JPH05833A

JPH05833A - 透明物品およびその製造方法

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Publication number: JPH05833A
Application number: JP3206804A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Nakai; 中井日出海; Hiroaki Kobayashi; 小林浩明; Takashi Muromachi; 室町隆; Atsushi Kawaguchi; 川口淳
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JP3208795B2

Abstract

(57)【要約】【目的】スクラッチなどの機械的な摩耗に対する十分な
強度を有する保護膜がガラス板上に被覆された透明物品
およびその製造方法を提供する。【構成】透明基板上に少なくとも２層からなる薄膜が被
覆された透明物品であって、前記薄膜の最上層が、下記
の元素群から選ばれた少なくとも１種と窒素と炭素の群
より選ばれた少なくとも１種と酸素とからなり、かつ、
下記の化学式で表した組成を有する保護膜である透明物
品。元素群：Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ化学式：ＭＮ_XＣ_YＯ_Z（Ｍは上記元素群から選ばれた少
なくとも１種の合計で、添え字は原子比率を表す）１．０≧Ｚ≧０．２１．５≧Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）≧０．４Ｘ≧０、Ｙ≧０（ＸとＹは同時にゼロでない）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明基板の表面に薄膜
が被覆された透明物品およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来ガラスやプラスチックスのような透明
基板上に薄膜を被覆して、種々の光学特性を付与した透
明物品が知られている。たとえば太陽光線の一部を遮蔽
する熱線遮蔽ガラスや波長選択性を有する光学干渉フイ
ルター、さらに反射鏡、反射防止ガラスパネルなどがあ
る。これらの透明物品の薄膜は優れた光学性能が要求さ
れ、また厳密な膜の厚みの制御が必要であることから、
真空蒸着やスパッタリングのような真空成膜法で被覆さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら真空成膜
法で被覆した薄膜を有する透明物品は、その耐久性とり
わけ機械的摩耗強度が大きくないという問題点がある。
摩耗強度が大きいとされているＴｉＯ₂膜やＳｎＯ₂膜や
ＺｒＯ₂膜やＳｉＯ₂膜などの酸化物の膜を保護膜とした
光学物品が知られているが、自動車や建築物の窓ガラス
のように長期間耐摩耗強度が必要とされる物品には、必
ずしも充分な耐摩耗強度を有していない。たとえば、Ｓ
ｉＯ₂膜を保護膜に用いたものとしては特開昭６３−２
０６３３３号公報に開示されているように耐摩耗強度を
確保するために１μｍ以上の厚みのＳｉＯ₂膜を被覆し
た透明物品がある。しかしこの物品を製造するには多大
の被膜の被覆時間を有し生産性が悪く、安価に製造でき
ないという問題点がある。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、スクラッチなどの機械的な
摩耗に対する十分な強度を有する保護膜が被覆された透
明物品およびその製造方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
少なくとも２層からなる薄膜が被覆された透明物品であ
って、前記薄膜の最上層が、下記の元素群から選ばれた
少なくとも１種と、窒素と炭素の群より選ばれた少なく
とも１種と、酸素とからなり、かつ下記の化学式で表し
た組成を有する保護膜である透明物品である。

【０００６】元素群：Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ化学式：ＭＮ_XＣ_YＯ_Z（Ｍは上記元素群から選ばれた少
なくとも１種の合計で、添え字は原子比率を表す）１．０≧Ｚ≧０．２１．５≧Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）≧０．４Ｘ≧０、Ｙ≧０（ＸとＹは同時にゼロでない）本発明の透明物品の保護膜は、Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，
Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗのそれぞ
れの炭化物膜あるいは窒化物膜が有する高硬度の特性と
Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，
Ｈｆ，Ｔａ，Ｗのそれぞれの酸化物膜が有する可視光線
の波長域での透明性を合わせもっている。

【０００７】本発明の保護膜中には必ず酸素が含まれ、
炭素と窒素はそのいずれかが含まれるか、両者が含まれ
る。上記の化学式ＭＮ_XＣ_YＯ_Zで表せる保護膜の酸素の
含有量を表すＺの値は、０．２より小さいと保護膜の透
明度と耐摩耗強度が低下してしまう。一方Ｚの値が１．
０より大きいと保護膜の硬度が低下する。したがって可
視光線の領域で光の吸収を小さくし、かつ摩耗強度を十
分確保するためには、Ｚの値は０．２以上で１．０以下
であることが必要である。可視光線域の波長に対して光
の吸収が実質上ないようにして可視光線透過率大きくす
るには、Ｚの値は０．４以上とするのが好ましい。

