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JPS58208703A - 多層膜反射鏡の製造方法 - Google Patents

多層膜反射鏡の製造方法

Info

Publication number
JPS58208703A
JPS58208703A JP57091370A JP9137082A JPS58208703A JP S58208703 A JPS58208703 A JP S58208703A JP 57091370 A JP57091370 A JP 57091370A JP 9137082 A JP9137082 A JP 9137082A JP S58208703 A JPS58208703 A JP S58208703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
mirror
stable oxide
tio2
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57091370A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Kubo
樹生 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPS58208703A publication Critical patent/JPS58208703A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/286Interference filters comprising deposited thin solid films having four or fewer layers, e.g. for achieving a colour effect
    • G02B1/105
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14Protective coatings, e.g. hard coatings
    • GPHYSICS
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
    • GPHYSICS
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空蒸着、スパッタリング或いはイオンプレー
テングなどの真空めっき法による光学的多層反射被膜と
墜装法や印刷法による有機高分膜を被着して成る反射鏡
の製造法に関するもので、自動車用、室内用、化粧臭用
或いは内外装建材用に適用される多層膜反射鏡の製造方
法に関するものがめる。
従来自動車用灯具の反射鏡や後写鏡等は第1図の一部拡
大lI!Fr面図に例示するように、基材aの合成樹脂
等の基材面上に銀(Ag)又はクローム(Cr)を真空
蒸着とか化学めっきにより仮着して被膜を形成している
。図(イ)は透明合成樹脂製の基材aにアンダーコート
dをぬり裏面には上記反射膜すを蒸着させて更に塗料を
塗着して保護膜cf施して裏面鏡としfc場合であり、
(ロ)図は基材aの表面に反射膜すを仮着するか、又は
更に透光性保護膜eを塗着し表面鏡とした場合である。
一般に薄膜形成法に次の方法があることが知られている
1)真空蒸着法=最っとも多く適用されている製造法で
、粉末又は粒子状の材料をル ツボに入れ、真空中で加熱し、蒸発 させて、基板に薄膜を析出させる。
2)スパッタリング法二上記と同材料を溶解や焼結など
によシダーゲットとし、これを真空 中でアルゴンイオンでスパッター させ基板に薄膜を析出させる。
3)イオンブレーティング法=真空中で、基板に100
〜600V程度の負のバイアス電圧を与え、 蒸発材料を直流や高周波によって イオン化させて、基板に薄膜を析 出させる。
4)気相反応法=酸化物薄膜の製造法で、揮発性の高い
塩化物と水蒸気や炭酸ガスな どを接触させ加水分解を起し生じ た水酸化物を、加熱基板上に分解、 析出させる。公害の危険があるた 5)液相反応法=4と同様に酸化物薄膜の製造法で、基
板に金属アルコオキサイド溶液 をスプレーや浸漬法によって塗布 し、これを加熱分解させて薄膜を 析出させる。
(注)上記1〜3を真空めっき法と総称する。
前記第1図(イ)の裏面鏡ではAgの鉄還元法等が用い
られたが殆んどA/の真空めっき法が適用されている。
(ロ)図の表面駿の場合ではCr等の硬質の金属が用い
られ何れの方法でも金属光沢のモノクローム的使用が多
い。
しかるに近年、特に目動車用後写鏡ではπ色の色光の反
射鏡が、特に欧州では可成り採用されて防眩効果やデザ
イン性に於てすぐれた性能を発揮している。この要求に
は前記の従来法では着色及び反射率に於て満足させるこ
とが困難でおる。すなわち前記従来の方法で青色の鏡を
作成しようとするならば図(イ)の場合の星面鏡では透
明な基材a自体にπ色の染料(有機又は無機質)を混合
して金属族すからの反射光を着色するが、図(ロ)の表
面鏡では透光性保護膜eを前記同様π色に着色するかし
なければならないが、何れも染料の混入を心安とし単光
