JPH04285033A - ＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスおよびその製法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種光学基板等におけ
る絶縁体薄膜あるいは／および無色透明または有色の保
護薄膜として、高抵抗でかつ耐摩耗性を格段に改善して
優れたものとし、しかも耐薬品性、特に耐アルカリ性に
優れるものとなり、またさらに必要に応じて屈折率ある
いは／および可視光線透過率、断熱性、紫外線遮蔽なら
びに電波低反射等を種々調整することができて多機能化
できるものとなる、ことに単板で使用できるＴｉＳｉＯ
Ｎ系多層薄膜被覆ガラスならびにその製法に関し、各種
ディスプレー基板および各種光学材料品あるいは各種電
子材料品、ならびに建築用あるいは自動車用の窓材等の
広い分野に有用であるもの、および効率的でかつ経済的
なその製法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスプレー基板の絶縁体薄膜あ
るいは保護薄膜として、また光学材料として低屈折率、
高可視光線透過率あるいは保護等の薄膜としてＳｉＯ薄
膜、ＳｉＮ薄膜などが用いられており、これらのＳｉＯ
薄膜、ＳｉＮ薄膜などは真空薄膜積層装置内に、ＳｉＯ
物あるいはＳｉＮ物のターゲットを設置し、ＲＦスパッ
タリングにより成膜されているものの、スパッタ成膜レ
ートが低く、また例えば屈折率の異なる成膜をする際に
はその都度ターゲットの交換を要する等生産性が劣り、
さらに大面積の基板への成膜に対しては、例えば長さ約
２ｍ程度のターゲットに対応できるＲＦスパッタリング
の電源が非常に高価格になる等のためほとんど使用され
ていないものであった。

【０００３】一方、ＤＣ反応スパッタリングでは、例え
ばターゲットとして金属Ｓｉを、また反応ガスとしてＡ
ｒと適量のＮ２　およびＯ２　ガスをそれぞれ用いて、
該雰囲気中で成膜しても短時間のうちにターゲット表面
が高電気抵抗となり、長時間安定して基板にＳｉＯ薄膜
あるいはＳｉＮ薄膜が成膜できなかった。

【０００４】また、従来、保護膜として多用されている
例えばＴｉＯ薄膜は、成膜レートが低く効率的なものと
は必ずしも言えず、また前記した耐摩耗性（耐擦傷性）
においても、例えば膜厚約５００Å程度でヘイズ値ΔＨ
が４以下となるような特に優れたものでもなくて、必ず
しも耐擦傷性に特に優れたものとも言い難いものであっ
た。さらに例えばＴｉＮ系薄膜単体では耐薬品性、こと
に耐酸性において必ずしも優れているものとは言い難く
、また例えばＴｉＮ系薄膜では膜厚が約１５０Å程度以
上となると表面抵抗が１ｋΩ／□以下となり電波低反射
性ガラスとは言い難いものとなるものである。

【０００５】またさらに、例えば特開平２ー２８９３３
９号公報には、透明基体上に、第（２ｎ＋１）層目（ｎ
≧０）に透明酸化物層を、第２ｎ層目（ｎ≧１）に銀層
を積層した合計（２ｎ＋１）層（ｎ≧１）のコーティン
グが形成され、かかる（２ｎ＋１）層からなるコーティ
ングの最外層上に、非晶質酸化物膜を設けた赤外反射物
品であって、該非晶質酸化物膜が硼素又は珪素のうち少
なくとも一種と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔａ等のうち少な
くとも一種とを含む酸化物からなり、厚みが１００Å以
上４００Å以下であるとともに、透明酸化物層がＴｉＯ
２　、ＺｒＯ２　、ＺｎＯ、ＳｎＯ２　、Ｔａ２　Ｏ５
　等及びこれらの混合物からなり、厚みが２００〜６０
０Åであることが開示され、例えばＴｉＳｉターゲット
を用い、所定比率のＡｒとＯ２　導入ガス雰囲気中でＤ
Ｃ反応性スパッタリング法により、ターゲット組成を変
えることでＴｉＯ２　とＳｉＯ２　の割合を変えること
によって、ＴｉＯ２　膜の屈折率からＳｉＯ２　膜の屈
折率の間で任意に種々変えて得ることができるというこ
と、ならびに前記ＳｉＯ２の割合を限定することで耐ア
ルカリ性が低下するのを防ぐようにすることができると
いうことが記載されており、さらに高可視光透過率にで
きたとしても、なお未だ充分な耐擦傷性、耐摩耗性ある
いは耐薬品性、ことに耐アルカリ性を有して、単板にお
いて自動車等の車両用窓ガラスなどように、比較的過酷
な環境で長期に亘り、種々の劣化がなく安定して使用で
きるものとなるとは必ずしも言い難いものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】前述したように、例
えばＲＦスパッタリング法で所期の屈折率あるいは膜厚
を得ようとする際には、所期の屈折率をもつターゲット
に交換設置すること、あるいは成膜用基板の搬送速度を
かなり遅くすること、さらにはターゲットとＲＦスパッ
タリング電源を増やさなければならないこと等が必要で
あって、設備投資が必要であったり、生産効率の低下等
を来すものとなるものである。

