JPH05186245A - 傾斜領域を有する反射防止透明被覆物品 - Google Patents

傾斜領域を有する反射防止透明被覆物品

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JPH05186245A
JPH05186245A JP4157758A JP15775892A JPH05186245A JP H05186245 A JPH05186245 A JP H05186245A JP 4157758 A JP4157758 A JP 4157758A JP 15775892 A JP15775892 A JP 15775892A JP H05186245 A JPH05186245 A JP H05186245A
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デミアーヨント フルヤ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可視光線に対し実質的に透明で、工業的に可
能な経済的な方法により付着させることができる優れた
反射防止被覆を有する物品及びその製造方法。 【構成】 表面を有する基体と、その基体の表面上にあ
る反射防止層とからなる物品において、前記反射防止層
が、Si1-xx の第一領域、該第一領域上のSi1 -xx
y の傾斜領域(式中、y は前記基体の表面からの距離
と共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx が独立
に第一領域及び第二領域に対して選択され、QがHから
選択された場合、x の値は0〜0.5 であり、Nから選択
された場合、x の値は0〜0.58である) 、及び前記第二
領域上のSiO2 の第三領域からなる物品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可視光線に対し実質的
に透明な反射防止被覆に関する。本発明の反射防止被覆
は、自動車及び建築用窓の如き嵌込み窓ガラス(glazin
g)ユニットに用いるのに特に適している。
【0002】
【従来の技術】反射防止被覆は以前から種々の用途に用
いられてきた。用途の例には、レンズ、嵌込み窓ガラス
ユニット、鏡等が含まれる。反射防止被覆は、或る用途
の建築用及び自動車嵌込み窓ガラスユニットに、特に自
動車の風防ガラス、サンルーフ等の内側及び(又は)外
側表面に用いるのも有利である。モーター乗り物風防ガ
ラスの内側表面に適当な反射防止被覆を与えることは、
明るく着色した計器パネル材料を使用し易くするであろ
う。サンルーフパネル又は他のガラス屋根パネルに用い
た反射防止性内側被覆は、内部及び外部物品からの望ま
しくない迷走反射を少なくするであろう。反射防止被覆
がないと、風防ガラスを通る視覚は、風防ガラスの内側
表面で反射するそのような明るい色の計器パネルからの
光によって損なわれることがある。風防ガラスの外側の
反射防止被覆は、透過光強度を増大し、適用可能な最低
の透明性についての条件を満たすのに役立つ。現在モー
ター乗り物風防ガラスに対する最低の可視光透過率は、
米国では70%であり、ヨーロッパでは75%である。乗り
物の風防ガラス又は他の嵌込み窓ガラスの用途に用いる
のに適したものにするためには、反射防止被覆は嵌込み
窓ガラスユニットの透明性を許容出来ない程減少させる
ものであってはならない。
【0003】数多くの反射防止被覆が知られており、そ
の多くは、比較的大きな屈折率の材料の第一膜と、低い
屈折率材料の第二膜とを対にした膜積層体からなる。例
えば、シムコ(Simko)Jr.による米国特許第4,846,15
1 号明細書には、太陽光集光器に用いる種々の透明板表
面に反射防止材料を被覆することを示唆している。酸化
アルミニウム又は二酸化チタンと対にした二酸化珪素の
如き多層被覆を含めた材料の例が列挙されている。同様
に、ジェネシック(Janesick)その他による米国特許第4,
822,748 号明細書には、絵画の枠等に用いるガラスに反
射防止被覆を用いることが示唆されている。特に、二酸
化チタン膜が二酸化珪素の膜の間に挟まれている三層膜
積層体を製造することがそこには示唆されている。酸化
ジルコニウム、酸化タンタル、及び酸化マグネシウムの
如き他の材料も言及されている。一酸化珪素を用いるこ
とは、サクライ(Sakurai)その他による米国特許第4,49
7,539 号明細書で、合成樹脂から作られた光学的物品の
ための反射防止被覆として示唆されている。一酸化珪素
は、二酸化珪素と同様に、ファンその他による米国特許
第4,822,120 号明細書の加熱用鏡で用いるのに適した高
赤外線反射率及び高可視光線透過率を有する反射防止層
として示唆されている。ノノガキ(Nonogaki)その他によ
る米国特許第4,815,821 号明細書には、酸化チタン層の
上に一酸化珪素層を与えたものからなる被覆を表面上に
有する光透過性ガラスパネルが示唆されている。一酸化
珪素層は、コロイド状炭素の光吸収性層により二酸化チ
タン層から断続的に隔てられていると言われている。レ
ンズの如き透明光学的物品は、タニグチ(Taniguchi)に
よる米国特許第4,765,729 号明細書に示唆されている。
二酸化珪素は、物品の表面に適した反射防止被覆として
示唆されている。
【0004】メガネレンズの内側及び外側の両方に反射
防止被覆を用いることはゲルバー(Gelber)による米国特
許第4,070,097 号明細書に示唆されている。二つの被覆
の各々は、誘電体層と金属層との二つの層を有すると言
われている。金属層に適した材料には、ニッケル、クロ
ム、インコネル及びニクロム(ニッケルとクロムから本
質的になる材料)が含まれると言われている。金属層
は、典型的には10〜40Åの範囲の厚さを有すると言われ
ている。二酸化珪素を含む種々の材料が誘電体層のため
に列挙されている。ゲルバーによる第二の米国特許であ
る第3,990,784 号明細書は、表面に多層被覆を有する被
覆建築用ガラスに関する。その被覆は、間に誘電体層を
入れることにより互いに隔てられた第一及び第二金属層
を有すると言われている。付加的金属酸化物層を、任意
に反射防止用に用いてもよいと言われている。誘電体層
としての二酸化珪素と一緒に適切な金属としてニッケル
が言及されている。
【0005】珪素/二酸化珪素多層系の光学的性質は、
ストーン(Stone)その他による「1.5 μm の多層Si/
SiO2 薄膜鏡及び反射防止被覆の反射性、透過性及び
吸収スペクトル」(Reflectance, Transmittance and Lo
st Spectra of Multilayer Si/SiO2 Thin Film Mirrors
and Antireflection Coating For 1.5 μm )、Applie
d Optics, Vol. 29, No. 4 (1 February 1990)に論じら
れている。ストーンその他は1.0 〜1.6 μm のスペクト
ル範囲では、対になった層の有用で取り扱い易い組合せ
は珪素とシリカであることを示唆している。この論文は
多層系の製造に関する。そこでは、対になった層の屈折
率の差が大きくなる程、希望の反射防止程度を得るのに
必要な層の数は少なくなることが認められている。珪素
は比較的大きな屈折率を有することが認められている。
その論文は、珪素が約1.0 μm より小さい波長の光、例
えば可視光線に対しては対になった膜の材料としては、
その範囲の光の吸収が大きいため、用いることができな
いことを述べている。可視光線は、約0.4 〜0.75μの範
囲の波長を有する。 従って、簡単な二層反射防止被覆
を珪素と二酸化珪素とを用いて作ることができることが
示唆されているが、その論文は明らかにそのような反射
防止被覆が可視光線に対する透明性を必要とする用途に
は適さないことを教示している。その文献は、高反射性
鏡及び反射防止被覆のための膜Si/SiO2 対が、反
応スパッタリングにより付着されてきたことを認めてい
る。その論文に論じられている被覆は、ガラス基体上に
電子ビーム蒸着により付着されたと述べている。ストー
ンその他の文献に記載されている反射防止被覆は、厚さ
約150 Åの珪素層と、その上の最小の反射防止を生ずる
ように選択された厚さを有するSiO2 の層とからなる
と言われている。その厚さの珪素層は、可視光線に対し
実質的に不透明であり、反射%は可視波長範囲より遥か
に大きな光に対してのみその論文に示されている。その
厚さの珪素層については、ストーンその他により、約28
00ÅのSiO2 層が用いられている。最小の反射率値
は、75〜200 Åの厚さ範囲内に亙って珪素層の厚さに対
してはそれほど影響を受けないことが更に述べられてい
る。しかし、この厚さ範囲の低い方の端でさえも、珪素
層が通常の太陽光の可視光線成分に対し実質的に不透明
であろう。
【0006】同様な教示は、1984年10月18〜19日にコロ
ラド州ボールダーで開催された高電圧レーザー光学的部
品についての時局的問題会議で与えられたポーレウィツ
(Pawlewicz)その他による「反応スパッタリングによる
1315nm誘電体鏡の製造」(1315 nm Dielectric Mirror F
abrication By Reactive Sputtering)に与えられてい
る。低い水準の光吸収性が、Si:H/SiO2 膜対を
含めた五つの反応スパッタリングによる無定形光学的被
覆材料についてその論文に報告されている。その低い吸
収率は1.3 μm 範囲の光に対して測定されており、S
i:H材料は可視波長では使用できないことがその論文
で結論として教示されている。同じ点は、ポーレウィツ
その他による「光学的薄膜−反応スパッタリングによる
光学的薄膜についての最近の発展」(Optical Thin Film
s-Recent Developments In Reactively Sputterded Opt
ical Thin Films )、Proceedings of the SPIE, Vol.
