JPH08500063A - 耐摩損性被覆基板製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の被覆基板製品は、眼鏡およびサングラス用のレンズ、建築用ガラス、分析装置用窓、自動車用フロントガラスおよび小売り店およびスーパーマーケットで使用するレーザーバーコードスキャナーにおいて特別な用途があることが分かっている。この製品は苛酷な摩擦環境に対して大幅に改善された耐磨耗性を有し、かつ実質上光学的に透明な基板と、化学的に蒸着され、該基板と結合した第一の中間層と、化学的に蒸着され、該基板と離され、かつ該中間層と結合した実質上光学的に透明なダイアモンド−状炭素の外層とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 耐摩損性被覆基板製品 本発明は1990年9月27日付けの米国特許出願第589,447号（事件番号第51247号 ）の一部継続出願である。発明の属する分野 本発明は、一般に被覆基板製品に係わる。より詳細には、本発明は母基板と、 １以上の中間層と、ダイアモンド−状炭素の層とを含む実質上光学的に透明な被 覆基板製品およびその製造方法に関する。発明の背景 ガラスは、その諸特性の故に、多くの用途で使用するのに理想的な基板材料と なっている。特に、呼称コストにおけるその光学的透明性と妥当な強度との組み 合わせは、ガラス製品の広範囲に及ぶ利用を可能とする。しかしながら、ガラス は幾つかの制限を受ける。ガラスは特別に硬質の物質ではなく、結果として多く の用途において摩損する。その上、ガラスは多くのアルカリ物質およびフッ化水 素酸と化学的に反応性である。かくして、ガラスがもっと耐磨耗性であり、かつ 化学的反応性が低かったならば、新規な用途並びに既存の用途における優れた性 能が、ガラス製品について実現し得たであろう。改善された耐磨耗性の利益を享 受するはずのガラス製品の例は、眼鏡およびサングラス用のレンズ、建築用ガラ ス、分析装置用窓、自動車フロントガラスおよび小売り店およびスーパーマーケ ットで使用するレーザーバーコードスキャナーを包含する。 ダイアモンド−状の炭素膜（DLC）は当分野で周知であり、かつガラスを含む 種々の基板材料の耐磨耗性を高めるための強力な被膜であると認識されている。 このDLC被膜は優れた光学的諸特性をもち、かつ磨耗およびフッ化水素酸を含む 種々の酸による化学的侵食に対して優れた耐性を呈する。しかしながら、このDL C被膜は、母基板に対する該被膜の付着性が優れている場合にのみ、該基板に改 善された耐磨耗性を付与するであろうことが分かっている。 ガラス基板を被覆するための最も明白かつ一般的な方法は、清浄なガラス表面 に直接該DLC被膜を適用することである。しかしながら、この方法はしばしば貧 弱な付着性およびその結果としての低い耐磨耗性を示すDLC被膜を与える。DLC被 膜は、典型的には大きな圧縮応力の作用下にある。この応力が、該ガラス基板に 対する付着性を保つ該被膜の能力に大きな影響を与える。更に、ガラスは、しば しば該ガラス中のSi0₂の、該DLC被膜中の炭素原子に対する結合を阻害する恐れ のある、多くのアルカリ酸化物および他の添加物を含む。ガラス中のSi0₂とDLC との間の反応が、優れた付着性を示す該被膜を得る上で本質的なものであると、 一般的に考えられている。そのために、余り自明でない方法が、優れた耐磨耗性 を与える、高い付着性をもったDLC被膜で覆われたガラス基板を得るのに必要と される。 ガラス基板以外にも、多くの他の光学的に透明な基板材料、例えばサファイア 、ガラス状−セラミック、塩（NaCl、KBr、KCl等）、金属フッ化物および金属酸 化物が、DLC被膜による利益を受けるが、該DLC層の結合を阻害する元素を含んで いる。 DLCを堆積する多くの方法、例えば高周波プラズマ堆積法、炭素ターゲットか らのイオンビームスパッタ堆積法、イオンビーム援用炭素イオンビームスパッタ リング法、直接イオンビーム堆積法、二重イオンビーム堆積法、炭素ターゲット からのレーザーアブレーション堆積およびイオンビーム援用炭素蒸発法が実用化 されている。これら公知技術の多くがガラス基板上にDLCを堆積するのに利用さ れているが、これら公知技術は、ガラス基板に対する該DLCの付着性、または該 被覆基板製品の耐磨耗性について重視しているのではなかった。以下の参考文献 を例示する。米国特許第4,746,538号、同第4,400,410号、同第4,383,728号、同 第4,504,519号、同第4,603,082号、同第4,060,660号、同第4,877,677号、同第4, 569,738号および同第4,661,409号、日本国特許第63/221841号、同第63/221840号 、同第63/195266号、同第1147068号、同第1147067号、同第64-2001号、同第59-2 6906号および同第51-128686号、欧州特許第DD-203903号、同第SU1006402号、欧 州特許出願#EPO 243541(WO 87/02713)、ダッチマン(Deutchman)等，Proc. SPIE- Int. Soc. Opt. Eng., 1989, 1146, pp. 37-47、リュウ(Liou) 等，Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng., 1989, 1146, pp. 12-20、NBS Spec.Publ ., 1984, 669, pp. 249-54中の、バベンザー(Bubenzer)等，Proc. DARPAワーク ショップダイアモンド−ライクカーボンコーティング(Proc DARPA WorkshopDiao nd-Like Carbon Coat.),会合日1982, AD-A136 766, 33-47, B. ベンドウ(Bendow )編、NBS Spec.Publ.,1984,638,pp.482-82、バベンザー(Bubenzer)等，NBS Spec .Publ.,1984, 638,pp.477-81、Appl.Phys.Lett.,1989, 55,pp. 631-3、J.Vac. S ci. Technol., 1989, A7,pp. 2307-10およびD. Nir.Thin Solid Films, 1986, 1 44, pp.201-9。しかしながら、これらの参考文献は、基板に対するアモルファス 炭素被膜の付着性を改善する透明な中間層の利用について、あるいは苛酷な摩擦 環境に対して大幅に改善された耐磨耗性をもつ実質上光学的に透明なDLC被膜に ついて記載していない。発明の概要 本発明は、優れた耐摩損性および低い化学的反応性をもつ被覆基板製品を提供 することを目的とする。より詳細には、本発明は、高付着性で、しかも苛酷な摩 擦環境に対して大幅に改善された耐磨耗性を示す光学的に透明な基板表面上に、 ダイアモンド−状の炭素被膜を付与することを目的とする。更に詳細には、本発 明は改善された清浄化の容易性を備えた被覆基板を提供することを目的とする。 本発明は、また優れた耐摩損性をもつ被覆基板製品の、低コストでかつ高高率の 製造法を提供することを目的とする。 ここに開示する耐摩損性の被覆基板製品は、実質的に公知技術に関連する諸欠 点並びに短所を低減もしくは排除する。本発明は、実質上光学的に透明な複合構 造を開示し、該構造は母基板と、１以上の中間層と、ダイアモンド−状の炭素層 とを含み、該複合構造において、該中間層の少なくとも一つは約１ミクロン（μ m）〜約20μmの範囲の厚みをもつ。本発明は、また該被覆基板製品の製法を開示 する。 本発明の方法によれば、該基板表面を、まず化学的に脱脂する。第二工程にお いて、該基板表面を高エネルギーガスイオンによって衝撃して、補足的に残留炭 化水素、並びにアルカリ金属および他の添加物を除去する。該基板表面をスパッ ターエッチングに付した後、１以上の中間層を、該基板上に化学的に蒸着し、次 いでダイアモンド−状の炭素層を堆積する。一旦必要な数の中間層およびダイア モンド−状の炭素層を堆積したら、該被覆基板を冷却し、かつ反応装置から取り 出す。図面の簡単な説明 その他の本発明の特徴並びに利点は、添付図に示されたような、以下のより特 定的な本発明の好ましい態様の記載から明らかとなろう。該添付図において、同 様な参照番号は、一般に図面全体を通して、同一の部材または要素を表す。 第１図は、本発明による被覆基板製品の断面図であり、 第２図は、本発明の別の態様による被覆基板製品の断面図であり、 第３図は、本発明の更に別の態様による被覆基板製品の断面図であり、 第４図は、本発明による被覆バーコードスキャナー窓の被膜の中間層の厚みに 対する欠陥当たりの走査数の比を表すグラフである。発明の詳細な説明 本発明によれば、開示される耐摩損性被覆基板製品は、公知技術に関連する諸 欠点並びに短所を実質的に低減もしくは排除する。第１〜３図に示した如く、本 発明は実質上光学的に透明な複合構造に係わり、該構造は母基板と、１以上の介 在層（中間層）と、ダイアモンド−状炭素層とを含む。「実質上光学的に透明」 なる用語は、一般的に350nm〜約750nmの範囲内の波長領域にある電磁波の可視領 域の光に対して透明であることを意味するものとする。本発明の著しく重要な技 術的利点は、得られる多層複合構造が種々の基板材料、特にガラス上に著しく耐 摩損性の表面を与えることにある。 第１図に示した本発明の好ましい態様において、第一の層２（または付着−媒 介層）は、母基板１上に化学的に蒸着され、該母基板は実質上光学的に透明なア モルファス物質、単結晶、多結晶物質、ガラス、塩物質、セラミック物質および ／またはその混合物を含む。「化学的に蒸着される」なる用語は、固体プリカー サ材料からの加熱蒸発、電子ビーム蒸発、マグネトロンスパッタリング、イオン ビームスパッタリング；反応性ガス状プリカーサ材料からの熱−活性化堆積；ガ ス状プリカーサ材料からのグロー放電、プラズマ、またはイオンビーム堆積によ り堆積された物質を意味するものとする。好ましくは、該第一の中間層２は、イ オンビームまたはマグネトロンスパッタリング法により、該母基板１上に堆積さ れる。 ガスまたは固体プリカーサ材料からのアークスプレーまたはプラズマスプレー 堆積法、もしくは反応性ガス状プリカーサ材料からの熱−活性化堆積法を含む大 気圧堆積法も、該第一中間層２の堆積に利用できる。 該第一層２は、一般にアルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、かつ基板 １およびダイアモンド−状炭素層３と強力な化学結合を形成し得る、実質上光学 的に透明な物質を含む。