【０００７】そこで、仮に例えばＲＦスパッタリング法
に替えてＤＣ反応性スパッタリング法を用い、例えばＴ
ｉＯ薄膜をガラス基板／ＴｉＯ薄膜／ＭＯあるいはＭＮ
薄膜／ＴｉＯ薄膜、あるいはＴａＯ薄膜／ＭＯあるいは
ＭＮ薄膜／ＴｉＯ薄膜のような構成にしたとしても、ま
た例えば特開平２ー２８９３３９号公報に記載のそれ自
体耐摩耗性、耐擦傷性を有するものとされているＴｉＳ
ｉＯ薄膜をガラス基板／ＴｉＯ薄膜／ＭＯあるいはＭＮ
薄膜／ＴｉＳｉＯ薄膜のような構成にしたとしても、高
成膜レートで安定して効率よく成膜できるものとはなり
難く、しかも充分な耐摩耗性、耐擦傷性ならびに耐薬品
性、ことに耐アルカリ性を有するものでもないことはも
ちろん、電波低反射ガラス板等とすることも困難であり
、単板ガラスとして自動車等の車両用窓ガラスなどのよ
うに、比較的過酷な条件で長期に亘り、種々の劣化がな
く安定して使用できるものとなるようなものとは必ずし
も言い難いものであり、所期の目的を達成することがで
きないものと言わざるを得ないものであった。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る欠点に鑑みてなしたものであって、安価なＤＣスパッ
タ電源が使用できて、大面積の基板に特定膜厚でかつ均
一な膜厚で成膜し得、スパッタ成膜レートが高くかつ長
時間安定した状態を確保し得る成膜条件ならびに手段、
すなわち生産性に優れたＤＣ反応性スパッタリング（Ｄ
Ｃマグネトロン反応スパッタリング）法によって、前述
した各種の機能薄膜を特異なＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいは
ＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜で包み込むよう交
互に、ことに最外表層、特にアンダーコート層である第
１層に配したことにより、前記多層薄膜被覆層自体の耐
擦傷性、耐薬品性ことに耐アルカリ性をも格段に優れる
ものと成し得るとともに、電波低反射、紫外線遮断ある
いは断熱等の多機能を発揮し得、可視光線透過率あるい
は屈折率が任意に種々選定することができ、絶縁膜ある
いは保護膜等にもなる、有用で効率的なＴｉＳｉＯＮ系
薄膜被覆ガラスおよびその製法を提供するものである。

【０００９】すなわち、本発明は、透明ガラス基板の表
面に、表面側から奇数層目として膜厚が１０Å以上のＴ
ｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複
合薄膜を、偶数層目としてチタン、ジルコニウム、錫、
タンタル、インジュウム、ニッケル、クロム、亜鉛のう
ち少なくとも一種から成る金属、酸化物あるいは窒化物
または窒素酸化物の薄膜をそれぞれ積層し、最外表層が
常に前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成
分とする複合薄膜である多層薄膜被覆層を形成して成る
とともに、該多層薄膜被覆層表面における、摩耗輪ＣＳ
ー１０Ｆで加重５００ｇ、１０００回回転によるテーバ
ー試験後のヘイズ値が２．５以下の耐摩耗性であること
を特徴とするＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラス。なら
びに前記多層薄膜被覆層の表面抵抗が１ｋΩ／□以上の
高抵抗であることを特徴とする上述したＴｉＳｉＯＮ系
多層薄膜被覆ガラス。