【０００８】保護膜中の窒素と炭素の合計量に対する酸
素量の原子比はＺ／（Ｘ＋Ｙ）で表せ、Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）
の値は、保護膜が柱状構造をとったり、大きな粒子状の
結晶を含んだり、可視光線の領域で光の吸収が実質的生
じることがないために、０．４以上であることが必要で
あり、また炭化物や窒化物の高硬度特性を保護膜にもた
せるために１．５以下で有ることが必要である。可視光
線透過率を大きくするにはＺ／（Ｘ＋Ｙ）の値は０．８
以上であることが好ましい。Ｚの値を０．２以上、Ｚ／
（Ｘ＋Ｙ）の値を０．４以上とすることにより、保護膜
は、柱状構造を有する膜になったり、大きな粒子が生じ
たりするのが抑制され、平滑な表面を有するようにな
る。

【０００９】また保護膜中に窒素と炭素と酸素とを含む
ことは、膜中の上記粒子の生成がより一層抑制され、よ
り緻密で平滑な膜になるので、保護膜の耐久性を確保す
る上で好ましい。そして本発明にかかる保護膜中の窒
素、酸素、炭素は、それぞれ上記元素群の元素の窒化
物、酸化物、炭化物としてのみ存在するのではなく、す
なわちこれら化合物の混合物としてのみあるのでなく、
窒素−酸素、炭素−酸素、炭素−窒素−酸素の結合のい
ずれかを含む複合化合物として存在する。

【００１０】上記元素群を構成する元素は、それそれの
元素の炭化物あるいは窒化物を薄膜にしたときに硬度が
大きいという性質を有する。上記の元素群から選択され
て含まれる保護膜中の元素は、１種であっても２種以上
含まれても良い。とりわけＢ、Ａｌ、Ｓｉは１．８以下
の屈折率を有する保護膜とすることができるので、可視
光線透過率が高く、かつ保護膜面での光の反射率が低い
物品を得る上で好ましい。

【００１１】本発明にかかる保護膜の厚みは、保護膜と
透明基板の間に被覆された薄膜を保護するために、少な
くとも５ｎｍ以上が好ましく、さらには１０ｎｍ以上が
好ましく、さらには２０ｎｍ以上が好ましい。保護膜の
厚みの上限は、得られる物品の耐久性を確保する観点か
らは特に限定されるものでなく、得られる物品の光学特
性と被覆に長時間を要し生産性が低下することがないよ
うにするなどから定めることができる。

【００１２】本発明の透明物品に太陽光線の一部を遮蔽
する熱線遮蔽性能を付与するには、透明基体と保護膜と
の間に、ステンレス膜やチタニウム、ハフニウム、クロ
ムからなる金属群から選ばれた少なくとも１種の窒化物
の膜を被覆することができる。とりわけチタニウム、ハ
フニウム、クロムからなる金属群から選ばれた少なくと
も１種の窒化物の膜は、それ自身で熱線反射性能を有す
るので好ましい。このときに好んで用いられる前記金属
の窒化物の膜の厚みは、得られる透明物品の可視光線透
過率により定めることができ、１００ｎｍ以下にするこ
とが明るさを確保する上で好ましく、１０ｎｍ以下にす
ることにより可視光線透過率を７０％以上にすることが
できる。

【００１３】さらに保護膜中の上記元素群から選ばれる
元素をＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔ
ａ，Ｗのいずれかとし、透明基体と保護膜との間に、ス
テンレス膜やチタニウム、ハフニウム、クロムからなる
金属群から選ばれた少なくとも１種の窒化物の膜とする
ことにより、可視光線透過率が５０％以下の低い値を有
し、熱線遮蔽性が大きい、とりわけ建築物の窓ガラスと
して適した熱線遮蔽ガラスとすることができる。このと
き前記金属の窒化物膜と透明基体との間に前記金属の窒
化物膜と透明基体との密着性を向上させるために、前記
金属の窒化物膜と透明基体との間にＴｉＯ₂膜，ＺｒＯ₂
膜、Ａｌ₂Ｏ₃膜などの金属酸化物の膜を被覆することが
できる。

