WO2023171309A1 - 遠赤外線透過部材及び遠赤外線透過部材の製造方法 - Google Patents

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WO2023171309A1
WO2023171309A1 PCT/JP2023/005632 JP2023005632W WO2023171309A1 WO 2023171309 A1 WO2023171309 A1 WO 2023171309A1 JP 2023005632 W JP2023005632 W JP 2023005632W WO 2023171309 A1 WO2023171309 A1 WO 2023171309A1
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WO
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far
infrared transmitting
transmitting member
less
layer
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PCT/JP2023/005632
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容二 安井
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Agc株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14Protective coatings, e.g. hard coatings

Definitions

  • the present invention relates to a far-infrared transmitting member and a method for manufacturing a far-infrared transmitting member.
  • a far-infrared transmitting member when attaching a far-infrared sensor to a vehicle or the like, a far-infrared transmitting member may be provided with a functional film for allowing far-infrared rays to properly enter the far-infrared sensor.
  • Patent Document 1 describes that an infrared transmitting film containing zinc oxide as a main component and a metal oxide is formed on a base material.
  • Such a far-infrared transmitting member is required to appropriately transmit far-infrared rays while improving scratch resistance.
  • An object of the present invention is to provide a far-infrared transmitting member and a method for manufacturing the far-infrared transmitting member that can appropriately transmit far-infrared rays and improve scratch resistance.
  • the far-infrared transmitting member includes a base material that transmits far-infrared rays and a functional film formed on the base material, and has an average transmittance of 50% or more for light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m,
  • the outermost layer of the functional film is a layer containing ZrO 2 as a main component, and the content of ZrO 2 is 50% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the entire outermost layer, and it is resistant to light with a wavelength of 550 nm.
  • the refractive index is 2.05 or more.
  • a method for manufacturing a far-infrared transmitting member according to the present disclosure is a method for manufacturing a far-infrared transmitting member in which a functional film is formed on a base material that transmits far infrared rays, the functional film being formed on the base material by sputtering.
  • the far-infrared transmitting member by forming an outermost layer, the far-infrared transmitting member has an average transmittance of 50% or more for light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m, and the outermost layer is made of ZrO 2 , the content of ZrO 2 is 50% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the entire outermost layer, and the refractive index for light with a wavelength of 550 nm is 2.05 or more. be.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which the vehicle glass according to the present embodiment is mounted on a vehicle.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the vehicle glass according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the BB section in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the far-infrared transmitting member according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing a far-infrared transmitting member according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which the vehicle glass according to the present embodiment is mounted on a vehicle.
  • a vehicle glass 1 according to this embodiment is mounted on a vehicle V.
  • the vehicle glass 1 is a window member applied to a windshield of a vehicle V. That is, the vehicle glass 1 is used as a front window of the vehicle V, in other words, a windshield.
  • a far-infrared camera CA1 and a visible light camera CA2 are mounted inside the vehicle V (inside the vehicle).
  • the inside of the vehicle V vehicle interior refers to, for example, the interior of the vehicle in which the driver's seat is provided.
  • the vehicle glass 1, the far-infrared camera CA1, and the visible light camera CA2 constitute a camera unit 100 according to the present embodiment.
  • the far-infrared camera CA1 is a camera that detects far-infrared rays, and captures a thermal image of the outside of the vehicle V by detecting far-infrared rays from outside the vehicle V.
  • Visible light camera CA2 is a camera that detects visible light, and captures an image of the outside of vehicle V by detecting visible light from outside of vehicle V.
  • the camera unit 100 may further include, for example, LiDAR or millimeter wave radar in addition to the far-infrared camera CA1 and the visible light camera CA2.
  • the far infrared rays here are, for example, electromagnetic waves with a wavelength range of 8 ⁇ m to 13 ⁇ m
  • the visible light is, for example, electromagnetic waves with a wavelength range of 360 nm to 830 nm.
  • 8 ⁇ m to 13 ⁇ m and 360 nm to 830 nm herein refer to 8 ⁇ m or more and 13 ⁇ m or less, and 360 nm or more and 830 nm or less, and the same applies hereafter.
  • the far infrared rays may be electromagnetic waves having a wavelength range of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the vehicle glass according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the BB section in FIG.
  • the upper edge of the vehicle glass 1 will be referred to as an upper edge portion 1a
  • the lower edge will be referred to as a lower edge portion 1b
  • one side edge will be referred to as a side edge portion 1c
  • the other side edge will be referred to as a lower edge portion 1b.
  • the upper edge portion 1a is an edge portion located on the upper side in the vertical direction when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the lower edge portion 1b is an edge portion located on the lower side in the vertical direction when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the side edge portion 1c is an edge portion located on one side when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the side edge portion 1d is an edge portion located on the other side when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the direction from the upper edge 1a to the lower edge 1b will be referred to as the Y direction
  • the direction from the side edge 1c to the side edge 1d will be referred to as the X direction. do.
  • the X direction and the Y direction are orthogonal.
  • the direction perpendicular to the surface of the vehicle glass 1, that is, the thickness direction of the vehicle glass 1 is defined as the Z direction.
  • the Z direction is, for example, a direction from the outside of the vehicle V toward the inside of the vehicle V when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the X direction and the Y direction are along the surface of the vehicle glass 1, but for example, if the surface of the vehicle glass 1 is a curved surface, the direction is the direction that touches the surface of the vehicle glass 1 at the center point O of the vehicle glass 1. It may be.
  • the center point O is the center position of the vehicle glass 1 when the vehicle glass 1 is viewed from the Z direction.
  • a light-transmitting area A1 and a light-blocking area A2 are formed in the vehicle glass 1.
  • the light-transmitting area A1 is an area occupying the center portion of the vehicle glass 1 when viewed from the Z direction.
  • the light-transmitting area A1 is an area for ensuring the driver's field of view.
  • the light-transmitting area A1 is an area that transmits visible light.
  • the light-blocking area A2 is an area formed around the light-transmitting area A1 when viewed from the Z direction.
  • the light blocking area A2 is an area that blocks visible light.
  • a far-infrared transmitting region B and a visible light transmitting region C are formed in the light-shielding region A2a, which is a portion on the upper edge 1a side of the light-shielding region A2.
  • the far-infrared transmission area B is an area that transmits far-infrared rays, and is an area where the far-infrared camera CA1 is provided. That is, far-infrared camera CA1 is provided at a position overlapping with far-infrared transmission region B when viewed from the optical axis direction of far-infrared camera CA1.
  • the visible light transmission area C is an area that transmits visible light, and is an area where the visible light camera CA2 is provided. That is, the visible light camera CA2 is provided at a position overlapping the visible light transmission area C when viewed from the optical axis direction of the visible light camera CA2.
  • the light shielding area A2 has the far infrared transmitting region B and the visible light transmitting region C, so the light shielding region A2 does not transmit far infrared rays in areas other than the region where the far infrared transmitting region B is formed. Visible light is blocked in areas other than the area where the visible light transmission area C is formed.
  • a light-shielding area A2a is formed around the far-infrared transmission area B and the visible light transmission area C. Providing the light shielding area A2a around the sensor in this manner is preferable because the various sensors are protected from sunlight. This is also preferable from the standpoint of design, since the wiring for the various sensors cannot be seen from outside the vehicle.
  • the vehicle glass 1 includes a glass substrate 12 (first glass substrate), a glass substrate 14 (second glass substrate), an intermediate layer 16, and a light shielding layer 18.
  • a glass substrate 12 first glass substrate
  • a glass substrate 14 second glass substrate
  • an intermediate layer 16 intermediate layer
  • a light shielding layer 18 are laminated in this order in the Z direction.
  • the glass substrate 12 and the glass substrate 14 are fixed (adhered) to each other via an intermediate layer 16.
  • the glass substrates 12 and 14 for example, soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, etc. can be used.
  • the intermediate layer 16 is an adhesive layer that adheres the glass substrate 12 and the glass substrate 14.
  • the intermediate layer 16 for example, polyvinyl butyral (hereinafter also referred to as PVB) modified material, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) material, urethane resin material, vinyl chloride resin material, etc. can be used.
  • the glass substrate 12 includes one surface 12A and the other surface 12B, and the other surface 12B is in contact with one surface 16A of the intermediate layer 16 and fixed (adhesive) to the intermediate layer 16. ) has been done.
  • the glass substrate 14 includes one surface 14A and the other surface 14B, and the one surface 14A is fixed (adhered) to the intermediate layer 16 by contacting the other surface 16B of the intermediate layer 16. .
  • the vehicle glass 1 is a laminated glass in which the glass substrate 12 and the glass substrate 14 are laminated.
  • the vehicle glass 1 is not limited to laminated glass, and may include, for example, only one of the glass substrate 12 and the glass substrate 14.
  • the intermediate layer 16 may not be provided either.
  • the glass substrates 12 and 14 are not distinguished, they will be referred to as the glass substrate 10.
  • the light shielding layer 18 includes one surface 18A and the other surface 18B, and the one surface 18A is fixed in contact with the other surface 14B of the glass substrate 14.
  • the light blocking layer 18 is a layer that blocks visible light.
