JP2020148787A

JP2020148787A - 透明部材

Info

Publication number: JP2020148787A
Application number: JP2018108709A
Authority: JP
Inventors: 尚洋眞下; Naohiro Mashita; 明久箕輪; Akihisa Minowa
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2020-09-17
Also published as: DE102019003930A1

Abstract

【課題】耐擦傷性に優れた光干渉膜を備えた透明部材を提供する。【解決手段】ガラス、ガラス‐セラミックス又はサファイヤからなる透明基板と、透明基板の表面に配置された光干渉膜と、を備えた透明部材であり、光干渉膜は、波長６３２ｎｍにおける屈折率が１．８０以上の高屈折率材料からなる高屈折率膜、屈折率が１．５５以上１．８０未満の中間屈折率材料からなる中間屈折率膜及び屈折率が１．５５未満の低屈折率材料からなる低屈折率膜を含み、光干渉膜のマルテンス硬度が、ビッカース圧子の押し込み深さ１００ｎｍにおいて、７．５ＧＰａ〜１１ＧＰａであり、光干渉膜の表面粗さＲａが０．５ｎｍ〜２ｎｍであり、高屈折率材料が、ＳｉｍＡｌｎＯｐＮｑである、透明部材。但し、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５〜０．３であり、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．５〜０．９である。【選択図】図１

Description

本発明は、透明部材に関する。

近年、携帯電話やタブレット型端末といった画像表示装置の表面には、表示面を保護する透明部材が設けられている。
透明部材には、耐擦傷性、低反射性、防汚性及び表面滑り性が求められている。したがって、透明部材の表面に、耐擦傷性膜及び光干渉膜を設けることや、光干渉膜及び防汚膜を設けることが提案されている。

国際公開第２０１４／１８２６３９号特開２００６−１２４４１７号公報

本発明者らは、耐擦傷性に優れた光干渉膜の表面に防汚膜を設けることにより、光干渉膜の耐擦傷性が低下しやすくなること、を見出した。
本発明は、防汚膜を設けたとしても、耐擦傷性に優れる光干渉膜を備えた透明部材の提供を課題とする。

本発明者らは、光干渉膜の耐擦傷性が低下する原因が、光干渉膜の表面粗さであること、及び、光干渉膜の表面粗さを特定の範囲とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、以下の構成により、上記課題を解決できることを見出した。
ガラス、ガラス‐セラミックス又はサファイヤからなる透明基板と、前記透明基板の表面に配置された光干渉膜と、を備えた透明部材であり、
前記光干渉膜は、波長６３２ｎｍにおける屈折率が１．８０以上の高屈折率材料からなる高屈折率膜、前記屈折率が１．５５以上１．８０未満の中間屈折率材料からなる中間屈折率膜及び前記屈折率が１．５５未満の低屈折率材料からなる低屈折率膜を含み、
前記光干渉膜のマルテンス硬度が、ビッカース圧子の押し込み深さ１００ｎｍにおいて、７．５ＧＰａ〜１１ＧＰａであり、
前記光干渉膜の表面粗さＲａが０．５ｎｍ〜２ｎｍであり、
前記高屈折率材料が、Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑである、透明部材が提供される。但し、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５〜０．３であり、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．５〜０．９である。

本発明の光干渉膜を備えた透明部材は、防汚膜の有無に関わらず、耐擦傷性に優れる。

本発明の透明部材１０の一例を示す断面図である。本発明の透明部材１０の他の例を示す断面図である。

以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「透明」とは、光を透過できることを意味する。
光干渉膜１２を構成する各膜の「膜厚」は、次のように定義する。イオンスパッタリングによるエッチングとＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定とを交互に繰り返すことによって、光干渉膜１２の表面から光干渉膜１２と透明基板１１との界面まで、厚さ方向に原子濃度の分析を行った。得られたスパッタ時間と原子濃度とのグラフにおいて、「目的の膜と直上膜との境界」から「目的の膜と直下膜との境界」までのスパッタ時間を、標準試料のスパッタレートから厚さに換算した値とした。「目的の膜と直上膜との境界」及び「目的の膜と直下膜との境界」は、それぞれ「目的の膜に含まれる原子及び直上膜に含まれる原子が検出されるスパッタ時間の中央値」及び「目的の膜に含まれる原子及び直下層に含まれる原子が検出されるスパッタ時間の中央値」とした。