325, pp. 105-112 (1982年1月26〜27日)でも指摘され
ている。その論文の表1には、珪素の光学的被覆が有用
になる範囲として1,000 〜9,000 nm(1.0 〜9.0 μm )
の光波長が列挙されている。1.06、1.315 及び2.7 μm
の波長の赤外レーザーの光吸収を減少させるためのSi
1-xx の薄膜被覆がポーレウィツその他による「高電
力赤外レーザーのための改良Si系被覆材料」(Improve
d Si-Based CoatingMaterials for High Power Infrare
d Lasers)(1981年11月)に論じられている。
【0007】Si:Hの光学的性質もマーチン(Martin)
その他による「エネルギー効率及び太陽用途のための光
学的被覆」(Optical Coatings for Energy Efficiency
andSolar Applications)、Proceedings of the SPIE,
Vol. 324, pp. 184-190(1982年1月28〜29日)に論じ
られている。2μm 、非可視波長での種々の光学的性質
に対する水素含有量及びSi:H結合の影響が論じられ
ている。非可視波長1.315 、2.7 及び3.8 μm で99%よ
り大きな反射率を有する多層Si:H/SiO 2 レーザ
ー鏡も記載されている。その文献は、Si:H/SiO
2 多層被覆はスパッタリングにより容易に製造されるこ
とを認めている。なぜなら、単一のSiターゲットが必
要になるだけであり、H2 又はO2 をスパッタリング室
中へ導入することによりSi:H及びSiO2 層を夫々
形成することができるからである。可視領域での大きな
吸収係数は、Si:Hの薄膜を、太陽輻射線を吸収する
ための太陽電池に用いるのに適したものにすると言われ
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】可視光線に対し実質的
に透明で、工業的に使用できる経済的な方法により基体
表面に付着させることができる新規な反射防止被覆系に
より種々の嵌込み窓ガラス製品に対する要求が満足され
るであろう。更に、上で述べたモーター乗り物風防ガラ
スの内側表面の如き或る嵌込み窓ガラス用途では、比較
的固く耐久性のある反射防止被覆系を必要とする。本発
明の目的は、これらの製品についての要求の一つ以上を
満足する反射防止被覆系、又は反射防止被覆を上に有す
る嵌込み窓ガラスユニットを与えることである。本発明
の付加的特徴及び態様は、次の開示及びその記述から理
解されるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様に従
う物品は、その物品の表面に一連の領域を含む膜積層体
からなる反射防止被覆又は層を有する。本発明の反射防
止被覆は、嵌込み窓ガラスユニット用及び或る他の好ま
しい本発明の態様として、可視光線に対し実質的に透明
である。物品の表面上の反射防止層の第一領域では、高
屈折率材料、特にSi1-xx (式中、QがH及びNから
なる群から選択され、Hの場合、x の値は0〜0.5 の範
囲内にあり、Nの場合には、x の値は0〜0.58の範囲内
にある)の超薄膜が用いられる。従って、本発明の反射
防止層の第一領域は、珪素であるか、又は窒素、水素、
又はそれらの両方との珪素合金である。本発明の或る好
ましい態様で用いるために可視光線に対して実質的に透
明であるようにするためには、第一領域は極めて薄くな
ければならない。更に下で論ずるように、可視光線に対
して実質的に透明であるのに充分なSi1-xx の領域
が、それにも拘わらず反射防止層のための高屈折率材料
領域として効果的に機能を果たすことができることは驚
くべきことである。
【0010】第一領域上の反射防止層の第二領域は、S
i1-xx y (式中、Q及びx は上に記載した通りであ
るが、Q及びx の値は、反射防止層の異なった領域に対
して独立に選択される)からなる。実際には、以下の記
述から当業者には認められるように、x の値は領域毎と
領域内の両方で変化してもよい。第二領域は、、y の値
が下の基体からの距離と共に0から約2まで増大する傾
斜領域(gradient Zone)である。従って、第二領域は傾
斜した屈折率を有する。y の値(及び屈折率)は、実質
的に連続的に増大するか、又は一連の二つ以上の、好ま
しくは多くの段階又は準領域状に増大してもよい。第二
領域上の反射防止層の第三領域はSiO 2 からなる。特
に下に記載する例及び好ましい態様を含めた本発明の開
示及び説明を読んで、特定の用途に対する反射防止層の
幾つかの領域の適当な相対的及び絶対的厚さを選択する
ことは、当業者の能力内に入るであろう。
【0011】本発明の反射防止被覆が実質的に透明で、
然も、良好な反射防止効率を有することは驚くべきこと
である。なぜなら、珪素及びSi1-xx は可視波長領域
で強い吸収を示すことがよく知られているからである。
Si1-xx は一層透明である。そのため、Si1-x
x は、嵌込み窓ガラスユニット又は他の透明性を必要と
する用途の反射防止被覆に用いるのに適しているとは従
来考えられていなかった。可視光線に対するその大きな
吸収性のために、Si1-xx 単独又は二酸化珪素又は他
の材料と共にそれを可視光線に対し実質的に透明な反射
防止被覆のために用いることができるとは考えられてい
なかった。それにも拘わらず、本発明は、実質的に透明
な反射防止被覆としてSi1-xx を効果的に用いてい
る。特にSi1-xx の超薄膜は、驚くべきことにSi1-x
x y とSiO2 との適切に釣り合った領域厚さを持
つ反射防止層の高屈折率材料として効果的に機能を果た
すことができることが見出されている。
【0012】本発明の別の態様に従い、上で述べたよう
な反射防止被覆を一つ以上の表面上に有する嵌込み窓ガ
ラスユニットが与えられる。SiO2 外側領域は、良好
な耐久性を与える固い保護層として働くことが見出され
ている。例えば、本発明の反射防止層は、モーター乗り
物風防ガラス上の反射防止層としてモーター乗り物環境
中で有利に機能を果たすことが見出されている。反射防
止層は内側表面上で計器盤からの光の反射を減少させる
機能を果たす。外側表面では、それは内部への可視光線
の透過を増大する。
【0013】本発明の別の態様に従い、一つ以上の表面
上に上述の如き反射性層を有する物品、例えばモーター
乗り物風防ガラス及び他の嵌込み窓ガラスユニットを製
造するための方法が与えられる。有利な点として、三つ
の領域全てを、スパッタリング、又は商業的に知られ、
工業的に利用できる経済的な他の方法により付着するこ
とができる。被覆は特にソーダ・石灰・ガラスの如き、
それへの適用で特に耐久性のある界面接着が得られる珪
素系ガラスに用いるのに適している。本発明の付加的特
徴及び利点は、前記記述及び或る好ましい態様について
の次の詳細な記述を読むことにより、当業者には理解さ
れるであろう。
【0014】本発明の或る好ましい態様についての次の
詳細な記述は、図面についての説明を含むものである。
【0015】第1図に例示した本発明の態様の特徴及び
部材は、必ずしも正確な大きさになってはいないことを
理解すべきである。反射防止被覆の膜の厚さは、例え
ば、例示及び理解をし易くするため、実際の大きさより
も大きく示されている。
【0016】〔好ましい態様についての詳細な記述〕本
開示を読むことにより、本発明の数多くの用途が当業者
には明らかになるであろう。例示の目的で、本発明を、
本発明による反射防止被覆を内側表面(モーター乗り物
の客室に露出した表面)に有するモーター乗り物風防ガ
ラス又は他の嵌込み窓ガラスユニットからなる或る好ま
しい態様に関して記述する。本発明の反射防止被覆及び
それを有する嵌込み窓ガラスユニットは、幾つかの重要
な利点を与える。モーター乗り物風防ガラスに現在用い
られているガラスは、珪素系組成物であるのが典型的で
ある。本発明の珪素系反射防止被覆は、珪素系ガラス基
体に対し良好な界面接着性を有することが見出されてい
る。更に、嵌込み窓ガラスユニットの露出表面を形成す