  • a ceramic light-shielding layer or a light-shielding film can be used as the light-shielding layer.
  • a ceramic layer made of a conventionally known material such as a black ceramic layer can be used.
  • the light-shielding film for example, a light-shielding polyethylene terephthalate (PET) film, a light-shielding polyethylene naphthalate (PEN) film, a light-shielding polymethyl methacrylate (PMMA) film, etc. can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN light-shielding polyethylene naphthalate
  • PMMA light-shielding polymethyl methacrylate
  • the side of the vehicle glass 1 on which the light shielding layer 18 is provided is the inside side of the vehicle V (inside the vehicle), and the side on which the glass base 12 is provided is the outside side of the vehicle V (outside the vehicle).
  • the present invention is not limited thereto, and the light shielding layer 18 may be provided on the outside of the vehicle V.
  • the light shielding layer 18 may be formed between the glass substrate 12 and the glass substrate 14.
  • the light-shielding region A2 is formed by providing the light-shielding layer 18 on the glass substrate 10. That is, the light-shielding region A2 is a region where the glass substrate 10 is provided with the light-shielding layer 18. That is, the light-shielding region A2 is a region in which the glass substrate 12, the intermediate layer 16, the glass substrate 14, and the light-shielding layer 18 are laminated.
  • the light-transmitting region A1 is a region in which the glass substrate 10 does not include the light-shielding layer 18. That is, the light-transmitting area A1 is an area where the glass substrate 12, the intermediate layer 16, and the glass substrate 14 are laminated, but the light-blocking layer 18 is not laminated.
  • the vehicle glass 1 is formed with an opening 19 that penetrates from one surface (here, surface 12A) to the other surface (here, surface 14B) in the Z direction.
  • a far-infrared transmitting member 20 is provided within the opening 19 .
  • the area in which the opening 19 is formed and the far-infrared transmitting member 20 is provided is a far-infrared transmitting region B. That is, the far-infrared transmitting region B is a region in which the opening 19 and the far-infrared transmitting member 20 disposed within the opening 19 are provided.
  • the light shielding layer 18 does not transmit far infrared rays, the light shielding layer 18 is not provided in the far infrared transmitting region B. That is, in the far-infrared transmission region B, the glass substrate 12, the intermediate layer 16, the glass substrate 14, and the light-shielding layer 18 are not provided, and the far-infrared transmission member 20 is provided in the opening 19 formed. .
  • the far-infrared transmitting member 20 will be described later.
  • the visible light transmitting region C is a region in which the glass substrate 10 does not include the light shielding layer 18 in the Z direction, similarly to the light transmitting region A1. That is, the visible light transmitting region C is a region where the glass substrate 12, the intermediate layer 16, and the glass substrate 14 are laminated, but the light shielding layer 18 is not laminated.
  • the visible light transmitting region C is preferably provided near the far infrared transmitting region B.
  • the center of the far-infrared transmission region B viewed from the Z direction is defined as a center point OB
  • the center of the visible light transmission region C viewed from the Z direction is defined as a center point OC.
  • the distance L is preferably greater than 0 mm and less than 100 mm. , more preferably 10 mm or more and 80 mm or less.
  • the visible light transmitting region C By locating the visible light transmitting region C within this range relative to the far infrared transmitting region B, it is possible to capture images at close positions with the far infrared camera CA1 and the visible light camera CA2, while also allowing the visible light transmitting region C to The amount of perspective distortion in the light transmission region C can be suppressed, and images can be appropriately captured by the visible light camera CA2.
  • the load when processing the data obtained from each camera is reduced, and the routing of power and signal cables is also made easier. Become.
  • the visible light transmitting region C and the far infrared transmitting region B are preferably located side by side in the X direction. That is, it is preferable that the visible light transmitting region C is not located on the Y direction side of the far infrared transmitting region B, but is aligned with the far infrared transmitting region B in the X direction.
  • the visible light transmitting region C can be arranged near the upper edge portion 1a. Therefore, it is possible to appropriately secure the driver's field of view in the transparent area A1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the far-infrared transmitting member according to the present embodiment.
  • the far-infrared transmitting member 20 includes a base material 30, a first functional film 32 as a functional film formed on the base material 30, and a second functional film formed on the base material 30. 38.
  • the first functional film 32 is formed on one surface 30a of the base material 30.
  • the surface 30a is a surface that faces the outside of the vehicle when mounted on the vehicle glass 1.
  • the second functional film 38 is formed on the other surface 30b of the base material 30.
  • the surface 30b is a surface facing the inside of the vehicle when mounted on the vehicle glass 1.
  • the second functional film 38 is not an essential component, and no layer other than the base material 30 may be provided on the surface 30b.
  • the far-infrared transmitting member 20 is provided in the light-shielding area A2 of the vehicle glass 1, which is a window member of the vehicle V, but is not limited thereto, and is not limited to this, and is provided in a vehicle such as a pillar exterior member of the vehicle V. It may be provided on any exterior member of the V. Further, the far-infrared transmitting member 20 is not limited to being provided in the vehicle V, and may be used for any purpose.
  • the base material 30 is a member that can transmit far infrared rays.
  • the base material 30 preferably has an internal transmittance of 50% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more for light with a wavelength of 10 ⁇ m (far infrared rays). Further, the average internal transmittance of the base material 30 for light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m (far infrared rays) is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and preferably 70% or more. More preferred.
  • the average internal transmittance is the average value of the internal transmittance for light of each wavelength in the wavelength band (here, from 8 ⁇ m to 12 ⁇ m).
  • the internal transmittance of the base material 30 is the transmittance excluding surface reflection loss on the incident side and the exit side, and is well known in the technical field, and may be measured by a commonly used method. The measurement is performed, for example, as follows.
  • a pair of flat samples (a first sample and a second sample) made of base materials of the same composition and having different thicknesses are prepared. Both surfaces of the flat sample are parallel to each other and optically polished.
  • the external transmittance including the surface reflection loss of the first sample is T1
  • the external transmittance including the surface reflection loss of the second sample is T2
  • the thickness of the first sample is Td1 (mm)
  • the thickness of the second sample is Td2 (mm)
  • Td1 ⁇ Td2 the internal transmittance ⁇ at the thickness Tdx (mm) can be calculated by the following equation (1).
  • the external transmittance of infrared rays can be measured using, for example, a Fourier transform infrared spectrometer (manufactured by Thermo Scientific, trade name: Nicolet iS10).
  • the refractive index of the base material 30 for light with a wavelength of 10 ⁇ m is preferably 1.5 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 4.0 or less, and 2.2 or more and 3.5 It is more preferable that it is the following. Further, the average refractive index of the base material 30 for light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m is preferably 1.5 or more and 4.0 or less, more preferably 2.0 or more and 4.0 or less, and 2. More preferably, it is 2 or more and 3.5 or less.
  • the average refractive index is the average value of the refractive index for light of each wavelength in the wavelength band (8 ⁇ m to 12 ⁇ m here).
  • the refractive index can be determined using, for example, polarization information obtained by an infrared spectroscopic ellipsometer (manufactured by J.A. Woollam Co., Ltd., IR-VASE-UT) and a spectral transmission spectrum obtained by a Fourier transform infrared spectrometer. This can be determined by fitting the model.
  • the thickness D1 of the base material 30 is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less, more preferably 1 mm or more and 4 mm or less, and even more preferably 1.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the thickness D1 can also be said to be the length in the Z direction from the surface 30a to the surface 30b of the base material 30.
  • the material of the base material 30 is not particularly limited, and examples thereof include Si, Ge, ZnS, and chalcogenide glass. It can be said that it is preferable that the base material 30 contains at least one material selected from the group of Si, Ge, ZnS, and chalcogenide glass. By using such a material for the base material 30, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • the preferred composition of chalcogenide glass is: In atomic percent, Ge+Ga; 7% to 25%, Sb; 0% to 35%, Bi; 0% to 20%, Zn; 0% to 20%, Sn: 0% to 20%, Si; 0% to 20%, La: 0% to 20%, S+Se+Te; 55% to 80%, Ti; 0.005% to 0.3%, Li + Na + K + Cs; 0% to 20%, F+Cl+Br+I; composition containing 0% to 20%.
  • This glass preferably has a glass transition point (Tg) of 140°C to 550°C.
  • the material for the base material 30 it is more preferable to use Si or ZnS.
  • the first functional film 32 is formed on the vehicle outer surface 30a of the base material 30.
  • the first functional film 32 includes an intermediate layer 34 and an outermost layer 36.
  • the outermost layer 36 is a layer provided at the part of the first functional film 32 that is farthest from the base material 30, that is, in this embodiment, the outermost layer.
  • the outermost layer 36 is the outermost layer (in this embodiment, the outermost layer of the vehicle) of the far-infrared transmitting member 20, and is exposed to the outside.
  • the intermediate layer 34 is a layer provided in the first functional film 32 closer to the base material 30 than the outermost layer 36 (in this embodiment, closer to the vehicle inner side than the outermost layer 36). That is, the intermediate layer 34 is provided between the base material 30 and the outermost layer 36.
  • the first functional film 32 may not include the intermediate layer 34 and may include only the outermost layer 36.