【００１０】また、透明ガラス基板の表面に、表面側か
ら奇数層目としてＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯ
Ｎを主成分とする複合薄膜を、偶数層目としてチタン、
ジルコニウム、錫、タンタル、インジュウム、ニッケル
、クロム、亜鉛のうち少なくとも一種から成る金属、酸
化物あるいは窒化物または窒素酸化物の薄膜をそれぞれ
積層して多層薄膜被覆層を形成して成るＴｉＳｉＯＮ系
多層薄膜被覆ガラスを製造するに当たり、少なくとも前
記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とす
る複合薄膜について、真空薄膜積層装置内に、ターゲッ
トとしてＴｉＳｉを用い、Ａｒ、Ｎ２　Ｏ、Ｏ２　、Ｎ
２　ガスのうち少なくとも窒素ガスが存在するよう２種
以上組み合わせて調整した導入ガス雰囲気中において、
ＤＣ反応性スパッタリング法により、膜厚が１０〜２０
００Åの範囲となるＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉ
ＯＮを主成分とする複合薄膜を成膜することを特徴とす
るＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスの製法をそれぞれ
提供するものである。

【００１１】ここで、前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴ
ｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜を用いることとした
のは、該両薄膜自体が耐薬品性、ことに耐アルカリ性に
優れ、絶縁性が高くしかも耐摩耗性や耐久性が極めて高
くて保護膜として優れるものであるのに加え、さらに前
記した各種の機能性薄膜と、ことにガラス基板との接着
力が高く強烈であって、最外表層はもちろん、例えばガ
ラス表面と前記した第２層薄膜等の金属、酸化物、窒化
物ならびに窒素酸化物の薄膜との間に、ならびに該各薄
膜層と交互にサンドイッチ状に前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あ
るいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜を介在して
用いることで多層薄膜被覆層全体の接着力を高めること
ができるとともに、耐薬品性あるいは耐摩耗性や耐久性
をも格段に向上することと成り、さらにまた例えば可視
光線透過率をならびに屈折率を広く種々選定ができる等
のものであって、さらにまた、前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あ
るいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜は無色透明
の範囲が広いものの場合によっては例えばイエロー等の
色調を呈するものであり、前記した他の各種機能性薄膜
と巧みに組み合わせて多層薄膜被覆層を形成して該各種
機能性薄膜の本来の機能特性をそれぞれあるいは巧みに
組み合わせて充分発現させることができ、より多機能で
有用なＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスと成し得るも
のであるからである。

【００１２】また前記透明ガラス基板表面において、奇
数層目に被覆する前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳ
ｉＯＮを主成分とする複合薄膜については、ＴｉＳｉｘ
ＯｙＮｚ薄膜であって、ｘ：ｙ：ｚが各種割合の薄膜、
あるいはＴｉＳｉｘＯｙＮｚに例えばＴｉＳｉＯ、Ｔｉ
ＳｉＮ、ＴｉＯ、ＴｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ等のうち少な
くとも１種含有する複合薄膜を奇数層目に前記した他の
各種機能性薄膜を包み込むようにして多層薄膜被覆層を
被覆形成したＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスに成る
ようにするものであり、該薄膜ならびに複合薄膜は真空
薄膜積層装置内に、ターゲットとしてＴｉＳｉを用い、
Ａｒ、Ｎ２　Ｏ、Ｏ２　、Ｎ２　ガスのうち少なくとも
窒素ガスが存在するよう２種以上組み合わせて調整した
導入ガス雰囲気中において、ＤＣ反応スパッタリング法
により得るものである。

【００１３】さらに、該ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉ
ＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜の膜厚を１０Å以上と
したのは、１０Å未満であれば不均一な薄膜となり易く
、例えば島状で一様な分布でなくなって、例えばガラス
基板と第２層薄膜が直接接した部分が存在しアンダーコ
ート層のない部分が多くなり、それだけ接着力が低下し
て耐摩耗性、耐擦傷性等が充分ではなくなり、必ずしも
頑固な保護膜や充分な絶縁膜等ともなり難く、目指すも
のでなくなって安心して使用できなくなる等が生じるた
めであり、なお上限については、例えば約５０００Å程
度を超えると保護膜等としてはほぼ充分過ぎるものであ
って、これ以上厚くしても経済的でなくなるからであり
、また厚ければ厚いほど歪み等も発現し易くなって好ま
しくないためである。通常であれば約２０００Å程度で
あって、好ましくは３０〜１５００Å程度の範囲である
。