る二酸化珪素膜は、モーター乗り物風防ガラス等の用途
に用いられる嵌込み窓ガラスユニットで経験される環境
に充分適合した固く耐久性のある表面を与える。
【0017】本発明の或る態様の反射防止被覆及びその
被覆を有する嵌込み窓ガラスユニットについて、可視光
線に対し実質的に透明であると言うのは、別に指示しな
い限り、一般にモーター乗り物風防ガラスについての現
在の指導方針を満足し、或る建築用途のための製品規格
を満足するように、少なくとも約50%、好ましくは少な
くとも約70%の透過率を意味するものと理解されたい。
用語「可視光線」とは、人間の観察者により認めること
ができる波長範囲内の光を意味するものとして広く用い
られている。一般に、可視光線は約400 〜750 nmの波長
範囲にあると言うことが受け入れられている。可視波長
範囲内で、透過率+吸収率+反射率=100 %である。基
体が非着色ガラス等である場合の嵌込み窓ガラスユニッ
トでは、可視波長光の吸収は無視でき、従って透過率+
反射率が本説明の目的からほぼ100 %に等しいととるこ
とができる。
【0018】本発明の或る他の好ましい態様として、反
射防止被覆は、反射防止の外に、隠蔽及び(又は)太陽
エネルギー制御の増大を与えるため、遥かに大きな割合
の光を排除した方が有利なこともある。そのような態様
では、被覆表面に通常入射する可視光線の約10%の透過
率しか持たないのが典型的であろう。太陽エネルギー制
御とは、嵌込み窓ガラスを有する領域に必要な空調の量
(従って、費用)を減少させるため、嵌込み窓ガラスを
有する領域から太陽エネルギーを排除することを意味す
る。この種の特に重要な用途は、モーター乗り物の屋根
領域の全て又は一部分に対する隠蔽用嵌込み窓ガラスで
ある。
【0019】Si1-xx y の傾斜領域では、y の値
は、その傾斜領域中の与えられた深さでの珪素錯体中の
種々の異なった物質の相対的割合に相当する平均値であ
ることは理解されるべきである。例えば、x が0に等し
い場合、与えられた深さでのyの値は、傾斜領域中のそ
の深さでの珪素と化学量論的二酸化珪素との相対的割合
に相当する。理論によって縛られたくないが、傾斜領域
は酸素化珪素錯体(その用語はここではN及び(又は)
Hの量x を有する対応する酸素化珪素合金からなる態様
も含むものとして用いられたいる)からなることが現在
分かっており、この場合、物質Si1-xx 、Si1-xx
O及びSi1-xx 2 はそのようなものとして存在して
いなくてもよい。y の値は、一定の割合又は変化する割
合で連続的に増大していてもよい。別法として、それ
は、得られる反射防止被覆の光学的性質について、連続
的傾斜に近似又は類似させるのに充分な程、僅かずつ増
大する多段階状態で増大していてもよい。x の値は、傾
斜領域中実質的に一定のままでもよく、或は変化しても
よい。更に、反射防止被覆の一つの領域中のx の値は、
別の領域中のものと同じでも或は異なっていてもよい。
Qは夫々の領域について独立に選択されるので、異なっ
た領域では異なっていてもよい。従って、例えば、本発
明の反射防止被覆は、被覆表面に直ぐ隣接したSi0.6
0.4 、傾斜領域中のSi0.70.3 y 、及び傾斜領域上
のSiO2 からなっていてもよい。
【0020】図1に関し、モーター乗り物風防ガラス10
の断面図は、外側層12、好ましくはソーダ・石灰・ガラ
スが、可撓性重合体積層用材料、好ましくはポリビニル
ブチラール(PVB)の層14により基体層16、好ましく
は第二のソーダ・石灰・ガラス層に積層されたものを有
するものとして示されている。本発明による反射防止被
覆20は、基体層16の露出表面18上に形成されている。表
面18は、別の層との積層界面を形成していないと言う意
味で「露出」されている。被覆20は、モーター乗り物の
客室内の雰囲気に曝されている。外側層12及び基体層16
は、プラスチック、又は一層好ましくはガラスから作る
ことができる。何れにせよ、基体層16は実質的に固く伸
縮できず、そのため反射防止被覆20を構成する膜が積層
工程中又は嵌込み窓ガラスユニットの設置中、又はその
使用中に基体層16の伸びにより崩壊しないようになって
いるのが好ましい。
【0021】図1の好ましい態様の反射防止被覆20は、
基体層16の表面18上に直接配置されたSi1-xx 、好ま
しくは珪素又は水酸化珪素、Si1-xx 、の領域22から
なる。x が0でない場合、x の値はその領域全体に亙っ
て実質的に一定なままであるのが好ましい。別の極めて
好ましい態様によれば、領域22は表面14の所では珪素で
あり、次第に窒素化されて、傾斜領域23との界面の所で
は窒化珪素、Si34 になる。窒化珪素は珪素よりも低
い屈折率を有し、従って、そのSi34 含有量に相当し
て厚い領域22が好ましい。Si1-xx y の傾斜領域23
は、領域22の直ぐ上にある。傾斜領域23はSiOy 又は
Si1-xx y から本質的になるのが好ましい。y の値
が、領域22との界面の所での0から領域24との界面の所
の2.0 まで増大、好ましくは連続的に一定の割合で増大
する。x の値は零か、又は領域24との界面の所の零まで
減少する。Si1-xx y を使用することは、屈折率状
態を制御するのに傾斜領域中では特に有利である。Si
1-xx y はSiOy よりも可視光線に対し一層透明
性を持つので、一般に或る透明性条件を満たさなければ
ならないモーター乗り物風防ガラスに対し本発明の反射
防止層を用いるのに非常に適している。上述の極めて好
ましい態様に従い、領域22は表面14の所の珪素から出発
して、領域23との界面の所での窒化珪素まで次第に窒素
化され、その態様では領域23は領域24との界面の方へ向
かって次第に酸素化され、それに応じて窒素化は少なく
なるのが最も好ましく、後者の所でそれは実質的に二酸
化珪素になる。二酸化珪素の領域24は領域23の直ぐ上に
配置されている。全ての用途で必要になるわけではない
が、風防ガラス上の反射防止被覆は、その内側表面と同
じ広さになっているのが典型的であろう。
【0022】Si1-xx の屈折率は、x の値と共に変化
する。0.11の値の所では、スパッターされたSi1-xx
膜の2μm 波長での屈折率は約3.45である。上述のマー
チンその他による論文、「エネルギー効率及び太陽用途
のための光学的被覆」には、スパッターされたSi1-x
x 膜の2μm 波長での屈折率を、x の値の関数としてプ
ロットしたグラフ(その論文の第5図)が与えられてい
る(それらは参考のためここに入れてある)。上で論じ
たように、透明反射防止被覆として用いるようにした反
射防止層の高屈折率材料としてSi1-xx の有用性は、
その可視光線に対する強い吸収性を考慮すると極めて驚
くべきものである。本発明は、この問題を、一つには超
薄膜Si1-xx を使用することにより解決している。驚
くべきことに、高屈折率材料がそんなに薄いにも拘わら
ず、反射防止効果が得られている。特に、反射防止効果
は、適当な厚さのSi1-xx 2 の領域が続くSi1-x
x y の傾斜領域と結合させた超薄膜Si1-xx により
達成されることが見出された。二酸化珪素は約1.46の屈
折率を有する。モーター乗り物風防ガラス用途に用いる
ため、Si1-xx 領域は約10〜80Å厚であるのが好まし
い。一層好ましくはx が0である場合、領域22は約10〜
40Åの間にあり、QがHで、x が0.11である場合、領域
22は約10〜60Åであり、QがNでSi1-xx 領域が基体
表面の所での珪素から次の領域との界面の所での完全に
窒素化された窒化珪素まで変化する場合には、領域22は
約10〜80Åである。QがNである場合、x は0〜0.58で
あるのが好ましい。0.58の値は、実質的に化学量論的窒
化珪素に相当する。傾斜領域は約30〜1600Åの厚さであ
るのが好ましい。SiO2 膜は、好ましくは約300 〜20
00Å、一層好ましくは約300 〜1500、最も好ましくは約
1400Åである。これらは、得られた積層風防ガラスの特
に屈折率%及び透過率%を含めた、得られた反射防止被
覆の光学的性質に基づいて言及したものである。
【0023】更に下で論ずるように、本発明の極めて好