  • the outermost layer 36 is a layer containing ZrO 2 as a main component.
  • the main component here may refer to the content of the outermost layer 36 as a whole to be 50% by mass or more.
  • the outermost layer 36 has a ZrO 2 content of 50% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, and 90% by mass or more, based on the entire outermost layer 36. More preferably, it is 100% by mass or less.
  • the outermost layer 36 contains ZrO 2 alone, that is, the content of ZrO 2 excluding inevitable impurities is 100% by mass. When the content of ZrO 2 falls within this range, the outermost layer 36 can appropriately transmit far infrared rays and improve scratch resistance.
  • the outermost layer 36 may contain a subcomponent other than the main component ZrO 2 .
  • the subcomponent is preferably an oxide that transmits far infrared rays, and includes at least one of NiO x , ZnO, Bi 2 O 3 , and CuO x .
  • the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 20 nm or more, more preferably 50 nm or more and 300 nm or less, even more preferably 100 nm or more and 300 nm or less, and most preferably 150 nm or more and 250 nm or less. Note that the thickness D2 can also be said to be the length in the Z direction from the surface of the outermost layer 36 on the Z direction side to the surface on the opposite side to the Z direction. Further, the ratio of the thickness D2 of the outermost layer 36 to the thickness D1 of the base material 30 is preferably 0.002% or more and 0.030% or less, and preferably 0.005% or more and 0.020% or less. More preferably, it is 0.008% or more and 0.013% or less.
  • the ratio of the thickness D2 of the outermost layer 36 to the thickness D3 of the first functional film 32 is preferably 1% or more and 25% or less, more preferably 3% or more and 25% or less, and 5% or more. It is more preferably 25% or less, and most preferably 7% or more and 21% or less.
  • the thickness D3 of the first functional film 32 can also be said to be the length in the Z direction from the surface of the first functional film 32 on the Z direction side to the surface on the opposite side to the Z direction. When the thickness D2 is within this range, far infrared rays can be transmitted appropriately and scratch resistance can be appropriately improved.
  • the surface of the outermost layer 36 on the side opposite to the base material 30 is referred to as a surface 36a.
  • the surface 36a is the surface exposed to the outside, and can be said to be the surface on the outside of the vehicle in this embodiment.
  • the arithmetic mean roughness Ra (surface roughness) of the surface 36a of the outermost layer 36 is preferably 7.0 nm or less, more preferably 5.0 nm or less, and 4.0 nm or less. is more preferable, and most preferably 3.0 nm or less.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the surface 36a falls within this range, the coefficient of dynamic friction and the change in surface roughness before and after scratching can be reduced, and the scratch resistance can be improved more appropriately.
  • the arithmetic mean roughness Ra refers to the arithmetic mean roughness Ra specified in JIS B 0601:2001.
  • the outermost layer 36 can transmit far infrared rays.
  • the outermost layer 36 preferably has an extinction coefficient of 0.10 or less, more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.04 or less for light with a wavelength of 10 ⁇ m.
  • the extinction coefficient is determined using, for example, polarization information obtained by an infrared spectroscopic ellipsometer (manufactured by J.A. Woollam Co., Ltd., IR-VASE-UT) and a spectral transmission spectrum obtained by a Fourier transform infrared spectrometer. This can be determined by fitting an optical model.
  • the outermost layer 36 preferably has a refractive index of 2.05 or more, more preferably 2.05 or more and 2.40 or less, and 2.10 or more and 2.30 or more, with respect to light with a wavelength of 550 nm (visible light). It is more preferably the following, and particularly preferably 2.15 or more and 2.25 or less.
  • the refractive index of light with a wavelength of 550 nm can be determined by fitting an optical model using polarization information obtained by a spectroscopic ellipsometer (manufactured by J.A. Woollam Co., Ltd., M-2000) and spectral transmittance measured based on JIS R3106. You can make a decision by doing this.
  • intermediate layer 34 can transmit far infrared rays.
  • intermediate layer 34 includes an antireflection layer.
  • the intermediate layer 34 is composed of only one antireflection layer, but the intermediate layer 34 is not limited to this, and may be composed of a plurality of laminated layers. .
  • the antireflection layer included in the intermediate layer 34 is a layer containing NiOx as a main component.
  • the main component here may refer to a content of 50% by mass or more with respect to the entire antireflection layer.
  • the content of NiO More preferably, it is 100% by mass or less.
  • the antireflection layer contains NiO x alone, that is, the content of NiO x excluding inevitable impurities is 100% by mass. When the content of NiOx falls within this range, the antireflection layer can suppress reflection of far infrared rays and appropriately transmit far infrared rays.
  • nickel oxide is known to have a plurality of compositions depending on the valence of nickel, and X can take any value from 0.5 to 2. Further, the valence does not have to be single, and two or more valences may be mixed. In this embodiment, it is preferable to use NiO as NiO x .
  • the material of the antireflection layer is not limited thereto, and may be any material, for example, a layer containing at least one of ZnS, Ge, Si, MgO, ZnO, and Bi2O3 .
  • the thickness of the antireflection layer included in the intermediate layer 34 is preferably 1000 nm or more and 2000 nm or less, more preferably 1000 nm or more and 1500 nm or less, and even more preferably 1100 nm or more and 1300 nm or less. Further, the ratio of the thickness of the antireflection layer to the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 75% or more and 99% or less, more preferably 75% or more and 97% or less, and 75% or more and 95% or less. It is more preferably 79% or more and 93% or less. When the thickness of the antireflection layer falls within this range, reflection of far infrared rays can be suppressed and far infrared rays can be appropriately transmitted. Note that the thickness of the antireflection layer can also be said to be the length in the Z direction from the surface of the antireflection layer on the Z direction side to the surface on the opposite side to the Z direction.
  • the antireflection layer included in the intermediate layer 34 can transmit far infrared rays.
  • the antireflection layer preferably has an extinction coefficient of 0.05 or less, more preferably 0.03 or less, even more preferably 0.02 or less, and 0.05 or less, more preferably 0.02 or less, and even more preferably 0.02 or less. Most preferably, it is 01 or less. When the extinction coefficient falls within this range, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • the antireflection layer included in the intermediate layer 34 preferably has an extinction coefficient of 0.04 or more, more preferably 0.06 or more, and 0.08 or more for light with a wavelength of 550 nm (visible light). It is more preferable that it is, and it is most preferable that it is 0.10 or more. When the extinction coefficient of the antireflection layer for visible light falls within this numerical range, reflectance dispersion of visible light can be appropriately suppressed, and an appearance that maintains designability can be achieved.
  • the intermediate layer 34 may include layers other than the antireflection layer.
  • the intermediate layer 34 may include a hue adjustment layer closer to the outermost layer 36 than the antireflection layer. That is, in this case, it can be said that the base material 30, the antireflection layer, the hue adjustment layer, and the outermost layer 36 may be laminated in this order toward the outside of the vehicle.
  • the hue adjustment layer will be specifically explained below.
  • the hue adjustment layer included in the intermediate layer 34 reduces the difference in reflectance for visible light of different wavelengths (reflectance dispersion) and suppresses interference colors of the far-infrared transmitting member 20 to ensure design. This is the layer of
  • the hue adjustment layer included in the intermediate layer 34 can transmit far infrared rays.
  • the extinction coefficient of the hue adjustment layer for light with a wavelength of 10 ⁇ m is preferably 0.4 or less, more preferably 0.2 or less, and even more preferably 0.1 or less. When the extinction coefficient falls within this range, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • the thickness of the hue adjustment layer included in the intermediate layer 34 is preferably 5 nm or more and 100 nm or less, more preferably 10 nm or more and 60 nm or less, and even more preferably 20 nm or more and 50 nm or less. Further, the ratio of the thickness of the hue adjustment layer to the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 2.5% or more and 100% or less, more preferably 5% or more and 50% or less, and 10% or more and 30%. It is more preferably at most 10% or more and at most 25%. When the thickness of the hue adjustment layer falls within this range, it is possible to appropriately transmit far infrared rays while suppressing reflection and dispersion of visible light, thereby making the far infrared transmitting member 20 less noticeable. Note that the thickness of the hue adjustment layer can also be said to be the length in the Z direction from the surface of the hue adjustment layer on the Z direction side to the surface on the opposite side to the Z direction.
  • the hue adjustment layer included in the intermediate layer 34 includes a first layer and a second layer provided on the outermost layer 36 side (outside the vehicle) of the first layer.
  • the first layer is a layer of the same material and properties as the outermost layer 36.
  • the thickness of the first layer is preferably 10 nm or more and 40 nm or less, more preferably 15 nm or more and 35 nm or less, and even more preferably 20 nm or more and 30 nm or less.
  • the ratio of the thickness of the first layer to the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 1.5% or more and 60% or less, more preferably 3% or more and 30% or less, and 6% or more and 20%. It is more preferably at most 6% or more and at most 15%.
  • the second layer is a layer of the same material and properties as the antireflection layer included in the intermediate layer 34.
  • the thickness of the second layer is preferably 5 nm or more and 40 nm or less, more preferably 5 nm or more and 25 nm or less, and even more preferably 10 nm or more and 20 nm or less.
