等）を適宜積層させて、保護層を兼ねた増反射層として用いることもできる。保護層２ｄの膜厚は、保護効果が得られると共に所望する反射率を維持可能な膜厚を有していればよい。例えば、単層の膜厚（光学膜厚  λ＝400nm）が１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度であればよい。
【００１１】
次に、このような金属膜付基板を得るための成膜方法を説明する。多層膜を形成するには真空蒸着法やスパッタ法等の一般的な成膜方法を用いることができる。なお、本実施形態では真空蒸着法を用いて金属膜付基板を得るものとする。図２は金属膜付基板の成膜工程の流れを示すフローチャートであり、図３は真空蒸着に用いる蒸着機を模式的に示したものである。
【００１２】
２０は真空蒸着機であり、内部には蒸着物質２２（膜を構成する物質となる）を蒸発させるための蒸着源２１が備わっている。蒸着源２１には抵抗加熱器や電子銃等の一般的に知られているものが真空蒸着に使用される。蒸着面（反射面）を下側にした基板１を図のように蒸着機２０内上部に取り付けておき、真空ポンプ２３にて蒸着機内を真空度１．０×１０-2〜１．０×１０-4Ｐａ程度に保ちながら、蒸着源２１により蒸着物質２２を加熱し、蒸発させる。蒸発時の蒸着機２０内の温度があまり高いと基板１が反り、変形するため、常温〜１００℃程度が好ましい。
【００１３】
基板１への最初の下地膜は第１の下地層２ａ用の蒸着物質にて行ない、所定量の膜厚に達するまで成膜を行う。膜厚形成状況は図表無き水晶式膜厚計にて検知することができる。所定量の膜厚に達したら、蒸着物質を第２の下地層２ｂ用の蒸着物質に切り替えて２層目の成膜を行う。また、金属層２ｃも同様に水晶式膜厚計にて膜厚を検知する。
【００１４】
基板１に下地層２ａ，２ｂが形成された後、酸素導入器２４を用いて、真空蒸着機２０内に酸素を導入し、内部を低真空度１．０×１０-2〜５．０×１０-2Ｐａにする。酸素雰囲気下においてプラズマ発生装置２５を用いてプラズマを発生させ、基板１の表面（下地層２ｂの表面）をプラズマ処理（ＲＦ処理）する。プラズマ処理によって、下地層２ｂの少なくとも一部分は酸化された状態となる。プラズマ処理は下地層２ｂの少なくとも一部が酸化された状態となればよく、出力５０〜３００ｗの範囲で、照射時間３０〜３００秒程度であればよい。プラズマ処理後、真空ポンプ２３を用いて酸素を除去し、再度高真空に保った状態で蒸着機内蒸着物質を金属層２ｃ用の蒸着物質に切り替えて３層目の成膜を行う。また、必要があれば金属層２ｃの形成後、蒸着物質を切り替えて４層目の成膜を行う。
このような成膜作業を行うことによって、多層膜が形成された金属膜付基板を完成させる。また、下地層の成膜を行う前に基板１上にアンダーコート等を行っておき、その上から前述した多層膜を成膜することも可能である。
【００１５】
以下に、より具体的な実施例１〜６、および比較例１〜６を挙げ、本発明を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１６】
＜実施例１＞
基板１として、アクリル樹脂であるアクリライト（登録商標）（三菱レイヨン（株））を使用し、前述した真空蒸着機２０を用いて基板１上に下地層２ａ（１層目）としてＣｒ膜を膜厚０．２ｎｍ、下地層２ｂ（２層目）としてＡｇ膜を膜厚５０ｎｍ、金属層２ｃ（３層目）としてＡｇ膜を膜厚５０ｎｍ、保護層２ｄ（４層目）としてＭｇＦ2膜を膜厚２００ｎｍにてこの順に積層し、金属膜付基板を得た。
なお、下地層２ａ，２ｂを形成後に基板１を酸素雰囲気下（真空度：１．５×１０-2Ｐａ）に置き、プラズマ発生装置２５を用いて１００ｗの出力にてプラズマを３０秒間発生させ、プラズマ処理を施した後、金属層２ｃ及び保護膜２ｄを形成した。なお、各成膜時の真空度は１．０×１０-3Ｐａとし、蒸着機の内部温度を２５℃にして蒸着を行った
得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性（４５度反射率）を検査した。また、。密着性評価は、クロスカットテープ試験によって行った。クロスカットテープ試験は基板面（成膜面）に１ｍｍ間隔で切れ目を入れて１ｍｍ2のマス目を１００個形成し、粘着テープをレンズ面に押し当てたあと、勢いよく剥がしマス目が基板面に何個残っているかを調べることにより、密着性の評価を行うものである。マス目が全て残っていれば○、マス目が過半数（５１個〜９９個）残っていれば△、残ったマス目が５０個以下であれば×とした。その結果を表１に示す。
【００１７】
＜実施例２＞
実施例２では、基板１としてポリカーボネート樹脂であるＰＣ１１５１（帝人化成（株））の基板を使用したこと以外は、全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００１８】
＜実施例３＞