「強力な化学結合」なる用語は、該中間層が、炭素と化 学反応してカーバイド結合を形成することのできる、かなりの量の１種または複 数の元素を含むことを意味するものとする。該第一中間層２と該ダイアモンド− 状炭素層３との間に著しく付着性の高い界面を得るためには、アルカリ金属およ びフッ素が存在しないことが必須である。従って、該第一中間層２は、また該母 基板１から該ダイアモンド−状炭素層３へのアルカリ金属および添加物の拡散を 阻止するバリヤーを与える能力をもつ必要もある。本発明の好ましい態様におい て、該第一中間層は窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒 化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフ ニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム 、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組み合 わせを含む。「酸化物」なる用語は、化学量論的に酸化された物質、または過剰 の金属原子を含む、即ち酸素の欠乏した部分的に酸化された物質を意味するもの とする。「窒化物」なる用語は、化学量論的量の窒素原子を含む物質、または過 剰の窒素原子を含む、または窒素の欠乏した物質を意味するものとする。「炭化 物」なる用語は、化学量論量の炭素を含む物質または過剰の炭素原子を含む、ま たは炭素の欠乏した物質を意味するものとする。 「化学的に結合した組み合わせ」とは、化学結合を介して結合された少なくと も２種の上記物質の組み合わせ、例えば酸窒化珪素を生成する酸化珪素と窒化珪 素との組み合わせを意味するものとする。 単一の中間層が存在する場合、第一の中間層２は約１μｍ〜20μｍの範囲の厚 みをもつ。少なくとも１つの他の中間層が存在する場合には、好ましくは、該第 一の中間層２は約５Å〜約１μｍの範囲の厚みをもつ。 該母基板１上への該第一の中間層２の堆積後、該被覆された基板上にダイアモ ンド−状炭素層３を化学的に蒸着する。このダイアモンド−状炭素層３の厚みは 10Å〜20μｍであり得る。好ましくは、該ダイアモンド−状炭素層３の厚みは少 なくとも50Åである。 該構造の耐摩損性を更に改善するために、１層を越えるまたは複数の交互中間 層およびダイアモンド−状炭素層３を、該母基板１上に堆積することができる。 この配置がより大きな全厚みでのDLC物質の堆積を可能とし、耐磨耗性の更なる 増大をもたらすことが分かった。かくして、図示されていない本発明で想定する 更なる態様において、該構造は母基板１と、２つの異なる別々に堆積された第一 中間層２と、ダイアモンド−状炭素層３とを含む、あるいは母基板１と、２対以 上の第一中間層２と、ダイアモンド−状炭素層３とを含むことができる。 予想外のことに、苛酷な摩擦環境において、この被覆基板製品の耐磨耗性は、 比較的厚い、例えば約１μｍ〜約20μｍの範囲の第一中間層を、母基板１とDLC 層３との間に使用することにより、大幅に改善し得ることが分かった。このよう に高い耐摩損性かつ耐蝕性の被覆基板製品は、基板１よりも硬い少なくとも一つ の中間層２の比較的厚いフィルムを堆積し、次いで比較的薄い、例えば少なくと も50ÅのDLCの層をトップコートとして堆積することにより得られる。中間層２ は、基板１とDLCトップコート層３との間の結合層として機能する以外に、DLC層 ３に対する硬い「構造支持層」をも与える。より薄いこのDLC最上層は、該基板 に対する、低摩擦性かつ耐蝕性の保護表面を与える。かくして得られる被覆基板 製品は、以下の２つの場合においては、薄い中間層２とそれに引き続く比較的厚 いDLC層３が該基板上に堆積されている同様な製品よりも、高い工業的有用性を もつ。その第一の場合とは、DLC層３の光学的吸収係数が高過ぎて、厚いDLC層を 堆積し得ず、一方同時に該被覆製品に対する厳密な光学的透明性に関する要件を 満足することができない場合である。第二の場合とは、DLC層３の堆積速度 が中間層２の堆積速度よりも遅く、所定の耐磨耗性を達成するのに厚い中間層２ を使用することが、厚いDLC層３を使用するよりもより経済的な場合である。 第２図に示されたような、本発明のもう一つの態様においては、第二の中間層 ４が該被覆基板上に化学的に蒸着され、かつ該第二の中間層４が該第一の中間層 ２と該ダイアモンド−状炭素層３との間にくるように配置される。この第二の中 間層４は、同様にアルカリ金属原子およびフッ素原子含まず、実質上光学的に透 明であって、しかも該第一の中間層２および該ダイアモンド−状炭素層３と強力 な化学的結合を形成し得る物質を含むべきである。この第二の中間層は実質上光 学的に透明な窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジル コニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム 、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化 珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組み合わせを 含む。 該第二の中間層４はアルカリ金属原子、フッ素原子および／または該ダイアモ ンド−状炭素層３の付着に悪影響を与える恐れのあるあらゆる付随的な添加物に 対する拡散阻害バリヤーを与えるので、該第一の中間層は更に実質上光学的に透 明な酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化錫、酸化トリウム、酸化リチウム、 酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシ ウム、酸化べリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウ ム、酸化セリウム、酸化ラジウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マ グネシウム、フッ化トリウム、フッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、 フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、その混合物およ び化学的に結合したその組み合わせを含むことができる。 この第二の中間層４は、５Å〜20μｍの範囲の厚みをもつことができる。好ま しくは、該第二の中間層４は厚み少なくとも10Åをもつ。より好ましくは、該被 覆基板製品に対して、苛酷な摩擦環境における大幅な耐磨耗性の改善という予想 外の結果を得るために、該第一の中間層２の厚みが５Å〜１μｍの範囲にある場 合には、該第二の中間層４は１μｍ〜20μｍの範囲の厚みをもつ。 該第二の中間層４は、また可視光を反射でき、該第一の中間層２および該ダイ アモンド−状炭素層３と強力な化学的結合を形成し得る実質上光学的に透明な、 以下の２群から選択される金属物質を含むことができる。第一の群において、該 金属物質は、例えば珪素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、タングステ ン、イットリウム、タンタル、チタンおよびジルコニウムからなる。これら金属 物質は全て該ダイアモンド−状炭素層３と強力な化学的結合を形成する。 該金属物質の第二の群は、バナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム 、テクネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム 、プラチナ、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、錫、 オスミウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマスおよびポロニウムを包含する 。これら第二の金属物質群の中で、レニウム、イリジウム、錫、インジウム、ア ルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、銅、金、銀およびプラチナが、該第二の中 間層４の材料として好ましい。これら材料はアルカリ金属原子およびフッ素原子 に対する拡散阻害バリヤーを与えるが、該ダイアモンド−状炭素層３と強力なカ ーバイド結合を形成しないであろう。従って、これら第二の金属物質群の何れか を該第二の中間層４に対して選択した場合には、第三の中間層（図示せず）を、 該第二中間層４と該ダイアモンド−状炭素層３との間に配置する必要がある。こ の第三の中間層は、同様にアルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、窒化珪 素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ 素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化珪素、二酸化 珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ゲルマニ ウム、その混合物並びに化学的に結合したその組み合わせからなる群から選ばれ る、実質上光学的に透明な物質を含むであろう。必ずしも必要ではないが、この 第三の中間層は上記第一群の金属物質と共に使用できる。 この金属製の第二中間層４は５Å〜1000Åの範囲の厚みをもつことができる。 好ましくは、この金属製の第二中間層４は少なくとも10Åの厚みをもつ。 第３図に示された、更に別の本発明の態様においては、第２図に示されかつ上 で論じた態様は、第一の中間層２とダイアモンド−状炭素層３とを含む第二の複 合層を備えている。従って、得られるこの多層構造は母基板１と、第一中間層２ と、第二中間層４と、ダイアモンド−状炭素層３と、第一中間層２と、ダイアモ ンド−状炭素層３とを含むはずである。この構造は、また母基板１と、２層の第 一中間層２と、ダイアモンド−状炭素層３と、第一中間層２と、ダイアモンド− 状炭素層とを含むことができる。 