  • the ratio of the thickness of the second layer to the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 1% or more and 40% or less, more preferably 2% or more and 20% or less, and 4% or more and 12% or less. It is more preferably at least 4% and most preferably at most 10%.
  • the hue adjustment layer is composed of two layers, the first layer and the second layer, but the invention is not limited to this, and the laminate of the first layer and the second layer may be a plurality of stacked layers. Good too.
  • the hue adjustment layer is preferably a layer in which the first layer and the second layer are stacked alternately from the base material 30 side in a number of 2n layers (n is a natural number of 1 or more).
  • the thickness ratio of each layer in the color tone adjustment layer is preferably higher for a layer having a lower refractive index for light with a wavelength of 550 nm (visible light).
  • the configuration of the hue adjustment layer is not limited to including the first layer made of the same material as the outermost layer 36 and the second layer made of the same material as the antireflection layer, and may be any configuration. That is, the hue adjustment layer may be a layer whose refractive index for light with a wavelength of 550 nm (visible light) is different from that of both the outermost layer 36 and the antireflection layer.
  • the hue adjustment layer preferably has a refractive index of 2.2 or more and 2.5 or less, more preferably 2.3 or more and 2.4 or less, with respect to light with a wavelength of 550 nm (visible light).
  • the refractive index of the hue adjustment layer for visible light falls within this numerical range, reflection and dispersion of visible light can be suppressed and the far-infrared transmitting member 20 can be made inconspicuous.
  • the second functional film 38 provided on the vehicle-inside surface 30b of the base material 30 is a layer that transmits far infrared rays.
  • the second functional film 38 may have the same configuration as the intermediate layer 34. That is, for example, the far-infrared transmitting member 20 may be laminated in the order of the base material 30 and the antireflection layer toward the inside of the vehicle. For example, the far-infrared transmitting member 20 may be laminated in the order of the base material 30, the antireflection layer, and the hue adjustment layer (first layer, second layer) toward the inside of the vehicle.
  • an adhesion layer (not shown) may be formed between the intermediate layer 34 and the base material 30.
  • the adhesive film is a film that brings the base material 30 and the intermediate layer 34 into close contact with each other, or in other words, it is a film that improves the adhesive force between the base material 30 and the intermediate layer 34.
  • the refractive index of the adhesive film for light with a wavelength of 10 ⁇ m is preferably 1.0 or more and 4.3 or less, more preferably 1.5 or more and 4.3 or less, and 1.5 or more and 3.8 It is more preferable that it is the following. When the refractive index falls within this range, reflection of far infrared rays can be appropriately suppressed.
  • the thickness of the adhesive film is preferably 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0.05 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less, and even more preferably 0.05 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less. preferable.
  • the thickness of the adhesive film can also be said to be the length in the Z direction from the surface of the adhesive film on the Z direction side to the surface on the opposite side to the Z direction.
  • the thickness of the adhesive film is preferably thinner than the thickness of the intermediate layer 34 and the thickness D2 of the outermost layer 36. Since the thickness of the adhesive film is thinner than the thickness of these layers, the influence on optical performance can be reduced.
  • the adhesive film can transmit far infrared rays.
  • the extinction coefficient of the adhesive film for light with a wavelength of 10 ⁇ m is preferably 0.4 or less, more preferably 0.2 or less, and even more preferably 0.1 or less. When the extinction coefficient falls within this range, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • the adhesive film may be made of any material, for example, from the group of Si, Ge, MgO, NiO x , CuO x , ZnS, Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 , TiO 2 , ZnO, and Bi 2 O 3 It is preferable that it contains at least one selected material, and it is more preferable that it contains ZrO 2 . By using such a material, the adhesive film can properly adhere the base material 30 and the intermediate layer 34.
  • the adhesive film may be formed by sputtering, but is not limited thereto, and may be formed, for example, by vapor deposition.
  • the far-infrared transmitting member 20 includes the first functional film 32 having the outermost layer 36 formed on the surface 30a of the base material 30. By forming the outermost layer 36, the far-infrared transmitting member 20 can appropriately transmit far-infrared rays and improve scratch resistance appropriately.
  • the far-infrared transmitting member 20 preferably has a transmittance of 10 ⁇ m light of 50% or more, more preferably 65% or more, and even more preferably 70% or more. Further, the far-infrared transmitting member 20 preferably has an average transmittance of 50% or more, more preferably 65% or more, and even more preferably 70% or more for light having a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m. When the transmittance and average transmittance are within this range, the function as an infrared transmitting member can be properly exhibited.
  • the far-infrared transmitting member 20 preferably has a reflectance of 10 ⁇ m light of 15% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less. Further, the far-infrared transmitting member 20 preferably has an average reflectance of 15% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less for light having a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m. When the reflectance and average reflectance are within this range, the function as an infrared transmitting member can be properly exhibited.
  • the average reflectance is the average value of the reflectance for light of each wavelength in the wavelength band (here, 8 ⁇ m to 12 ⁇ m). The reflectance can be measured, for example, with a Fourier transform infrared spectrometer (Nicolet iS10, manufactured by Thermo Scientific).
  • the far-infrared transmitting member 20 preferably has an indentation hardness of 9.0 GPa or more, and preferably 10.0 GPa, at the indentation depth of the vehicle outer surface 20A (i.e., the surface 36a of the outermost layer 36) in the range of 90 to 110 nm. It is more preferably at least 11.0 GPa, even more preferably at least 12.0 GPa, most preferably at least 13.0 GPa. When the indentation hardness of the surface 20A falls within this range, the scratch resistance can be appropriately improved.
  • the indentation hardness of the surface 20A is the indentation hardness in the indentation depth range of 90 nm to 110 nm, measured by the nanoindentation method (continuous stiffness measurement method) using a nanoindenter. Point. More specifically, indentation hardness is a value determined from a displacement-load curve from loading to unloading of a measuring indenter, and is defined in ISO 14577. Indentation hardness can be measured as follows. Specifically, using a KLA iMicro type nanoindenter, the indentation depth h (nm) corresponding to the indentation load P (mN) was continuously measured over the entire process from the start of loading to unloading at the measurement location. and create a Ph curve. Then, from the created Ph curve, the indentation hardness H (GPa) is calculated as shown in the following equation (2).
  • the indentation hardness H in the section of indentation depth of 90 nm or more and 110 nm or less is defined as the indentation hardness of the surface 20A. That is, in this embodiment, it is preferable that the indentation hardness H satisfies the above range in the entire range of indentation depth of 90 nm or more and 110 nm or less.
  • ⁇ a * b * is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, even more preferably 3 or less, particularly preferably 2 or less, and 1 or less. is most preferred.
  • ⁇ a * b * refers to the distance from the origin coordinates of a * b * in the CIE-Lab color system obtained from the 5-degree incident visible light reflection spectrum. That is, ⁇ a * b * is calculated using the following equation (3). When ⁇ a * b * falls within this range, the visible light reflected from the far-infrared transmitting member 20 has a neutral color, making it possible to provide an appearance that maintains design.
  • a * and b * are the chromaticity coordinates of reflected light in the CIE-Lab color system when standard illuminant D65 is used as the illumination light, and JIS Z 8781 using spectral reflectance measured based on JIS R3106. - It can be calculated based on 4.
  • the far-infrared transmitting member 20 has a NiO x film whose extinction coefficient in the visible range changes depending on the degree of oxidation, a * and Changes in b * can be suppressed.
  • the far-infrared transmitting member 20 has an outer surface 20A formed flush with (continuous with) the outer surface of the light shielding area A2.
  • the surface 20A of the far-infrared transmitting member 20 on the outside of the vehicle is attached so as to be continuous with the surface 12A of the glass base 12. Since the surface 20A of the far-infrared transmitting member 20 is continuous with the surface 12A of the glass base 12 in this way, it is possible to suppress the wiping effect of the wiper from being impaired. Further, it is possible to suppress the possibility that the design of the vehicle V is impaired due to the difference in level, and that dust or the like accumulates on the difference in level.
  • the far-infrared transmitting member 20 is shaped to match the curved shape of the vehicle glass 1 to which it is applied.
  • the method for forming the far-infrared transmitting member 20 is not particularly limited, but polishing or molding is selected depending on the curved shape and the member.
  • the shape of the far-infrared transmitting member 20 is not particularly limited, it is preferably a plate-like shape that matches the shape of the opening 19. That is, for example, when the opening 19 is circular, the far-infrared transmitting member 20 is preferably disk-shaped (cylindrical). Further, from the viewpoint of design, the surface shape of the far-infrared transmitting member 20 on the outside of the vehicle may be processed to match the curvature of the outer surface shape of the glass substrate 12. Further, the far-infrared transmitting member 20 may be shaped like a lens in order to both widen the viewing angle of the far-infrared camera CA1 and improve mechanical properties.
  • the number of lens-shaped far-infrared transmitting members 20 is preferably 1 to 3, and typically 2. Furthermore, it is particularly preferable that the lens-shaped far-infrared transmitting member 20 is aligned in advance and made into a module, and is integrated with a casing or a bracket that adheres the far-infrared camera CA1 to the vehicle glass 1.
