專利名稱：反射器用銀合金反射膜及使用該銀合金反射膜的反射器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種反射器用銀合金反射膜及采用該銀合金反射膜的反射器，具體涉及一種即使加熱反射率的降低也小的高反射率的反射器用銀合金反射膜及采用該銀合金反射膜的反射器。
背景技術：
以往，由于銀膜材料自身的可視光反射率高，被用于各種用途。例如，在車輛燈具反射器、液晶用背光燈、照明器具用反射器、光學部件用反射器、LED等的發(fā)光部件用反射器等用途中，有在玻璃或樹脂基體上，通過濺射等敷層銀，形成銀膜的反射體(反射器)，像這樣將銀膜用作反射器用反射膜。
但是，銀膜對環(huán)境的耐久性不太好，因濕氣等產(chǎn)生劣化，難于長時間使用。此外，由于通過100～200℃的加熱，銀容易擴散，發(fā)生銀的凝聚，因此存在反射率降低的問題。
為此，例如，如特開2001-226765號公報(專利文獻1)所示，提出了在銀中添加多種貴金屬，增加化學穩(wěn)定性的提案。然而，在上述方法中，盡管增大濕潤環(huán)境下的化學穩(wěn)定性，但對于燈輻射等造成的溫度上升，存在表面粗糙度劣化等，不能充分解決耐久性的提高，在實用上還存在需要解決的課題。
此外，在銀膜上設置透明的保護層，也具有提高耐久性的效果。作為這樣的保護層，一般，例如采用特開2000-106017號公報(專利文獻2)所示的有機樹脂或金屬氧化物等，但是，即使用這些材料敷層，在有機系樹脂類中，也存在保護層吸收光或與保護層的成分反應等問題，在金屬氧化物膜中，存在因針孔等缺陷產(chǎn)生劣化的問題。
專利文獻1特開2001-226765號公報專利文獻2特開2000-106017號公報即使利用上述提案的銀合金膜，隨著時間的流逝，特別是因加熱，銀發(fā)生凝聚，失去表面平滑性，特別是出現(xiàn)400～450nm波長范圍的反射率降低的現(xiàn)象。因此，例如，在該銀合金膜上需要厚的敷層，所以，存在損失銀合金膜本身具有的高反射率，此外，生產(chǎn)性降低，或從涂敷材的裂紋、剝離的部分銀合金膜的劣化(表面粗糙)擴展，成品率降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述問題而提出的，目的是提供一種即使在加熱環(huán)境下表面平滑性優(yōu)良、顯示高反射率的反射器用銀合金反射膜，此外提供一種采用具有如此優(yōu)良的特性的銀合金反射膜的反射器。
本發(fā)明者們，為達到上述目的，進行了深入研究，結果，完成本發(fā)明。如果采用本發(fā)明，能夠達到上述目的。
如此完成的、能夠達到上述目的本發(fā)明，涉及反射器用銀合金反射膜，及采用該銀合金反射膜的反射器，是如技術方案1～6記載的反射器用銀合金反射膜(第1～6發(fā)明的反射器用銀合金反射膜)、技術方案7～8記載的反射器(第7～8發(fā)明的反射器)，其構成如下。
即，技術方案1所述的反射器用銀合金反射膜，是以表面粗糙度Ra在2.0nm以下為特征的反射器用銀合金反射膜[第1發(fā)明]。
技術方案2所述的反射器用銀合金反射膜，是含有合計0.1％～3.0原子％(原子數(shù)量％，下同)的稀土類元素的如技術方案1所述的反射器用銀合金反射膜[第2發(fā)明]。
技術方案3所述的反射器用銀合金反射膜，是上述稀土類元素為Nd的如技術方案2所述的反射器用銀合金反射膜[第3發(fā)明]。
技術方案4所述的反射器用銀合金反射膜，是含有合計0.5％～5.0原子％的Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上的如技術方案1～3中任何一項所述的反射器用銀合金反射膜[第4發(fā)明]。
技術方案5所述的反射器用銀合金反射膜，是膜厚為50～300nm的如技術方案1～4中任何一項所述的反射器用銀合金反射膜[第5發(fā)明]。
技術方案6所述的反射器用銀合金反射膜，是在成膜時，進行50～200℃的加熱成膜而得到的如技術方案1～5中任何一項所述的反射器用銀合金反射膜[第6發(fā)明]。
技術方案7所述的反射器，是在基體上形成有如技術方案1～6中任何一項所述的反射器用銀合金反射膜的反射器[第7發(fā)明]。