性染料の製造が困難で、着色のバラツキが出ること、染
料等の耐候性がよくない又吸収があり鮮やかな色になり
難い等の問題がある。
しかして従来光学機器関係の反射防止膜としてのレンズ
コーテングや干渉フィルターでは酸化物、弗化物又、は
恢化物ガどの非金属膜の多層膜が通用されており光学的
効果を発揮していることはよく知られている。例えはπ
色を呈する反射鏡はいわゆる上記の非金属膜の光の干渉
作用による干渉色を応用したもので、この方法の反射娩
が自動車への採用に遅れていたのは、前記従来の金属膜
に比べてコスト高でら9且有色のために使用範囲が限ら
れてくることの理由であると推定される。しかし前記の
ように青色の鏡は機能性が高く外観も美しいことから要
求が高まっており前記の従来工法では得られない色光の
精度と反射率を具備するものである。
第1図の従来例09図は、前述のt」に示す近年ドイツ
製の銑に見られるもので基材aにガラスの場合であるが
、前記5)の液相反応法により多II肢fを両面に形成
させて、Cの黒色塗膜を塗着しているが詳細は不明でる
る。又に)図は上記1)乃至3)の真空めっき法で多層
膜gt−槓層して保厭lieを履着している。例えばg
の多層膜の第1層g1にはT h O21g 2にiv
1gF2更に纂3のgj &こTiO2を重浴している
例である。基本的には酸化物、フッ化物及び憾化物等の
各薄膜はそれぞれ固有の屈折率を有し基板より高い屈折
率の単層族を形成さゼた場合、膜の光学的厚さがλ/′
4(λは波長)の奇数倍となると波長位置で反射率が最
大となることが知られており、又単層ではあま9蔽い反
射率が得られないために、その目的に応じて光学的厚さ
の等しい高屈折率層と低屈折率膜とを交互に*wsシて
多層膜全形成させるものである。父上記非金属膜は金属
膜(Ag等)に比べて吸収の極めて少ない透明体である
ために有色の反射体として利用するには何らかの吸収体
が心安となシ黒色の塗料の保護gcを塗着している。
前述の従来の工法による反射膜では、特に後者の真壁め
っき法による多層膜の中のTioz層は基材の合成*脂
又は臂機^分子系のアンダコート及び同法W!に膜と直
接接する面との付着性が非常に思いため、耐候性評価試
験などでは劣化による剥g’t−生じ、実用性がない。
一方この付着力の改良のために、上記有機高分子系の塗
料の改質が要求されるが、コストも尚くなり妖術的にも
容易でない。
又液相反応法による(ハ)図の方法では、膜質が無足形
構造のために真空めっき法に比して軟質で、傷もつきや
すいし又反射率も低い上、皮漬による基材面上の造膜の
ため反射像が重鎖となり、表面鏡としてf用することの
たのにきず、付層物が1誓して色光の変化が目立つ。
本発明は上述したような従来の工法による反射鏡の欠陥
であるfj層力を改良し且耐恢性を同上させた良質の−
を+1表する工法を提供するものである。
第2図乃至第4図は不@四の製造法により構成された反
射鏡の一部断面の拡大図でるる 第2図は本発明の代表
的実施例でおる。基本的には基材Pの透明合成樹脂材(
例えばメタアクリル、ポリエーテート、ポリスチロール
、ポリエーテルサルホン等)にはアウトガスを抑止する
と共に面のきすを平滑化するためのM機高分子基アンダ
ーコートUを塗着する。次に真空めっき法により安定酸
化物Ill (Sing 、 JsOa又は両者の混合
物)を蒸着した後多層膜Aとして第1層にTies第2
にMgF2最終層にTi0gを蒸着して保W!l膜Cを
塗着させて裏面鏡として使用する。くわしく工程を説明
すると、 1、基材の前処理工程 アクリル樹脂板(厚さ3 m )基材Pを色剤中に超音
波洗浄した後にすみやかに脱水し温風乾燥する。次に有
機高分子系のクリヤーの*科甲にディップしてアンダー
コートU′ft:施しセツテングして80°C位の乾燥
炉中で工H焼付する。
+1.  真空めっき工程 前記前処理した板をスパッタリング装置の治具に取付け
て排気して70°Cに加熱する。一方ターゲットにaS
ing板として、アルゴン雰囲気中で真空L 1.33
 X 10−’paの圧力に制御して高周波スパッタリ
ングにょシ安定酸化膜Aをつくシ、更に(TiO2+M
gFz + TiO4)の多層膜を同じタンク内でスパ
ッタリングし再び5i02で酸化膜をつくる。尚多層膜
は前述のように何層に組合わせてもよい。
111、保握膜工程 11の処理によp造膜した試料?r:タンクより出して
黒色塗料の保匪膜Ct−塗着して、セッテング後70〜
80°Cで乾燥する。
上記のような工程で造膜した反射鏡の劇久住をテストで
比較するために、最終層のS io2の酸化物Mを省略
した試料とを比較テストした結果を次表に示す。
上記データで明らかなように5in2の効果は明らかに
現われている。
その他の実施例として第3図は裏面鏡、第4図は表面鏡
の場合を示している。第3図(イ)図は透明なる合成樹
脂等の基材PにアンダコートUを塗潰し安定酸化物層A
を蒸着して次にTiO2+0層と更に安定酸化物層Aそ
の上に(d有機高分子系の保護膜Cを塗着する。(ロ)
図は最終層がTiO2の多層膜りの場合で、醒化物鳩A
6保履膜Cとの間だけに形成させる。(ハ)図はTiO
2が第1層となる場合である。第4区(イ)図はTiO
2の単層膜の上下に安定酸化物層Ai重ねて最上層にク
