镀银反射镜的制作方法

专利名称：镀银反射镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学技术，特别是涉及一种在投影机，照相机，显微镜，望远 镜，复印机，聚光型太阳电池等光电机器上使用的反射镜技术，更具体的说是针对 有银层的高反射银镜的耐环境性能的改良技术。
背景技术：
Ag膜作为一种高反射率的反射镜，在照相机，复印机，显微镜，打印机，放映 机，聚光型太阳电池等各种光学机器中被广泛地使用。然而，用于投影机中、聚光 型太阳能电池上的银反射镜，必须在高温等恶劣条件下长时间使用；在梅雨季节， 则必须长时间暴露在高湿度的状态下。因此，广泛需求一种拥有耐高温高湿的，耐 环境特性出色的Ag反射镜产品。
作为具体的例子，例如，长时间在高温高湿的环境下使用，反射层的Ag膜层和 其上下膜层间不能发生剥离，浮起，或破裂等的缺陷；而且Ag膜层不能因为自身的 氧化等引起反射率降低。为了得到这样耐久性出色的银镜，人们提出了各种各样的 解决方案。例如，日本特开平2 0 0 3 — 4 9 1 9号公报公布的名称为高反射镜 的专利文献1和日本特开平0 7 — 2 8 1 0 1 3号公报公布的名称为反射镜的专 利文献2，提出了以下的银反射镜
专利文献l提出了由基板，Al 2 0 3膜层，Ag膜层，八1 2 0 3和丁102膜层
构成的Ag反射镜膜系结构。专利文献1的银镜构造主要是提高基板和Ag膜层间的 附着力，也提高银镜的耐腐蚀性。
专利文献2，在作为缓冲层的S i 0 2膜层或A 1 2 0s膜层与Ag膜层之间，又
3增加了由C r或N i金属膜层构成的缓冲层，以提高基板和A g膜层之间的附着力。
但是专利文献l中的银镜，Ag膜层的附着力还不充分，象投影机用的反射镜、 聚光型太阳能电池的反射镜的器件，由于长时间在高温高湿的环境下使用，Ag膜层 会逐渐氧化发雾，造成反射率降低。
另外在A 1 2 0 3膜层和丁 i 02膜层之间，会逐渐扩散结晶，出现发雾现象，从 而造成银反射镜的反射率降低。
为解决上述专利文献1中的问题，专利文献2是为提高基板和A g膜层间的附 着力，在缓冲层S i 0 2膜层或A 1 2 0 3膜层与Ag膜层之间又增加了由C r和N i 金属膜层作为粘结层。但这又会出现以下问题
在用Cr膜层作为粘结层时，A g膜层与基板的附着力得以提高，但是在高温下， 如在10(TC以上使用的时，Ag膜层的反射面会逐渐发黑，耐环境特性比用Ni膜层作 粘结层差。反过来若用Ni膜层作粘结层，虽然可以提高耐环境特性，但是对下层的 附着力与使用Cr膜层相比又差了 。

实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种 能提高Ag膜的附着力，又能防止A 1 2 0 3膜层和丁 i 02膜层之间扩散发雾，具有 耐环境腐蚀性能的镀银反射镜。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种镀银反射镜，其特征在于， 包括基板、在所述基板上沉积的下缓冲层、在所述下缓冲层上沉积的Ni-Cr合金层 (金属膜层)、在所述Ni-Cr合金层上沉积的Ag膜层、在所述Ag膜层上沉积的A 1 2 0 3膜层、在所述A 1 2 0 3膜层上面沉积的3 i 02膜层，在所述S i 02膜层上 沉积的T i 02膜层(增反射膜层)。
进一步的，所述下缓冲层为A 1 2 0 3膜层。进一步的，所述下缓冲层为介质膜层和A 1 2 0 3膜层，其中介质膜层沉积于基 板上。
进一步的，所述介质膜层为S i 02、 T i 02膜层或S i 0膜层等。 进一步的，所述Ni-Cr合金层中C 1"合金的比率在1% 2 0%之间。 进一步的，所述下缓冲层的厚度是2 0 6 0 nm，所述N i —C r合金膜层 (金属膜层)的厚度是2 0 6 0 nm，所述A g膜层的厚度是l 0 0 1 5 0 n m，所述A 1 2 0 3膜层的厚度是2 0 3 0 nm，所述S i 02膜层的厚度是2 0 4 0 nm，所述T i 0 2膜层(增反射膜层)的厚度是4 0 5 0 nm。