ましい態様は、0.09in厚の透明ソーダ・石灰・ガラス層
の外側表面の直ぐ上に反射防止被覆を有する積層モータ
ー乗り物風防ガラスからなる。ソーダ・石灰・ガラス層
の反対側表面は、0.03inの透明PVB層により第二のそ
のような層に積層されている。反射防止層は、ガラス上
の、厚さ約10〜30Å、一層好ましくは厚さ約20Åの第一
Si領域及びそれに続く約100 〜1220Åの傾斜SiOy
領域からなる。傾斜領域中では、y の値は第一領域と第
二領域との間の界面での0から約1.8 の値まで急速に増
大する。特に、この増大は約60Åに亙って起きる。1.8
から2.0 へのy の値の増大は、第二領域の残りの厚さに
亙って起きる。SiO2 領域は、厚さが約300 〜1700
Å、一層好ましくは約300 〜1500Åである。被覆された
風防ガラスは、可視光線に対し高度に透過性である。反
射防止層は、風防ガラスの被覆表面から可視光線(波長
380〜620 nm)の実質的に全ての反射を無くす。そのよ
うなガラス層の未被覆表面は、4%の可視光線反射率を
有する。もし風防ガラスの外側表面が反射防止層を持た
ないと、その可視光線の反射率は約4%になるであろ
う。4%の全反射率は、反射防止層を持たない両方の外
側表面を有する風防ガラスの8%の反射率の1/2にな
る。
【0024】本発明の開示及び本発明についての説明を
読むことにより、反射防止層内の一つの領域から他の領
域への変化及び基体からSi1-xx の第一領域への変化
は、多くの態様では幾らか徐々に行われても良いことは
理解されるべきである。反射防止層の二つの領域の間の
界面及び反射防止層と基体との間の界面は、最も合理的
に決定された転移点、即ち、実際問題として、ここに記
載した本発明の一般的原理に最もよく応じた水準又は深
さの所に位置しているものと考えるべきである。
【0025】本発明の反射防止被覆のSi1-xx 、Si
1-xx y 、及びSiO2 領域は、当業者によく知ら
れた市販されている装置及び技術を用いて作ることがで
きる。例えば、それらの膜は、反応スパッタリングによ
りガラス又は他の基体表面上に付着させることができ
る。Siの付着のためには、不活性雰囲気中で珪素ター
ゲットをスパッタリングすればよい。水素化珪素、Si
1-xx 及びSi1-xx y を付着させるためには、ス
パッタリング雰囲気中に水素ガス、H2 を含有させるこ
とができる。Si1-xx y 及びSiO2 を付着させる
ためには、酸素ガス、O2 を含有させることができる。
Si1-xx 及びSi1-xx y を付着させるためには窒
素ガスを含有させることができる。H、N及びOの別の
源は、本開示を考慮して当業者には明らかになるであろ
う。これに関し、スパッタリング雰囲気中に導入される
酸素ガスの量は注意深く限定され、徐々に増大させなけ
ればならない。珪素の酸素に対する親和力が大きいた
め、SiO2 スパッタリング付着のために例えば15%の
酸素ガスの如き僅かな相対的割合で酸素ガスを用いても
SiO2 の付着をもたらす。珪素のスパッタリング付着
中、大きな相対的割合で急速に酸素を導入する従来の既
知の方法は、SiからSiO2 への実質的に急激に変化
した付着を生ずるであろう。本発明の典型的な方法で傾
斜領域を付着するためのスパッタリング雰囲気は、5%
未満の酸素ガスで成立し、SiO2 領域と傾斜領域との
界面の所での約60%まで増大するであろう。付着速度も
膜の組成に影響を与える。付着速度が低いと、一般に膜
中の酸素含有量は高くなる。
【0026】Si1-xx y の領域も、化学蒸着法によ
り、好ましくはドナー(donor)ガスとしてシラン又は高
次シラン及びキャリヤーガスとしてヘリウムを用いて付
着させることができる。膜の厚さの増大は、付着条件又
は方法を適切に調節するか、又は別の付着法を用いるこ
とにより、依然として与えられた透明性要件を満足させ
ながら達成することができることも考慮に入っている。
一般に、Si1-xx y は、一つにはそれらの領域が比
較的薄いため、迅速に、従って経済的に付着することが
できることは本発明の利点である。典型的には、それら
の領域は順番に、例えばガラスシートの層の表面上に付
着される。
【0027】一つの別の方法として、珪素の領域は、ソ
ーダ・石灰・ガラスの如き基体にイオン衝突を行い、次
に傾斜領域及びSiO2 領域の付着を行うことにより形
成する。
【0028】更に別の方法として、珪素膜、好ましくは
約50〜150 Åの膜を、ガラス表面に付着させ、次に、ガ
ラス湾曲温度で空気中でガラスを曲げながら加熱し、然
る後、上述の反射防止被覆の領域を付着する。珪素膜
は、加熱及び曲げ中のガラスが透明であるのに充分なよ
うに薄いものである。理論によって拘束されたくない
が、珪素は少なくとも部分的に酸化されるものと考えら
れる。いずれにせよ、加熱は反射防止被覆のガラス基体
への接着性を改良する。それは膜積層体の機械的、及び
恐らく化学的耐久性も改良する。この方法は、反射防止
被覆とガラス基体との間に拡散界面を与えるものと思わ
れる。この被覆方法の好ましい態様に従い、ガラス層の
表面上に珪素膜を付着させ、次にそのガラスを上昇させ
た温度、典型的には少なくとも約1000°F、例えば1040
°F、好ましくはガラスの湾曲温度、典型的には約1250
°Fに加熱する。そのような上昇させた温度に珪素の光
学的性質を変えるのに充分な時間、好ましくは1250°F
で少なくとも約15分間加熱した後、ガラスをゆっくり室
温へ冷却する。そのような方法の後、Si1-xx の領域
を付着させ、次に反射防止層の傾斜領域及びSiO2
域を付着させる。
【0029】本発明の好ましい方法により、実質的に透
明な積層嵌込み窓ガラスユニットは次のようにして製造
される。実質的に伸縮のない基体層の主表面の上に厚さ
10〜100 Å、一層好ましくは約20〜80ÅのSi1-xx
域をスパッタリングする。その第一領域の上に厚さ10〜
500 Å、一層好ましくは30〜300 ÅのSiOy 傾斜領域
をスパッタリングする。その傾斜領域の上に厚さ300 〜
1500Å、一層好ましくは約1200〜1500Åの二酸化珪素膜
をスパッタリングする。次に基体層を別のガラス、プラ
スチック等の層に、PVB又は他の可撓性重合体材料の
積層用層により積層する。特に積層用層は、基体層と付
加的層との間に挟み、それらを通常熱及び圧力、及び時
には真空を適用することにより積層する。反射防止被覆
を有する基体層の表面は、見る人に最も近い嵌込み窓ガ
ラスユニット外側表面として配置される。
【0030】本発明による反射防止被覆を有する嵌込み
窓ガラスユニットを通る入射光の通路は、図1に例示さ
れている。特に入射光30が反射防止膜20の表面26に当た
り、その実質的部分は反射防止被覆及び嵌込み窓ガラス
ユニットの残りを通過し、透過光32として外側層12の表
面13を通って出る。典型的には、入射光の一部分は、異
なった屈折率を持つ材料の間の各界面で反射されて戻
る。2枚のガラスとPVB界面31a 及び31b のいずれの
所でも反射して戻る光は実質的に存在しない。なぜな
ら、ガラスの屈折率がPVBの屈折率に非常に近いから
である。通常、入射光の約4%がガラス/空気界面で反
射して戻る。従って、上で述べたように、また図2に描
いたように、裸のガラスは約8%の全反射率R、即ち、
ガラスの各表面からの4%の反射率を有する。本発明の
或る最も好ましい態様として、全反射率は一方の表面に
反射防止被覆を用いて約4%程の低さに減少する。特
に、本発明の反射防止被覆を有する表面からの反射率
は、殆ど0%に減少し、反対側のガラス表面での空気/
ガラス界面からの4%だけが残る。別の好ましい態様と
して、反射防止被覆は両方の表面に用い、反射率を嵌込
み窓ガラスユニットに対し殆ど0に減少させる。
【0031】このことは図1を再び参照することにより
一層よく理解出来るであろう。入射光30は反射防止被覆
20の表面26に当たる。入射光30の%として表した全反射
率Rには、(i )表面26の所の空気/SiO2 界面で反
射する光34;(ii)SiO2 /Si1-xx y 界面27で反