【００１４】また、前記偶数層目としてチタン、ジルコ
ニウム、錫、タンタル、インジュウム、ニッケル、クロ
ム、亜鉛のうち少なくとも一種から成る金属、酸化物あ
るいは窒化物または窒素酸化物の薄膜を用いることとし
たのは、断熱性特性や紫外線遮蔽特性あるいは電波低反
射特性の付与、屈折率や可視光線透過率や色調の各種調
整、ならびにこれらの種々の組み合わせによる多機能化
を達成するためであり、例えば膜厚が約５０Å程度のＴ
ｉ薄膜を第２層に用いて前記三層に積層した場合であれ
ば、ニュートラル色の色調で、可視光線透過率が７０％
以上、日射透過率が約６０％程度の断熱性を有するもの
を得、また例えば膜厚が約８０Å程度のＴａ薄膜を第２
層に用いて前記三層に積層した場合であれば、ブルー系
のシルバー色の反射色調で、可視光線透過率が７０％以
上、日射透過率が約６０％程度の断熱性を有するものを
得、さらに例えば膜厚が約２００〜５００Å程度のＴｉ
Ｎ薄膜を第２層に用いて前記三層に積層した場合であれ
ば、ブルー系色の反射色調で、可視光線透過率が２０〜
４０％程度にコントロールすることができ得、さらにま
た例えば膜厚が約１００００Å程度のＺｎＯ薄膜を第２
層に用いて前記三層に積層した場合であれば、波長が３
８５ｎｍ以下の紫外線を遮蔽するようにすることができ
得る等であり、これら三層の一事例以外に例えば前記し
た金属薄膜、酸化物薄膜あるいは窒化物薄膜または窒素
酸化物薄膜を第２層に加え第４層に、場合によっては第
６層等に、同一または異種の機能あるいは性能または物
で種々巧みに組み合わせて適宜多層積層薄膜被覆層とし
、可視光線透過率や色調の調整に加え、断熱性、紫外線
遮蔽、電波低反射等多機能化したＴｉＳｉＯＮ系多層薄
膜被覆ガラスを得るためであり、これらの膜厚としては
、金属薄膜が約１０〜１０００Å程度、より好ましくは
約３０〜５００Å、窒化物薄膜が約１０〜２０００Å程
度、より好ましくは約２０〜１０００Å、酸化物薄膜な
らびに窒素酸化物薄膜が約１０〜１００００Å程度、よ
り好ましくは約１５〜８０００Åである。

【００１５】さらに、前記摩耗輪ＣＳー１０Ｆで加重５
００ｇ、１０００回回転によるテーバー試験後のヘイズ
値が２．５以下の耐摩耗性であるとしたのは、自動車窓
用単板ガラス等の比較的過酷な条件でも使用できるＴｉ
ＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスとするためであり、また
前記表面抵抗が１ｋΩ／□以上の高抵抗であるとしたの
は、１ｋΩ／□未満であれば電波低反射における効果が
次第に無くなるためである。

【００１６】つぎに、成膜方法として前記ＤＣスパッタ
リング法を用いることとしたのは、例えばＲＦスパッタ
リング法では前述したように大面積の基板にスパッタを
することができず、仮に実施するとしても設備の大改造
等を伴う等のもので採用し難く、一方ＤＣスパッタリン
グ法は例えば約３ｍ平方程度の大面積でも、前述したよ
うに導入スパッタガス等の成膜条件において工夫をすれ
ば、そのままの装置で高い成膜レートでもって実施でき
ることを見出したためである。