  • the area of the opening 19 on the inside surface of the vehicle is smaller than the area of the opening 19 on the outside surface of the vehicle, and the shape of the far-infrared transmitting member 20 is also adjusted accordingly. It is preferable that the area on the inner side of the vehicle is smaller than the area on the outer side of the vehicle. With such a configuration, the strength against impact from outside the vehicle is improved. Furthermore, when the vehicle glass 1 of the present embodiment is a laminated glass including the glass base 12 (outside the vehicle) and the glass base 14 (inside the vehicle), the opening 19 is the opening 12a of the glass base 12. and the opening 14a of the glass substrate 14 are formed so as to overlap with each other.
  • the area of the opening 12 a of the glass base 12 is made larger than the area of the opening 14 a of the glass base 14 , and the far-infrared transmitting member 20 matched to the size of the opening 12 a of the glass base 12 is attached to the glass base 12 . It may be placed within the opening 12a.
  • the length d1 of the longest straight line connecting any two points in the plane on the outside of the vehicle is 80 mm or less.
  • the length d1 is more preferably 70 mm or less, and even more preferably 65 mm or less.
  • the length d1 is 60 mm or more.
  • the opening 19 in the far-infrared transmission region B has a length d2 of the longest straight line connecting any two points on the outside of the vehicle of 80 mm or less.
  • the length d2 is more preferably 70 mm or less, and even more preferably 65 mm or less.
  • the length d2 is 60 mm or more.
  • the length d2 can also be said to be the length of the longest straight line among the straight lines connecting any two points on the outer periphery of the opening 19 on the vehicle outer side surface (surface 12A) of the vehicle glass 1.
  • the lengths d1 and d2 here refer to the lengths when the vehicle glass 1 is mounted on the vehicle V.
  • the lengths d1 and d2 are the lengths after bending. The same applies to dimensions and positions other than the lengths d1 and d2, unless otherwise specified.
  • a method for manufacturing the far-infrared transmitting member 20 will be explained.
  • a base material 30 is prepared, and a first functional film 32 is formed on the surface of the base material 30.
  • the method for forming the first functional film 32 is arbitrary, in this embodiment, the first functional film 32 is formed on the surface of the base material 30 by sputtering. That is, in the example of this embodiment, the intermediate layer 34 is formed on the surface of the base material 30 by sputtering. Then, the outermost layer 36 is formed on the surface of the base material 30, that is, on the surface of the intermediate layer 34 here, by sputtering.
  • the far-infrared transmitting member 20 is manufactured.
  • the adhesion of the film can be improved.
  • the second functional film 38 is formed by sputtering on the surface of the base material 30 on the side opposite to the first functional film 32 side.
  • the sputtering method may be arbitrary, and for example, a reactive sputtering method or a post-oxidation sputtering method may be used, and it is preferable to use a post-oxidation sputtering method.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the method for manufacturing the far-infrared transmitting member according to the present embodiment.
  • the case where the outermost layer 36 is formed directly on the base material 30 will be taken as an example, but when the outermost layer 36 is formed on the intermediate layer 34, the outermost layer 36 is formed on the surface of the base material 30.
  • the same method as described below can be applied except for using the material 30.
  • the base material 30 is placed in the first space SP1 (step S10).
  • a target T is provided in the first space SP1 and is connected to an inert gas supply section M1.
  • the target T is a member that serves as a raw material for the outermost layer 36 that is laminated on the base material 30.
  • the base material 30 is arranged in the first space SP1 so that the surface 30a on the side where the outermost layer 36 is formed faces the target T.
  • the inert gas supply unit M1 is a device that supplies an inert gas G into the first space SP1, and makes the first space SP1 an inert gas G atmosphere.
  • Argon is used as the inert gas G, but the invention is not limited thereto, and for example, a rare gas other than argon may be used.
  • step S12 sputtering is performed by introducing an inert gas G into the first space SP1 where the target T and the base material 30 are placed.
  • the contained Zr is laminated on the surface 30a of the base material 30 (step S12; lamination step).
  • the inert gas G is introduced into the first space SP1 from the inert gas supply section M1 while the first space SP1 is evacuated.
  • the inert gas G is ionized, and the ionized inert gas G is caused to collide with the surface of the base material 30.
  • components (atoms and molecules) contained in the target T are ejected from the target T and stacked on the surface 30a of the base material 30.
  • the laminate containing Zr layered on the surface 30a of the base material 30 will be hereinafter referred to as a laminate 36A.
  • the components ejected from the target T and stacked as the laminate 36A are not limited to only Zr, but other components such as atoms and molecules contained in the target T (for example, ZrO 2 ) are also ejected from the target T. They may be laminated as a laminate 36A. That is, it can be said that the laminate 36A is a layer containing at least Zr.
  • the inert gas G is introduced into the first space SP1 while the first space SP1 is evacuated.
  • the vacuum here may refer to, for example, a pressure of 10 Pa or less, and the same applies hereafter.
  • the inert gas G is introduced so that the pressure in the first space SP1 is preferably less than 0.5 Pa, more preferably less than 0.4 Pa, even more preferably less than 0.3 Pa. It is preferable. That is, in this step, it is preferable to set the atmospheric pressure in the first space SP1 containing the inert gas G to be within the above range. By setting the first space SP to such an atmospheric pressure, it becomes possible to form a highly hard laminate 36A, and the scratch resistance can be improved.
  • the oxygen supply unit M2 is a device that supplies oxygen O.
  • oxygen plasma plasma-like oxygen
  • step S16 oxygen plasma
  • the second space SP2 is in a vacuum
  • oxygen O is supplied from the oxygen supply unit M2 into the second space SP2
  • the oxygen O in the second space SP2 is turned into plasma to generate oxygen plasma.
  • the generated oxygen plasma contacts the laminate 36A stacked on the base material 30, oxidizes the laminate 36A, and forms the outermost layer 36 on the base material 30.
  • Zr contained in the stacked body 36A is oxidized by the oxygen plasma and becomes ZrO 2 . It is thought that the oxidation process causes the film to expand in volume and become denser, resulting in higher hardness. As a result, the laminate 36A becomes the outermost layer 36 containing ZrO 2 as a main component, and the outermost layer 36 is formed on the base material 30. Note that oxidation may be performed by generating not only oxygen plasma but also oxygen radicals and oxygen ions.
  • Target T contains Zr.
  • the Zr content relative to the entire target T is preferably 50 atomic weight % or more and 100 atomic weight % or less, 60 atomic weight % or more and 100 atomic weight % or less, 70 atomic weight % or more and 100 atomic weight % or less, and 80 atomic weight % or more. More preferably, it is 100 atomic weight % or less.
  • the target T may contain ZrO 2 as a component other than Zr.
  • oxygen plasma may be generated by any method, but for example, by providing an electrode in the second space SP2 and applying a voltage to the electrode, oxygen O in the second space SP2 may be turned into plasma. Oxygen plasma may be generated.
  • the power applied to the electrode is preferably 2 kW or more and 4 kW or less, and more preferably 3 kW or more and 4 kW or less.
  • the outermost layer 36 may be formed to gradually become thicker by repeating the processes from step S10 to step S16.
  • the first space SP1 and the second space SP2 are separate spaces (rooms), and the base material 30 is transferred from the first space SP1 to the second space SP2 or the second space SP2.
  • the outermost layer 36 is formed by performing the above-described lamination step and oxidation step while moving from the substrate to the first space SP1. Any method may be used to move the base material 30 between the first space SP1 and the second space SP2, but for example, the base material 30 may be attached to the surface of a rotatable drum and arranged in the rotation direction of the drum. Thus, a first space SP1 and a second space SP2 may be formed.
  • the rotation of the drum moves the base material 30 from the first space SP1 to the second space SP2 (or from the second space SP2 to the first space SP1).
  • the first space SP1 and the second space SP2 may be the same space (room).
  • sputtering is performed by applying a voltage to the target T while introducing an inert gas G after creating a vacuum, and then supplying oxygen plasma into the space.
  • the laminate 36A may be oxidized to form the outermost layer 36.
  • the outermost layer 36 on the surface of the base material 30 by sputtering under conditions of a predetermined pressure and a predetermined temperature.
  • the predetermined pressure here is preferably 0.5 Pa or less, more preferably 0.1 Pa or more and 0.3 Pa or less, and even more preferably 0.15 Pa or more and 0.25 Pa or less.
  • the far-infrared transmitting member 20 includes the base material 30 that transmits far-infrared rays and the first functional film 32 (functional film) formed on the base material 30.
  • the far-infrared transmitting member 20 has an average transmittance of 50% or more for light having a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • the outermost layer 36 of the first functional film 32 is a layer containing ZrO 2 as a main component, and the content of ZrO 2 is 50% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the entire outermost layer 36, and the wavelength
  • the refractive index for light of 550 nm is 2.05 or more.