本实用新型提供的镀银反射镜在下缓冲层与Ag膜层之间不是单一C r和N i 的金属膜层，是两者的合金层形成的金属膜层，所以调节两者合金比率可以容易的 调置出拥有两者良好特性的金属膜层。而且，Cr保证Ag膜层的下层良好的附着力， Ni可以保证出色的耐环境特性，在Ag膜层下可以沉积这样的合金层，既能防止发 生金属膜层、Ag膜层的腐蚀，又能提高基板和Ni-Cr合金层的附着力，而且还能提 高Ag膜层的平滑性。增反射层的T i 02和上缓冲层A 1 2 0 3之间沉积了与两层都 不容易反应的S i 02膜层，防止反射率高的T i 0 2膜层与上缓冲层A 1 2 0 3膜层
间反应出现白雾，可以防止反射率降低，从而制备出耐久性优异的银反射镜。
所以本实用新型能提高Ag膜层的附着力，防止A 1 2 0 3膜层和丁 i 02膜层间
的发雾，能提供出色的耐环境特性的银镜。

图1为本实用新型的银镜的膜层剖面图2为各项试验后的银镜各波长的反射率的曲线图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不 用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本 实用新型的保护范围。
图i是本实用新型镀银反射镜的膜层剖面图。如图i所示的银镜io,它由玻璃
组成的基板l、在其上沉积的由A 1 2 0 3膜层组成的下缓冲层2、在下缓冲层2上由 M-Cr合金层沉积的金属膜层3、在这个合金构成的金属膜层3上面沉积的作为反射 层的Ag膜层4以及在这个Ag膜层4上面沉积的上缓冲层5和增反射层6组成。上 缓冲层5由与Ag膜层4相接的A 1 2 0 3膜层5 a和在A 1 2 0 3膜层5 a上形成的S i 0 2膜层5b组成。银镜10表面沉积的由T i 0 2膜层组成的增反射层6则设置在 上述S i 0 2膜层5b的上面。
本实用新型的镀银反射镜10的特征之一，是下缓冲层2和A g膜层4之间加进 了由N i —C r合金膜层型形成的金属膜层3。加了由N i —C r合金膜层型形成 的金属膜层3，在C 1"合金比率不到20%，特别是l % 2 0 %之间时，既拥有C r 和Ag膜层4间的附着性好的特征，又具有N i的良好的耐环境特性。而且还能提 高Ag膜层4的平滑性。
本实用新型的第二个特征是在由A 1 2 0 3组成的上缓冲层5 a和T i 02组成 的增反射层6之间加入了由S i 02组成的上缓冲层5 b。
现有技术中，A 1 2 0 3膜层5 a和由T i 02膜层形成的增反射层6直接接触， 特别是在高温下随时间的变化，两层间会发生反应。出现发雾现象，从而降低银镜 的反射率。
然而，如本实用新型镀银反射镜，在A 1 2 0 3膜层5 a和增反射层6之间加入 S i 02膜层5 b ，防止了A 1 2 0 3膜层5 a禾t]T i 02构成的增反射层6的直接接 触，可以防止由T i 02膜层形成的增反射层随时间的变化发生的白雾现象，有效果 的防止了增反射层6的反射率降低。另外，在下缓冲层2 (基板1和下部缓冲层2形成的A 1 2 0 3膜层间)也可使 用S i 02、 T i 0 2膜层或S i O膜层等其他的介质膜层。
本实用新型提高A g膜层的附着力，防止A 1 2 0 3膜层和1 i 02膜层间的白 雾，提供了耐环境特性优良的银镜。
以下是玻璃基板1上各层的膜层厚度。首先基板1的下缓冲层2的A 1 2 O 3膜 层是2 0 6 0 nm， A 1 2 0 3膜层上面由N i —C r合金膜层型形成的金属膜层 3的厚度是2 0 6 0 nm。金属膜层3上的Ag膜层4的厚度是1 0 0 1 5 0 nm。在A g膜层4缓冲层5A 1 2 0 3膜层5 a的厚度是2 0 3 0 nm， S i 02 膜层5 b的厚度是2 0 4 0 nm， S i 02膜层5 b上由T i 02形成的增反射层 6的厚度是4 0 5 0 n m 。金属膜层3和A g膜层4在常温状态下用真空蒸镀法 制成。其他的膜层使用IAD法在氧气或氩气离子的辅助下制备而成。因此，全膜层 2 6可以在常温状态下制成。
如上所示全部膜层都可以在常温状态下制成，因此可以省略掉此前必须有的加 热和冷却时间，银镜的制备时间大幅度縮短。另外，也可以防止由加热而引起的各 膜层随温度劣化现象。上述用IAD法制造的非结晶介质膜的银镜，大大提高了银镜 的长期信赖性。
通过以下各项试验进一步说明本实用新型的有益效果。