【００１７】また該導入スパッタガス等の成膜条件につ
いて、前記真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてＴ
ｉＳｉを用い、Ａｒ、Ｎ２　Ｏ、Ｏ２　、Ｎ２　ガスの
うち少なくとも窒素ガスが存在するよう２種以上組み合
わせて調整した導入ガス雰囲気中において行うこととし
たのは、少なくともＮ２　ガスを導入スパッタガス中に
存在せしめるようにして、前記四種類のガスを巧みに組
み合わせることで、例えばターゲット表面の酸化現象を
極めて低減させ、成膜レートが低下することあるいはつ
いにはスパッタできなくなりストップせざるを得ない事
態となる現象を防止できるようになり、しかも前記Ｔｉ
ＳｉｘＯｙＮｘのｘ：ｙ：ｚを調整して、成膜した前記
ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする
複合薄膜自体の耐アルカリ性、耐摩耗性、接着力等を充
分高いものとすることができ、該薄膜の屈折率あるいは
色調等を制御することができることとなる等のためであ
る。なお、前記導入スパッタガス中に存在する酸素ガス
量には、装置あるいは成膜条件等によって異なるがある
上限値があるものである。

【００１８】さらに、ガラス基板としては、透明ガラス
であればよいが、特にブルー、ブロンズ、グレーあるい
はグリーンガラス等でもよく、ブルーあるいはゴールド
、グリーン系色調を得やすいものであればより好ましい
ものである。また単板で使用できることはもとより、複
層あるいは合せガラスあるいは強化ガラスまたは強度ア
ップガラス、曲げガラスとしても使用できることは言う
までもない。さらにまた、ガラス基板が無機質であるこ
とはもちろん、有機質でもよいことは言うまでもない。

【００１９】

【作用】前述したとおり、本発明のＴｉＳｉＯＮ系多層
薄膜被覆ガラスの製法は、前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるい
はＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜を成膜するに当
たり、ＲＦスパッタリング法ではなく、従来の装置その
ままのＤＣスパッタ電源とＴｉＳｉターゲットを用い、
導入ガスとしてＡｒ、Ｎ２　Ｏ、Ｏ２　、Ｎ２　ガスの
うち少なくともＮ２　ガス存在するよう２種以上組み合
わせた構成であってかつ該導入ガス濃度を適宜任意に調
整した導入ガス雰囲気中においてＤＣマグネトロン反応
性スパッタリング法により、長時間安定した状態でスパ
ッタできしかも高いスパッタ成膜レートを可能として達
成し、また大面積の基板にも支障なく充分成膜できる等
、低投資で優れた生産性をもたらす製法であって、これ
によって成膜したＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯ
Ｎを主成分とする複合薄膜は、該薄膜、ことにＴｉＳｉ
ｘＯｙＮｚ薄膜のｘ：ｙ：ｚを適宜任意に選定してその
量比を変えた薄膜ならびに該薄膜の所定範囲の膜厚を適
宜巧みに組み合わしたものとすることで、種々任意の屈
折率、あるいは色調を無色透明から特定色合い等と幅広
く任意に選定できるものとなり、さらに特に該薄膜中に
Ｎを少なくとも含有した前記したｘ：ｙ：ｚ量比による
バランスによって優れた耐アルカリ性を有するものとな
って高耐薬品性となり、しかも高耐摩耗性、高電気抵抗
、高耐久性であって、保護薄膜あるいは絶縁薄膜さらに
は接着積層薄膜として優れたものとなり、該ＴｉＳｉＯ
Ｎ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜を
第１層、最外表層等の奇数層目に、前述した特定の金属
、酸化物あるいは窒化物または窒素酸化物の各薄膜を偶
数層目に巧みに種々組み合わせた多層の薄膜被覆層を被
覆したガラス基板は、該多層薄膜被覆層全体としても頑
固な接着性を示すものとなって前述した特性を保持し、
さらに可視光線透過率と色調を調整、断熱性あるいは紫
外線遮蔽、電波低反射性等を付与したものとなって、広
い分野で採用し得るものとなり、ことに各種ディスプレ
ー基板、各種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建
築用あるいは自動車用の窓材、ことに単板として使用で
きて有用なＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスとなるも
のである。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。