  • the far-infrared transmitting member is required to appropriately transmit far-infrared rays and to improve scratch resistance. Since the far-infrared transmitting member 20 according to the present embodiment is provided with the outermost layer 36 mainly composed of ZrO 2 , it can appropriately transmit far-infrared rays and improve scratch resistance. Furthermore, for example, diamond-like carbon (DLC) can also improve scratch resistance, but DLC has a limited film formation process and requires elastic modulus control. load becomes higher. On the other hand, by using the outermost layer 36 mainly composed of ZrO 2 as in this embodiment, it is possible to improve the scratch resistance while reducing the load in the film forming process.
  • DLC diamond-like carbon
  • the outermost layer 36 preferably has an extinction coefficient of 0.10 or less for light with a wavelength of 10 ⁇ m. When the attenuation coefficient of the outermost layer 36 falls within this range, it becomes possible to appropriately transmit far-infrared rays.
  • the thickness D2 of the outermost layer 36 is preferably 20 nm or more. By setting the thickness D2 of the outermost layer 36 within this range, far infrared rays can be transmitted appropriately and scratch resistance can be improved.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the surface 36a of the outermost layer 36 is preferably 7.0 nm or less. When the surface roughness falls within this range, it is possible to reduce the dynamic friction coefficient and the change in surface roughness before and after scratching, and to improve the scratch resistance more appropriately.
  • the outermost layer 36 preferably has a refractive index of 2.05 or more for light with a wavelength of 550 nm.
  • the refractive index falls within this range, the film density of the outermost layer 36 can be improved, and the scratch resistance can be improved more appropriately.
  • sputtering in a pressure range of 0.5 Pa or less or target Examples include short-distance sputtering in which the distance between the substrate 30 and the substrate 30 is 100 mm or less, film formation in a high temperature range of 200° C. or higher, and ion beam treatment during film formation.
  • the far-infrared transmitting member 20 has ⁇ a * b * of 5 or less.
  • ⁇ a * b * falls within this range, the visible light reflected from the far-infrared transmitting member 20 has a neutral color, making it possible to provide an appearance that maintains design.
  • the ratio of the thickness D2 of the outermost layer 36 to the thickness D1 of the base material 30 is preferably 0.002% or more and 0.030% or less. When the thickness D2 falls within such a range, it is possible to appropriately transmit far infrared rays and improve scratch resistance.
  • the first functional film 32 further includes an intermediate layer 34 provided between the outermost layer 36 and the base material 30.
  • an intermediate layer 34 By providing the intermediate layer 34, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • intermediate layer 34 includes an antireflection layer.
  • This antireflection layer is a layer containing NiOx as a main component, and the content of NiOx is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less based on the entire antireflection layer.
  • the antireflection layer containing NiOx as a main component, far infrared rays can be appropriately transmitted.
  • the far-infrared transmitting member 20 is preferably mounted on a vehicle.
  • the far-infrared transmitting member 20 is particularly suitable for vehicle use.
  • the far-infrared transmitting member 20 is placed in a window member of a vehicle.
  • the far-infrared transmitting member 20 is particularly suitable for a vehicle window member.
  • the far-infrared transmitting member 20 is disposed in an exterior member for a pillar of a vehicle.
  • the far-infrared transmitting member 20 is particularly suitable for an exterior member for a pillar of a vehicle.
  • the far-infrared transmitting member 20 is disposed within a light-shielding area of the vehicle exterior member.
  • the far-infrared transmitting member 20 is particularly suitable for a vehicle exterior member.
  • the manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing a far-infrared transmitting member 20 in which a first functional film 32 (functional film) is formed on a base material 30 that transmits far-infrared rays, and includes sputtering on the base material 30.
  • the method includes a step of manufacturing the far-infrared transmitting member 20 by forming the outermost layer 36 of the first functional film 32.
  • the far-infrared transmitting member 20 has an average transmittance of 50% or more for light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m, and the outermost layer 36 is a layer containing ZrO 2 as a main component, and the content of ZrO 2 is higher than that of the outermost layer 36.
  • the refractive index for light with a wavelength of 550 nm is 2.05 or more. According to this manufacturing method, it is possible to manufacture the far-infrared transmitting member 20 that can appropriately transmit far-infrared rays and improve scratch resistance.
  • the outermost layer 36 In the step of forming the outermost layer 36, it is preferable to perform sputtering under a pressure of 0.30 Pa or less. By performing sputtering under such low pressure, the outermost layer 36 with excellent scratch resistance can be formed.
  • the sputtering is a post-oxidation sputtering method. By performing post-oxidation sputtering, the outermost layer 36 with excellent scratch resistance can be formed.
  • Tables 1 and 2 are tables showing far-infrared transmitting members of each example.
  • Example 1 As shown in Table 1, in Example 1, an intermediate layer was formed on a substrate made of Si (FZ grade) by post-oxidation sputtering using a load-lock sputtering device (RAS-1100BII, manufactured by Synchron). A NiO x film, a ZrO 2 film, and a NiO x film were formed in this order, and the ZrO 2 film as the outermost layer was formed on the surface farthest from the base material. The thicknesses of the base material, NiO x film, and ZrO 2 film were as shown in Table 1. The thickness of the base material was measured with a digital caliper (manufactured by Mitutoyo Co., Ltd., CD-15CX).
  • the thickness of the functional film was evaluated using a stylus profiling system (Dektak XT-S, manufactured by BRUKER).
  • the conditions for forming the NiO x film and ZrO 2 film are as follows. Table 1 lists some of the film forming conditions (sputtering method and film forming pressure).
  • Target Zr target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 150 sccm) Input power: 6kW Reactive gas: O 2 (flow rate: 100 sccm) RF power: 4kW Substrate temperature: Room temperature Deposition pressure: 0.21Pa
  • Example 2 As shown in Table 1, in Example 2, a NiO x film was formed as an intermediate layer and a NiO ZrO 2 films were formed in this order. A far-infrared transmitting member was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thicknesses of the base material, NiO x film, and ZrO 2 film were as shown in Table 1.
  • the conditions for forming the NiO x film and ZrO 2 film are as follows. The film forming pressure was adjusted by the opening degree of the APC valve of the turbo molecular pump.
  • Target Zr target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 100 sccm) Reactive gas: O 2 (flow rate: 50 sccm) Input power: 3kW Substrate temperature: Room temperature Deposition pressure: 0.24Pa
  • Example 3-Example 12 far-infrared transmitting members were obtained in the same manner as in Example 2, except that the material and thickness of the film were changed as shown in Tables 1 and 2.
  • the conditions for forming the ZnO film, SiO 2 film, Al 2 O 3 film, and Si film are as follows.
  • Target Zn target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 100 sccm) Reactive gas: O 2 (flow rate: 100 sccm) Input power: 3000W Substrate temperature: Room temperature Deposition pressure: 0.24Pa
  • Target Si target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 100 sccm) Reactive gas: O 2 (flow rate: 100 sccm) Input power: 3000W Substrate temperature: room temperature Deposition pressure: 0.28Pa
  • Target Al target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 100 sccm) Reactive gas: O 2 (flow rate: 100 sccm) Input power: 3000W Substrate temperature: Room temperature Deposition pressure: 0.24Pa
  • Target Si target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 200 sccm) Reactive gas: None Input power: 3000W Substrate temperature: Room temperature Deposition pressure: 0.27Pa
  • Example 13 In Example 13, a far-infrared transmitting member was obtained in the same manner as in Example 2, except that the thickness of the NiO x film and the film forming conditions of the ZrO 2 film were changed as shown in Table 2. .
  • the conditions for forming the ZrO 2 film are as follows.
  • Target Zr target Sputtering gas: Ar gas (flow rate: 100 sccm) Reactive gas: O 2 (flow rate: 50 sccm) Input power: 3000W Substrate temperature: room temperature Deposition pressure: 0.84Pa
  • Example 14 In Example 14, a far-infrared transmitting member was obtained in the same manner as in Example 1 except that the structure of the intermediate layer was changed as shown in Table 2.
  • the physical property values of the far-infrared transmitting member of each example were measured.
  • the refractive index of the film on the farthest side (outermost side) from the base material of the far-infrared transmitting member with respect to light with a wavelength of 550 nm was evaluated.
  • the refractive index is determined by fitting an optical model using polarization information obtained by a spectroscopic ellipsometer (M-2000, manufactured by J.A. Woollam) and spectral transmittance measured based on JIS R3106. did.
  • M-2000 spectroscopic ellipsometer
  • spectral transmittance measured based on JIS R3106. did.
  • the film on the farthest side (outermost) from the base material refers to the outermost layer, for example, refers to the film 4 in Example 1, and refers to the film 2 in Example 2.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the farthest side (outermost) surface from the base material of the far-infrared transmitting member was measured based on JIS B0601. Note that the farthest (outermost) surface from the base material refers to the surface of the membrane 4 in Example 1, and the surface of the membrane 2 in Example 2, for example.
  • indentation hardness As a physical property value, the indentation hardness of the first functional film in the film thickness direction (depth direction) was measured by the nanoindentation method using an iMicro type nanoindenter (manufactured by KLA). The measurement conditions are as follows. ⁇ Indenter: Berkovich Actuator: IF50 ⁇ Measurement method: Continuous stiffness measurement method ⁇ Maximum pushing load: 50mN ⁇ Strain rate: 0.2%/s ⁇ Poisson's ratio of sample: 0.25 - Number of measurement points: 15 to 20 points per substrate The average value of indentation hardness at an indentation depth of 108 nm was adopted as the representative value. In order to minimize the influence of the substrate, it is recommended to perform evaluation at a depth of indentation of 1/10 or less of the evaluation film thickness.