技術方案8所述的反射器，是在上述基體上作為襯底層形成了含有選自由氧化物、氮化物、氮氧化物構成的一組中的至少一種化合物的膜的如技術方案7所述的反射器[第8發(fā)明]。
本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良、也顯示高的反射率。因此，能夠非常適合用作反射器用銀合金反射膜，并能夠謀求提高其功能。
本發(fā)明的反射器，由于在基體上形成具有上述優(yōu)良特性的本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，所以，即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良、也能夠得到高的反射率，能夠謀求提高其功能。
具體實施例方式
本發(fā)明者們，為達到上述目的，在種種成膜條件下，在基體上形成多種組成的銀合金膜，評價了作為反射器用銀合金反射膜的特性。結果發(fā)現(xiàn)，要充分發(fā)揮銀合金具有的高反射率，銀合金薄膜的表面粗糙度Ra需要在2.0nm以下，此外，因加熱等銀合金薄膜的表面粗糙度增大，反射率降低，即，即使在加熱環(huán)境下，如果表面粗糙度變化減小，反射率也難降低。此外發(fā)現(xiàn)，要實現(xiàn)這樣的表面粗糙度變化小的平滑性優(yōu)良的銀合金反射膜，有效的方法是添加稀土元素，特別是添加Nd。本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)等完成的。以下，主要說明本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜。另外，表面粗糙度Ra為算術平均粗糙度。
本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，如前所述，是以表面粗糙度Ra在2.0nm以下為特征的反射器用銀合金反射膜[第1發(fā)明]。即，是由表面粗糙度Ra在2.0nm以下的銀合金薄膜構成的反射膜。
在銀合金薄膜中，表面粗糙度Ra的增大，同時特別是在可視光的下限區(qū)域(波長400nm左右)的反射率下降。這是由于依賴表面形狀的幾何工學散射和表面等離子體激元造成的吸收。由于銀不易氧化，而且，擴散速度非?？欤虼巳菀子杉訜岬茹y原子發(fā)生移動，引起表面粗糙度的增大。與銀合金薄膜并列用作反射膜的鋁合金薄膜，由于表面的氧化膜的保護作用，實質(zhì)上不引起這樣的表面形狀的變化。
由此，在采用銀合金薄膜的時候，為維持銀本來的高反射率，需要減小表面粗糙度Ra，維持在表面平滑性優(yōu)良的狀態(tài)，為此，在初期階段(成膜后，在加熱環(huán)境下暴露前的階段)，不僅需要表面平滑性優(yōu)良，而且即使在加熱環(huán)境下也需要表面平滑性優(yōu)良。具體是，需要將銀合金薄膜的表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下，因此，在初期階段，不僅需要將銀合金薄膜的表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下，而且即使在加熱環(huán)境下，也需要將銀合金薄膜的表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下。如果銀合金薄膜的表面粗糙度Ra超過2.0nm，銀合金薄膜的短波長區(qū)域的反射率與鋁膜的反射率大致相同，因此失去銀合金薄膜的高反射率的優(yōu)點。另外，銀合金薄膜的表面粗糙度Ra優(yōu)選維持在1.0nm以下。因為這樣能夠更可靠(高水平地)維持高反射率。
本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，如從以上得知，能夠維持銀本來的高反射率。即，本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，如上所述，表面粗糙度Ra在2.0nm以下，這樣，由于是將表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下的銀合金反射膜，所以，在初期階段，不僅是表面粗糙度Ra在2.0nm以下，而且即使在加熱環(huán)境下，表面粗糙度Ra也在2.0nm以下，由此能夠維持高反射率。即，即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良，也能夠顯示高反射率。
