CN2641667Y - 有增强附着力的金属保护层的高反射镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种有增强附着力的金属保护层的高反射镜，包括基体，沉积在基体上的单质金属Cr或Ti或Ni或该单质金属的合金的金属保护层，沉积在保护层上的Al层或Ag层，沉积在Al层或Ag层上的SiO₂层或Al₂O₃层，沉积在SiO₂层或Al₂O₃层上的TiO₂层。该高反射镜除具有高的反射率和良好的耐用性外，更因为金属保护层与基体的附着力强，保护层致密，可阻挡基材中游离离子对Al层或Ag层的腐蚀。

Description

有增强附着力的金属保护层的高反射镜

技术领域：

本实用新型与反射镜有关，特别与含有金属保护层的高反射镜。

背景技术：

申请号00130782的专利公开了一种反射镜，在抛光的玻璃基体上依次沉积Al、MgF₂、TiO₂层来形成反射膜。众所周知，Al与玻璃(或塑料)的附着力是比较弱的，其原因是Al的溅射阈值能量几乎是最低的，用Ar⁺溅射仅为13ev，因而溅射出的Al粒子的动能也低，所以沉积在玻璃(或塑料)上的Al层的附着力就差，且容易出现针孔等瑕疵，严重影响镜面质量，降低了镜面对光的反射率。另外玻璃基材中游离的离子对Al层造成腐蚀，降低了镜面使用寿命。

为了解决Al与基体(玻璃、塑料等)的附着力差的缺陷及针孔所带来的瑕疵，申请号01119452的专利公开了另一种铝反射镜及制备方法，在玻璃基体上沉积非金属介质膜SiO作第一层，在第一层上沉积Al形成铝反射薄膜的第二层，在第二层上沉积MgF₂形成作为透明保护薄膜的第三层，在第三层上沉积CeO₂形成作为透明保护薄膜的第四层，在第四层上沉积SiO₂形成作为透明保护薄膜的第五层。该专利采用在玻璃基体上沉积非金属介质膜SiO作第一层，但非金属介质膜SiO并不能很好解决Al或Ag与基体(玻璃、塑料等)之间附着力不强的缺陷，也不能有效阻挡基体中游离离子对Al或Ag的腐蚀，并且该专利在MgF₂层沉积时需在80℃～300℃的较高温度环境下分步实现，沉积层多，工艺要求高，设备复杂，不利于规模生产，生产效率低、成本高，另外由于镀膜时环境温度较高，塑料材料无法作为基体材料使用。

申请号01122099.6的专利公开了以Ag作为反射膜层的高反射镜，与JP2-109003A和JP11-64612A公开的反射镜相比提高了膜层的附着力和抗腐蚀性，该高反射镜包括基体、并依次沉积TiOx(其中1≤X≤2)、Ag、Al₂O₃、TiO₂，或在基体上依次沉积SiOx(其中1≤X≤2)、Cr、Ag、Al₂O₃、TiO₂，其实质性改进是以TiOx来替代SiOx来改善Ag层与SiOx附着力不太好及会出现剥离或开裂缺陷，或是在SiOx层上再沉积Cr层来改善上述缺陷，因而带来多的工作程序，作为连续的规模化生产而言，TiOx或SiOx介质膜的沉积都是比较困难的，更主要的是使生产设备的复杂程度增加，因此生产效率低、生产成本高。

实用新型内容：

鉴于上述情况，本实用新型的目的是为了提供一种有增强基体与Al层或Ag层之间附着力并能有效阻挡基体中游离离子对Al层或Ag层腐蚀的金属保护层的高反射镜。该反射镜具有良好的抗腐蚀性、膜层与基体的结合力强和高的反射率。

本实用新型的目的是这样来实现的：

本实用新型有增强附着力的金属保护层的高反射镜，包括基体，Al层或Ag层，沉积在Al层或Ag层上的SiO₂层或Al₂O₃层，沉积在SiO₂层或Al₂O₃层上的TiO₂层，其特征是在基体与Al层或Ag层之间沉积着增强基体与Al层或Ag层之间附着力并能有效阻挡基体中游离离子对Al层或Ag层腐蚀的单质金属Cr或Ti或Ni或该单质金属的合金的金属保护层。因为金属保护层如Cr层的溅射阈值能量比Al高出近一倍，且金属保护层很致密，硬度高，因而能起到增强附着力和减少针孔等瑕疵的作用并能有效阻挡玻璃基片中游离离子对Al层的腐蚀。该高反射镜膜系在可见光波段范围的光反射率可高于97％。

上述的基体是玻璃或塑料。

上述的金属保护层厚度为0.1～10nm。

上述的Al层的厚度为50～120nm，Ag层的厚度为40～300nm。

上述的SiO₂层、TiO₂层、Al₂O₃层的厚度为λ/4，其中的λ为设计主波长。

本实用新型在基层与Al层或Ag层之间沉积了能增强基体与Al层或Ag层之间附着力并能有效阻挡基体中游离离子对Al层或Ag层腐蚀的金属保护层，故而具有良好的抗腐蚀性、膜层与基体的结合力强，反射率高的优点。