リヤの保護膜Tをトップコートする表面鏡の場合でるる
。(ロ)図は多層膜Aの最終層がTiO2の時で、(ハ
)図は第1層がTiO2の場合、に)図は第1層と最終
層がTi1tの場合、(ホ)図は基材Pが金属の場合で
ある。
第5図には各種サンプルの分光反射率曲線を示したもの
で、曲線Ag、Crは従来の金属による単層##膜の場
合で無色のモノクロームであり、 SH曲線は前述の液
相反応法による青色系のものである。
本発明の製法によるものはExp 1とEXP 2の曲
線ヤ示され、特にExp 1は前述の第2図に示す鏡の
場合である。EXP 2は反射率が低く単に(SiO2
+’  Ti02)の各単層によるためである。上記曲
線に示すよう本発明のExp 1の曲線ではSH曲線よ
り明るく出ているので色調も良好である。
尚上述の多層膜では実際には高屈折率物質としてTiC
hを基本として形成させているが、中間にはZrO2、
CeO2、ZnSでよいし、低屈折率ではAA!F63
Na 、 MgF2 、 CeFg又は5102でよく
、これ等を交互に積層することにより反射膜を形成する
この場合の安定酸化物腰Aの厚みは低反射率膜としてV
4やλ/2になるように膜厚制御すiは尚有効であるが
、特に制約する必要はない。結果的に多層膜の構成をし
ても適時選択すればよい。
以上本発明はTiCh層を他の被膜と積層するに当り、
有機高分子材料系の表皮層或いは同じ系の保護膜と前記
TiO2が膜面に直接重着することを回避するために、
安定酸化物膜の8402 、 A12C)gの何れか一
つか或いは両者の混合物を中間層として   ゛介在す
ることを特徴とする多層膜反射鏡の製造方法であるため
に、TiO2膜の層間付着性を著しく改善し、極めてす
ぐれた耐久性を具備した反射鏡をつくることが可能であ
る。又耐湿性や耐温水性も良好で過酷なる環境でも耐用
し得る。この理由については明らかでないが、 TiO
2膜と有機質基体の相互間で何らかの九化学的反応が促
進されるものと思われ、且この傾向が真空めっき法で強
いのはTiO2の膜構造に関連するものと推測される。
この反応を阻止するものとして酸化物膜の5i02等が
奏効している。次に本発明の製造法では従来技術の有機
高分子膜やプラスチック材を採用し得るため特別な工程
変更や配合を必要としないので低コストが計れる。又真
空めっき法によるTiO2膜の特徴すなわち結晶構造(
ルチル型やアターゼ型)を作るため、硬くきすがつきに
くいことや屈折率が高いために反射率を高くできること
の特徴を生かして、表面や裏面のいずれの機能を満たす
反射鏡を作ることができるので、液相反応法のような欠
点を改善し得た。
以上のように本発明の製造法により得られる反射鏡は耐
候性と耐摩耗性が良好な上水エコストを安くすることが
できるのである。
尚当然のこと乍ら、本発明による製造法は上記実施例に
のみ限定されるものではない。すなわち、薄膜の形成方
法や基本構成物質以外の物質及び保護膜の有機高分子系
物質は何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)、(ロ)、(ハ)及びに)は共に従来工法
による反射鏡の一部拡大断面を示す構成図である。第2
図は本発明による製造方法による多層膜反射鏡の拡大断
面図で基本的構成の場合の裏面鏡、第3図(イ;1.(
ロ)、(ハ)は同じく裏面跣の場合の他の実施机、第4
図(イ)乃至(ホ)の表面鏡の場合である。第5図は種
々の例の分光反射率曲線を示す。 P・・・基材、A・・・安定酸化物膜、L・・・多層膜
、T。 C・・・保護膜、U・・・アンダーコート。 特許出願人 久 保 樹 生 代理人 弁理士 秋  本  正  実第1図 (イ) (ハ) (二ン 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  ガラス、セラミック、又は金属等の基材に有
    機高分子系のアンダーコート、或いは合成樹脂表面、す
    なわち有機高分子系の表皮層に反射被膜を形成する多層
    膜反射鏡の製造方法であって、前記表皮層面上に真空め
    っき法によp二醒化ケイ素(5i02 )又はアルミナ
    (、L/20’a)の何れが1つが、或いは両者の混合
    物(A120B−8lo2)の安定酸化物膜を蒸着する
    第1工程と、同じく真空めっき法により酸化チタン(T
    i0z )の単層又は第1層と最終層がTi0gの多層
    膜を蒸着する第2工程と、更に前記安定酸化物膜を蒸着
    する第3工程と、最後に有機高分子系の保護膜を塗着す
    る第4工程とからなることを特徴とする多層膜反射鏡の
    製造方法。
  2. (2)樹脂の基材面上に真空めっき法により第1層がT
    iO2以外の化合物とし最終層がTiO2とする多ノ台
    膜を蒸着する第1工程と、安定酸化物膜を蒸着する第2
    工程と、更に保、歴膜を塗着する第3工程とからなるこ
    とを特徴とする多層膜反射鏡の製造方法。
JP57091370A 1982-05-31 1982-05-31 多層膜反射鏡の製造方法 Pending JPS58208703A (ja)

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