该工艺制备的银反射镜通过了以下的环境试验胶带试验，先用胶带粘在Ag 反射膜，然后迅速拉开胶带，看Ag反射膜的脱膜状态；高低温冲击试验，将银镜 放在—4 5 'C状态下30分钟，再放在8 5 'C的状态下30分钟，反复24次循环冲击 试验。此外还进行了 2 0 0 'C高温下1512小时的高温加热试验；湿度85%，温度 85"C状态下168小时的高温、高湿试验。各项试验后，再一次测试了Ag反射膜的 脱膜情况和银镜的反射率变化。另外还测试了盐雾试验(4.5 %的盐水在3 5 。C的条件下48小时不间断的喷 射)后的银镜的反射率变化。各项结果，没有发现Ag反射镜脱膜的现象。
实验前后的反射率见下表1和图2所示。表1为本实用新型制备的银镜在波长
420nm 680 nm之间的平均反射率。 表1
试验条件镀膜后高低温冲击高温暴晒试高温高湿暴盐雾试验后
循环(-45。C验后(200晒试验后(35
85。C,24次。C' 1512小(85°C，4. 5%NaC
循环)时)°C,85%RH, 1 68小时)1， 48小时)
平均反射率(%)99. 0399. 2499. 1699.2798. 21
表l，图2的所示的各项试验实施前的银镜样本的平均反射率。 在图2中，实线是各项试验进行前的银镜反射率，实线是镀膜后的反射率，〇 是温度特性试验(-45'C 85'C，保持30分钟，24次循环)后的反射率，A是高温 暴晒试验(200'C， 1512小时)后的反射率，+是高温高湿暴晒试验(85°C， 85% 湿度，168小时)后的反射率，X是盐雾试验(35°C， 4.5%NaCl， 48小时)后的反 射率。图2的横轴为波长(nm)，竖轴是反射率(％)。
如表1和图2所示，各波长带域的银镜的反射率没有劣化。 以上结果表明银镜10，在下缓冲层2和Ag层4之间加进了由N i — C r合 金膜层型形成的金属膜层3，提高了下缓冲层和Ag膜层4间的附着力。上缓冲层5 由A 1 2 0 3膜层5 a和A 1 2 0 3膜层5 a上形成的S i 0 2膜层5b构成。抑制了增 反射层6和A 1 2 0 3膜层5 a之间的反应。防止发雾现象。使银反射镜的反射率能 够长期维持在一个较高的范围。各项环境试验的结果表明，本实用新型提高了银镜 的耐高温，高湿，盐雾等特性，具有很好的耐环境稳定性。
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权利要求1、一种镀银反射镜，其特征在于，包括基板以及在所述基板自下而上依次沉积的下缓冲层、Ni-Cr合金层、Ag膜层、Al2O3膜层、SiO2膜层和TiO2膜层。
2、 根据权利要求1所述的镀银反射镜，其特征在于，所述下缓冲层为A 1 203膜层。
3、 根据权利要求1所述的镀银反射镜，其特征在于，所述下缓冲层为介质膜层 和A 1 2 0 3膜层，其中介质膜层沉积于基板上。
4、 根据权利要求3所述的镀银反射镜，其特征在于，所述介质膜层为S i 02、 T i 0 2膜层或S i O膜层。
5、 根据权利要求1所述的镀银反射镜，其特征在于，所述Ni-Cr合金层中C r 合金的比率在1 % 2 0 %之间。
6、 根据权利要求1所述的镀银反射镜，其特征在于，所述下缓冲层的厚度是2 0 6 0 nm，所述N i —C r合金膜层的厚度是2 0~6 0 nm，所述A g膜层 的厚度是l 0 0 1 5 0 nm，所述A 1 2 0 3膜层的厚度是2 0 3 0 nm，所述 S i 02膜层的厚度是2 0 4 0 nm，所述T i 02膜层的厚度是4 0 5 0 nm。
专利摘要本实用新型公开一种镀银反射镜，涉及光学反射镜技术领域；所要解决的是Ag膜附着力差、银反射镜膜层之间扩散发雾的技术问题；该镀银反射镜包括基板、在所述基板上沉积的下缓冲层、在所述下缓冲层上沉积的Ni-Cr合金层(金属膜层)、在所述Ni-Cr合金层上沉积的Ag膜层、在所述Ag膜层上沉积的Al₂O₃膜层、在所述Al₂O₃膜层上面沉积的SiO₂膜层，在所述SiO₂膜层上沉积的TiO₂膜层(增反射膜层)。本实用新型的镀银反射镜具有能提高Ag膜的附着力，又能防止Al₂O₃膜层和TiO₂膜层之间扩散发雾，具有耐环境腐蚀性能的特点。
文档编号G02B5/08GK201344978SQ20092006757
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者健 唐, 滨 范 申请人:光驰科技(上海)有限公司