為將銀合金薄膜的表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下，只要適當控制添加元素的種類和其添加量就可以。即，通過適當控制添加元素的種類和其添加量，能夠得到成膜后的表面粗糙度Ra在2.0nm以下并可將表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下的銀合金薄膜。
為得到這樣的成膜后的表面粗糙度Ra在2.0nm以下并能夠?qū)⒈砻娲植诙萊a維持在2.0nm以下的銀合金薄膜，作為添加元素，能夠舉例稀土類元素，其添加是有效的。
作為該稀土類元素的添加量(含量)，優(yōu)選設定在0.3原子％以上。如果以0.3原子％以上添加(含有)稀土元素，即使在加熱環(huán)境下，也能夠有效控制起因于銀的表面擴散的晶粒的長大，因此能夠抑制表面粗糙度的變化(增大)。即，即使在加熱環(huán)境下，也難以引起銀的表面擴散，也難產(chǎn)生銀的凝聚(耐熱性優(yōu)良)，另外，由于難于引起晶粒的長大，因此也就難于引起表面粗糙度的變化(增大)。即，耐熱性提高，減小因加熱而引起的表面粗糙度的增大(表面平滑性的降低)或降低其程度。
此時，由于隨著稀土類元素的添加量增大，初期反射率(成膜后，不暴露在加熱環(huán)境或高溫環(huán)境下的狀態(tài)時的反射率)減少，因此優(yōu)選添加量設在3.0原子％以下。因為如果稀土類元素的含量超過3.0原子％，與鋁合金薄膜的反射率的差減小，喪失銀合金具有的高反射率的優(yōu)點。
基于以上觀點，優(yōu)選將稀土類元素的添加量(含量)設定在0.1％～3.0原子％[第2發(fā)明]。于是，能夠更可靠地得到，成膜后的表面粗糙度Ra在2.0nm以下的、能夠?qū)⒈砻娲植诙萊a維持在2.0nm以下的銀合金薄膜，即在初期階段，表面平滑性優(yōu)良、初期反射率高，而且即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良、反射率也高的銀合金薄膜。即，能夠得到，不僅在初期階段，表面平滑性優(yōu)良、初期反射率高，而且加熱造成的表面平滑性的降低也小，即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良、反射率也高的銀合金薄膜。另外，在添加2種以上稀土類元素的時候，將這些添加元素的各自量的合計設定在0.1％～3.0原子％。如將初期反射率設定在更高的水平，稀土類元素的含量優(yōu)選設在2.0原子％以下。
在上述稀土類元素中，特別是Nd的添加有效。即，在添加Nd的情況下，耐熱性特別優(yōu)良(即使在加熱環(huán)境下，也難于引起銀的表面擴散，難于產(chǎn)生銀的凝聚)，因此，能夠有效抑制起因于銀的表面擴散的晶粒的長大，從而能夠抑制表面粗糙度地變化(增大)，減小因加熱造成的表面平滑性的降低，進而能夠更可靠地將表面粗糙度Ra維持在2.0nm以下。此外，初期反射率也能夠達到更高水平。因此，在上述稀土類元素中，優(yōu)選采用Nd，Nd的含量優(yōu)選設定在0.1％～3.0原子％[第3發(fā)明]。更優(yōu)選設定在0.3％～3.0原子％。
如上所述，如果以0.1％～3.0原子％添加稀土類元素的同時，再以0.5原子％以上添加Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上的元素，由此，能夠增大化學穩(wěn)定性，特別是能夠提高對鹵離子的耐性。另外，由于隨著這些元素(Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上)的添加量的增大，初期反射率下降，因此，這些元素的添加量，優(yōu)選設在5.0原子％以下。所以，優(yōu)選以0.5％～5.0原子％添加Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上元素[第4發(fā)明]。另外，在2種以上添加這些元素的時候，這些添加元素的各自量的合計設定在0.5％～5.0原子％。要得到更高水平的初期反射率，這些元素的含量優(yōu)選設定在3.0原子％以下。在這些元素中，對鹵離子的耐性，按Cu＜Au、Pt＜Pd的順序更有效，要提高此耐性，在添加Pd時效果最大。