適当な中間層２、４およびダイアモンド−状炭素層３の厚みを選択することに より、光学被膜設計の分野で公知の基準を、上記本発明の態様の各々において使 用して、1/4波長堆積および他の「誘電堆積」被膜構成を与えることもできる。 これら誘電堆積層構成において、光学的干渉作用を利用して、波長選択性ミラー または反射防止フィルムを作成できる。少なくとも１層の該中間層２、４および ダイアモンド−状炭素層３の適当な厚みを選択することによって、所定の波長範 囲における光の反射を最小または最大とすることができる。かくして、これまで に従来の光学的被膜によっては達成し得なかった、優れた耐摩損性および環境に 対する耐久性が、本発明に該誘電堆積層構成を組み込むことにより実現可能とな った。 本発明の方法は、上記の透明な耐摩損性被覆基板製品を如何に製造するかを、 当業者に教示する。本発明の方法によれば、第一工程は該母基板１の表面を化学 的に脱脂することを含む。次いで、該基板１を化学蒸着反応装置の真空室に配置 し、この真空室内の空気を約５×10^-6Torr未満にまで排気する。 次の工程において、該基板１の表面を高エネルギーイオンまたは原子によって スパッタエッチングして、残留炭化水素類並びに該基板材料、特にガラスの表面 上に通常存在するアルカリ金属および他の添加物を、捕捉的に除去する。ガラス 基板の表面におけるアルカリ金属(Na、Ca)の濃度はイオンスパッタエッチングの 時間の関数として大幅に減少し、かつ長いスパッタエッチング時間は、該ダイア モンド−状炭素層３の付着力を実質的に改善することが分かった（実施例A-Z参 照）。従って、アルカリ金属および他の添加物の除去が、母基板１と該ダイアモ ンド−状炭素層３との間に著しく高い付着力を実現するために本質的であると結 論付けられる。 このスパッタエッチングは、不活性ガスイオン、水素イオンまたは酸素イオン のビーム、グロー放電または不活性ガス、水素または酸素のプラズマを使用して 実施できる。本発明の好ましい態様において、スパッタエッチングは少なくとも 200 eVのエネルギーをもつ、高エネルギーガスイオンのビームを使用して実施す る。 このスパッタエッチング工程に引き続き、１層以上の中間層を該母基板１上に 化学的に蒸着する。第一のサイクル中、上記公知の化学的蒸着法の何れかを利用 して、該中間層２、４を堆積する（第２および３図）。各中間層２、４の堆積速 度は、一般に約0.1-10μ/hrの範囲内である。各中間層の全厚みは約５Å〜20μ ｍの範囲内であり得る。本発明の好ましい態様において、少なくとも１層の中間 層の厚みは約１〜20μｍの範囲内にあり、かつ他の中間層各々の全厚みは少なく とも10Åである。 該母基板１上への１層以上の中間層の化学的蒸着工程後、ダイアモンド−状炭 素層３を該被覆された基板上に堆積する。該ダイアモンド−状炭素層３は、以下 の公知の方法、即ち(i)炭素含有ガスまたは水素と混合することもできる炭素含 有ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガスおよび／または不活性ガスからの直接イオ ンビーム堆積法、二重イオンビーム堆積法、グロー放電法、RF−プラズマ法、DC −プラズマ法、またはマイクロ波プラズマ堆積法、(ii)固体炭素ターゲット材料 からの電子ビーム蒸発法、イオン援用蒸着法、マグネトロンスパッタリング法、 イオンビームスパッタリング法またはイオン援用スパッタ蒸着法、または(iii) 上記(i)と(ii)との組み合わせにより堆積し得る。 本発明の好ましい態様においては、該ダイアモンド−状炭素層は、炭化水素ガ スまたは炭素蒸気からのイオンビーム蒸着により堆積される。このイオンビーム 蒸着法は、また不活性ガスまたは水素と組み合わせて実施することもできる。 該ダイアモンド−状炭素層３の堆積速度は、一般に約0.1-10μ/hrの範囲内で ある。このダイアモンド−状炭素層の全厚みは、一般に約10Å〜20μｍの範囲内 にある。好ましくは、このダイアモンド−状炭素層３の全厚みは少なくとも50Å である。 上記態様において記載したように、適当な中間層およびダイアモンド−状炭素 層３を堆積した後、該被覆基板製品は該堆積工程を停止し、かつ該基板上にこれ が実質的に室温に達するまで、不活性ガスを通すことにより冷却する。次いで、 この優れた耐摩損性を示す被覆基板製品を該反応装置から取り出す。 以下の実施例は、本発明の優れた性能を例示する。これら実施例は例示の目的 のみで与えられるものであり、本発明の範囲を何等限定するものではない。実施例Ａ 2''×2''×0.375''厚のフロートガラス板をガラスバーコードスキャナーの窓 から切取り、以下の手順で被覆した。該ガラス板をトリクロロメタンで化学的に 清浄化し、次いで超音波浴内でメタノール溶媒で洗浄した。このサンプルを取り 出し、窒素ガスの吹き付けにより乾燥させた。次に、このガラス板を基板ホルダ ーに載せ、該基板表面の一部をマスクした。次いで、このサンプルを真空室に入 れ、該真空室を８×10^-7Torrまで排気した。このサンプルを、500 eVのエネルギ ーをもつAr⁺のビームで、電流密度0.5mA/cm²にて１分間スパッタエッチングした 。次いで、このサンプルをCH₄ガス上で、7.2×10^-5Torrの圧力下で稼働する11cm のイオンビーム源を使用した、直接イオンビーム堆積法により被覆した。該イオ ンのエネルギーは75eVであり、また該イオンビーム電流密度は0.30mA/cm²であっ た。厚み3000Åの透明な被膜が堆積された。該サンプルを取り出し、該被覆領域 と未被覆（マスクした）領域との間の界面を横切るように、鋭利なガラス片また はガラスジャーを擦り付けることによる引掻き硬度試験にかけた。該未被覆領域 が深い幅広の引掻き傷を示したのに対して、DLC-被覆領域には引掻き傷は観測さ れなかった。この被膜を、該サンプルを沸騰水（２分間）および氷水（２分間） に交互に浸漬することによる付着性に関するテストにかけた。１熱サイクル後、 該被膜は該ガラス基板から剥離した。実施例Ｂ 実施例Ａに記載の手順によって、2''×2''×0.375''厚のフロートガラス板を 化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空下で10分間イオン スパッタエッチングにかけた。次いで、100-Å厚のSi0₂層を、石英ターゲットか らのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該ガラス板上に堆積した。次いで 、厚み3000Åのダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａに記載の方法により堆積し た。この被膜を鋭利なガラス片またはガラスジャーで擦っても、引掻き傷は形 成されなかった。この被膜は、沸騰水と氷水との間の５回の熱サイクル後も付着 状態を維持した。実施例Ｃ 実施例Ｂに記載の手順によって、2''×2''×0.375''厚のフロートガラス板を 化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空下でのイオンスパ ッタエッチングにかけた。次いで、1000−Å厚のSi0₂層を、石英ターゲットから のAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該ガラス板上に堆積した。次に、厚 み3000Åのダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａに記載の方法によって堆積した 。この被膜を鋭利なガラス片またはガラスジャーで擦った場合にも、引掻き傷は 形成し得なかった。この被膜は、沸騰水と氷水との間の５回の熱サイクル後も付 着状態を維持した。実施例Ｄ 実施例Ｂに記載の手順によって、2''×2''×0.375''厚のフロートガラス板を 化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空下でのイオンスパ ッタエッチングにかけた。次いで、実施例Ｂに記載の被覆工程を３回順次繰り返 して、該ガラス板上に堆積される層の全厚みを9,300Åとした。この被膜を鋭利 なガラス片またはガラスジャーで擦った場合にも、引掻き傷は形成し得なかった 。この被膜は、沸騰水と氷水との間の５回の熱サイクル後も付着状態を維持した 。実施例Ｅ 実施例Ａに記載の手順によって、2''×2''×0.375''厚のフロートガラス板を 化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空下でのイオンスパ ッタエッチングにかけた。但し、該スパッタエッチング時間は５分とした。次い で、800-Å厚のAl₂O₃層を、酸化アルミニウムターゲットからのAr⁺イオンビーム スパッタ堆積法により、該ガラス板上に堆積した。次に、厚み200Åのダイアモ ンド−状炭素層を、実施例Ａに記載の方法によって堆積した。この被膜を鋭 利なガラス片またはガラスジャーで擦った場合、引掻き傷は形成し得なかった。 この被膜は、24時間後に該基板から剥離した。実施例Ｆ 実施例Ａに記載の手順に従って、径１''×厚み0.06''のソーダ石灰ガラス円板 を化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空下でのイオンス パッタエッチングにかけた。次いで、10,000−Å厚のAl₂0₃層を、酸化アルミニ ウムターゲットからのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該ガラス板上に 堆積した。次に、厚み300-ÅのSi0₂層を石英ターゲットからのAr⁺イオンビーム スパッタ堆積法により、該Al₂0₃層上に堆積した。次に、厚み200-Åのダイアモ ンド−状炭素層を、実施例Ａに記載の方法によって堆積した。この被膜を鋭利な ガラス片またはガラスジャーで擦った場合、引掻き傷は形成し得なかった。この 被膜は、沸騰水と氷水との間の５回の熱サイクル後にも付着性を維持した。実施例Ｇ 6''×6''×0.375''厚のフロートガラス板を、有機錫化合物からの熱活性化堆 積法によって、約2,000ÅのSnO₂で被覆した。次いで、上記実施例Ａに記載の手 順によって、このガラス板を化学的に清浄化し、基板ホルダー上に載せ、マスク し、かつ真空室に設置し、該真空室を3.5×10^-6Torrまで排気した。このサンプ ルを、エネルギー500 eVのAr⁺イオンビームにより、電流密度0.5 mA/cm²にて２ 分間スパッタエッチングにかけた。