【００２１】実施例１ 大きさ１００×１００ｍｍ２　、厚さ３ｍｍのクリアー
ガラス基板（ＦＬ３）を中性洗剤、水すすぎ、イソプロ
ピルアルコールで順次洗浄し、乾燥した後、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング装置の真空槽内にセットしてある
ＴｉＳｉ（ＴｉＳｉの組成比はｗｔ％でＴｉ：Ｓｉ＝６
５：３５である。）とＳｎのターゲットに対向して上方
にセットし、つぎに前記槽内を真空ポンプで約５×１０
−６Ｔｏｒｒまでに脱気した後、該真空槽内にＡｒ、Ｏ
２　、Ｎ２　ガスをガス流量比でＡｒ７５、Ｏ２　２０
、Ｎ２５の量比の混合ガス濃度になるよう調整し導入し
て真空度を約５×１０−３Ｔｏｒｒに保持し、前記Ｔｉ
Ｓｉターゲット（直径約１２７ｍｍ）に約１８０Ｗの電
力を印加し、前記三つの混合ガスによるＤＣマグネトロ
ンスパッタの中に約１５秒程度の滞留させること（成膜
速度約４１Å／ｍｉｎ程度）で、約１０Å厚さのＴｉＳ
ｉＯＮ薄膜を第１層として前記ガラス基板表面に成膜し
た。成膜が完了した後、ＴｉＳｉターゲットへの印加を
停止する。

【００２２】次いで、前記ガラス基板を前記真空槽内に
おいたまま、前記したと同様に脱気し、ＡｒとＯ２　ガ
スをガス流量比でＡｒ７５、Ｏ２　２５の量比の混合ガ
スを導入して真空度を約５×１０−３Ｔｏｒｒに保持し
、前記Ｓｎターゲットに約１００Ｗの電力を印加し、前
記ＡｒとＯ２　ガスによるＤＣマグネトロンスパッタの
中に約３０分程度の滞留させること（成膜速度約５０Å
／ｍｉｎ程度）で、約１５００Å厚さのＳｎ０ｘ薄膜を
第２層として前記ＴｉＳｉＯＮ薄膜表面上に成膜した。 成膜が完了した後、Ｓｎターゲットへの印加を停止する
。

【００２３】さらに次いで、前述の第１層成膜と同様に
して約６分程度の滞留させることで、約２５０Å厚さの
ＴｉＳｉＯＮ薄膜を第３層として前記Ｓｎ０ｘ薄膜表面
上に成膜した。

【００２４】得られた三層薄膜被覆層を有するＴｉＳｉ
ＯＮ系多層薄膜被覆ガラスについて、前記ガラス基板、
Ｓｎ０ｘ薄膜ならびにＴｉＳｉＯＮ薄膜の接着力ならび
に膜強度を評価するため、膜の耐摩耗性テストであるテ
ーバー試験を行い、ヘーズ（曇り具合）値の変化量（△
Ｈ％）で示した。すなわち、テーバー試験機（ＭＯＤＥ
Ｌ５０３、ＴＹＢＥＲ社製）に膜面を上にした１０ｃｍ
角の試験片をセットし、膜面に荷重５００ｇのかかった
摩耗輪（ＣＳー１０Ｆ）が２ケ所で当たるようになって
いるもので、１０００回回転した後、ヘーズメーター（
日本電色工業製、ＮＤＨー２０Ｄ）によって測定し、試
験前の測定値と対比し、その変化量（△Ｈ％）をもって
表した数値であり、表１に示すように、そのヘーズ値△
Ｈ％は１．７となり、保護膜として優れているだけでは
なく接着力も優れ、多層薄膜における接着層的な役目も
果たし、耐摩耗性や耐擦傷性等に優れ、自動車窓用単板
ガラス等に充分採用でき得るヘーズ値△Ｈ％である２．
５以下を充分クリアするもので、しかもＤＣスパッタリ
ング法でそのままの装置において高い成膜レートで安定
して高効率で優れた経済性をもって成膜し得ることがで
き、所期の目指すものとなって有用性の高いＴｉＳｉＯ
Ｎ系多層薄膜被覆ガラスを得ることができた。

【００２５】実施例２〜１２ 実施例１と同様の方法によって、表１に示すような三層
の薄膜およびその膜厚を得て、その薄膜において実施例
１で示したと同様の測定法等によって、同様の評価手段
で行い、その結果を表１にそれぞれ示す。