在本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜中，其膜厚優(yōu)選設定在50～300nm[第5發(fā)明]。對于小于50nm的膜厚，由于透過光，因此有難于得到足夠的反射率的傾向，另外，表面粗糙度隨膜厚的增加而顯著增大，如果膜厚超過300nm，因為得不到平滑的表面，有難于得到高反射率的傾向。
從密合性等角度考慮，在一邊進行50～200℃的基板加熱一邊成膜的時候，晶粒生長得到抑制，能夠得到表面平滑的銀合金反射膜。因此，在成膜時，也可以進行50～200℃的加熱成膜，在進行上述加熱成膜時，有能提高膜的密合性的優(yōu)點[第6發(fā)明]。
本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，也可以形成在含有稀土類元素特別是Nd的銀合金薄膜上，成膜不含稀土類元素的銀合金薄膜的結構。在設定這樣的結構時，除具有表面粗糙度Ra在2.0nm以下的非常平滑的表面外，由于利用下層的含有稀土類的銀合金薄膜提高耐熱性，所以在具有高反射率的同時，還具有更優(yōu)良的耐熱性。
本發(fā)明的反射器，在基體上形成有本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜[第7發(fā)明]。該反射器，即使在加熱環(huán)境下，表面平滑性也優(yōu)良，也顯示高的反射率。
上述銀合金反射膜在基體上的形成，例如，可利用濺射、蒸鍍等PVD(物理蒸鍍)工藝進行。作為基體，可以選擇使用適宜的材質(zhì)、形狀，例如，采用樹脂、剝離、金屬等。此外，以改進密合性或改進勢壘(barrier)性為目的，也可以在基體上作為襯底層形成包含選自氧化物、氮化物、氮氧化物一組中的至少一種化合物的膜[第8發(fā)明]。另外，作為該襯底層，不限定只含氧化物的膜、只含氮化物的膜或只含氮氧化物的膜，也可以采用含有2種以上的這些化合物的膜，或在其中含有其它物質(zhì)的膜。此外，作為只含氧化物的膜，不限定于只含一種氧化物的膜，也可以采用含有2種以上氧化物的膜。在只含氮化物的膜的情況下，也同樣可以采用含有2種以上的氮化物的膜。在只含氮氧化物的膜的時候，同樣也可以采用含有2種以上氮氧化物的膜。
關于上述襯底層，作為含有氧化物的膜，例如，可列舉以氧化鉛、氧化錫、氧化鈦、氧化銦、ITO、氧化釔、氧化鋯、氧化鋁等氧化物為主成分的膜。作為含有氮化物的膜，例如，可列舉以氮化硅、氮化鋁、氮化硼等氮化物為主成分的膜。作為含有氮氧化物的膜，例如，可列舉以硅鋁氧氮耐熱陶瓷等氮氧化物為主成分的膜。
上述襯底膜的形成方法，不特別限定，只要采用適合襯底膜的組成的方法，在基體上形成襯底膜就可以。作為該成形方法，例如，有濺射法、等離子CVD法(化學蒸鍍法)、溶膠凝膠法等。
為進一步提高耐久性或耐候性，或根據(jù)使用環(huán)境，為進一步提高耐藥劑性、耐磨損性、耐傷性、抗銀凝聚性等特性，也可以在銀合金反射膜(銀合金薄膜)上設置保護膜。
作為形成本發(fā)明的含有稀土類元素的反射器用銀合金反射膜的濺射靶材，采用含有稀土類元素的銀合金濺射靶材就可以。
作為上述銀合金濺射靶材，優(yōu)選采用由用熔煉·鑄造法制作的銀合金制成的靶材(以下，也稱為熔煉銀合金靶材)。上述熔煉銀合金靶材的組織均勻，此外，由于濺射率及出射角度均勻，能夠穩(wěn)定得到成分組成均勻的銀合金薄膜，結果能夠得到更高性能的銀合金膜形成體。另外，如果控制上述熔煉銀合金靶材的氧含量(優(yōu)選控制在100ppm以下)，容易使膜形成速度保持恒定，此外，由于還能夠降低銀合金薄膜中的氧含量，因此能夠提高該銀合金薄膜的耐蝕性。
用于形成本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜的銀合金濺射靶材，優(yōu)選是合計含有0.1％～3.0原子％的稀土類元素的靶材。如果采用該銀合金濺射靶材，能夠形成合計含有0.1％～3.0原子％稀土類元素的、表面粗糙度Ra在2.0nm以下的反射器用銀合金反射膜。