次いで、1,000-Å厚のSi0₂層を、石英ターゲ ットからのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該Sn0₂層上に堆積した。次 に、厚み2000Åのダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａ記載の方法によって堆積 した。この被膜は、沸騰水と氷水との間の５回の熱サイクル後にも付着性を維持 した。実施例Ｈ 6''×6''×0.375''厚のフロートガラス板を、実施例Ａに記載の手順によって 化学的に清浄化し、基板ホルダーに載せ、マスクし、かつ真空室に設置し、該 真空室を６×10^-7Torrまで排気した。このサンプルを、エネルギー500 eVのAr⁺ イオンビームにより、電流密度0.5mA/cm²にて２分間スパッタエッチングにかけ た。次いで、厚み2000Åのダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａ記載の方法によ って堆積した。このDLC被膜は、該堆積中に該基板から剥離し始めた。このこと は、該被膜の低い付着性を示している。実施例Ｉ 径27mm×厚み２mmのサファイア窓を、トリクロロメタン、次いでアセトン、更 にメタノール中で超音波洗浄し、窒素ガスの吹き付けにより乾燥した。このサフ ァイアサンプルを真空被覆装置に載せ、排気後実施例Ａに記載の如く３分間スパ ッタエッチングにかけた。次いで、実施例Ａ記載の条件を使用して、該サファイ ア基板上に厚み1,000-Åのダイアモンド−状炭素層を堆積した。該被覆室から取 り出した際に、粉末状炭素物質が該基板表面上に観測され、このことは該被膜が 付着していないことを示している。実施例Ｊ 径27mm×厚み２mmのサファイア窓を、清浄化し、真空被覆装置に載せ、排気し た後、実施例Ａ記載の条件を使用して１分間スパッタエッチングにかけた。実施 例Ｂ記載の条件を使用して、該サファイア基板上に厚み100-ÅのSi0₂層を堆積し た。次に、透明な、厚み1000−Åのダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａ記載の 条件を使用して堆積した。このダイアモンド−状炭素層は、極めて強力な付着性 を有し、かつ50μの石英粉末による引掻き傷は形成し得なかった。実施例Ｋ 径27mm×厚み２mmのサファイア窓を、清浄化し、真空被覆装置に載せ、排気し た後、実施例Ａ記載の条件を使用して１分間スパッタエッチングにかけた。次い で、SiターゲットからのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該サファイア 基板上に厚み50ÅのSi層を堆積した。次いで、実施例Ａ記載の条件を使用して、 該サファイア基板上に、透明な、厚み1000−Åのダイアモンド−状炭素層を堆積 した。この膜の後の光学的スペクトル解析は、該Si層がこの工程により透明なSi C層に転化されたことを示した。このダイアモンド−状炭素被膜は、極めて強力 な付着性を有し、かつ50μの石英粉末による引掻き傷は形成し得なかった。実施例Ｌ 径130mm×厚み１mmのアルミノ珪酸塩円板を、真空被覆装置に載せ、排気した 後、実施例Ａ記載の条件を使用して５分間スパッタエッチングにかけた。次に、 実施例Ｂに記載の条件を使用して、該アルミノ珪酸塩基板上に厚み100-ÅのSi0₂ 層を堆積した。次いで、実施例Ａ記載の条件を使用して、該アルミノ珪酸塩基板 上に、厚み150-Åのダイアモンド−状炭素層を堆積した。この被膜は、極めて強 力な付着性を有し、かつ鋭利なガラス片による引掻き傷は形成し得なかった。実施例Ｍ 5.5''×5.5''×0.18''厚のコーニングコード＃9984-パイロセラム^R(CorningCO de＃9984-Pyroceram^R（注：パイロセラム^Rは、少なくともルチル、酸化アルミニ ウムおよび珪酸マグネシウムを含むガラス／セラミック材料である）の板を、イ ソプロピルアルコール中で清浄化し、窒素ガスの吹き付けにより乾燥し、真空被 覆装置に入れ、排気し、かつ実施例Ａ記載の条件を使用して15分間スパッタエッ チングした。次いで、厚み200-ÅのSi0₂層を、実施例Ｂに記載の如く、該基板上 に堆積した。次いで、実施例Ａ記載の条件を使用して、該基板上に、透明な、厚 み2000−Åのダイアモンド−状炭素層を堆積した。このダイアモンド−状炭素被 膜は、極めて強力な付着性を有し、かつ鋭利なガラス片による引掻き傷は形成し 得なかった。実施例Ｎ 5.5''×5.5''×0.18''厚のホウ珪酸塩ガラスの板を、イソプロピルアルコール 中で清浄化し、窒素ガスの吹き付けにより乾燥し、真空被覆装置に入れ、排気し 、かつ実施例Ａに記載の条件を使用して15分間スパッタエッチングした。次いで 、厚み200-ÅのSi0₂層を、実施例Ｂに記載の如く、該基板上に堆積した。次い で、実施例Ａ記載の条件を使用して、該基板上に、透明な、厚み2000−Åのダイ アモンド−状炭素層を堆積した。この被膜は、極めて付着性であり、かつ鋭利な ガラス片による引掻き傷は形成し得なかった。実施例Ｏ 2''×2''×1/4''厚のフロートガラス片および径70mm×厚み３mmの中性のグレ ーガラスサングラス用レンズを、イソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガス の吹き付けにより乾燥した。これらの基板を、真空被覆装置に設置し、排気後実 施例Ａに記載の如く５分間スパッタエッチングした。次いで、厚み100-ÅのSi0₂ 層を、実施例Ｂに記載の条件を使用して、該基板上に堆積した。次いで、Siター ゲットからのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、該Si0₂層上に厚み100-Å のSi層を堆積した。最後に、厚み1000Åの透明なダイアモンド−状炭素層を、実 施例Ａ記載の条件を使用して、該Si層上に堆積した。この被膜は、極めて付着性 であり、かつ未被覆の該ガラス基板に容易に引掻き傷を形成する、鋭利なガラス 片による引掻き傷は形成し得なかった。このサングラス用レンズ上の被膜は強い 青−紫の反射色を呈した。実施例Ｐ 2''×2''×1/4''厚のフロートガラス片および径70mm×厚み３mmの中性のグレ ーガラスサングラス用レンズを、イソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガス の吹き付けにより乾燥した。これらの基板を、真空被覆装置に設置し、排気後実 施例Ａに記載の如く５分間スパッタエッチングした。次いで、厚み100-ÅのSi0₂ 層を、実施例Ｂに記載の条件を使用して、該基板上に堆積した。次いで、Crター ゲットからのAr⁺イオンビームスパッタ堆積法により、厚み100-ÅのCr層を堆積 した。次に、該Cr層上に、厚み100-Åの第二のSi0₂層を堆積した。最後に、厚み 1000Åの透明なダイアモンド−状炭素層を、実施例Ａ記載の条件を使用して、該 Si0₂層上に堆積した。この被膜は、極めて付着性であり、かつ未被覆の該ガラス 基板に容易に引掻き傷を形成する、鋭利なガラス片による引掻き傷は形成し得な かった。このサングラス用レンズ上の被膜は明るい青の反射色を呈した。実施例Ｑ ガラス基板上に、付着性で耐摩損性の1/4波長積層反射被膜を形成した。この 層の厚みは450nmの波長における反射を最小とするように選択した。この堆積さ れたSｉO₂層の屈折率は約1.5であり、また該堆積されたDLC層の屈折率は約2.05 であった。この被膜は以下のように形成した。 2''×2''×1/4''厚のフロートガラス片および径70mm×厚み３mmの中性のグレ ーガラスサングラス用レンズを、イソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガス の吹き付けにより乾燥した。これらの基板を、真空被覆装置に設置し、排気後実 施例Ａに記載の如く５分間スパッタエッチングした。次いで、厚み750-ÅのSi0₂ 層を、実施例Ｂに記載の条件を使用して、該基板上に堆積した。次いで、実施例 Ａに記載の条件を使用して、該第一Si0₂層の上部に、厚み550Åの透明なダイア モンド−状炭素層を堆積した。次に、厚み750-ÅのSi0₂層を、実施例Ｂに記載の 条件を使用して、該DLC層上に堆積した。最後に、厚み550-Åの透明なダイアモ ンド−状炭素層を、実施例Ａ記載の条件を使用して、該第二のSi0₂層上に堆積し た。この被膜は、極めて付着性であり、かつ未被覆の該ガラス基板に容易に引掻 き傷を形成する、鋭利なガラス片による引掻き傷は形成し得なかった。この被膜 は、該サングラス用レンズ上に淡い黄−青の反射色を与え、また該ガラス板上に 淡青色の反射色を与えた。実施例Ｒ 5.7''×5.7''×0.375''厚のソーダ石灰、フロートガラス板を、石鹸および水 で洗浄し、次いでイソプロパノールで濯ぎ、窒素ガスで乾燥した。このガラス板 を、真空室中に配置された基板ホルダーに載せた。次いで、該真空室を５×10^-6 Torrまで排気した。次に、このサンプルをエネルギー500 eVのAr⁺イオンのビー ムで、電流密度0.5mA/cm²にて10分間スパッタエッチング処理した。次いで、厚 み3,000-ÅのSi0²層を、シリカターゲットをN₂ ⁺イオンビームで衝撃することに よる、イオンビームスパッタ堆積法で堆積した。次に、１μの「珪素オキシ−ニ トライド」の層を、空気の存在下で、SiターゲットをN₂ ⁺イオンビームで衝撃 することにより、該ガラス板上に堆積させた。該珪素オキシ−ニトライドの堆積 後、圧力1.4×10^-4Torrのメタンガスで動作する11cmのイオンビーム源を使用し て、厚み100-Åのダイアモンド−状炭素層を堆積した。該ビームのエネルギーは 75eVであり、該ビームの電流密度は0.3mA/cm²であった。この被膜は、該ガラス 基板に対して著しく付着性であった。実施例Ｓ 5.7''×5.7''×0.375''厚のフロートガラス基板を、実施例Ｒにおけるように 、清浄化し、かつ真空室に入れた。該真空室を５×10^-6Torrまで排気した。この サンプルを、実施例Ｒにおけるように、イオンビームスパッタエッチング処理し た。次いで、厚み3,000-ÅのSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。次いで 、実施例Ｒに記載した如く、２μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。