【００２６】表１より明らかなように、ヘーズ値△Ｈ％
が１．４〜２．０となって、各実施例共、実施例１と同
様のものが得られ、従来例である比較例の各薄膜層に比
して、第１層としてのＴｉＳｉＯＮ薄膜の膜厚が１０Å
以上必要である等を示し、ことに耐摩耗性や耐擦傷性が
格段に向上し、断熱性や紫外線遮蔽等の機能を付与しつ
つ、単板ガラスとして充分採用でき得るＴｉＳｉＯＮ系
多層薄膜被覆ガラスと成り、建築用あるいは自動車用の
窓材はもちろん、各種ディスプレー基板、各種光学材料
品、各種電子材料品、ことに単板以外等にも幅広い分野
に採用し得る有用なＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラス
と成り、しかも実施例１と同様に、高い成膜レートで安
定して、高効率で優れた経済性をもって成膜し得ること
ができ、所期の物性を有するものとすることができた。

【００２７】なお、例えばＺｎＯｘ薄膜については、Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタで、Ａｒ６０、Ｏ２　４０の量
比の導入混合ガス、真空度を約５×１０−３Ｔｏｒｒに
、Ｚｎターゲットに約１８０Ｗの印加電力、前記Ａｒと
Ｏ２　ガスによるＤＣマグネトロンスパッタの中に約２
分程度の滞留（成膜速度約２５０Å／ｍｉｎ程度）で、
約５００Å厚さのＺｎ０ｘ薄膜を第２層として前記Ｔｉ
ＳｉＯＮ薄膜表面上に成膜した。またＴｉＮｘ薄膜につ
いては、同様に、導入ガス条件をＡｒ７０、Ｎ２　３０
の量比、Ｔｉターゲットに約１８０Ｗの印加電力、成膜
速度約８０Å／ｍｉｎ程度で成膜した。さらにＴｉＯｘ
薄膜については、同様に、導入ガス条件をＡｒ７０、Ｏ
２　３０の量比、Ｔｉターゲットに約１８０Ｗの印加電
力、成膜速度約１８Å／ｍｉｎ程度で成膜した。

【００２８】比較例１〜１５ 実施例１と同様の方法によって表１に示すような単層〜
三層薄膜層を得、その薄膜層において、実施例１と同様
の測定法、同様の評価手段で行い、その結果を表１にそ
れぞれ示す。

【００２９】それぞれ、ヘーズ値△Ｈ％が３．６〜１７
．５となって、各実施例に比して、耐摩耗性や耐擦傷性
が劣り、自動車窓用単板ガラス等に充分採用でき得るも
のとは言い難く、いずれもヘーズ値△Ｈ％が２．５を超
え不合格であり、成膜レートも劣るものであった。

【００３０】

【表１】

【００３１】参考実施例１３〜２０ならびに比較例１６
〜１９ 前記実施例１と同様の方法によって表２に示すような条
件で得た各ＴｉＳｉＯＮ薄膜について、その性能と特性
をより明確にするための評価を行った。

【００３２】先ず、耐薬品性のうち耐酸試験については
、温度約２５℃の所定の硝フッ酸溶液中に前記試験片を
約３．５分間浸漬した後における膜ベリ量（Å）、耐ア
ルカリ試験については、温度約６０℃の約３０％ＮａＯ
Ｈ溶液中に前記試験片を約３．５分間浸漬した後におけ
る膜ベリ量（Å）で判断したものである。

【００３３】またエンピツ引っ掻き強度については、Ｊ
ＩＳ認定エンピツで行い判定した。さらに絶縁抵抗につ
いては、三菱油化製表面高抵抗計（　ＨＩＲＥＳＴＡ　
　ＨＴー２１０）によって測定したものである。さらに
、屈折率については、島津製作所製エリプソメータによ
って測定することで得た。