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

（透明部材）
図１は、本発明の透明部材１０の一例を示す断面図である。透明部材１０は、透明基板１１と、透明基板１１の一方の表面に配置された光干渉膜１２と、を備える。光干渉膜１２は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を含む。光干渉膜１２の最表層は、低屈折率膜２３である。

図２は、本発明の透明部材１０の他の例を示す断面図である。透明部材１０は、透明基板１１と、透明基板１１の一方の表面に配置された光干渉膜１２と、を備える。光干渉膜１２は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を含む。光干渉膜１２の最表層は、低屈折率膜２３である。

図１及び図２における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
本発明の光干渉膜１２は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を含むことができる複数の膜の組み合わせを含む。

光干渉膜１２は、高屈折率膜２１と中間屈折率膜２２との繰り返し構造を有し、低屈折率膜２３が該繰り返し構造の最表層に存在することが好ましい。低屈折率膜２３は、該繰り返し構造の最下層にあってもよく、該繰り返し構造の途中位置にあってもよい。また、光干渉膜１２は、低屈折率膜２３と中間屈折率膜２２との繰り返し構造を有し、高屈折率膜２１が該繰り返し構造の最表層に存在することが好ましい。高屈折率膜２１は、該繰り返し構造の最下層にあってもよく、該繰り返し構造の途中位置にあってもよい。同様に、光干渉膜１２は、低屈折率膜２３と高屈折率膜２１との繰り返し構造を有し、中間屈折率膜２２が該繰り返し構造の最表層に存在することが好ましい。中間屈折率膜２２は、該繰り返し構造の最下層にあってもよく、該繰り返し構造の途中位置にあってもよい。さらに、光干渉膜１２は、低屈折率膜２３、中間屈折率膜２２及び高屈折率膜２１を一つの単位とする繰り返し構造を有することが好ましい。該単位は、透明基板１１の側から、中間屈折率膜２２、高屈折率膜２１及び低屈折率膜２３の順に構成されてもよく、高屈折率膜２１、低屈折率膜２３及び中間屈折率膜２２の順に構成されていてもよい。

（光干渉膜）
光干渉膜１２は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を含む。高屈折率膜２１は、６３２ｎｍにおける屈折率が１．８０以上の高屈折率材料からなる。中間屈折率膜２２は、６３２ｎｍにおける屈折率が１．５５以上１．８０未満の中間屈折率材料からなる。低屈折率膜２３は、６３２ｎｍにおける屈折率が１．５５未満の低屈折率材料からなる。

高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３は、互いに直接接触していることが好ましい。高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３が、互いに直接接触していると、各膜の界面における密着性が高まり、光干渉膜１２の各種耐久性が向上する。

光干渉膜１２は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を構成する材料と異なる材料から構成される介在層を有していてもよい。各膜の介在層としては、亀裂軽減層、低摩擦層が挙げられる。光干渉膜１２に亀裂軽減層があると、光干渉膜１２と透明基板１１との間に亀裂が伸展することを抑制するため、光干渉膜１２を備えた透明部材１０の強度が高まる。亀裂軽減層は、光干渉膜１２と透明基板１１との間、又は光干渉膜１２の途中位置、に設けられることが好ましい。また、光干渉膜１２の最表面に低摩擦層があると、光干渉膜１２の耐擦傷性が高まる。低摩擦層は、光干渉膜１２の最表面に設けられることが好ましい。

光干渉膜１２のマルテンス硬度は、ビッカース圧子の押し込み深さ１００ｎｍにおいて、７．５ＧＰａ〜１１ＧＰａである。マルテンス硬度が７．５ＧＰａ以上であると、光干渉膜１２は、優れた耐擦傷性を有する。マルテンス硬度が１１ＧＰａ以下であると、光干渉膜１２において、割れの起点となる微細クラックが生じにくくなり、光干渉膜１２を備えた透明部材１０の強度が高まる。

光干渉膜１２の表面粗さＲａは、０．５ｎｍ〜２ｎｍである。表面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１（２００１）に準じて測定した。光干渉膜１２の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上であると、光干渉膜１２と防汚膜との間の化学結合力が向上するため、防汚膜の密着性が向上する。防汚膜とは、指紋などの汚れを簡単に除去できる膜であり、エーテル結合を有するフルオロシランを含むことが好ましい。