射する光35;(iii)Si1-xx y /Si1-xx 界面28
で反射する光36;(iv)表面18の所のSi1-xx /ガラ
ス界面で反射する光37;及び(v)表面29の所のガラス
/空気界面で反射する光38が含まれる。34+35+36+37
を一緒にした反射率は0か、実質的に0になることは認
められるであろう。実際、最も好ましい態様では、界面
27及び28に隣接した領域の傾斜屈折率は、それらの界面
での反射率が実質的になくなる程近接して適合してい
る。そのような態様では、理論によって拘束されたくな
いが、反射34と37は実質的に互いに消し合うものと現在
理解されている。上で述べた如く、二つのガラス/PV
B界面31a 及び31b は無視することができる。なぜな
ら、二つの材料の屈折率が殆ど同じだからである。表面
29を通過する光の%は、透過率%、T%である。実際、
当業者はTが表面29で反射されて戻る或る量の光を含ん
でいるが、その戻り光路で当たった界面での再反射した
或る量の光も含むことを認めるであろう。本発明の反射
防止被覆のないガラス表面18からの反射は、上で述べた
如く、約4%であろう。本発明の或る最も好ましい態様
によれば、上にある反射防止被覆20による反射率、即ち
34から37の合計はほぼ0に等しくなる。従って、嵌込み
窓ガラスユニットの反射率は、主に反射38によって惹き
起こされるものである。被覆した表面に入射した可視光
線の実質的な反射はSi1-xx /ガラス界面で、それら
材料の屈折率の差が大きいため、起きるものと予想され
るが、実際には反射37は本質的に0である。
【0032】理論によって拘束されたくないが、反射37
は、超薄膜Si1-xx が余りにも薄くてガラスとの光学
的に重要な界面を形成することができないため、本質的
に0であることが現在分かっている。勿論上で述べた如
く、それにも拘わらず本発明の反射防止被覆で大きな屈
折率材料として働くのにそれは充分であることが見出さ
れている。上述より、外側ガラス層29の表面29上に反射
防止被覆を更に有する本発明の態様は、全反射率がほぼ
0になることが分かるであろう。
【0033】或る別の好ましい態様は、目隠し及び(又
は)太陽高エネルギー制御も与えるための、本発明の反
射防止層を用いた嵌込み窓ガラスユニットである。建築
用嵌込み窓ガラス用途及びモーター乗り物のための屋根
領域の嵌込み窓ガラスは、この種類の特に有利な用途で
ある。可視光線及び非可視光線の両方の透過率を、可視
光線の反射率が少なくとも被覆した表面では低く維持さ
れながら、大きく減少させる。透過率を減少させるため
には、用いる第一領域、即ちSi1-xx 領域の厚さを一
層大きくする。x が0に等しい場合、好ましくはSi1-x
x 領域は約10〜80Å、一層好ましくは約20〜50Åであ
る。勿論、傾斜領域の厚さは、本発明の実質的に透明な
態様の場合のように、その領域内の屈折率状態及び他の
光学的性質に依存するであろう。光学的性質は、今度は
その領域全体に亙るx 及びy の値及びQ(それがある場
合)の物質に依存する。実質的に透明な反射防止層の場
合のように、珪素が水素化されていない場合に酸化物物
質の一層良好な接着及び膜形成を考慮して、少なくとも
SiO2 領域との界面の所ではQは好ましくはNである
か、x が0である。傾斜領域は好ましくは約10〜3500
Å、一層好ましくは約20〜3000Åの厚さを有し(一層高
度に窒素化された領域材料に対しては、一般にその範囲
の厚さの大きい方の端になっている)、y は一定の割合
で連続的に増大する。
【0034】SiO2 領域の厚さ範囲は、或る程度第一
領域及び傾斜領域の厚さに依存する。実質的に透明な反
射防止層の態様について丁度述べたように、目隠し嵌込
み窓ガラス用途の反射防止層の全領域に対して適切な領
域厚さを選択することは、本開示を考慮して、当業者の
能力内に入るであろう。一般に、第一領域及び傾斜領域
について上で述べた好ましい領域厚さについて、SiO
2 領域は好ましくは約100 〜5000Å、一層好ましくは約
300 〜3000Åの厚さである。
【0035】付加的層又は領域を、ここに記載した反射
防止層の三つの領域と共に用いてもよいことも理解でき
るであろう。目隠し嵌込み窓ガラス用途に適合した本発
明の特に好ましい一つの態様として、基体表面とSi1-x
x の第一領域との間にSi1 -xx z の逆傾斜領域を
配置する(式中、Q及びx の値は、異なった領域につい
て独立に選択され、z の値は基体からの距離と共に逆勾
配領域とSi1-xx 領域との間の界面の所での0まで減
少する)。逆勾配領域中のx の値は0であるのが好まし
く、z の値は、基体に最も近い所での好ましくは約1.5
〜2.0 の高い値、一層好ましくは約1.8 〜2.0 から、S
i1-xx 領域との界面の所での0まで減少する。この態
様は、積層ソーダ・石灰・嵌込み窓ガラスユニットの被
覆表面に入射する可視光線に対し異常に低い屈折率を与
えると共に、反対側の被覆されていない表面に入射する
可視光線に対しても低い屈折率を与えることが判明して
いる。
【0036】本発明の反射防止被覆の光学的性質、特に
屈折率、透過率、及び反射率が、図2〜7のグラフに示
されている。図2では、SiOy の屈折率が55nm波長で
測定して、y の値(0〜2.0)の関数として示されてい
る。残りの図については、分光光度計による反射率
(R)及び透過率(T)の値が、%として、透明ソーダ
・石灰・ガラス基体上の本発明の反射防止層に対する与
えられた入射角についてUV、可視、及びIR領域につ
いて積分R及びT値を与えるように適合させたコンピュ
ータープログラムを用いて計算されている。そのような
コンピュータープログラムは市販されている。R及びT
の値を計算するのに、被覆材料の光学的定数、屈折率及
び消光係数の文献値を用いた。コンピュータープログラ
ムには、与えられた領域厚さ、即ちdsi、dsioy及びd
sio2因子の値に対し、T及びRの値が与えられた。R及
びTを、SiO2 膜の厚さ因子に対し厚さの関数として
プロットした。これらの曲線を用いて、実験的に付着さ
せた領域の厚さを決定し、最大透過率を持つ最小屈折率
を与えた。パーキン・エルマー・ラムダ−9(Perkin-El
mer Lambda-9)分光光度計を用いて、実際の試料の反射
率及び透過率のプロットを行なった。実験結果は、コン
ピュータープログラムにより予測された値に非常によく
一致した。次に図4〜図7に示した結果を、水素化珪素
を用いた本発明による被覆についてコンピュータープロ
グラムにより決定した。垂直入射に対する値を計算し
た。同様な手順を、典型的なモーター乗り物風防ガラス
の設置角である65°(乗り物の運転手から見て)を含め
た斜めの入射に対して適用した。
【0037】次の実施例は、四つの嵌込み窓ガラスユニ
ットの態様で、第一のものが実質的に透明な反射防止層
を有し、残りの三つのものが目隠し及び太陽エネルギー
制御も与える反射防止層を有する態様による本発明の詳
細な点を与える。図3には、それら実施例の反射防止被
覆についての屈折率を、膜の高さ(基体表面の所を高さ
0とする)の関数として屈折率が示されている。特にプ
ロットした曲線110 は実施例1の屈折率状態示す。プロ
ットした曲線120 、130 、及び140 は、夫々実施例2、
3、及び4の反射防止被覆についての屈折率状態を示
す。夫々の場合について、反射防止被覆の傾斜領域中の
酸素化度の傾斜に相当する傾斜屈折率が存在する。例え
ば、プロット曲線110 は、反射防止被覆のSi1-xx
y 領域中のy の値の急速な上昇に相当して、屈折率の急
速な減少を示している。プロット曲線140 は、逆傾斜領
域Si1-xx z (式中、z は基体からの距離と共に減
少する)の後に珪素領域があり、次に傾斜領域Si1-x
x y (式中、y は基体からの距離と共に増加する)が
続くことに相当して、屈折率の傾斜増大の後に傾斜減少
する屈折率を示している。
【0038】実施例1 積層窓の内側露出表面上に実質的に透明な反射防止層
(全厚さ128 nm)を反応スパッタリングにより付着させ
た。その風防ガラスは、0.03inのPVB層により厚さ0.