最後 に、厚み100-ÅのDLC層を、実施例Ｒに記載の如く堆積した。この被膜は、該ガ ラス基板に対して著しく付着性であった。実施例Ｔ 5.7''×5.7''×0.375''厚のフロートガラス基板を、実施例Ｒにおけるように 、清浄化し、かつ真空室に入れた。該真空室を４×10^-6Torrまで排気した。この サンプルを、実施例Ｒにおけるように、イオンビームスパッタエッチング処理し た。次いで、厚み3,000-ÅのSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。次いで 、実施例Ｒに記載した如く、３μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。最後 に、厚み100-ÅのDLC層を、実施例Ｒに記載の如く堆積した。この被膜は、該ガ ラス基板に対して著しく付着性であった。実施例Ｕ 5.7''×5.7''×0.375''厚のフローガラス基板を、実施例Ｒにおけるように、 清浄化し、かつ真空室に入れた。該真空室を４×10^-6Torrまで排気した。このサ ンプルを、実施例Ｒにおけるように、イオンビームスパッタエッチング処理した 。次いで、厚み3,000-ÅSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。次い で、実施例Ｒに記載した如く、４μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。厚 み100-ÅのDLC層を、実施例Ｒに記載の如く推積した。この被膜は、該ガラス基 板に対して著しく付着性であった。実施例Ｖ ４種の中性グレー系の焼戻し処理したサングラスレンズを、実施例Ｒで使用し た化学的洗浄手順により清浄化した。引き続き、これらレンズをグラファイト板 上に載せた。その表面の1/2をマスクした。次いで、該グラファイト板を真空室 内に入れ、該真空室を５×10^-6Torrまで排気した。これらレンズを実施例Ｒに記 載のように、Ar⁺イオンビームによりスパッタエッチング処理した。次に、厚み3 ,000-ÅのSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。次いで、実施例Ｒに記載 した如く、0.5μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。最後に、厚み200-Å のDLC層を、実施例Ｒに記載の如く堆積した。この被膜は、該サングラスレンズ に対して著しく付着性であった。実施例Ｗ ４種の焼戻し処理したサングラスレンズを、実施例Ｖにおけるように、清浄化 し、グラファイト板上に載せ、かつマスクした。次いで、該グラファイト板を真 空室内に入れ、該真空室を２×10^-6Torrまで排気した。これらレンズを実施例Ｒ に記載のように、Ar⁺イオンビームによりスパッタエッチング処理した。厚み3,0 00-ÅのSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。実施例Ｒに記載した如く、 １μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。厚み200-ÅのDLC層を、実施例Ｒ に記載の如く堆積した。この被膜は、該サングラスレンズに対して著しく付着性 であった。実施例Ｘ ４種の焼戻し処理したサングラスレンズを、実施例Ｗにおけるように、清浄化 し、グラファイト板上に載せ、かつマスクした。次いで、該グラファイト板を真 空室内に入れ、該真空室を４×10^-6Torrまで排気した。これらレンズを実施例Ｒ に記載のように、Ar⁺イオンビームによりスパッタエッチング処理した。次に、 厚み3,000-ÅのSi0₂層を実施例Ｒにおけるように堆積した。実施例Ｒに記載した 如く、２μの珪素オキシ−ニトライド層を堆積した。厚み200-ÅのDLC層を、実 施例Ｒに記載の如く堆積した。この被膜は、該サングラスレンズに対して著しく 付着性であった。実施例Ｙ ４種の焼戻し処理したサングラスレンズを準備し、実施例Ｘにおけるように被 覆した。但し、該珪素オキシ−ニトライド層の厚みを３μに増大させた。この被 膜は、該サングラスレンズに対して著しく付着性であった。実施例Ｚ ４種の焼戻し処理したサングラスレンズを準備し、実施例Ｖにおけるように被 覆した。但し、該珪素オキシ−ニトライド層の厚みを４μに増大させた。この被 膜は、該サングラスレンズに対して著しく付着性であった。 薄いDLC層３を有する厚い中間層２を使用する具体的な例を、実施例R-Zに示し た。これら実施例において、該被覆基板製品は、少なくとも５年の期間に渡って 、缶類およびビン類による衝撃に起因する損傷を防止するように設計されたスー パーマーケット用のレーザーバーコードスキャナーの窓、および砂による苛酷な 磨耗に耐えるように設計されたガラス製サングラスレンズである。実施例R-Zに おいて、該ガラス基板は、二酸化珪素の第一中間層２、酸化珪素と窒化珪素との 化学的組み合わせ（所謂「珪素オキシ−ニトライド」）を含む第二中間層２、お よびDLCの最上部層で被覆された。該二酸化珪素層は厚み数千Åであり、該「珪 素オキシ−ニトライド」層の厚みは、0.5μ〜４μの範囲であり、また該DLC層の 厚みは100Å〜200Åであった。苛酷なテストにおいて、耐磨耗性は該珪素オキシ −ニトライド中間層の厚みと共に著しく増大することが分かった。 耐磨耗性に及ぼす該中間層の厚みの効果の一特定例を第４図に示した。第４図 は、食料雑貨店で使用されているダイアモンド−状炭素被覆したバーコードスキ ャナーの窓に関するタグッチ(Tagucchi)の研究から得た結果を示す図である。こ の研究において検討されたパラメータの一つは、Si0₂中間層上に堆積された珪素 オキシ−ニトライド中間層の厚みであった。ここで、該Si0₂中間層はソーダ石灰 フロートガラス基板上に堆積されたものであった。厚み100ÅのDLC層が該珪素オ キシ−ニトライド上に堆積された（実施例R-U参照）。これらの被覆された窓は 、各窓上で走査される品物の数が記録される、食料雑貨店用のバーコードスキャ ナーに取り付けられた。このテストの終了時点において、該窓を取り外し、肉眼 で見ることのできる引掻き傷の数を数えた。第４図は、該テストの終了時点にお いて観測された引掻き傷の数で割った、各窓を横切って走査された品物の数をプ ロットした図である。この窓の寿命を長くするためには、走査数／欠陥の値を増 すことが望ましい。第４図は、該珪素オキシ−ニトライド層の厚みを１μから４ μに増大すると、耐磨耗性が著しく改善されることを示している。 同様な結果が、ガラスサングラスレンズ上の同様な被覆構造についても観測さ れた。レンズは厚み0.5、１、２、３および４μの珪素オキシ−ニトライド中間 層をもつように作られた（実施例V-Z参照）。次いで、これらレンズを、33ｌb/i n²の印加圧力下で、#2石英粒子で擦った。このテストは、苛酷な砂による磨耗を シミュレートする。厚み0.5μの珪素オキシ−ニトライド層（実施例Ｖ）につい ては、基板の大幅な損傷が観測された。この珪素オキシ−ニトライド層の厚みが １μまで増大（実施例Ｗ）すると、該被膜を貫く引掻き傷の数は大幅に減ずる。 しかし、該被膜を通して該基板に刻み目を付けるものの、該被膜を破壊すること のない、極めて多数の微細な引掻き傷が、光学顕微鏡によって観測された。厚み ２μにおいて（実施例Ｘ）は、該被膜に孔を開けるような引掻き傷は観測されな かったが、幾分かの刻み目型の引掻き傷が依然として生じた。３および４μの厚 み（それぞれ実施例ＹおよびＺ）においては、如何なる型の引掻き傷の刻み目も 、光学顕微鏡によって観測されることはなかった。 実施例Ｒ−Ｚは、苛酷な磨耗テストにおいて、該被覆された基板製品の耐磨耗 性が、硬質の珪素オキシ−ニトライド中間層の厚みの増大と共に顕著に増大する ことを示した。これらのテストは、また所定の程度の耐磨耗性を達成するのに必 要とされる該被膜の厚みが用途特異的であることを立証している。 上記説明から、当業者は、本発明が実質上光学的に透明な多層複合構造の新規 な製法を提供するものであることを容易に確認できる。本発明の著しく重要な技 術的利点は、母基板、１以上の中間層およびダイアモンド−状炭素の外層を含む 多層透明構造の使用により、優れた耐摩損性が達成されることにある。 本発明の精神並びに範囲を逸脱することなしに、当業者は、種々の用途並びに 状態に適合させるべく、本発明に種々の変更並びに改良を加えることが可能であ る。それ故に、これらの変更並びに改良が、以下の請求の範囲の等価物の完全な 範囲内に入るものとすることが適当かつ公正であり、しかもそのように意図され ている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィンク スティーヴン ジェームズ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 19530 クーツタウン アールディー ３ ボックス 485