在利用濺射法形成本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜的時候，作為濺射法的條件，不特別限定?？衫脼R射法，在基體上形成具有與濺射靶材的組成相同的組成比率的銀合金薄膜(銀合金反射膜)，但通過多種條件設定，有時能夠多少濃縮銀或合金元素，靶材組成和銀合金薄膜組成出現(xiàn)微小差別(到小數(shù)點以下第2位的差)，但如果調(diào)整濺射時的條件(例如功率)，能夠得到具有所要求組成的銀合金薄膜。
如果采用作為稀土類元素含有0.1％～3.0原子％Nd的濺射靶材，能夠形成含有0.1％～3.0原子％Nd的銀合金反射膜。
此外，如果采用還含有合計0.5％～5.0原子％Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上元素的濺射靶材，還能夠形成含有合計0.5％～5.0原子％Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上元素的銀合金反射膜。
在形成本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜的時候，也可以采用濺射法以外的真空蒸鍍法等物理蒸鍍法或CVD法等化學蒸鍍法。
實施例以下，說明本發(fā)明的實施例及比較例。另外，本發(fā)明不限定于該實施例，在符合本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，也可適當變更實施，這些都包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。以下，在實施例中，為表示合金組成，有時只以“％”表示，但也是表示原子％(原子數(shù)量％)。
實施例1、比較例1采用直徑100mm的Ag-0.7％Nd-0.9Cu熔制靶材(Nd量0.7at％、Cu量0.9at％的熔制銀合金靶材)，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜，得到試樣A。
此外，采用直徑100mm的純銀靶材，利用與上述相同的方法，在與上述相同的玻璃基板上，成膜膜厚100nm的純銀薄膜，得到試樣B。
另外，采用直徑100mm的Al-1.0％Ti熔制靶材(Ti量1.0at％的熔制鋁合金靶材)，利用與上述相同的方法，在與上述相同的玻璃基板上，成膜膜厚100nm的鋁合金薄膜，得到試樣C。
此時，成膜條件，哪種情況都為，基板溫度室溫、極間距離55mm、成膜功率100W。另外，為改變得到的銀合金薄膜及純銀薄膜的表面粗糙度，在2～10mTorr的之間變化成膜時的Ar氣壓。
另外，為研究上述銀合金薄膜及鋁合金薄膜的組成，采用與上述同樣的熔制銀合金靶材及熔制鋁合金靶材，利用與上述相同的方法，在浮動玻璃上成膜銀合金薄膜及鋁合金薄膜，采用ICP法分析膜的組成。
對上述試樣B(純銀薄膜/玻璃基板)的一部，在真空熱處理爐(真空度小于1×10-5Torr)中，進行150℃×1Hr的熱處理、200℃×1Hr的熱處理。
對這樣得到的試樣A(銀合金薄膜/玻璃基板)、試樣B(純銀薄膜/玻璃基板)、經(jīng)過熱處理的試樣B、試樣C(鋁合金薄膜/玻璃基板)，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。此時，Ra采用原子間力顯微鏡(Digital Instrument制Nanoscopea)，按測定范圍2.5×2.5μ進行。另外，通過上述組成的分析，確認試樣A的銀合金薄膜為Ag-0.7％Nd-0.9％Cu合金薄膜，試樣C的鋁合金薄膜為Al-1.0％Ti合金薄膜。
該測定結果與薄膜的組成及成膜條件一同示于表1。從表1可以看出，無論在純銀薄膜，還是在銀合金薄膜(Ag-0.7％Nd-0.9Cu合金薄膜)，隨著表面粗糙度Ra的增大，反射率降低。特別是，如果表面粗糙度Ra超過2.0nm，反射率顯著降低，幾乎沒有與鋁合金薄膜的有意差。
另外，隨著成膜時的Ar氣壓的升高，得到的純銀薄膜的表面粗糙度Ra增大，此外，得到的銀合金薄膜的表面粗糙度Ra也增大。此外，在純銀薄膜中，由于熱處理，表面粗糙度Ra增大，其程度是，熱處理溫度越高增大程度越大。銀合金薄膜的表面粗糙度Ra小于純銀薄膜及鋁合金薄膜的表面粗糙度Ra。