09inの第二透明ソーダ・石灰・ガラス層へ積層された厚
さ0.09inの外側透明ソーダ・石灰・ガラス層を持ってい
た。第二ガラス層の露出表面は、ガラス表面の直ぐ上の
20Åの珪素領域と、続く五つの次の順序の準領域からな
る傾斜領域とからなる反射防止層を有する:第一領域の
直ぐ上の6ÅのSiO0.2 、7ÅのSiO0.4 、7Åの
SiO0.8 、2ÅのSiO1.2 、及び16ÅのSi
1.6 。厚さ1220ÅのSiO2 第三領域が傾斜領域の直
ぐ上に存在し、大気に露出されている。風防ガラスは、
0°の入射角で測定した可視光線に対する次の計算透過
率及び反射率値を持っていた:透過率73.4%〔照明(Ill
uminant)A〕;透過率71.0%(照明C);第一層の外側
表面(風防ガラスの外側即ち、第一表面に相当する)か
らの反射率6.4 %(照明A);第一表面からの反射率6.
4 %(照明C);第二ガラス層の被覆表面からの反射率
僅か3.5 %(照明A);及びその表面からの反射率僅か
3.5 %(照明C)。
【0039】図4は、実施例1の風防ガラスの透過率及
び反射率を波長の関数としてグラフに示したものであ
る。「T」で示した曲線は、風防ガラスを通る透過率%
である。Rglass で示した曲線は、被覆した外側(第
一)表面からの入射光反射率%を示す。Rcoating で示
した曲線は、被覆(第四)表面からの入射光反射率%を
示す。被覆した表面からの可視光線の反射率は異常に低
いことが容易に分かるであろう。
【0040】実施例2 本発明の態様の目隠し用ガラスをモーター乗り物の屋根
領域の嵌込み窓ガラス用に適用される積層嵌込み窓ガラ
スユニットの外側露出(第一)表面上に被覆をもつもの
として形成した。嵌込み窓ガラスユニットは、実施例1
の場合のように通常のやり方で、厚さ0.03inのPVB層
により一緒に積層された厚さ0.09inの透明なソーダ・石
灰・ガラスの第一及び第二層を持っていた。第一表面上
の反射防止被覆は、約312 nmの全厚さを持っていた。そ
れは、不活性スパッタリング雰囲気中で珪素ターゲット
からスパッタリングすることにより付着させた厚さ6nm
の珪素第一領域をもっていた。第一領域は基体表面の直
ぐ上にあり、直ぐ後に傾斜領域が続き、その傾斜領域は
次の四つの準領域を持っていた:第一領域の直ぐ上の3
nmのSiO0.4 ;93nmのSiO0.8 、123 nmのSiO
1.2 ;及び55nmのSiO1.6 。準領域もスパッタリング
により付着され、そのスパッタリング雰囲気は、第一準
領域に対しO2 ガス約11%、第二準領域に対し約16%、
第三準領域に対し酸素ガス約18%、及び最後の準領域に
対し酸素ガス約19%であった。SiO2 領域は約32nm厚
であり、少なくとも酸素20%の雰囲気中で珪素ターゲッ
トからスパッタリングにより付着された。嵌込み窓ガラ
スユニットは、0°の入射角で測定した可視光線に対す
る次の計算透過率及び反射率値を持っていた:透過率1
1.7%(照明A);透過率9.5 %(照明C);被覆した
第一表面からの反射率僅か4.1 %(照明A);その表面
からの反射率3.3 %(照明C);及び被覆した第四表面
からの反射率23.2 %(照明A)及び反射率23.7 %
(照明C)。
【0041】図5は、実施例3の嵌込み窓ガラスユニッ
トの透過率及び反射率を波長の関数としてグラフに示し
たものである。「T」、「Rglass 」及び「Rcoating
」で示した曲線は、図4の場合と同じ意味を有する。
可視光線範囲の殆どに対し、反射防止被覆からの透過率
及び反射率の両方が非常に低いことが容易に分かるであ
ろう。
【0042】実施例3 本発明の態様の目隠し用ガラスを、モーター乗り物の屋
根領域の嵌込み窓ガラス用に適用される積層嵌込み窓ガ
ラスユニットの外側露出(第一)表面上に被覆をもつも
のとして形成した。嵌込み窓ガラスユニットは、実施例
1の場合のように、厚さ0.03inのPVB層により一緒に
積層された厚さ0.09inの透明なソーダ・石灰・ガラスの
第一及び第二層を持っていた。第一表面上の反射防止被
覆は、約520 nmの全厚さを持っていた。それは、不活性
スパッタリング雰囲気中で珪素ターゲットからガラス表
面上に直接スパッタリングすることにより付着させた厚
さ6nmの珪素第一領域をもっていた。第一領域は直ぐ後
に傾斜領域が続き、その傾斜領域は、夫々不活性ガス及
び酸素からなる雰囲気中で珪素ターゲットからスパッタ
リングすることにより付着させた四つの準領域を持って
いた。各連続する準領域の酸素の割合は増大していた。
Si領域に最も近い第一準領域は66nmのSiO0.4 であ
り、次に89nmのSiO0.8 、次に36nmのSiO1.2 、次
に40nmのSiO1.6 であった。厚さ70nmのSiO2 第三
領域は、酸素ガスを含む雰囲気中で珪素ターゲットから
スパッタリングにより付着された。それは傾斜領域の第
四準領域の直ぐ上に付着された。
【0043】嵌込み窓ガラスユニットは、0°の入射角
で測定した可視光線に対する次の計算透過率及び反射率
値を持っていた:透過率10.3%(照明A);透過率8.1
%(照明C);被覆した第一表面からの反射率僅か1.2
%(照明A);その表面からの反射率1.3 %(照明
C);及び被覆した第四表面からの反射率22.2%(照明
A)及び反射率23.1 %(照明C)。
【0044】図6は、実施例3の嵌込み窓ガラスユニッ
トの透過率及び反射率を波長の関数としてグラフに示し
たものである。「T」、「Rglass 」及び「Rcoating
」で示した曲線は、図4の場合と同じ意味を有する。
可視光線範囲の殆どに対し、反射防止被覆表面からの透
過率及び反射率の両方が非常に低いことが容易に分かる
であろう。
【0045】実施例4 この実施例は、モーター乗り物の屋根領域の嵌込み窓ガ
ラス用に適した本発明の別の目隠し用ガラスの態様につ
いて記述する。基体は前の実施例と同様にガラス/PV
Bガラス積層体である。反射防止層は、外側即ち、第一
表面上にあり、ガラス表面の直ぐ上にある1535Å厚の逆
傾斜領域SiOz 、それに続く厚さ65Åの珪素領域、そ
れに続く厚さ1600ÅのSiOy 傾斜領域、それに続く厚
さ995 ÅのSiO2 領域からなっていた。逆傾斜領域は
三つの準領域からなっており、それらにはガラス表面の
直ぐ上の厚さ690 Åの第一準領域SiO1.6 、それに続
く385 ÅのSiO1.0 、それに続く厚さ460 ÅのSiO
0.4 の第三準領域が含まれていた。珪素領域上の傾斜領
域は三つの準領域からなっており、第一は珪素の直ぐ上
にある480 ÅのSiO0.4 であり、第二準領域は475 Å
のSiO1.0 であり、最後の準領域は645 ÅのSiO
1.6 であった。この実施例及び前の実施例で、準領域
は、一つの準領域から次の準領域への酸素化度の段階的
変化が小さいことを考慮すると、傾斜(又は逆傾斜)領
域中の屈折率が連続的に増大(又は減少)していること
に近似させるのに充分な程薄いものである。最後の領域
は995 ÅのSiO2 である。傾斜準領域は、薄い方が好
ましく、酸素化度の連続的変化が、それらによって与え
られる光学的性質が幾らか改良されることを考慮する
と、一層好ましい。既知の方法及び上で述べた原理に従
い、スパッタリングすることにより反射防止層の諸領域
を付着させることができる。嵌込み窓ガラスユニット
は、0°の入射角で測定した可視光線に対する次の計算
透過率及び反射率値を持っていた:透過率10.7%(照明
A);透過率8.1 %(照明C);被覆した第一表面から
の反射率僅か2.8 %(照明A);その表面からの反射率
2.9 %(照明C);及び被覆した第四表面からの反射率
僅か4.4 %(照明A)及び反射率4.4 %(照明C)。
【0046】図7は、実施例4の嵌込み窓ガラスユニッ
トの透過率及び反射率を波長の関数としてグラフに示し
たものである。「T」、「Rglass 」及び「Rcoating
」で示した曲線は、図4の場合と同じ意味を有する。
可視光線範囲の殆どに対し、反射防止被覆表面からの透
過率及び反射率の両方が非常に低いことが容易に分かる