【００１４】また、上記元素群から選ばれる元素をＢ，
Ａｌ、Ｓｉのいずれかとし、前記元素と炭素と窒素と酸
素とからなる保護膜とすることにより、７０％以上の可
視光線透過率を有し、熱線遮蔽性が大きいとりわけ自動
車の窓ガラスとして適した熱線遮蔽ガラスとすることが
できる。

【００１５】また、熱線遮蔽性を有する前記金属窒化物
の膜代わりに酸化錫をドープした酸化インジウム膜や、
Ａｇ膜を用いることができる。さらに、熱線遮蔽性を有
する前記金属窒化物の膜の代わりに、５５０ｎｍにおけ
る屈折率が２．０以上の透明金属酸化物の膜を被覆する
ことにより、７０％以上の可視光線透過率を有し、熱線
遮蔽性が大きいとりわけ自動車の窓ガラスとして適した
熱線遮蔽ガラスとすることができる。また、前記透明金
属酸化物の膜と前記保護膜との間に前記透明金属酸化物
側から低屈折率物質の膜と高屈折率物質の膜をこの順序
で交互に被覆することにより、７０％以上の可視光線透
過率を有し、熱線遮蔽性が大きいとりわけ自動車の窓ガ
ラスとして適した熱線遮蔽ガラスとすることができる。
ここで上記の低屈折率物質の膜としては、ＳｉＯ₂膜、
Ａｌ₂Ｏ₃膜、高屈折率物質の膜としてはＴｉＯ₂膜、Ｔ
ａ₂Ｏ₅膜，ＺｒＯ₂膜，ＳｎＯ₂膜，ＺｎＯ膜が例示でき
る。

【００１６】また、上記低屈折率物質の膜と高屈折率物
質の膜の厚みを適当に定めることにより耐久性の無反射
膜が被覆された透明物品を得ることができる。

【００１７】本発明の透明物品の透明基板として用いら
れるものとしては、透明フロートガラス板やブロンズ、
グレー、ブルーなどに着色する着色剤を含む熱線吸収ガ
ラス板などのガラス板、さらに有機樹脂からなる板が例
示できる。

【００１８】本発明にかかる保護膜および前記保護膜と
透明基体との間に被覆される被膜の被覆は、公知のスパ
ッタリング法やイオンプレーテイング法を用いることが
でき、とりわけ大きい面積の基板に均一に被膜が高速に
被覆できる反応性スパッタリング法が好ましい。

【００１９】本発明の第２は、透明基板上に少なくとも
２層からなる薄膜が被覆され、前記薄膜の最上層が炭素
を含む保護膜である透明物品を製造する方法において、
前記保護膜をＢ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの群から選ばれた少なくと
も１種の金属の炭化物または２種以上の金属の炭化物を
ターゲットとし、反応ガスとして酸素または窒素と酸素
の混合ガスを用い、減圧された雰囲気内でおこなう反応
性スパッタリングにより被覆する透明物品の製造方法で
ある。本発明の方法によれば、低い電気抵抗を有する炭
化物ターゲットを用い、直流グロー放電を生起させて反
応性スパッタリングをおこなうことができ、安定して耐
摩耗性が大きい保護膜を被覆することができる。炭素を
含む膜をメタンやアセチレン等の危険な有機化合物のガ
スを反応性ガスとして用いることなく被覆することがで
きる。

【００２０】

【作用】本発明の透明物品の保護膜には、炭化物、窒化
物、酸化物の混合物のみからなるのでなく、窒素−酸
素、炭素−酸素、炭素−窒素−酸素の結合のいずれかを
含む化合物が含有されている。これにより本発明の保護
膜の構造は、結晶が柱状や大きな粒状に成長した構造を
していない。したがって本発明の保護膜は、膜表面が平
滑な膜で、かつ、膜の内部には隙間がない、すなわち充
填密度が大きい膜となっている。したがって、耐摩耗強
度が強い保護膜となっている。膜中の酸素は、その含有
量が多くなるにしたがい膜の光透過率を大きくする作用
を有し、膜中の炭素及び窒素はその含有量が多くなるに
したがい膜の硬度が大きくなる作用をする。