光干渉膜は、あらゆる表面粗さにおいて、優れた耐擦傷性を有するものの、光干渉膜の表面に防汚膜を設けることにより、光干渉膜の耐擦傷性が低下する場合があった。本発明者らは、鋭意検討の結果、光干渉膜の表面粗さＲａを２ｎｍ以下とすることで、防汚膜を設けたとしても、光干渉膜の耐擦傷性を維持できることを見出した。

詳細は明らかでないが、本発明者らは、表面粗さＲａが２ｎｍ以下である光干渉膜１２が、優れた耐擦傷性を有する理由について、以下の通り推測している。防汚膜の一部が剥離すると、光干渉膜の摩擦力が、剥離した場所において局所的に上昇する。摩擦力が局所的に上昇した場所において、傷の起点が発生しやすくなる。光干渉膜に傷の起点が一定数以上発生すると、傷の起点同士が、光干渉膜の内部で連結していくため、傷として認識されやすくなる。しかしながら、光干渉膜の表面粗さＲａを２ｎｍ以下とすれば、防汚膜が剥離した場所における摩擦力の上昇が抑えられ、光干渉膜に生じる傷の起点の数を低減でき、傷として認識されにくくなったものと考えている。

光干渉膜１２の表面粗さＲａは、０．５ｎｍ以上であることが好ましく、０．８ｎｍ以上であることが特に好ましい。光干渉膜１２の表面粗さＲａは、１．８ｎｍ以下であることが好ましく、１．６ｎｍ以下であることが特に好ましい。

光干渉膜１２の表面粗さＲａは、高屈折率膜２１を構成する高屈折率材料を特定の材料とすることで、２ｎｍ以下とすることができる。

高屈折率膜２１を構成する高屈折率材料は、Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑである。ここで、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５〜０．３であり、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．５〜０．９である。

Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑにおいて、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上であると、Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑが結晶化しにくくなり、高屈折率膜２１の表面平滑化が進む。そのため、光干渉膜１２の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることができる。すなわち、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上であると、光干渉膜１２は、優れた耐擦傷性を有する。ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．３以下であると、高屈折率膜２１の表面平滑性を維持でき、光干渉膜１２の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることができる。すなわち、光干渉膜１２は、優れた耐擦傷性を有する。さらに、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．３以下であると、光干渉膜１２は、波長４００ｎｍにおける光損失が２％以下になる。

Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑにおいて、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．５以上であると、高屈折率膜２１のマルテンス硬度を高めることで、光干渉膜１２のマルテンス硬度を７．５ＧＰａ以上にできる。すなわち、光干渉膜１２は、優れた耐擦傷性を有する。ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．９以下であると、高屈折率膜２１の表面平滑化が進み、光干渉膜１２の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることができる。さらに、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．９以下であると、光干渉膜１２は、波長４００ｎｍにおける光損失が２％以下になる。

高屈折率膜２１の膜厚は、２ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましい。高屈折率膜２１の膜厚が、８００ｎｍ以下であると、光干渉膜１２の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることができる。高屈折率膜２１の膜厚が、２ｎｍ以上であると、高屈折率膜２１の膜厚を均一にすることができる。高屈折率膜２１の膜厚は、２ｎｍ〜５００ｎｍであることがさらに好ましく、２ｎｍ〜２００ｎｍであることが特に好ましい。

高屈折率膜２１の膜厚を全て合計した高屈折率膜２１の総厚さが、光干渉膜１２の総膜厚の９０％以下であると、光干渉膜１２のマルテンス硬度は、１１ＧＰａ以下にできる。高屈折率膜２１の総厚さは、８５％以下であることが好ましく、８０％以下であることが特に好ましい。

中間屈折率膜２２は、マルテンス硬度が５．５ＧＰａ〜９．０ＧＰａであり、膜の応力が−２５０ＭＰａ〜＋２００ＭＰａであり、膜厚が１μｍのときの表面粗さＲａが１ｎｍ〜２ｎｍであることが好ましい。中間屈折率膜２２のマルテンス硬度が５．５ＧＰａ〜９．０ＧＰａであると、光干渉膜１２のマルテンス硬度は７．５ＧＰａ以上となりやすい。中間屈折率膜２２の応力が−２５０ＭＰａ〜＋２００ＭＰａであると、光干渉膜１２の応力は−１００ＭＰａ〜＋１００ＭＰａとなりやすくなり、透明部材１０の反りを抑制できる。中間屈折率膜２２において、膜厚１μｍのときの表面粗さＲａが１ｎｍ〜２ｎｍであると、光干渉膜１２は、表面粗さＲａを２ｎｍ以下にできる。