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．被覆基板製品において、 350〜約750nmの可視領域の光に対して透明であり、アモルファス物質、単結晶 、多結晶物質、ガラス、塩物質、セラミック物質およびその混合物からなる群か ら選ばれる１種の物質を含む実質上光学的に透明な基板と、約１μｍ〜約20μｍ の範囲内の厚みを有する少なくとも一つの複合層とを含み、該複合層が該基板と 結合している、化学的に蒸着された第一の中間層と、350〜約750nmの範囲の可視 領域の光に対して透明であり、該第一の中間層と結合し、かつ該基板から離され た、実質上光学的に透明なダイアモンド−状炭素の化学的に蒸着された外層とを 含み、 該第一の中間層が、アルカリ金属原子およびフッ素原子を含まない実質上光学 的に透明な物質を含み、該第一の中間層は350〜約750nmの可視領域の光に対して 透明であり、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジル コニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム 、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化 珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組み合わせか らなる群から選ばれ、該基板に対して強力な化学結合を形成でき、かつ該ダイア モンド−状炭素の外層と強力な化学結合を形成でき、かくして該製品が苛酷な摩 擦環境に対しても大幅に改善された耐磨耗性を有することを特徴とする上記被覆 基板製品。 ２．該第一中間層の厚みが約１μｍ〜約20μｍの範囲にある請求の範囲第１項に 記載の製品。 ３．該ダイアモンド−状炭素の外層の厚みが、少なくとも50Åである請求の範囲 第１項に記載の製品。 ４．該複合層の少なくとも１層および該ダイアモンド−状炭素の外層の厚みを、 所定の波長における光の反射を最小とするように選択する請求の範囲第１項に記 載の製品。 ５．該ダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長における1/4波長なる光学 的厚みの整数倍に相当する請求の範囲第１項に記載の製品。 ６．該第一の中間層および該ダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長にお ける1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第１項に記載の製 品。 ７．該複合層が該基板に隣接する該第一の中間層と、該基板とは離され、該第一 の中間層に隣接して配置され、アルカリ金属原子およびフッ素原子を含まない実 質上光学的に透明な物質で作られ、該第一の中間層と強力な化学結合を形成し、 かつダイアモンド−状炭素と強力な化学結合を形成し得る、350〜約750nmの可視 領域の光に対して透明な第二の中間層と、該基板から離され、該第二の中間層に 隣接して設けられた該ダイアモンド−状炭素の外層とを含む、請求の範囲第１項 に記載の製品。 ８．該第二の中間層が、珪素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、タング ステン、イットリウム、タンタル、チタンおよびジルコニウムからなる群から選 ばれる、可視光を反射し得る実質上光学的に透明な金属物質を含む、請求の範囲 第７項に記載の製品。 ９．該第一の中間層の厚みが約５Å〜約20μｍの範囲にあり、かつ該第二の中間 層の厚みが約10Å〜約1000Åの範囲にある、請求の範囲第８項に記載の製品。 10．該第二の中間層が、バナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム、テ クネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム、プ ラチナ、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、錫、オス ミウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマスおよびポロニウムからなる群から 選ばれ、可視光を反射し得る、実質上光学的に透明な金属物質を含む、請求の範 囲第７項に記載の製品。 11．該第一の中間層の厚みが約５Å〜約20μｍの範囲にあり、かつ該第二の中間 層の厚みが約10Å〜約1000Åの範囲にある、請求の範囲第10項に記載の製品。 12．該第二の中間層と該ダイアモンド−状炭素の外層との間に設けられた、実質 上光学的に透明な物質の第三の中間層を含み、該第三の中間層が350 〜約750nm の可視領域の光に対して透明であり、アルカリ金属原子およびフッ素原子を含ま ず、かつ該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層と強力な化学結合 を形成できる、請求の範囲第10項に記載の製品。 13．該第三の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ ウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組 み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲 第12項に記載の製品。 14．該複合層、該第三の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の少なくと も１つの厚みを、所定の波長における光の反射を最小とするように選択する請求 の範囲第13項に記載の製品。 15．該複合層、該第三の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の少なくと も１つの厚みを、所定の波長における光の反射を最小とするように選択する請求 の範囲第13項に記載の製品。 16．該第三の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の厚みが、所定の波長 における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第13項に記載 の製品。 17．該第一の中間層、該第三の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の厚 みが、所定の波長における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の 範囲第13項に記載の製品。 18．該第一の中間層が、更に酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化錫、酸化ト リウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化 セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシ ウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム、フッ化バリウム、フ ッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウム、フッ化カルシウム、フッ 化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、硫 化亜鉛、その混合物および化学的に結合したその組み合わせからなる群から選ば れる、実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲第７項に記載の製品。 19．該第二の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ ウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組 み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲 第７項に記載の製品。 20．該第一の中間層の厚みが、約５Å〜約１μｍの範囲にあり、かつ該第二の中 間層の厚みが、約１μｍ〜約20μｍの範囲にある、請求の範囲第19項に記載の製 品。 21．該第一の中間層が二酸化珪素を含有し、かつ該第二の中間層が酸化珪素と窒 化珪素との化学的に結合した組み合わせを含有する、請求の範囲第20項に記載の 製品。 22．該ダイアモンド−状炭素の外層の厚みが、少なくとも50Åである請求の範囲 第21項に記載の製品。 23．該複合層、該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の少なくと も１つの厚みを、所定の波長における光の反射を最小とするように選択する請求 の範囲第19項に記載の製品。 24．該複合層、該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の少なくと も１つの厚みを、所定の波長における光の反射を最小とするように選択する請求 の範囲第19項に記載の製品。 25．該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の厚みが、所定の波長 における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第19項に記 載の製品。 26．該第一の中間層、該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層の厚 みが、所定の波長における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の 範囲第19項に記載の製品。 27．該複合層が、２つの異なる別々に堆積された第二の中間層、および該複数の 第二の中間層に隣接して設けられた該ダイアモンド−状炭素の外層を含む、請求 の範囲第19項に記載の製品。 28．該複合層が、該第二の中間層と該ダイアモンド−状炭素の外層との間に化学 的に蒸着された、アルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、かつ該第二の 中間層および該ダイアモンド−状炭素の外層と強力な化学結合を形成し得る実質 上光学的に透明な物質の第四の中間層を含む、請求の範囲第７項に記載の製品 29．該第一の中間層および該第二の中間層が窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタ ル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化 ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チ タン、酸化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸 化セリウム、酸化錫、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリ ウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸 化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラ ジウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウ ム、フッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化 リチウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、その混合物並びに化学的に結合したその組 み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲 第28項に記載の製品。 