實施例2、比較例2采用直徑100mm的純銀靶材，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜膜厚100nm的純銀薄膜，得到試樣D。
此外，在直徑100mm的純銀靶材上，載置5×5mm金屬片(Nd或Y)，將其用作靶材，按照與上述相同的方法，在與上述相同的玻璃基板上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜(Ag-Nd合金薄膜、Ag-Y合金薄膜)，得到試樣E。
另外，在直徑100mm的純銀靶材上載置5×5mm金屬片(Au、Cu、Pd或Pt)，將其用作靶材，按照與上述相同的方法，在與上述相同的玻璃基板上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜(Ag-Au合金薄膜、Ag-Cu合金薄膜、Ag-Pd合金薄膜、Ag-Pt合金薄膜)，得到試樣F。
此時，成膜條件，哪種情況都為，基板溫度室溫、極間距離55mm、成膜功率100W、Ar氣壓2mTorr。
另外，為研究上述銀合金薄膜的組成，采用與上述同樣的靶材，按照與上述相同的方法，在鹼石灰玻璃上成膜銀合金薄膜，采用ICP法分析膜的組成。
對按照上述這樣得到的試樣D(純銀薄膜/玻璃基板)、試樣E(銀合金薄膜/玻璃基板)、試樣F(銀合金薄膜/玻璃基板)，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。另外，反射率是將在波長650nm(納米)下的值作為測定值。
此外，對上述試樣D、試樣E、試樣F，在大氣中，在進行了250℃×1Hr的熱處理后，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。另外，通過上述組成的分析，確認試樣E的銀合金薄膜(以下，也稱為含稀土類的銀合金薄膜)為表2所示的組成薄膜(Ag-Nd合金薄膜、Ag-Y合金薄膜)，試樣F的銀合金薄膜(以下，也稱為含貴金屬的銀合金薄膜)為表2所示的組成薄膜(Al-Au合金薄膜、Al-Pd合金薄膜、Al-Pt合金薄膜)。
上述測定結果與薄膜的組成一同示于表2。從表2可知，對于純銀薄膜，在成膜后熱處理前，盡管表面粗糙度Ra小，反射率(初期反射率)高，但在熱處理(250℃×1Hr)后，表面粗糙度Ra增大，反射率降低。即，通過熱處理，表面粗糙度Ra大大增大，反射率顯著降低，耐熱性惡化。
關于含貴金屬的銀合金薄膜(試樣F的銀合金薄膜)，與純銀薄膜相比，雖然耐熱性好，熱處理造成的表面粗糙度Ra的增大小，反射率的降低也小，但在熱處理(250℃×1Hr)后的表面粗糙度Ra超過2.0nm，反射率低。
對此，含稀土類元素的銀合金薄膜(試樣E的銀合金薄膜)，耐熱性優(yōu)良，熱處理(250℃×1Hr)造成的表面粗糙度Ra的增大也小，反射率的降低也小。
其中，在Ag-Nd合金薄膜中，關于Nd0.1％的薄膜(Ag-0.1Nd合金薄膜)，熱處理前的表面粗糙度Ra為1.2nm，初期反射率與純銀薄膜時同樣高，為89.6％，但熱處理(250℃×1Hr)后的表面粗糙度Ra為2.0nm，盡管Ra多少增大，反射率也達到83.9％，與純銀薄膜相比，大大改善。
Nd量為0.3％的薄膜(Ag-0.3Nd合金薄膜)，熱處理(250℃×1Hr)后的表面粗糙度Ra為0.9nm，反射率為86.2％，熱處理造成的反射率的降低很小。在Nd量更多的薄膜中，當然不會發(fā)現(xiàn)熱處理(250℃×1Hr)造成的表面粗糙度Ra的增大，但隨著Nd量的增加，熱處理造成的反射率的降低的程度進一步減小，在Nd量在3.0％以上的薄膜中，未發(fā)現(xiàn)熱處理造成的反射率的降低。另外，隨著Nd量的增大，初期反射率降低，在Nd量在4.0％以上的薄膜中，初期反射率為78.5％。
關于Ag-1.0Y合金薄膜，與Ag-0.1Nd合金薄膜相比，初期反射率多少降低或同等，熱處理(250℃×1Hr)后的反射率多少降低，熱處理造成的反射率的降低的程度稍微有些大。
實施例3采用直徑100mm的Ag-0.7％Nd靶材(熔煉材料)，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜(Ag-Nd合金薄膜)，得到試樣G。