【００２１】本発明の透明物品の炭素を含む保護膜をス
パッタリングで被覆する方法において、炭化物のターゲ
ットを用いることは、ターゲットの電気抵抗を小さくす
ることができ、直流グロー放電によるスパッタリングを
安定して行うことを可能にする。また反応性ガスに酸素
と窒素を所定量用いることにより、容易に膜中の炭素、
窒素、酸素の割合を変えることや、膜中に炭素を含む複
合化合物を含有させることができる。

【００２２】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の透明物品の一部断面図で、保護膜１は
透明基板３の上に被覆されており、保護膜１と透明基板
３との間に少なくとも１層からなる膜２が被覆されてい
る。実施例１２つのカソードが設置できる直流マグネトロンスパッタ
装置の第１のカソードに金属チタンを、第２のカソード
に金属ジルコニウムをターゲットとして設置した。清浄
にされた５ｍｍ厚のフロートガラス板を真空装置内に入
れ、真空ポンプで０．００１３３Ｐａ（パスカル）の圧
力まで排気した後、アルゴンガスを６０ｓｃｃｍ、窒素
ガスを４０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、その圧
力を０．４Ｐａにした。第１のカソードに５Ｗ／ｃｍ²
の電力を印加して放電を開始し、そのカソード上をガラ
ス板を所定速度で通過させることにより、７０ｎｍの厚
みの窒化チタンの膜を被覆した。再び０．００１３３Ｐ
ａの圧力まで排気し、その後窒素ガスを７０ｓｃｃｍ、
酸素ガスを３０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧
力を０．４Ｐａにした。第２のカソードに５Ｗ／ｃｍ²
の電力を印加して放電を開始し、そのカソード上をガラ
ス板を所定速度で通過させることにより、窒化チタン膜
の上に２０ｎｍの厚みの酸窒化ジルコニウム膜を被覆し
た。かくしてサンプル１を得た。

【００２３】このサンプル１について市販のテーバ摩耗
試験機を用いて耐摩耗試験を行った。ＣＳ−１０Ｆ番の
摩耗輪に５００グラムの荷重をかけ、６０ｒｐｍの回転
数で３００回転の摩耗を膜に加えた後、その部分の可視
光線透過率およびヘイズ率を測定した結果を表１に示
す。サンプル１は、摩耗試験により発生した傷は目立た
ず、優れた耐摩耗を示した。サンプル１の膜の構造を電
子顕微鏡で観察したところ、柱状構造を有する窒化チタ
ン膜の上に緻密で表面が平滑な酸窒化ジルコニウムの保
護膜が形成されていることがわかった。実施例２実施例１と同じ装置で、第２のカソードのターゲットを
炭化クロム（Ｃｒ₃Ｃ₂）に代えた。実施例１と同じよう
にしてガラス板の上に７０ｎｍの厚みの窒化チタン膜を
被覆した。その後再び０．００１３３Ｐａまで排気し
て、アルゴンガス７０ｓｃｃｍ、酸素ガス３０ｓｃｃｍ
の流量で圧力を０．４Ｐａにした。第２のカソードに３
Ｗ／ｃｍ²の電力を印加して放電を開始し、その炭化ク
ロムターゲット上をガラス板を所定速度で通過させるこ
とにより、窒化チタン膜の上に２０ｎｍの厚みの炭化ク
ロムの酸化膜を被覆した。かくしてサンプル２を得た。