  • the average transmittance (FIR-T) of light with a wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m was measured.
  • the measurement method is to measure the transmittance of light at each wavelength of 8 ⁇ m to 12 ⁇ m using a Fourier transform infrared spectrometer (manufactured by Thermo Scientific, trade name: Nicolet iS10), and calculate the average from the measured transmittance. Transmittance was calculated.
  • ⁇ a * b * As a physical property value, ⁇ a * b * was measured. Based on JIS R3106, the reflection spectrum in the visible range was measured using U4100 (manufactured by Hitachi), and based on JIS Z 8781-4, the CIE-Lab color system when using standard illuminant D65 as the illumination light. The chromaticity coordinates L * a * b * of the reflected light were determined, and ⁇ a * b * was calculated based on the above equation (3).
  • the far-infrared transmitting member of each example was evaluated.
  • a wiper test was performed and the number of scratches formed by the wiper test was measured. Specifically, after performing a wiper test on the surface farthest from the base material (outermost) under the following conditions, the sliding area where the wiper was slid was examined using an optical microscope DSX500 (manufactured by OLYMPUS). Dark-field observation was performed using a 350x magnification. In dark field observation, the number of scratches in a 1.8 mm area perpendicular to the sliding direction was measured. In the wiper test, the surface farthest from the base material (outermost) was abraded using a traverse abrasion tester under the test conditions shown below.
  • a wiper rubber (genuine product for Toyota vehicles, model number 85214-47170) was attached to a traverse wear tester, a dust solution was dropped between the wiper and the sample, and reciprocating friction was performed while applying a contact load to the wiper. .
  • the wiper width was 20 mm
  • the stroke width was 40 mm
  • the number of strokes was 2500 reciprocations
  • the load was equivalent to 50 g.
  • a dust solution was prepared by mixing 8 types of JIS test powder 1 and pure water at a mass ratio of 3:100, and 2 ml of the dust solution was dropped onto the sliding area. The substrate was cleaned every 500 reciprocations, and the dust solution was dropped again, so that a total of 2500 reciprocating frictions were performed.
  • Examples 5 to 10 and 13 which correspond to comparative examples, failed the wiper test due to low mechanical strength, and it is presumed that it is not possible to improve the scratch resistance while appropriately transmitting far infrared rays. It can be seen that Examples 5, 7, and 9 corresponding to comparative examples have low wiper abrasion resistance even though the indentation hardness is as high as 8.0 GPa or more. This is presumably because the film type has low resistance to adhesive wear and chemical wear in a mixed system of water and dust. From the above results, it can be said that a ZrO 2 film with high chemical stability and high indentation hardness is suitable as the outermost layer.
  • Example 13 which corresponds to the comparative example, failed the wiper test because the film formation pressure of the ZrO 2 film was high and the ZrO 2 film had a sparse film quality with a refractive index of less than 2.05 for light with a wavelength of 550 nm. Therefore, it is presumed that it is not possible to improve the scratch resistance while appropriately transmitting far infrared rays.
  • color change evaluation and boiling test were performed.
  • color change evaluation and boiling test were performed.
  • the surface farthest from the base material after the wiper test was visually observed to confirm whether the entire worn area had undergone color change. If a color change occurs, it is considered that minute abrasion of the film or a change in surface roughness has occurred, so it is more preferable that no color change occurs.
  • Table 2 by comparing Example 11 with Examples 2, 12, and 14, it can be seen that when the arithmetic mean roughness Ra of the surface is small, color change does not occur and scratch resistance can be improved more suitably. I understand.
  • the boiling test was conducted in accordance with JIS R3212 by holding each sample in pure water at 100°C ⁇ 2°C for 2 hours.
  • the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment is not limited by the content of this embodiment. Furthermore, the above-mentioned components include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in a so-called equivalent range. Furthermore, the aforementioned components can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications of the constituent elements can be made without departing from the gist of the embodiments described above.
  • Vehicle glass 10 12
  • Glass substrate 20
  • Far-infrared transmitting member 30
  • Base material 32
  • First functional film (functional film) 34
  • Intermediate layer 36
  • Outermost layer 38

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Abstract

遠赤外線を適切に透過し、かつ、耐擦傷性を向上させる。遠赤外線透過部材(20)は、遠赤外線を透過する基材(30)と、基材(30)上に形成された第1機能膜(32)とを含み、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、第1機能膜(32)の最外層(36)は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、最外層(36)の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である。

Description

遠赤外線透過部材及び遠赤外線透過部材の製造方法
 本発明は、遠赤外線透過部材及び遠赤外線透過部材の製造方法に関する。
 例えば車両などに遠赤外線センサを取り付ける際に、遠赤外線センサに遠赤外線が適切に入射するための機能膜を形成した遠赤外線透過部材を設ける場合がある。例えば特許文献1には、酸化亜鉛を主成分として金属酸化物を含む赤外線透過膜を、基材上に形成する旨が記載されている。
特開2017-151408号公報
 このような遠赤外線透過部材は、遠赤外線を適切に透過しつつ、耐擦傷性を向上させることが求められている。
 本発明は、遠赤外線を適切に透過し、かつ、耐擦傷性を向上可能な遠赤外線透過部材及び遠赤外線透過部材の製造方法を提供することを目的とする。
 本開示に係る遠赤外線透過部材は、遠赤外線を透過する基材と、前記基材上に形成された機能膜とを含み、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、前記機能膜の最外層は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、前記最外層の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である。