【００３４】表２より明らかなように、従来例である比
較例の各薄膜層に比してことに耐アルカリ性が格段に向
上し、ターゲット組成比等で屈折率を約１．６〜２．７
程度に調整でき、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性
を有し、絶縁体膜あるいは保護膜等として優れて電波低
反射等となり得、色調も無色透明かイエロー色となり、
これらＴｉＳｉＯＮ薄膜を単層はもちろん、前述したよ
うに三層以上の多層薄膜被覆層に用いて、自身の特性を
発揮するのに加え他の薄膜をも保護して頑丈なものとす
ることができる等となり、自動車用窓材等、ことに単板
として幅広い分野で有用なＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆
ガラスが得れ、しかもＤＣスパッタリング法でＮ２　ガ
スによって高成膜レートで安定して、高効率で優れた経
済性をもって成膜することができる。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】以上前述したように、本発明は通常のＤ
Ｃマグネトロン反応性スパッタリング法でＴｉＳｉター
ゲットを用い、Ａｒ、Ｎ２　、Ｏ２、Ｎ２　Ｏの四種類
の導入ガスを各種量比で少なくともＮ２　ガスを含み２
種類以上巧みに組み合わせて任意に調整した導入ガス雰
囲気中にて、反応スパッタすることで、長時間安定して
高成膜レートで、しかも大面積基板をも充分成膜できる
こととなる等、安価で効率良く巧みに成膜できることと
なり、耐薬品性、ことに耐アルカリ性に優れ、高耐摩耗
性、高耐久性、高電気抵抗で、しかも屈折率ならびに色
調を適宜巧みに制御でき、高接着薄膜層的な役目も兼ね
備える該ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成
分とする複合薄膜と、前記金属薄膜、酸化物薄膜、窒化
物薄膜ならびに窒素酸化物薄膜とを交互に巧みに配して
組み合わせることで、多層薄膜被覆層自体をも高強度膜
とせしめることができ、さらに各種機能を組み合わせて
より優れた断熱性、紫外線遮蔽性、電波低反射性等ある
いはその複合化したものなど多機能な多層薄膜被覆層と
し、該多層薄膜被覆層を形成するガラス基板は、単板で
充分使用できて、各種ディスプレー基板、各種フィルタ
ーなどの光学材料品、電子材料品、ならびに建築用ある
いは自動車用窓材等に採用できるものとなり、幅広い分
野で有用なＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスおよびそ
の製法を提供するものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明ガラス基板の表面に、表面側から
   奇数層目として膜厚が１０Å以上のＴｉＳｉＯＮ薄膜あ
   るいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜を、偶数層
   目としてチタン、ジルコニウム、錫、タンタル、インジ
   ュウム、ニッケル、クロム、亜鉛のうち少なくとも一種
   から成る金属、酸化物あるいは窒化物または窒素酸化物
   の薄膜をそれぞれ積層し、最外表層が常に前記ＴｉＳｉ
   ＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする複合薄膜
   である多層薄膜被覆層を形成して成るとともに、該多層
   薄膜被覆層表面における、摩耗輪ＣＳー１０Ｆで加重５
   ００ｇ、１０００回回転によるテーバー試験後のヘイズ
   値が２．５以下の耐摩耗性であることを特徴とするＴｉ
   ＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラス。
2. 【請求項２】　　前記多層薄膜被覆層の表面抵抗が１ｋ
   Ω／□以上の高抵抗であることを特徴とする請求項１記
   載のＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラス。
3. 【請求項３】　　透明ガラス基板の表面に、表面側から
   奇数層目としてＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮ
   を主成分とする複合薄膜を、偶数層目としてチタン、ジ
   ルコニウム、錫、タンタル、インジュウム、ニッケル、
   クロム、亜鉛のうち少なくとも一種から成る金属、酸化
   物あるいは窒化物または窒素酸化物の薄膜をそれぞれ積
   層して多層薄膜被覆層を形成して成るＴｉＳｉＯＮ系多
   層薄膜被覆ガラスを製造するに当たり、少なくとも前記
   ＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯＮを主成分とする
   複合薄膜について、真空薄膜積層装置内に、ターゲット
   としてＴｉＳｉを用い、Ａｒ、Ｎ２　Ｏ、Ｏ２　、Ｎ２
   　ガスのうち少なくとも窒素ガスが存在するよう２種以
   上組み合わせて調整した導入ガス雰囲気中において、Ｄ
   Ｃ反応性スパッタリング法により、膜厚が１０〜２００
   ０Åの範囲となるＴｉＳｉＯＮ薄膜あるいはＴｉＳｉＯ
   Ｎを主成分とする複合薄膜を成膜することを特徴とする
   ＴｉＳｉＯＮ系多層薄膜被覆ガラスの製法。