此外，在直徑100mm的Ag-0.7％Nd靶材(熔煉材料)上，載置5×5mm金屬片(Cu、Au、Pd或Pt)，將其用作靶材，按照與上述相同的方法，在與上述相同的玻璃基板上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜(Ag-Nd-Cu合金薄膜、Ag-Nd-Au合金薄膜、Ag-Nd-Pd合金薄膜、Ag-Nd-Pt合金薄膜)，得到試樣H。
此時，成膜條件，哪種情況都為，基板溫度室溫、極間距離55mm、成膜功率100W、Ar氣壓2mTorr。
另外，為研究上述銀合金薄膜的組成，采用與上述同樣的靶材，利用與上述相同的方法，在鹼石灰玻璃上成膜銀合金薄膜，采用ICP法分析膜的組成。
對上述這樣得到的試樣G(銀合金薄膜/玻璃基板)、試樣H(銀合金薄膜/玻璃基板)，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。
此外，對上述試樣G、試樣H，在大氣中，在進行了250℃×1Hr的熱處理后，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。另外，通過上述組成的分析，確認試樣G的銀合金薄膜(以下，也稱為Ag-Nd合金薄膜)為表3所示的組成薄膜，試樣H的銀合金薄膜(以下，也稱為Ag-Nd貴金屬系合金薄膜)為表3所示的組成薄膜(Ag-Nd-Cu合金薄膜、Ag-Nd-Au合金薄膜、Ag-Nd-Pd合金薄膜、Ag-Nd-Pt合金薄膜)。
另外，對上述試樣G、試樣H(成膜后不立即進行上述熱處理的)，進行鹽水浸漬試驗[NaCl濃度0.05mol/L(升)、浸漬時間15分鐘]，目視觀察變色·剝離的狀態(tài)。目視發(fā)現(xiàn)剝離·全面變色的，判定為×(不良)；在試驗體的基板上發(fā)現(xiàn)20個以上1mm以上的白點的，判定為△；發(fā)現(xiàn)5～20個的，判定為○(良好)；完全未觀察到的，判定為◎(極好)。
上述測定及試驗的結果與薄膜的組成一同示于表3。由表3可知，試樣G的銀合金薄膜(Ag-0.7Nd合金薄膜)，在鹽水浸漬試驗的結果為×，屬不良，耐鹽水性差。而試樣H的銀合金薄膜(Ag-Nd貴金屬系合金薄膜)，除Ag-0.7Nd-0.3Cu合金薄膜的情況之外，耐鹽水性為△或○(良好)或者◎(極好)，屬優(yōu)良。即，通過在Ag-Nd中進一步添加Cu、Au、Pd、Pt，提高了耐鹽水性，耐鹽水性隨著這些元素的添加量(含量)的增加而提高。另外發(fā)現(xiàn)，有初期反射率隨著這些元素的添加量的增加而降低的傾向。
實施例4、比較例3采用直徑100mm的Ag-0.7％Nd靶材(熔煉材料)，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜銀合金薄膜(Ag-Nd合金薄膜)，得到試樣I。并且，變化膜厚。
此外，在直徑100mm的Ag-1.0％Au靶材、Ag-1.0％Cu靶材、Ag-1.0％Pd靶材(熔煉材料)上，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜銀合金薄膜(Ag-Au合金薄膜、Ag-Cu合金薄膜、Ag-Pd合金薄膜)，得到試樣J。另外，變化膜厚度。
此時，成膜條件，哪種情況都為，基板溫度室溫、極間距離55mm、成膜功率100W、Ar氣壓2mTorr。但是，調(diào)整成膜時間，以此改變銀合金薄膜的膜厚。
對上述這樣得到的試樣I(銀合金薄膜/玻璃基板)、試樣J(銀合金薄膜/玻璃基板)，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。
上述測定結果與薄膜的組成及膜厚度一同示于表4。由表4可知，隨著膜厚度的增加，表面粗糙度增大，反射率降低。由于在50nm以下透過光，所以外觀上看反射率大大降低。
實施例5、比較例4采用直徑100mm的Ag-0.7％Nd靶材(熔煉材料)，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜膜厚為100nm的銀合金薄膜(Ag-Nd合金薄膜)，得到試樣K。
此外，使用直徑100mm的Ag-1.0％Au靶材、Ag-1.0％Cu靶材、Ag-1.0％Pd靶材(熔煉材料)，利用DC磁控濺射法，在玻璃基板(康寧#1737、尺寸直徑50mm、板厚0.5mm)上，成膜膜厚100nm的銀合金薄膜(Ag-Au合金薄膜、Ag-Cu合金薄膜、Ag-Pd合金薄膜)，得到試樣L。