30．該第四の中間層が窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、 窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハ フニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウ ム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組み 合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲第 28項に記載の製品。 31．該第一および第二中間層の厚みが約５Å〜約１μｍの範囲にあり、かつ該第 四の中間層の厚みが約１μｍ〜約20μｍの範囲にある請求の範囲第30項に記載の 製品。 32．該複合層、該第二の中間層、該第四の中間層および該ダイアモンド−状炭素 の外層の少なくとも１つの厚みを、所定の波長の光の反射を最小とするように選 択する、請求の範囲第28項に記載の製品。 33．該複合層、該第二の中間層、該第四の中間層および該ダイアモンド−状炭素 の外層の少なくとも１つの厚みを、所定の波長の光の反射を最小とするように 選択する、請求の範囲第28項に記載の製品。 34．該第二の中間層、該第四の中間層および該ダイアモンド−状炭素の層の厚み が、所定の波長における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の 範囲第28項に記載の製品。 35．該第一の中間層、該第二の中間層、該第四の中間層および該ダイアモンド− 状炭素層の厚みが、所定の波長における1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相 当する、請求の範囲第28項に記載の製品。 36．被覆基板製品であって、350〜約750nmの範囲の可視領域の光に対して透明で あり、かつアモルファス物質、単結晶、多結晶物質、ガラス、塩物質、セラミッ ク物質およびその混合物からなる群から選ばれる１種の物質を含む実質上光学的 に透明な基板と、第一の複合層と、少なくとも１つの第二の複合層とを含み、該 第一の複合層は約１μｍ〜約20μｍの範囲内の厚みを有し、かつ該基板と強力な 化学結合を形成し得る実質上光学的に透明な物質の、該基板と結合し、かつ化学 的に蒸着された第一の中間層と、ここで該第一の中間層は350〜約750nmの範囲の 可視領域の光に対して透明であり、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化 ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニ ウム、酸化ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸 化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化セリウ ム、酸化錫、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸 化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸化マグネ シウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム、 フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウム、フッ 化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム 、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、その混合物並びに化学的に結合したその組み合わせ からなる群から選ばれ；アルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、該第一の 中間層との強力な化学結合およびダイアモンド−状炭素との強力な化学結合を形 成し得る実質上光学的に透明な物質製の、該基板から離され、かつ該第一の中間 層に結合かつこれに近接して設けられた第二の中間層と；350〜約750nmの範囲の 可視領域の光に対して透明で あり、該基板から離され、かつ該第二の中間層に結合かつこれに近接して設けら れた、第一の実質上光学的に透明なダイアモンド−状炭素層とを含み、 350〜約750nmの範囲の可視領域の光に対して透明であり、該基板から離され、 かつ該第一の複合層に結合かつこれに近接して設けられた該第二の複合層が、ア ルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、ダイアモンド−状炭素と強力な化学 結合を形成し得る実質上光学的に透明な物質製の、該第一のダイアモンド−状炭 素層に近接して、化学的蒸着により設けられた第三の中間層と、該基板から離さ れ、該第三の中間層に結合しかつこれに近接して設けられた実質上光学的に透明 な第二のダイアモンド−状炭素層とを含み、かくして該被覆基板製品が苛酷な摩 擦環境に対して大幅に改善された耐磨耗製を有することを特徴とする、上記被覆 基板製品。 37．該第二の中間層および該第三中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタ ル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリ ウム、酸化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学 的に結合したその組み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質 を含む、請求の範囲第36項に記載の製品。 38．該第二の中間層の厚みが約１μｍ〜約20μｍの範囲にある、請求の範囲第36 項に記載の製品。 39．該第一の中間層が二酸化珪素を含み、かつ該第二の中間層が酸化珪素と窒化 珪素との化学的に結合した組み合わせを含む請求の範囲第38項に記載の製品。 40．該第一の複合層が少なくとも１対の別々に堆積された該第二の中間層を含む 請求の範囲第36項に記載の製品。 41．該第一中間層、該第二の中間層および該第三中間層の厚みが少なくとも２μ ｍである、請求の範囲第36項に記載の製品。 42．該第一のダイアモンド−炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の厚 みが少なくとも50Åである、請求の範囲第36項に記載の製品。 43．該第一中間層、該第二の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド− 状炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくとも１つの厚みが所 定の波長における反射光を最小にするように選択される、請求の範囲第42項に記 載の製品。 44．該第一中間層、該第二の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド− 状炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくとも１つの厚みが所定 の波長における反射光を最小にするように選択される、請求の範囲第36項に記載 の製品。 45．該第二の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド−状炭素層および 該第二のダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長における1/4波長なる光 学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第36項に記載の製品。 46．該第一中間層、該第二の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド− 状炭素の層および該第二のダイアモンド−状炭素の層の厚みが、所定の波長にお ける1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第36項に記載の製 品。 47．該第三の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化珪 素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニ ウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組 み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲 第36項に記載の製品。 48．該第二の中間層が、珪素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、タング ステン、イットリウム、タンタル、チタンおよびジルコニウムからなる群から選 ばれる、可視光を反射し得る実質上光学的に透明な金属物質を含む、請求の範囲 第47項に記載の製品。 49．該第一の中間層の厚みが約５Å〜約20μｍの範囲にあり、かつ該第二の中間 層の厚みが約10Å〜約1000Åの範囲にある、請求の範囲第48項に記載の製品。 50．該第二の中間層が、バナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム、テ クネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム、プ ラチナ、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、錫、オス ミウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマスおよびポロニウムからなる 群から選ばれ、可視光を反射し得る、実質上光学的に透明な金属物質を含む、請 求の範囲第47項に記載の製品。 51．