【００２４】サンプル２の光学特性と耐摩耗性を表１に
示す。このサンプルはサンプル１と同様に優れた耐摩耗
性を有し、低透過率のガラスであることがわかった。実施例３実施例１と同じ装置で、第２のカソードには炭化ニオブ
のターゲットを設置し、同様の方法でガラス板上に７０
ｎｍ厚の窒化チタン膜と２０ｎｍ厚の炭化ニオブの酸窒
化が被覆されたサンプル３を得た。サンプル３の光学特
性と耐摩耗性を表１に示す。このサンプルはサンプル１
と同様に優れた耐摩耗性を有し、低透過率のガラスであ
ることがわかった。実施例４実施例１と同じ装置でその第２カソードのターゲットを
チタンアルミニウム合金（チタン５０重量％アルミニウ
ム５０重量％）に代えた。実施例１と同様の手順でガラ
ス板の上に７０ｎｍ厚の窒化チタン膜とさらにその上に
１０ｎｍ厚のチタンアルミニウム合金の酸窒化膜を被覆
して、サンプル４を得た。サンプル４の光学特性と耐摩
耗性を表１に示す。このサンプルはサンプル１と同様に
優れた耐摩耗性を有し、低透過率のガラスであることが
わかった。実施例５実施例１の装置の第１のカソードにステンレス合金（３
１６番）を、第２のカソードに金属チタンをターゲット
として設置した。清浄にされた５ｍｍ厚のフロートガラ
ス板を真空装置内に入れ、真空ポンプで０．００１３３
Ｐａの圧力まで排気した後アルゴンガスを１００ｓｃｃ
ｍの流量で真空槽内に導入し、その圧力を０．４Ｐａに
した。第１のカソードに５Ｗ／ｃｍ²の電力を印加して
放電を開始し、第１のカソード上をガラス板を所定速度
で通過させることにより、２０ｎｍの厚みのステンレス
合金の膜を被覆した。その後再び０．００１３３Ｐａの
圧力まで排気し、その後窒素ガスを７０ｓｃｃｍ、酸素
ガスを３０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧力を
０．４Ｐａにした。第２のカソードに５Ｗ／ｃｍ²の電
力を印加して放電を開始し、第２のカソード上をガラス
板を所定速度で通過させることにより、ステンレス合金
の膜の上に３０ｎｍの厚みの酸窒化チタン膜を被覆し
た。かくしてサンプル５を得た。

【００２５】サンプル５の光学特性と耐摩耗性を表１に
示す。このサンプルはサンプル１と同様に優れた耐摩耗
性を有し、低透過率のガラスであることがわかった。実施例６実施例５で用いた装置の第２のカソードのターゲットを
炭化チタンに代えた。実施例５と同様の方法でガラス板
の上に４ｎｍ厚のステンレス合金膜と炭化チタンの酸窒
化膜の２層からなる被膜が被覆されたサンプル６を得
た。

【００２６】サンプル６の光学特性と耐摩耗性を表１に
示す。このサンプルはサンプル１と同様に優れた耐摩耗
性を有し、低透過率のガラスであることがわかった。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例７実施例１の装置の第１のカソードに金属チタンを、第２
のカソードに遊離のシリコンを含まない炭化珪素焼結体
（住友セメント製）をターゲットとして設置した。清浄
にされた５ｍｍ厚のブロンズ着色フロートガラス板（日
本板硝子製商品名ブロンズペーン）を真空装置内に入れ
た。実施例１と同様の方法でガラス板上に５ｎｍ厚の窒
化チタン膜を被覆した。次に再び０．００１３３Ｐａの
圧力まで排気し、その後窒素ガスを９５ｓｃｃｍ、酸素
ガスを５ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧力を
０．４Ｐａにした。第２のカソードに３Ｗ／ｃｍ²の電
力を印加して放電を開始し、そのカソード上をガラス板
を所定速度で通過させることにより、窒化チタン膜の上
に２０ｎｍの厚みの炭化珪素の酸窒化膜を被覆した。か
くしてサンプル７を得た。

【００２９】サンプル７の光学特性と耐摩耗性を表２に
示す。このサンプルは優れた耐摩耗性と熱線遮蔽性を有
し、さらに高い可視光線透過率を有するガラスであるこ
とがわかった。実施例８実施例７で用い装置の第２カソードのターゲットをアル
ミニウムシリコン合金（アルミニウム７０重量％シリコ
ン３重量％）に代えた。実施例７と同じ手順で、ガラス
板の上に５ｎｍ厚の窒化チタン膜とさらにその上に２０
ｎｍ厚のアルミニウムシリコン合金の酸窒化膜が被覆さ
れたサンプル８を得た。サンプル８の光学特性と耐摩耗
性を表２に示す。このサンプルは優れた耐摩耗性と熱線
遮蔽性を有し、さらに高い可視光線透過率を有するガラ
スであることがわかった。実施例９３つのカソードが設置できる直流マグネトロンスパッタ
装置の第１のカソードに金属スズを、第２のカソードに
金属チタンを第３のカソードに炭化硼素、炭化珪素、ア
ルミニウムの焼結体（炭化硼素６０重量％、炭化珪素２
０重量％、アルミニウム２０重量％）をターゲットとし
て設置した。清浄にされた５ｍｍ厚のブロンズ着色フロ
ートガラス板（日本板硝子製ブロンズペーン）を真空装
置内に入れ、真空ポンプで０．００１３３Ｐａの圧力ま
で排気した後、アルゴンガスを５０ｓｃｃｍ、酸素ガス
を５０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、その圧力を
０．４Ｐａにした。第１のカソードに３Ｗ／ｃｍ²の電
力を印加して放電を開始し、そのカソード上をガラス板
を所定速度で通過させることにより、５５ｎｍの厚みの
酸化スズ膜を被覆した。再び０．００１３３Ｐａの圧力
まで排気し、その後アルゴンガスを５０ｓｃｃｍ、酸素
ガスを５０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧力を
０．４Ｐａにした。第２のカソードに５Ｗ／ｃｍ²の電
力を印加して放電を開始し、第２のカソード上をガラス
板を所定速度で通過させることにより、酸化スズ膜の上
に４５ｎｍの厚みの酸化チタン膜を被覆した。再び０．
００１３３Ｐａの圧力まで排気し、その後窒素ガスを８
０ｓｃｃｍ、酸素ガスを２０ｓｃｃｍの流量で真空槽内
に導入し、圧力を０．４Ｐａにした。第３のカソードに
２Ｗ／ｃｍ²の電力を印加して放電を開始し、第３のカ
ソード上をガラス板を所定速度で通過させることによ
り、酸化チタン膜の上に６０ｎｍの厚みの炭化硼素と炭
化珪素とアルミニウムとの酸窒化膜を被覆した。かくし
てサンプル９を得た。