此時，成膜條件，哪種情況都為，極間距離55mm、成膜功率100W、Ar氣壓2mTorr。但是，將基板溫度作為參數(shù)改變。即，將基板溫度設定為室溫(23℃)、50、100、150、200、250℃。
對上述這樣得到的試樣K(銀合金薄膜/玻璃基板)、試樣L(銀合金薄膜/玻璃基板)，利用與實施例1相同的方法，測定反射率及表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)。
上述測定結果與薄膜的組成及成膜溫度(基板溫度)一同示于表5。由表5可知，對于Ag-Au合金薄膜、Ag-Cu合金薄膜、Ag-Pd合金薄膜，成膜時的基板溫度為100℃，表面粗糙度Ra增大，超過2.0nm。即，在基板溫度100℃的成膜，增大薄膜表面粗糙度。而Ag-Nd合金薄膜，無論成膜時的基板溫度在100℃時，還是在150～250℃時，表面粗糙度Ra都小，在2.0nm以下。這樣，Ag-Nd合金薄膜的情況下，成膜時的基板溫度的影響小，到200℃的基板溫度，也幾乎不影響薄膜表面粗糙度的增大。
使用波長780nm并且具有一個光發(fā)射點的VCSEL光源。其它條件與第一實施方案相同。
試驗方法通過以下方法對雙纖芯光纖纜的一根光纖進行試驗。
所述光纖的軸線與VCSEL對齊，以通過使用球透鏡用相同的放大倍數(shù)耦連到VCSEL的光發(fā)射面上。在此，耦合效率是0.8dB。
傳輸損耗測量通過對光源波長進行削減測量的方法進行。
光纖帶寬通過采用時域方法測量50m的長度進行。
光源壽命測量條件在2mW輸出和60℃溫度條件下進行加速試驗。
耦連效率(在VCSEL發(fā)光側)使用球透鏡相同放大倍數(shù)系統(tǒng)，以有目的地向XY方向(垂直于軸線的方向)移動纖維軸線80μm，并且VCSEL和光纖相互耦連以進行測量。
模噪音通過3Gbps處眼孔圖樣中眼孔附近的噪音水平估算。
表1


表2

表3

表4

表5

本發(fā)明的反射器用銀合金反射膜，由于即使在加熱環(huán)境下，也具有優(yōu)良的表面平滑性，顯示高的反射率，因此能夠非常適合用作反射器用銀合金反射膜，能夠謀求提高其功能。
本發(fā)明的反射器，由于在基體上形成具有上述優(yōu)良特性的反射器用銀合金反射膜，因此也特別適合用于加熱環(huán)境下的用途。
權利要求
1.一種反射器用銀合金反射膜，其特征在于表面粗糙度Ra在2.0nm以下。
2.如權利要求1所述的反射器用銀合金反射膜，其中，含有合計0.1％～3.0原子％的稀土類元素。
3.如權利要求2所述的反射器用銀合金反射膜，其中，上述稀土類元素是Nd。
4.如權利要求1所述的反射器用銀合金反射膜，其中，含有合計0.5％～5.0原子％的Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上。
5.如權利要求1所述的反射器用銀合金反射膜，其中，膜厚為50～300nm。
6.如權利要求1所述的反射器用銀合金反射膜，其中，在成膜時，進行50～200℃的加熱成膜而得到。
7.一種反射器，其中，在基體上形成有如權利要求1所述的反射器用銀合金反射膜。
8.如權利要求7所述的反射器，其中，作為襯底層，在上述基體上形成含有從由氧化物、氮化物、氮氧化物構成的一組中選擇的至少一種的膜。
全文摘要
一種反射器用銀合金反射膜及反射器，(1)是以表面粗糙度Ra在2.0nm以下為特征的反射器用銀合金反射膜，(2)在上述銀合金反射膜中含有合計0.1％～3.0原子％的稀土類元素(Nd等)，或者是進一步含有合計0.5％～5.0原子％的Au、Pd、Cu、Pt中的一種以上的反射器用銀合金反射膜，(3)在基體上形成上述銀合金反射膜的反射器等。該反射器用銀合金反射膜和反射器，即使在加熱環(huán)境下表面平滑性也優(yōu)良、顯示高反射率。
文檔編號F21V17/00GK1576892SQ20041006321
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權日2003年7月7日
發(fā)明者高木勝壽, 中井淳一, 佐藤俊樹, 田內(nèi)?；?申請人:株式會社神戶制鋼所