実施例３では、基板１としてＭＳ樹脂（メタクリルスチレン樹脂）の基板を使用したこと以外は、全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００１９】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例１と同じ材料の基板（アクリライト）を用いた。また、下地層２ｂ（２層目）及び金属層２ｃ（３層目）をＡｌ膜（膜厚４０nm）としたこと以外は、全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２０】
＜実施例５＞
実施例５では、基板１としてポリカーボネート樹脂であるＰＣ１１５１（帝人化成（株））の基板を使用し、下地層２ｂ（２層目）及び金属層２ｃ（３層目）をＡｌ膜（膜厚４０nm）としたこと以外は、全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２１】
＜実施例６＞
実施例６では、下地層２ａ（１層目）をクロム・ニッケル合金を用いてCr・Ni膜を形成したこと以外は、全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２２】
＜比較例１＞
比較例１では、基板１として、アクリル樹脂であるアクリライトを使用し、基板１上に下地層２ａとしてＣｒ膜を膜厚０．２ｎｍ、金属層２ｃ（２層目）としてＡｇ膜を膜厚１１０ｎｍ、保護層２ｄ（３層目）としてＭｇＦ2膜を膜厚２００ｎｍにてこの順に積層し、金属膜付基板を得た。なお、下地層２ｂは形成させず、プラズマ処理も行わなかった。
得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２３】
＜比較例２＞
比較例２では、基板１として、ＭＳ樹脂を使用し、基板１上に下地層２ａとしてＣｒ膜を膜厚０．２ｎｍ、金属層２ｃ（２層目）としてＡｇ膜を膜厚１１０ｎｍ、保護層２ｄ（３層目）としてＭｇＦ2膜を膜厚２００ｎｍにてこの順に積層し、金属膜付基板を得た。なお、下地層２ｂは形成させず、プラズマ処理も行わなかった。
得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２４】
＜比較例３＞
比較例３では、基板１として、アクリル樹脂であるアクリライトを使用し、基板１上に下地層２ａとしてＣｒ膜を膜厚０．２ｎｍ、金属層２ｃ（２層目）としてＡｌ膜を膜厚８０ｎｍ、保護層２ｄ（３層目）としてＭｇＦ2膜を膜厚２００ｎｍにてこの順に積層し、金属膜付基板を得た。なお、下地層２ｂは形成させず、プラズマ処理も行わなかった。
得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２５】
＜比較例４＞
比較例４では、基板１として、アクリル樹脂であるアクリライトを使用し、基板１上に下地層２ａ（１層目）としてＣｒ膜を膜厚０．２ｎｍ、下地層２ｂ（２層目）としてＡｇ膜を膜厚５０ｎｍ、金属層２ｃ（３層目）としてＡｇ膜を膜厚５０ｎｍ、保護層２ｄ（４層目）としてＭｇＦ2膜を膜厚２００ｎｍにてこの順に積層し、金属膜付基板を得た。
なお、プラズマ処理の際に、酸素に替えて不活性ガスであるアルゴンガス（真空度：１．５×１０-2Ｐａ）を用いた。その他の条件は全て実施例１と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２６】
＜比較例５＞
比較例５では、基板１としてポリカーボネート樹脂であるＰＣ１１５１を使用した以外は全て比較例４と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
＜比較例６＞
比較例６では、下地層２ｂ（２層目）及び金属層２ｃ（３層目）をＡｌ膜（膜厚４０nm）としたこと以外は、全て比較例４と同じ条件とした。得られた金属膜付基板を分光光度計にて測定し、その反射特性を検査した。また、実施例１と同様に密着性評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2007119885.tif 000003
【００２９】
＜結果＞
実施例１〜６では、何れも反射率９０％以上を確保するとともに、クロスカットテープ試験にて剥がれが全くなく、高い密着力を得ることができている。これに対し比較例１〜６では、反射率９０％以上を確保するものの、クロスカットテープ試験では剥がれが発生し、充分な密着力を得ることができず、好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態の膜構成を示した概略図である。
【図２】本実施形態における成膜工程の流れを示したフローチャートである。
【図３】本実施形態に用いる真空蒸着機の構成を示した概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板
２  多層膜
２ａ  下地層
２ｂ  下地層
２ｃ  金属層
２ｄ  保護層
２０  真空蒸着機
２１  蒸着源
２２  蒸着物質
２３  真空ポンプ
２４  酸素導入器
２５  プラズマ発生装置
【図１】
2007119885.tif 000004
【図２】
2007119885.tif 000005
【図３】
2007119885.tif 000006