中間屈折率膜２２を構成する中間屈折率材料は、Ｓｉ又はＡｌを含む酸化物若しくは酸窒化物を含むことが好ましい。中間屈折率材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、ＡｌＯ_ｋＮ_ｊ、Ｓｉ_ｒＡｌＯ_ｓが挙げられる。ｘは０．１〜１．９、ｙは０．１〜１．０、ｋは０．１〜１．４、ｊは０．１〜１．０、ｒは０．０５〜３．０、ｓは１．２〜６．０である。中間屈折率材料は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌＯ_ｋＮ_ｊであることがさらに好ましい。中間屈折率材料がＡｌ_２Ｏ_３又はＡｌＯ_ｋＮ_ｊであると、スパッタリング法で成膜する場合、Ａｒガスの流量を特定の範囲とすることで、膜の応力を−５０ＭＰａ〜＋５０ＭＰａとすることができ、さらに、光干渉膜１２の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることができる。

中間屈折率膜２２の膜厚は、２ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましい。中間屈折率膜２２の膜厚は、２ｎｍ〜５００ｎｍであることがさらに好ましく、２ｎｍ〜２００ｎｍであることが特に好ましい。

低屈折率膜２３を構成する低屈折率材料は、Ｓｉを含む酸化物若しくは酸窒化物を含むことが好ましい。低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ、Ｓｉ_ｖＡｌ_ｚＯ_ｘ、Ｓｉ_ｖＡｌ_ｚＯ_ｘＮ_ｙが挙げられる。ｘ／（ｘ＋ｙ）は０．６〜１．０であり、ｖ／（ｖ＋ｚ）は０．３〜１．０である。低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２が特に好ましい。

低屈折率膜２３の膜厚は、２ｎｍ〜８００ｎｍであることが好ましい。低屈折率膜２３の膜厚は、２ｎｍ〜５００ｎｍであることがさらに好ましく、２ｎｍ〜２００ｎｍであることが特に好ましい。

光干渉膜１２の総膜厚は、１０００ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましい。光干渉膜１２の総膜厚が１０００ｎｍ以上であると、光干渉膜１２に生じる歪を低減できるため、光干渉膜１２のマルテンス硬度を上げることができる。光干渉膜１２の総膜厚が５０００ｎｍ以下であると、光干渉膜１２の表面粗さＲａが２ｎｍ以下となりやすい。

光干渉膜１２の総膜厚は、１１００ｎｍ以上であることがさらに好ましく、１２００ｎｍ以上であることが特に好ましい。光干渉膜１２の総膜厚は、４８００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、４６００ｎｍ以下であることが特に好ましい。

光干渉膜１２に含まれる高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３の総数は、５〜２００であることが好ましい。高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３の総数が２００以下であると、光干渉膜１２は、表面粗さＲａを２ｎｍ以下とすることができる。また、光干渉膜１２に含まれる高屈折率膜２１及び中間屈折率膜２２の総数は、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３の総数に対し８０％〜９９％を占めることが好ましい。高屈折率膜２１及び中間屈折率膜２２の総数が光干渉膜１２に含まれる膜の総数の８０％〜９９％を占めることで、光干渉膜１２は、マルテンス硬度を７．５ＧＰａ以上としやすくなり、表面粗さＲａを２ｎｍ以下としやすくなる。

光干渉膜１２に含まれる高屈折率膜２１の膜の数は、２〜５０であることが好ましい。光干渉膜１２に含まれる中間屈折率膜２２の膜の数は、２〜５０であることが好ましい。光干渉膜１２に含まれる低屈折率膜２３の膜の数は、１〜２０であることが好ましい。