【００３０】サンプル９の光学特性と耐摩耗性を表２に
示す。このサンプルは優れた耐摩耗性と熱線遮蔽性を有
し、さらに高い可視光線透過率を有するガラスであるこ
とがわかった。

【００３１】

【表２】

【００３２】実施例１０実施例７で用いた装置の第１のカソードのターゲットを
金属スズに代えた。清浄にされた５ｍｍ厚のフロートガ
ラス板を真空装置内に入れた。真空槽内を０．００１３
３Ｐａの圧力まで排気し、その後アルゴンガスを５０ｓ
ｃｃｍ、酸素ガスを５０ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導
入し、その圧力を０．４Ｐａにした。第１のカソードに
５Ｗ／ｃｍ²の電力を印加して放電を開始し、第１のカ
ソード上をガラス板を所定速度で通過させることによ
り、ガラス板上に１０２ｎｍの厚みの酸化スズ膜を被覆
した。その後サンプル７の保護膜を被覆したのと同じ手
順で酸化スズ膜の上に７１ｎｍの厚みの炭化珪素の酸窒
化膜を被覆した。次に真空槽を大気圧に戻しガラス板を
裏返し再び真空排気した。ガラス板の他の面に同じよう
にして１０２ｎｍの厚みの酸化スズ膜とさらにその上に
７１ｎｍの厚みの炭化珪素の酸窒化物膜を被覆し、サン
プル１０を得た。このサンプルの光学特性を測定したと
ころ、可視光線透過率が約９７％、可視光線反射率が約
２％の低い反射率を有することがわかった。実施例１と
同様の方法で耐摩耗試験を実施しヘイズ率を測定したと
ころわずか０．５％であり、傷は全く目立たず、極めて
耐摩耗性が優れていることがわかった。比較例１本発明にかかる保護膜を有しない比較サンプルとして５
ｍｍ厚のフロートガラス板に８０ｎｍの厚みの窒化チタ
ン膜と１０ｎｍの厚みの酸化ジルコニウムの保護膜を被
覆した比較サンプル１を得た。窒化チタン膜はサンプル
１の窒化チタン膜と同じ方法により被覆し、酸化ジルコ
ニウム膜はサンプル１の保護膜を被覆するときの導入ガ
スを酸素ガスのみとして被覆した。得られた比較サンプ
ル１の光学特性と耐摩耗性を表１に示す。このサンプル
は摩耗試験によりヘイズ率が４．０％と大きな値を示
し、耐摩耗性が小さいことがわかった。比較例２本発明にかかる保護膜を有しない比較サンプルとして５
ｍｍ厚のフロートガラス板に１７ｎｍの厚みのステンレ
ス合金膜をサンプル５と同じ方法で被覆し、さらにその
上に３０ｎｍの厚みの窒化チタン膜をサンプル１と同じ
方法で被覆して比較サンプル２を得た。得られた比較サ
ンプル２の光学特性と耐摩耗性を表１に示す。摩耗試験
によりヘイズ率が７．５％と大きな値を示し、耐摩耗性
が小さいことがわかった。比較例３本発明にかかる保護膜を有しない比較サンプルとして５
ｍｍ厚のフロートガラス板に７ｎｍの厚みのステンレス
合金膜をサンプル５と同じ方法で被覆し、さらにその上
に６ｎｍの厚みの酸化チタン膜をサンプル９と同じ方法
で被覆して比較サンプル３を得た。得られた比較サンプ
ル３の光学特性と耐摩耗性を表１に示す。この比較サン
プルは、摩耗試験によりヘイズ率が３．２％を示し、透
過率変化が１０．４％と大きく、耐摩耗性が小さいこと
がわかった。比較例４本発明にかかる保護膜を有しない比較サンプルとして、
５ｍｍ厚の着色フロートガラス板に６５ｎｍの厚みの酸
化スズ膜、５０ｎｍの厚みの酸化チタン膜、５０ｎｍの
厚みの酸化スズ膜を順次サンプル９と同じ方法で被覆
し、比較サンプル４を得た。得られた比較サンプル４の
光学特性と耐摩耗性を表２に示す。この比較サンプルは
摩耗試験によりヘイズが３．８％を示し、耐摩耗性がや
や小さいことがわかった。