であろう。更に、未被覆表面からの4.4 %の反射率、R
glass は、裸のガラスで通常見られる4%の反射率より
ほんの僅かに大きいだけである。従って、被覆表面から
未被覆表面へ起きる反射は極めて僅かである。被覆及び
未被覆表面の両方からの反射が低いことは本発明のこの
態様の重要な利点である。
【0047】本発明の種々の例及び好ましい態様につい
て上で記述してきたが、この開示を読んで当業者には、
本発明の本質から離れることなく変化及び変更を行える
ことは明らかであろう。そのような変化及び変更は特許
請求の範囲に全て含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の或る好ましい態様に従う反射防止被覆
を有するモーター乗り物用積層風防ガラスの断面図であ
る。
【図2】図1の嵌込み窓ガラスユニットのSiOy (x
は0である)の傾斜領域の屈折率(可視光線、特に550
nmの波長の光で測定した)を、y の値の関数として示し
たグラフである。
【図3】実施例1〜4に記載した、他の点では同じ積層
風防ガラス上の、本発明の四つの異なった反射防止被覆
の屈折率を被覆深さの関数として示したグラフである。
【図4】実施例1に記述した、本発明による反射防止被
覆を有する嵌込み窓ガラスユニットについての反射率及
び透過率値を波長の関数として光強度の%で示したグラ
フである。
【図5】実施例2に記述した、本発明による反射防止被
覆を有する嵌込み窓ガラスユニットについての反射率及
び透過率値を波長の関数として光強度の%で示したグラ
フである。
【図6】実施例3に記述した、本発明による反射防止被
覆を有する嵌込み窓ガラスユニットについての反射率及
び透過率値を波長の関数として光強度の%で示したグラ
フである。
【図7】実施例4に記述した、本発明による反射防止被
覆を有する嵌込み窓ガラスユニットについての反射率及
び透過率値を波長の関数として光強度の%で示したグラ
フである。
【符号の説明】
10 風防ガラス 12 外側層 14 積層用材料層 16 基体層 20 反射防止被覆 22 第一領域 23 傾斜領域 30 入射光
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 1/10 A 7820−2K

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面を有する基体と、その基体の表面上
    にある反射防止層とからなる物品において、前記反射防
    止層が、Si1-xx の第一領域、該第一領域上のSi1-x
    x y の傾斜領域(式中、y は前記基体の表面からの
    距離と共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx は
    独立に第一領域及び第二領域に対して選択され、QがH
    から選択された場合、x の値は0〜0.5 であり、Nから
    選択された場合、x の値は0〜0.58である)、及び前記
    第二領域上のSiO2 の第三領域からなる物品。
  2. 【請求項2】 Si1-xx z の逆傾斜領域が基体と第
    一領域との間に存在し、Q及びx は請求項1に定義され
    た通りであり、z は基体表面との界面での最初の値から
    第一領域との界面での0まで減少する値を有することを
    更に含む請求項1に記載の物品。
  3. 【請求項3】 z の最初の値が約1.8 〜2.0 である請求
    項2に記載の物品。
  4. 【請求項4】 傾斜領域中のx の値が、基体表面からの
    距離と共に最初の値から約0まで減少する請求項1に記
    載の物品。
  5. 【請求項5】 第二領域中のy の値が、基体からの距離
    と共に実質的に連続的増大する請求項1に記載の物品。
  6. 【請求項6】 第二領域中のy の値が、基体からの距離
    と共に一連の明確な段階状に増大し、y の値が各段階内
    で実質的に一定である請求項1に記載の物品。
  7. 【請求項7】 基体が実質的に透明である請求項1に記
    載の物品。
  8. 【請求項8】 基体がソーダ・石灰・ガラスである請求
    項7に記載の物品。
  9. 【請求項9】 QがHであり、x が第一領域中で0.05〜
    0.2 の値を有する請求項1に記載の物品。
  10. 【請求項10】 QがNであり、x が第二領域中で0〜
    0.58の値を有する請求項1に記載の物品。
  11. 【請求項11】 x の値が、少なくとも一つの領域中で
    基体からの距離と共に変化する請求項1に記載の物品。
  12. 【請求項12】 第一領域が1〜8nmの厚さを有し、y
    の値が第二領域中で実質的に連続的に増大し、前記第二
    領域が3〜160 nmの厚さを有し、第三領域が30〜150 nm
    の厚さを有する請求項1に記載の物品。
  13. 【請求項13】 x が反射防止層の各領域中で0である
    請求項12に記載の物品。
  14. 【請求項14】 第一及び第三領域中でx が0であり、
    第二領域でx が0〜0.58で、QがNである請求項12に記
    載の物品。
  15. 【請求項15】 ガラス基体と、該基体の表面上にある
    反射防止層とからなる実質的に透明な物品において、前
    記反射防止層が、SiOy (式中、y は前記基体表面の
    直ぐ上の反射防止層の1〜8nm厚の第一領域では0であ
    り、y は前記第一領域の直ぐ上の反射防止層の3〜160
    nm厚の第二領域では基体表面からの距離と共に実質的に
    連続的に増大し、y は前記第二領域の直ぐ上の反射防止
    層の30〜150 nm厚の第三領域では2である)から本質的
    になる実質的に透明な物品。
  16. 【請求項16】 表面を有する実質的に透明な基体層
    と、 前記基体層の表面の所に有るSi1-xx y 、Si1-x
    x の領域、及び該Si1 -xx の領域上のSi1-xx y
    の傾斜領域(式中、y は、前記基体の表面からの距離と
    共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx は独立に
    それらの領域に対して選択され、QがNから選択された
    場合、x は0〜0.58の値を有し、Hから選択された場
    合、x は0〜0.5 の値を有する)、及び前記Si1-xx
    y 領域上のSiO2 の領域からなる実質的に透明な反
    射防止層、とを有する実質的に透明な嵌込み窓ガラスユ
    ニット。
  17. 【請求項17】 基体層が嵌込み窓ガラスユニットの第
    一の実質的に固い層であり、そのユニットが更に第二の
    実質的に固い層及びそれらの間に挟まれた可撓性積層用
    材料で、第一及び第二の実質的に固い層を一緒に積層す
    る材料の層を有する請求項16に記載の実質的に透明な嵌
    込み窓ガラスユニット。
  18. 【請求項18】 第一及び第二の実質的に固い層の各々
    がガラス層であり、積層用材料がPVBである請求項17
    に記載の実質的に透明な嵌込み窓ガラスユニット。
  19. 【請求項19】 基体表面が第一ガラス層の外側表面で
    あり、反射防止層が大気に露出している請求項18に記載
    の実質的に透明な嵌込み窓ガラスユニット。
  20. 【請求項20】 第二のガラス層の外側表面にSi1-x
    x y からなる第二反射防止外側層を更に有する請求項
    19に記載の実質的に透明な嵌込み窓ガラスユニット。
  21. 【請求項21】 表面を有する実質的に透明な基体層
    と、その基体の表面上にある実質的に透明な反射防止層
    とからなる実質的に透明な嵌込み窓ガラスユニットにお
    いて、前記反射防止層が、前記基体表面上のSi1-xx
    の第一領域(式中、x の値は前記表面からの距離と共に
    前記表面の所の0から前記第一領域と第二領域との間の
    界面の所の約0.58まで増大する)、本質的にSi1-xx