光干渉膜１２の波長４００ｎｍにおける光損失は、２％以下であることが好ましい。光干渉膜１２の表面粗さＲａが２ｎｍ以下であると、表面における光の散乱が低減され、短波長（波長４００ｎｍ）の光損失を２％以下にできる。短波長（波長４００ｎｍ）の光損失が２％以下であると、光干渉膜１２の反射色がグレーに近くなり、透明部材１０は好ましい外観となる。

（透明基板）
透明基板１１は、ガラス、ガラス‐セラミックス又はサファイヤからなる。透明基板１１は、強化されていてもよく、強化されていなくてもよい。透明基板１１は、非晶質基板、結晶質基板又はそれらの組み合わせであってもよい。ガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス及びアルミノボロシリケートガラスが挙げられる。透明基板１１は、非晶質膜又は結晶質膜を含んでいてもよい。結晶質膜としては、サファイヤ層、多結晶質アルミナ層及び尖晶石層が挙げられる。

透明基板１１の弾性率は、３０ＧＰａ〜１２０ＧＰａであることが好ましい。透明基板１１の弾性率は、３０ＧＰａ〜１１０ＧＰａ、３０ＧＰａ〜１００ＧＰａ、３０ＧＰａ〜９０ＧＰａ、３０ＧＰａ〜８０ＧＰａ、３０ＧＰａ〜７０ＧＰａ、４０ＧＰａ〜１２０ＧＰａ、５０ＧＰａ〜１２０ＧＰａ、６０ＧＰａ〜１２０ＧＰａ、７０ＧＰａ〜１２０ＧＰａの範囲、並びにそれらの間の全範囲及び部分範囲であってもよい。

透明基板１１の厚さは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。透明基板１１の厚さが０．２ｍｍ以上であると、透明基板１１の曲げ強度を上げることができる。透明基板１１の厚さが２．０ｍｍ以下であると、透明部材１０を軽量化できる。透明基板１１の厚さは、０．４ｍｍ以上であることがさらに好ましく、０．５ｍｍ以上であることが特に好ましい。透明基板１１の厚さは、１．８ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．６ｍｍ以下であることが特に好ましい。

（透明部材の製造方法）
透明部材１０は、透明基板１１の表面に、光干渉膜１２を配置したものである。光干渉膜１２は、塗布、析出及び当該技術分野において既知の方法を用いて製造できる。光干渉膜１２は、物理的蒸着法（真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法）、化学的蒸着法（熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法）で塗布できる。中でも、スパッタリング法が膜厚の均一性及び生産性に優れるので、好ましい。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。例１〜例１２は実施例であり、例２０〜例３０は比較例である。

（例１）
１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５６ｍｍのアルミノシリケートガラス（比重２．４８）を２００〜４００℃に予熱した後、イオン交換処理を行って、透明基板１１を得た。イオン交換処理は、アルミノシリケートガラスを溶融塩に２時間浸漬し、室温付近まで冷却した後、水洗いすることで行った。

アルミノシリケートガラスの組成は、ＳｉＯ_２６４．４ｍｏｌ％、Ａｌ_２Ｏ_３８．０ｍｏｌ％、Ｎａ_２Ｏ１２．５ｍｏｌ％、Ｋ_２Ｏ４．０ｍｏｌ％、ＭｇＯ１０．５ｍｏｌ％、ＣａＯ０．１ｍｏｌ％、ＳｒＯ０．１ｍｏｌ％、ＢａＯ０．１ｍｏｌ％、ＺｒＯ_２０．５ｍｏｌ％であった。

透明基板１１の一方の表面に、高屈折率膜２１、中間屈折率膜２２及び低屈折率膜２３を、スパッタリング装置（ＲＡＳ１１００ＢＩＩ、シンクロン社製）にて成膜して、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。
光干渉膜１２は、高屈折率膜２１と中間屈折率膜２２とを交互に積層させた後、最表層として低屈折率膜２３を設けた構成とした。光干渉膜１２の総膜厚は、３０００ｎｍであった。

高屈折率膜２１（Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑ）の成膜には、Ｓｉターゲット及びＡｌターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとして窒素及び酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。高屈折率膜２１の膜厚は、２ｎｍ〜１５０ｎｍであった。膜の総数は、５０であった。Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑについて、ｍ／（ｍ＋ｎ）は０．３であり、ｑ／（ｐ＋ｑ）は０．９であった。膜の屈折率は、１．９８であった。