本实用新型由于所沉积的膜层数减少，可简化制造工艺和设备易于大规格生产，生产效率高，成本降低。

附图说明：

图1为本实用新型高反射镜结构示意图。

图2为本实用新型高反射镜另一结构示意图。

具体实施方式：

图1是本实用新型高反射镜的第一实施方案的剖视图。参见图1，先经清洗机清洗并经冷、热风吹干和/或热箱烘干的玻璃基体1，Cr层2是采用纯Cr靶，用直流或中频电源以磁控溅射方式沉积在玻璃基片1上，膜厚为90nm(也可在1～10nm选择)，通过该过渡层，提高随后镀上的Al层3的附着力，并防止玻璃基片中游离离子对Al层的腐蚀，因为Cr的溅射阈值能量用Ar⁺溅射为22ev，比Al高出近一倍，且Cr层很致密，硬度高，因而能起到增强附着力和减少针孔等瑕疵的作用并能有效阻挡玻璃基片中游离离子对Al层的腐蚀，实践证明，该涂层也不会导致在可见光范围内降低高反射膜系的反射率；Al层3是高反射镜膜系的主金属反射层，采用DC电源溅射，膜厚为90nm(也可在40～120mm之间选择)，以保证Al层具有最佳的反射率；SiO₂层4和TiO₂层5组成增强反射膜系，SiO₂层沉积在Al层之上，TiO₂层沉积在SiO₂层之上，达到提高反射率之目的，SiO₂和TiO₂层均采用孪生中频反应磁控溅射来制备，SiO₂的膜层厚度为λ/4(λ为主设计波长，如λ为500)，TiO₂膜层的厚度为λ/4(λ为主设计波长，如λ为500)，通过改变SiO₂和TiO₂膜层厚度的不同组合，可以改变高反射膜的光学反射特性曲线，使其满足所需要的反射值。用以上的膜层结构和膜厚可以满足对红、黄、蓝光有选择性反射要求的高反射镜的生产，特别适合背投彩电的高反射镜的使用。该膜系对各种光波长可以得到的反射率见表：

波长(nm)	400	450	500	550	600	650	700
								反射率R(％)	92.5	95	95	94.6	93.5	91.5	88.2

图2是本实用新型高反射镜另一结构示意图。玻璃基体1先经过前处理清洗，并用冷、热风将水吹干后进行常温下沉积后面所述膜层，也可对基片进行加热烘烤后沉积后面所述膜层。Cr层2是采用纯Cr靶，用DC溅射沉积在玻璃基片1上，膜厚为3nm，因为Cr的溅射阈值能量用Ar⁺溅射是22ev，比Ag(为15ev)高得多，且Cr膜很致密，硬度高，因而能起到增强附着力和阻挡玻璃基片游离离子对Ag的腐蚀，并且该涂层也不会导致在可见光范围内降低高反射膜系的反射率；Ag层6是高反射镜膜系的主金属反射层，采用DC磁控溅射，膜层的厚度为95nm(也可在50～300nm之间)，应保证Ag层具有最佳的反射率；Al₂O₃层7采用孪生中频反应溅射沉积在Ag层6上，与随后沉积在上面的TiO₂层5构成保护层和组成增加反射率的膜系，由于Al₂O₃层是一种致密的膜，所以能形成充分的抵抗潮湿和划伤的稳定膜层，膜厚为λ/4(λ为主设计波长)；TiO₂层5形成在Al₂O₃层7之上，组成增加反射结构的高折射率膜层，采用孪生中频反应溅射法制备，膜厚为λ/4(λ为主设计波长)。通过Al₂O₃层7和TiO₂层5的组合，更能体现Ag的高反射特性。该高反射镜膜系在可见光波段范围的光反射率可高于97％。同时，对主设计波长λ不同组合，可以改变高反射膜系的光反射特性曲线，调节在可见光的各不同波段的反射率，使其满足各种不同场合的需求。

Claims (5)

1、有增强附着力的金属保护层的高反射镜，包括基体Al层或Ag层，沉积在Al层或Ag层上的SiO₂层或Al₂O₃层，沉积在SiO₂层或Al₂O₃层上的TiO₂层，其特征在于在基体与Al层或Ag层之间沉积着增强基体与Al层或Ag层之间附着力并能阻挡基体中游离离子对Al层或Ag层腐蚀的单质金属Cr或Ti或Ni或该单质金属的合金的金属保护层。

2、如权利要求1所述的有增强附着力的金属保护层的高反射镜，其特征在于所述的基体是玻璃或塑料。

3、如权利要求1或2所述的有增强附着力的金属保护层的高反射镜，其特征在于金属保护层的厚度为0.1～10nm。

4、如权利要求1或2所述的有增强附着力的金属保护层的高反射镜，其特征在于Al层的厚度为40～120nm，Ag层的厚度为50～300nm。

5、如权利要求1或2所述的有增强附着力的金属保护层的高反射镜，其特征在于SiO₂层、TiO₂层、Al₂O₃层的厚度为λ/4，其中的λ为设计主波长。