該第一の中間層の厚みが約５Å〜約20μｍの範囲にあり、かつ該第二の中間 層の厚みが約10Å〜約1000Åの範囲にある、請求の範囲第50項に記載の製品。 52．該第二の中間層と該第一のダイアモンド−状炭素層との間に、アルカリ金属 原子およびフッ素原子を含まず、かつ該第二の中間層および該第一のダイアモン ド−状炭素層と強力な化学結合を形成し得る、実質上光学的に透明な物質の第四 の中間層を含む、請求の範囲第50項に記載の製品。 53．該第四の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ ウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合したその組 み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲 第52項に記載の製品。 54．該第一の中間層、該第四の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくとも１つの厚みが、 所定の波長における反射光を最小にするように選択される、請求の範囲第53項に 記載の製品。 55．該第一の中間層、該第四の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくとも１つの厚みが、 所定の波長における反射光を最小にするように選択される、請求の範囲第52項に 記載の製品。 56．該第四の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド−状炭素層および 該第二のダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長における1/4波長なる光 学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第52項に記載の製品。 57．該第一の中間層、該第四の中間層、該第三の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素の層および該第二のダイアモンド−状炭素の層の厚みが、所定の波長に おける1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第52項に記載の 製品。 58．該第一の複合層が、該第二の中間層と該第一のダイアモンド−状炭素層との 間に、アルカリ金属原子およびフッ素原子を含まず、かつ該第二の中間層および 該第一のダイアモンド−状炭素の外層と強力な化学結合を形成し得る実質上光学 的に透明な物質の第五の中間層を含む、請求の範囲第36項に記載の製品。 59．該第三および第五の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化 ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニ ウム、酸化ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸 化ジルコニウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、その混合物並びに化学的に結合 したその組み合わせからなる群から選ばれる実質上光学的に透明な物質を含む、 請求の範囲第58項に記載の製品。 60．該第一および第二の中間層の厚みが約５Å〜約20μｍの範囲にあり、かつ該 第五の中間層の厚みが約１μｍ〜約20μｍの範囲にある、請求の範囲第59項に記 載の製品。 61．該第二の中間層が、窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化珪素、二酸化珪素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ ウム、炭化珪素、炭化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化錫 、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウ ム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸 化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム、フッ化バリ ウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウム、フッ化カルシウ ム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、セレン化 亜鉛、硫化亜鉛、その混合物並びに化学的に結合したその組み合わせからなる群 から選ばれる、実質上光学的に透明な物質を含む、請求の範囲第58項に記載の製 品。 62．該第一の中間層、該第二の中間層、該第五の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素層、該第三の中間層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくと も１つの厚みが、所定の波長における反射光を最小にするように選択される、請 求の範囲第58項に記載の製品。 63．該第一の中間層、該第二の中間層、該第五の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素層、該第三の中間層および該第二のダイアモンド−状炭素層の少なくと も１つの厚みが、所定の波長における反射光を最小にするように選択される、請 求の範囲第58項に記載の製品。 64．該第二の中間層、該第三の中間層、該第五の中間層、該第一のダイアモンド −状炭素の層および該第二のダイアモンド−状炭素の層の厚みが、所定の波長に おける1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第58項に記載の 製品。 65．該第一の中間層、該第二の中間層、該第三の中間層、該第五の中間層、該第 一のダイアモンド−状炭素層および該第二のダイアモンド−状炭素層の厚みが、 所定の波長における1/4波長の整数倍の厚みに相当する、請求の範囲第58項に記 載の製品。 66．耐摩損性被覆基板製品を製造するための化学蒸着法であって、 350〜約750nmの範囲の可視領域の光に対して透明であり、かつアモルファス物 質、単結晶、多結晶物質、ガラス、塩物質、セラミック物質およびその混合物か らなる群から選ばれる１種の物質を含む母基板の表面を化学的に脱脂して、炭化 水素汚染物質を除去する工程と、 該基板を化学蒸着反応器の真空室に入れ、該真空室の空気を約５×10^-6Torr未 満にまで排気する工程と、 該基板の表面を、少なくとも200eVのエネルギーの高エネルギーガスイオンに よってスパッタエッチング処理して、痕跡の残留炭化水素を除去し、かつ該基板 表面におけるアルカリ金属原子およびアルカリ金属酸化物の濃度を選択的に低下 させる工程と、 該第一サイクル中に、少なくとも１μｍの厚みをもち、かつ該基板およびダイ アモンド−状炭素と強力な化学結合を形成し得る、実質上光学的に透明な第一の 中間層を、該基板上に化学的に蒸着する工程と、 該第一サイクル中に、350〜約750nmの範囲の可視領域の光に対して透明であり 、かつ少なくとも50Åの厚みをもつ、実質上光学的に透明なダイアモンド−状炭 素を、該被覆された基板上に化学的に蒸着する工程と、 該被覆された基板を、該蒸着工程を停止することにより冷却し、該冷却工程中 に、該基板上にその温度が実質的に室温に達するまで、不活性ガスを通じる工程 と、 苛酷な摩擦環境に対して、大幅に改善された耐磨耗性をもつ被覆基板製品を回 収する工程と、 を含むことを特徴とする上記化学蒸着法。 67．該ダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長において、1/4波長なる光 学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第66項に記載の方法。 68．該第一の中間層および該ダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長にお いて、1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第66項に記載の 方法。 69．少なくとも第二の該第一中間層および第二の該ダイアモンド−状炭素層を該 基板上に化学的に蒸着するために、少なくとも第二のサイクルを使用する、請求 の範囲第66項に記載の方法。 70．該第一の中間層および該ダイアモンド−状炭素層の堆積速度が、一般に約0. １-10μ／時の範囲にある、請求の範囲第66項に記載の方法。 71．該第一の中間層およびダイアモンド−状炭素と強力な化学結合を形成し得る 実質上光学的に透明な物質製の、厚みが少なくとも10Åの第二の中間層が、該基 板から離され、かつ該第一の中間層に近接して化学的に蒸着される、請求の範囲 第66項に記載の方法。 72．該ダイアモンド−状炭素層が、該基板から離され、かつ該第二の中間層に近 接して化学的に蒸着される、請求の範囲第71項に記載の方法。 73．該第二の中間層の蒸着速度が、一般に約0.1-10μ／時の範囲にある、請求の 範囲第71項に記載の方法。 74．該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素層の厚みが、所定の波長にお いて、1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範囲第72項に記載の 方法。 75．該第一の中間層、該第二の中間層および該ダイアモンド−状炭素層の厚みが 、所定の波長において、1/4波長なる光学的厚みの整数倍に相当する、請求の範 囲第72項に記載の方法。 76．２つの異なる、別々に堆積される該第二の中間層が、該基板上に化学的に蒸 着され、かつ該ダイアモンド−状炭素層が該複数の第二の中間層上に化学的に蒸 着される請求の範囲第66項に記載の方法。 77．第二のサイクルを使用して、少なくとも第二の該第一中間層および第二の該 ダイアモンド−状炭素層を、該被覆された基板上に化学的に蒸着する、請求の範 囲第72項に記載の方法。 78．第二のサイクルを使用して、少なくとも第二の該第一中間層および第二の該 ダイアモンド−状炭素層を、該被覆された基板上に化学的に蒸着する、請求の範 囲第72項に記載の方法。