中間屈折率膜２２（Ａｌ_２Ｏ_３）の成膜には、Ａｌターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとして酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。中間屈折率膜２２の膜厚は、１０ｎｍ〜１５０ｎｍであった。膜の総数は、４９であった。

低屈折率膜２３（ＳｉＯ_２）の成膜には、Ｓｉターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとして酸素を用いた。成膜時の圧力は、０．１５Ｐａであった。低屈折率膜２３の膜厚は、１５０ｎｍであった。膜の総数は、１であった。

（例２、例３、例６、例７、例１１、例１２、例２０〜例２９）
表１に示す構成とした以外は、例１と同様にして、光干渉膜を備えた透明部材を得た。

（例４）
中間屈折率膜２２（ＡｌＯ_ｋＮ_ｊ）の成膜において、反応室の放電ガスとして窒素及び酸素を用いた以外は、例１と同様にして、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。なお、ｋは、０．９３であり、ｊは０．３２であった。

（例５）
中間屈折率膜２２（Ｓｉ_ｒＡｌＯ_ｓ）の成膜において、Ｓｉターゲット及びＡｌターゲットを用い、反応室の放電ガスとして酸素を用いた以外は、例１と同様にして、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。なお、ｒは２．１であり、ｓは５．１であった。

（例８）
低屈折率膜２３（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）の成膜において、反応室の放電ガスとして窒素及び酸素を用いた以外は、例１と同様にして、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。なお、ｘは１．８５であり、ｙは０．０９であった。

（例９）
低屈折率膜２３（Ｓｉ_ｖＡｌ_ｚＯ_ｘ）の成膜において、Ｓｉターゲット及びＡｌターゲットを用いた以外は、例１と同様にして、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。なお、ｖは０．７２であり、ｚは０．２８であり、ｘは１．８であった。

（例１０）
低屈折率膜２３（Ｓｉ_ｖＡｌ_ｚＯ_ｘＮ_ｙ）の成膜において、Ｓｉターゲット及びＡｌターゲットを用い、反応室の放電ガスとして窒素及び酸素を用いた以外は、例１と同様にして、光干渉膜１２を備えた透明部材１０を得た。なお、ｖは０．８５であり、ｚは１．５であり、ｘは１．８７であり、ｙは０．０８であった。

（例３０）
高屈折率膜２１（Ｎｂ_２Ｏ_５）の成膜において、Ｎｂターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを用い、反応室の放電ガスとして酸素を用いた。成膜時の圧力は０．１５Ｐａであった。高屈折率膜２１の膜厚は５ｎｍ〜１５０ｎｍであった。膜の総数は５０であった。これら以外は、例１と同様にして、光干渉膜を備えた透明部材を得た。

（波長４００ｎｍにおける光損失）
分光光度計（Ｕ−４１００、日立ハイテクノロジーズ社製）及び絶対反射治具を用い、光干渉膜１２について、入射角５度における透過率及び反射率を測定した。波長４００ｎｍの光において、１００％から反射率及び透過率を減じた値を、光干渉膜１２の波長４００ｎｍにおける光損失とした。

（マルテンス硬度）
ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ（ＨＭ５００、フィッシャー・インスツルメンツ社製）を用いて、光干渉膜１２の表面のマルテンス硬度を測定した。測定圧子はビッカース圧子を用い、最大荷重到達時間を１０秒、クリープ時間を５秒、押し込み荷重を０．０５ｍＮから５００ｍＮの間で徐々に変更し、それぞれの条件で５回測定を実施し、その平均値を光干渉膜１２のマルテンス硬度とした。

（表面粗さＲａ）
表面粗さ測定器（ＮａｎｏＮａｖｉＩＩステーション、日立ハイテクサイエンス社製）を用いて、光干渉膜１２の表面粗さを測定した。３か所の測定値の平均値を、光干渉膜１２の表面粗さとした。
走査型プローブ顕微鏡ユニット：ＳＰＡ４００
カンチレバー：ＳＩ−ＤＦ４０（背面ＡＬ有）
バネ定数：４２Ｎ／ｍ
測定モード：ＤＦＭ
走査エリア：１００００ｎｍ