【００３３】以上により、本発明の光学物品は耐摩耗性
が改善されたものであることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の透明物品の空気と接する最上層
の保護膜は、膜中に硬度が大きい炭化物あるいは窒化物
が含まれ、さらに炭化物および窒化物の一部は膜中の酸
素と化学結合した複合化合物を形成している。そのため
本発明の保護膜は、膜表面の平滑性が優れ、かつ膜の緻
密性が優れて耐摩耗性が大きい。したがって直接外気に
触れる状態で使用することができ、窓ガラスとして使用
する場合は、合わせガラスや複層ガラスにすることがな
く単板ガラスとして用いることができる。

【００３５】本発明の方法では、炭素を含む耐摩耗性が
優れた保護膜を、メタンやアセチレンなどの危険な反応
性ガスを用いずに、大きな面積の基板に安定して被覆す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透明物品の一部断面図である。

【符号の説明】

１・・・複合化合物を含む保護膜、２・・・１層以上か
らなる膜、３・・・透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川口淳大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号日本板硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に少なくとも２層からなる薄膜
が被覆された透明物品であって、前記薄膜の最上層が、
下記の元素群から選ばれた少なくとも１種と窒素と炭素
の群より選ばれた少なくとも１種と酸素とからなり、か
つ、下記の化学式で表した組成を有する保護膜である透
明物品。元素群：Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ化学式：ＭＮ_XＣ_YＯ_Z（Ｍは上記元素群から選ばれた少
なくとも１種の合計で、添え字は原子比率を表す）１．０≧Ｚ≧０．２１．５≧Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）≧０．４Ｘ≧０、Ｙ≧０（ＸとＹは同時にゼロでない）
【請求項２】前記透明基板と前記保護膜との間に被覆さ
れた薄膜が、チタニウム、ハフニウム、クロムからなる
金属群から選ばれた少なくとも１種の窒化物の膜である
請求項１に記載の熱線遮蔽性の透明物品。
【請求項３】前記透明基板と前記保護膜との間に被覆さ
れた薄膜が、５５０ｎｍの波長における屈折率が２．０
以上の透明金属酸化物膜である請求項１に記載の熱線遮
蔽性の透明物品。
【請求項４】前記透明金属酸化物膜と前記保護膜との間
に前記透明金属酸化物側から低屈折率物質の膜と高屈折
率物質の膜がこの順序で交互に２層以上繰り返し被覆さ
れた請求項３に記載の熱線遮蔽性の透明物品。
【請求項５】透明基板上に少なくとも２層からなる薄膜
が被覆され、前記薄膜の最上層が炭素を含む保護膜であ
る透明物品を製造する方法において、前記保護膜をＢ，
Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈ
ｆ，Ｔａ，Ｗの群から選ばれた少なくとも１種の金属の
炭化物、または２種以上の金属の炭化物をターゲットと
し、反応ガスとして酸素ガスまたは窒素と酸素の混合ガ
スを用い減圧された雰囲気内で反応性スパッタリングに
より被覆することを特徴とする透明物品の製造方法。