    y からなる第二領域(式中、x の値は第二領域中では
    基体表面からの距離と共に約0.58から前記第二領域と第
    三領域との間の界面の所の約0まで減少し、前記第二領
    域中のy の値がそれに応じて前記第二領域中で前記第一
    領域との界面での約0から第三領域との界面での約2ま
    で増大している)、及び二酸化珪素から本質的になる第
    三領域からなる実質的に透明な嵌込み窓ガラスユニッ
    ト。
  22. 【請求項22】 表面を有する実質的に透明な基体層
    と、 前記基体の表面上の実質的に透明な反射防止層で、Si
    y (式中、y は前記基体表面の直ぐ上の反射防止層の
    1〜8nm厚の第一領域では0の値を有し、y は前記第四
    領域の直ぐ上の反射防止層の3〜160 nm厚の第二領域で
    は基体表面からの距離と共に実質的に連続的に増大し、
    y の値は前記第二領域の直ぐ上の反射防止層の30〜150
    nm厚の、大気に露出している第三領域では2である)か
    らなる反射防止層、とを有する実質的に透明な嵌込み窓
    ガラスユニット。
  23. 【請求項23】 可視光線に対し少なくとも70%の透過
    率を有する客室を部分的に囲むモーター乗り物風防ガラ
    スにおいて、 客室に面した外側表面を有する第一基体層、 可撓性積層用材料の第二積層用層、 実質的に固い第三層で、第一基体層と前記実質的に固い
    第三層とを一緒に積層するための積層用層が、それらの
    間に挟まれている第三層、及び前記基体層の前記外側表
    面上の反射防止層で、Si1-xx の第一領域、該第一領
    域上のSi1-xx y の傾斜領域(式中、y は前記基体
    の表面からの距離と共に0から2まで増大する値を有
    し、Q及びx は独立に第一領域及び第二領域に対して選
    択され、QがNから選択された場合、x の値は0〜0.58
    であり、Hから選択された場合、x の値は0〜0.5 であ
    る) 、及び前記第二領域上のSiO2 の第三領域からな
    る反射防止層、からなるモーター乗り物風防ガラス。
  24. 【請求項24】 可視光線に対し少なくとも70%の透過
    率を有し、可視光線に対し約8%より低い反射率を有す
    る客室を部分的に囲むモーター乗り物風防ガラスにおい
    て、 前記客室に面する外側表面を有する第一基体層、 ポリビニルブチラールの積層用第二層、 ガラスの第三層で、前記第一基体層と前記第三層とを一
    緒に積層するための積層用層がそれらの間に挟まれてい
    る第三層、及び前記第一基体層の前記外側表面上の反射
    防止層で、SiOy (式中、y は前記外側表面の直ぐ上
    の反射防止層の1〜8nm厚の第一領域中で0の値を有
    し、y の値は前記第一領域の直ぐ上の反射防止層の3〜
    160 nm厚の第二領域中で前記外側表面からの距離と共に
    実質的に連続的に増大し、y は前記第二領域の直ぐ上の
    反射防止層の30〜150 nm厚の、大気に露出している第三
    領域中で2の値を有する)から本質的になる反射防止
    層、を有する風防ガラス。
  25. 【請求項25】 第三層の外側表面上に第二反射防止層
    を更に有する請求項24に記載のモーター乗り物風防ガラ
    ス。
  26. 【請求項26】 表面を有する基体と、その基体の表面
    上にある反射防止層とからなる物品で、前記反射防止層
    がSi1-xx の第一領域、該第一領域上のSi1-xx
    y の傾斜領域(式中、y は前記基体の表面からの距離と
    共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx が独立に
    第一領域及び第二領域に対して選択され、QがNから選
    択された場合、x は0〜約0.58の値を有し、Hから選択
    された場合、x は0〜約0.5 の値を有する)、及び前記
    第二領域上のSiO2 の第三領域からなる物品を製造す
    る方法であって、スパッタリング雰囲気中で元素状珪素
    のターゲットから前記基体表面上にSi1-xx y を反
    応スパッタリングすることからなる製造方法。
  27. 【請求項27】 反応スパッタリングの第一部分中のス
    パッタリング雰囲気が不活性ガス及び水素ガスからな
    り、酸素の反応性ガス源を実質的に含まず、前記第一部
    分中のSi1-xx y がSi1-xx である請求項26に記
    載の方法。
  28. 【請求項28】 反応スパッタリングの第一部分中のス
    パッタリング雰囲気が酸素の反応性ガス源を実質的に含
    まず、前記第一部分に続く反応スパッタリングの第二部
    分中、不活性ガス、窒素ガス、及び徐々に割合が増大す
    る酸素の反応性ガス源からなり、前記第二部分中に付着
    するSi1-xx y がSi1-xx y である請求項26に
    記載の方法。
  29. 【請求項29】 不活性ガスがアルゴンからなり、酸素
    の反応性ガス源が酸素ガスである請求項28に記載の方
    法。
  30. 【請求項30】 酸素の割合が、前記第二部分中約0か
    らスパッタリング雰囲気の少なくとも約15%まで徐々に
    増大する請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】 表面を有する基体と、その基体の表面
    上にある反射防止層とからなる物品で、前記反射防止層
    が、Si1-xx の第一領域、該第一領域上のSi1-xx
    y の傾斜領域(式中、y は前記基体の表面からの距離
    と共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx は独立
    に第一領域及び第二領域に対して選択され、QがNから
    選択された場合、x は0〜約0.58の値を有し、Hから選
    択された場合、x は0〜約0.5 の値を有する)、及び前
    記第二領域上のSiO2 の第三領域からなる物品を製造
    する方法であって、前記基体表面上に珪素の層を付着さ
    せ、次に前記珪素の層を、酸素の反応性ガス源を含む焼
    鈍用雰囲気中で焼鈍して前記珪素の一部分と酸素とを反
    応させることからなる製造方法。
  32. 【請求項32】 珪素の層が、実質的に不活性な雰囲気
    中で元素状珪素のターゲットから基体表面上にスパッタ
    リングすることにより付着される請求項31に記載の方
    法。
  33. 【請求項33】 焼鈍用雰囲気が本質的に空気からな
    り、焼鈍が、少なくとも約1000°Fの温度での物品の加
    熱湾曲中に少なくとも約15分間行われる請求項31に記載
    の方法。
  34. 【請求項34】 反応性ガスが本質的に酸素からなる請
    求項31に記載の方法。
  35. 【請求項35】 表面を有する基体と、その基体の表面
    上にある反射防止層とからなる物品で、前記反射防止層
    が、Si1-xx の第一領域、該第一領域上のSi1-xx
    y の傾斜領域(式中、y は前記基体の表面からの距離
    と共に0から2まで増大する値を有し、Q及びx が独立
    に第一領域及び第二領域に対して選択され、QがNから
    選択された場合、x は0〜約0.58の値を有し、Hから選
    択された場合、x は0〜約0.5 の値を有する) 、及び前
    記第二領域上のSiO2 の第三領域からなる物品を製造
    する方法であって、前記基体表面へのイオン衝突を行う
    ことを含む製造方法。
  36. 【請求項36】 イオン衝突が、エネルギーが与えられ
    たアルゴンイオンビームを基体表面に衝突させることか
    ら本質的になる請求項35に記載の方法。
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