（耐擦傷性）
光干渉膜１２を備えた透明部材１０を２枚準備した。２枚のうち１枚について、光干渉膜１２の表面に防汚膜を成膜した。防汚膜の成膜は、加熱式蒸着装置（ＲＡＳ１１００ＢＩＩ、シンクロン社製）を用いて行った。蒸着処理は、信越化学工業社製ＫＹ１９５が含浸された蒸着ペレットを用いて、チャンバー内圧力１×１０^−０４Ｐａ以下の真空下で、抵抗加熱により行った。防汚膜の膜厚は、２ｎｍ〜５ｎｍとした。

３連式平面摩耗試験機（ＰＡ−３００Ａ、大栄科学精器製作所製）を用いて、防汚膜を有しない光干渉膜１２及び防汚膜を有する光干渉膜１２の耐擦傷性を評価した。測定条件は、荷重１ｋｇｆ、ストローク幅４０ｍｍ、速度８０ｒｐｍ、測定環境２５℃５０％ＲＨとした。スチールウール（＃００００）を取り付けた圧子（１ｃｍ^２）により、防汚膜を有しない光干渉膜１２及び防汚膜を有する光干渉膜１２の表面を５０００回摺動させた後、表面に形成された傷の本数を目視で評価した。
○：傷の形成が確認できなかった。
△：傷が１本形成された。
×：傷が２本以上形成された。
波長４００ｎｍにおける光損失、マルテンス硬度、表面粗さＲａ及び耐擦傷性の結果を、表２に示す。

表２に示す通り、例１〜例１２で得られた光干渉膜１２を備えた透明部材１０は、防汚膜の有無に関わらず、優れた耐擦傷性を有していた。例２０、例２４、例２８及び例３０で得られた光干渉膜を備えた透明部材は、防汚膜の有無に関わらず、耐擦傷性が充分でなかった。さらに、例２１〜例２３、例２５〜例２７、例２９で得られた光干渉膜を備えた透明部材は、防汚膜を有しない場合に耐擦傷性に優れていたものの、防汚膜を有する場合の耐擦傷性が充分でなかった。

本発明の透明部材は、各種機器（テレビ、コンピュータ及びスマートフォン）に備え付けられた画像表示装置（液晶ディスプレー及びＯＬＥＤ）の表示面において、耐擦傷性を備えた透明部材として有用である。

１０：透明部材
１１：透明基板
１２：光干渉膜
２１：高屈折率膜
２２：中間屈折率膜
２３：低屈折率膜

Claims

ガラス、ガラス‐セラミックス又はサファイヤからなる透明基板と、前記透明基板の表面に配置された光干渉膜と、を備えた透明部材であり、
前記光干渉膜は、波長６３２ｎｍにおける屈折率が１．８０以上の高屈折率材料からなる高屈折率膜、前記屈折率が１．５５以上１．８０未満の中間屈折率材料からなる中間屈折率膜及び前記屈折率が１．５５未満の低屈折率材料からなる低屈折率膜を含み、
前記光干渉膜のマルテンス硬度が、ビッカース圧子の押し込み深さ１００ｎｍにおいて、７．５ＧＰａ〜１１ＧＰａであり、
前記光干渉膜の表面粗さＲａが０．５ｎｍ〜２ｎｍであり、
前記高屈折率材料が、Ｓｉ_ｍＡｌ_ｎＯ_ｐＮ_ｑである、透明部材。
但し、ｍ／（ｍ＋ｎ）が０．０５〜０．３であり、ｑ／（ｐ＋ｑ）が０．５〜０．９である。
前記高屈折率膜、前記中間屈折率膜及び前記低屈折率膜の膜厚が、２ｎｍ〜８００ｎｍである、請求項１に記載の透明部材。
前記光干渉膜の総膜厚が、１０００ｎｍ〜５０００ｎｍである、請求項１又は２に記載の透明部材。
前記光干渉膜の波長４００ｎｍにおける光損失が、２％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明部材。
前記中間屈折率材料が、Ａｌを含む酸化物又は酸窒化物である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明部材。
前記低屈折率材料が、Ｓｉを含む酸化物又は酸窒化物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明部材。
前記光干渉膜は、前記高屈折率膜と前記中間屈折率膜との繰り返し構造を有し、前記低屈折率膜が、前記繰り返し構造の最表層に存在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明部材。
前記透明部材は、前記光干渉膜の上に、エーテル結合を有するフルオロシランを含む防汚膜を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明部材。