 本開示に係る遠赤外線透過部材の製造方法は、遠赤外線を透過する基材上に機能膜を形成する遠赤外線透過部材の製造方法であって、前記基材上に、スパッタリングにより前記機能膜の最外層を形成することで前記遠赤外線透過部材を製造するステップを有し、前記遠赤外線透過部材は、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、前記最外層は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、前記最外層の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である。
 本発明によれば、遠赤外線を適切に透過し、かつ、耐擦傷性を向上することができる。
図1は、本実施形態に係る車両用ガラスが車両に搭載された状態を示す模式図である。 図2は、本実施形態に係る車両用ガラスの概略平面図である。 図3は、図2のA-A線に沿った断面図である。 図4は、図2のB-B断面に沿った断面図である。 図5は、本実施形態に係る遠赤外線透過部材の模式的な断面図である。 図6は、本実施形態に係る遠赤外線透過部材の製造方法を説明する模式図である。
 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、数値については四捨五入の範囲が含まれる。
 (車両)
 図1は、本実施形態に係る車両用ガラスが車両に搭載された状態を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る車両用ガラス1は、車両Vに搭載される。車両用ガラス1は、車両Vのフロントガラスに適用される窓部材である。すなわち、車両用ガラス1は、車両Vのフロントウィンドウ、言い換えれば風防ガラスとして用いられている。車両Vの内部(車内)には、遠赤外カメラCA1及び可視光カメラCA2が搭載されている。なお、車両Vの内部(車内)とは、例えばドライバーの運転席が設けられる車室内を指す。
 車両用ガラス1、遠赤外カメラCA1及び可視光カメラCA2は、本実施形態に係るカメラユニット100を構成している。遠赤外カメラCA1は、遠赤外線を検出するカメラであり、車両Vの外部からの遠赤外線を検出することで、車両Vの外部の熱画像を撮像する。可視光カメラCA2は、可視光を検出するカメラであり、車両Vの外部からの可視光を検出することで、車両Vの外部の画像を撮像する。なお、カメラユニット100は、遠赤外カメラCA1及び可視光カメラCA2以外にも、例えばLiDARやミリ波レーダーをさらに備えてもよい。ここでの遠赤外線とは、例えば、波長が8μm~13μmの波長帯の電磁波であり、可視光とは、例えば、波長が360nm~830nmの波長帯の電磁波である。また、ここでの8μm~13μm、360nm~830nmとは、8μm以上13μm以下、360nm以上830nm以下を指し、以降でも同様である。なお、遠赤外線を、波長が8μm~12μmの波長帯の電磁波としてもよい。
 (車両用ガラス)
 図2は、本実施形態に係る車両用ガラスの概略平面図である。図3は、図2のA-A線に沿った断面図である。図4は、図2のB-B断面に沿った断面図である。図2に示すように、以下、車両用ガラス1の上縁を、上縁部1aとし、下縁を、下縁部1bとし、一方の側縁を、側縁部1cとし、他方の側縁を、側縁部1dとする。上縁部1aは、車両用ガラス1を車両Vに搭載した際に、鉛直方向上側に位置する縁部分である。下縁部1bは、車両用ガラス1を車両Vに搭載した際に、鉛直方向下側に位置する縁部分である。側縁部1cは、車両用ガラス1を車両Vに搭載した際に、一方の側方側に位置する縁部分である。側縁部1dは、車両用ガラス1を車両Vに搭載した際に、他方の側方側に位置する縁部分である。
 以下、車両用ガラス1の表面に平行な方向のうち、上縁部1aから下縁部1bに向かう方向を、Y方向とし、側縁部1cから側縁部1dに向かう方向を、X方向とする。本実施形態において、X方向とY方向とは直交している。車両用ガラス1の表面に直交する方向、すなわち車両用ガラス1の厚み方向を、Z方向とする。Z方向は、例えば、車両用ガラス1を車両Vに搭載した際に、車両Vの車外側から車内側に向かう方向である。X方向及びY方向は、車両用ガラス1の表面に沿っているが、例えば車両用ガラス1の表面が曲面の場合、車両用ガラス1の中心点Oにおいて車両用ガラス1の表面に接する方向となっていてもよい。中心点Oとは、Z方向から車両用ガラス1を見た場合の、車両用ガラス1の中心位置である。
 車両用ガラス1には、透光領域A1及び遮光領域A2が形成されている。透光領域A1は、Z方向から見て車両用ガラス1の中央部分を占める領域である。透光領域A1は、ドライバーの視野を確保するための領域である。透光領域A1は、可視光を透過する領域である。遮光領域A2は、Z方向から見て透光領域A1の周囲に形成される領域である。遮光領域A2は、可視光を遮蔽する領域である。遮光領域A2のうち、上縁部1a側の部分である遮光領域A2a内には、遠赤外線透過領域Bと可視光透過領域Cとが形成されている。
 遠赤外線透過領域Bは、遠赤外線を透過する領域であり、遠赤外カメラCA1が設けられる領域である。すなわち、遠赤外カメラCA1は、遠赤外カメラCA1の光軸方向から見た場合に、遠赤外線透過領域Bと重なる位置に設けられる。可視光透過領域Cは、可視光を透過する領域であり、可視光カメラCA2が設けられる領域である。すなわち、可視光カメラCA2は、可視光カメラCA2の光軸方向から見た場合に、可視光透過領域Cと重なる位置に設けられる。
 このように、遮光領域A2には、遠赤外線透過領域Bと可視光透過領域Cとが形成されているため、遮光領域A2は、遠赤外線透過領域Bが形成されている領域以外では遠赤外線を遮蔽し、可視光透過領域Cが形成されている領域以外では可視光を遮蔽する。遠赤外線透過領域B及び可視光透過領域Cは、周囲に遮光領域A2aが形成されている。このように周囲に遮光領域A2aが設けられることにより各種センサが太陽光から保護されるため好ましい。各種センサの配線が車外から見えなくなるので、意匠性の観点からも好ましい。
 図3に示すように、車両用ガラス1は、ガラス基体12(第1ガラス基体)と、ガラス基体14(第2ガラス基体)と、中間層16と、遮光層18とを備える。車両用ガラス1は、ガラス基体12、中間層16、ガラス基体14及び遮光層18が、Z方向に向けてこの順で積層されている。ガラス基体12とガラス基体14とは、中間層16を介して互いに固定(接着)されている。
 ガラス基体12、14としては、例えばソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス等を用いることができる。中間層16は、ガラス基体12とガラス基体14とを接着する接着層である。中間層16としては、例えばポリビニルブチラール(以下PVBともいう)改質材料、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)系材料、ウレタン樹脂材料、塩化ビニル樹脂材料等を用いることができる。より詳しくは、ガラス基体12は、一方の表面12Aと他方の表面12Bとを含み、他方の表面12Bが、中間層16の一方の表面16Aに接触して、中間層16に対して固定(接着)されている。ガラス基体14は、一方の表面14Aと他方の表面14Bとを含み、一方の表面14Aが、中間層16の他方の表面16Bに接触して、中間層16に対して固定(接着)されている。このように、車両用ガラス1は、ガラス基体12とガラス基体14とが積層された合わせガラスである。ただし、車両用ガラス1は、合わせガラスに限られず、例えばガラス基体12とガラス基体14とのうち一方のみを含む構成であってよい。この場合、中間層16も設けられていなくてよい。以下、ガラス基体12、14を区別しない場合は、ガラス基体10と記載する。
 遮光層18は、一方の表面18Aと他方の表面18Bとを含み、一方の表面18Aが、ガラス基体14の他方の表面14Bに接触して固定されている。遮光層18は、可視光を遮蔽する層である。遮光層18としては、例えばセラミックス遮光層や遮光フィルムを用いることができる。セラミックス遮光層としては、例えば黒色セラミックス層等の従来公知の材料からなるセラミックス層を用いることができる。遮光フィルムとしては、例えば遮光ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、遮光ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、遮光ポリメチルメタクリレート(PMMA)フィルム等を用いることができる。
 本実施形態においては、車両用ガラス1は、遮光層18が設けられる側が、車両Vの内部側(車内側)となり、ガラス基体12が設けられる側が車両Vの外部側(車外側)となるが、それに限られず、遮光層18が車両Vの外部側であってもよい。ガラス基体12、14の合わせガラスで構成されている場合は、遮光層18が、ガラス基体12とガラス基体14との間に形成されてもよい。
 (遮光領域)
 遮光領域A2は、ガラス基体10に遮光層18を設けることにより形成される。すなわち、遮光領域A2は、ガラス基体10が遮光層18を備える領域である。すなわち、遮光領域A2は、ガラス基体12と中間層16とガラス基体14と遮光層18が積層された領域である。一方、透光領域A1は、ガラス基体10が遮光層18を備えない領域である。すなわち、透光領域A1は、ガラス基体12と中間層16とガラス基体14とが積層されて、遮光層18が積層されない領域である。
 (遠赤外線透過領域)
 図3に示すように、車両用ガラス1は、Z方向における一方の表面(ここでは表面12A)から他方の表面(ここでは表面14B)までにわたって貫通する開口部19が形成されている。開口部19内には、遠赤外線透過部材20が設けられている。開口部19が形成されて遠赤外線透過部材20が設けられている領域が、遠赤外線透過領域Bである。すなわち、遠赤外線透過領域Bは、開口部19と、開口部19内に配置された遠赤外線透過部材20とが設けられる領域である。遮光層18は遠赤外線を透過しないため、遠赤外線透過領域Bには、遮光層18が設けられていない。すなわち、遠赤外線透過領域Bにおいては、ガラス基体12、中間層16、ガラス基体14、及び遮光層18が設けられておらず、形成された開口部19に遠赤外線透過部材20が設けられている。遠赤外線透過部材20については後述する。
 (可視光領域)
 図4に示すように、可視光透過領域Cは、透光領域A1と同様に、Z方向において、ガラス基体10が遮光層18を備えない領域である。すなわち、可視光透過領域Cは、ガラス基体12と中間層16とガラス基体14とが積層されて、遮光層18が積層されない領域である。
 図2に示すように、可視光透過領域Cは、遠赤外線透過領域Bの近傍に設けられることが好ましい。具体的には、Z方向から見た遠赤外線透過領域Bの中心を中心点OBとし、Z方向から見た可視光透過領域Cの中心を中心点OCとする。Z方向から見た場合の、遠赤外線透過領域B(開口部19)と可視光透過領域Cとの間の最短距離を距離Lとすると、距離Lは、0mmより大きく100mm以下であることが好ましく、10mm以上80mm以下であることがさらに好ましい。可視光透過領域Cを、遠赤外線透過領域Bに対してこの範囲の位置とすることによって、遠赤外カメラCA1と可視光カメラCA2とで近い位置の画像を撮像することを可能としつつ、可視光透過領域Cでの透視歪み量を抑えて、可視光カメラCA2で適切に画像を撮像できる。遠赤外カメラCA1と可視光カメラCA2とで近い位置の画像を撮像することによって、それぞれのカメラから得られるデータを演算処理する際の負荷が軽減され、電源や信号ケーブルの取り廻しも好適となる。
 図2に示すように、可視光透過領域Cと遠赤外線透過領域Bとは、X方向に並んで位置していることが好ましい。すなわち、可視光透過領域Cは、遠赤外線透過領域BのY方向側に位置しておらず、遠赤外線透過領域BとX方向で並んでいることが好ましい。可視光透過領域Cを遠赤外線透過領域BにX方向に並べて配置することによって、可視光透過領域Cを上縁部1aの近傍に配置することができる。従って、透光領域A1におけるドライバーの視野を適切に確保することができる。
 (遠赤外線透過部材)
 以下、遠赤外線透過領域Bに設けられる遠赤外線透過部材20について、具体的に説明する。図5は、本実施形態に係る遠赤外線透過部材の模式的な断面図である。図5に示すように、遠赤外線透過部材20は、基材30と、基材30上に形成される機能膜としての第1機能膜32と、基材30上に形成される第2機能膜38とを有している。本実施形態において、第1機能膜32は、基材30の一方の表面30aに形成されている。表面30aは、車両用ガラス1に搭載された場合に車外側となる面である。また、第2機能膜38は、基材30の他方の表面30bに形成されている。表面30bは、車両用ガラス1に搭載された場合に車内側となる面である。ただし、第2機能膜38は必須の構成ではなく、表面30bには基材30以外の層が設けられていなくてもよい。
 本実施形態においては、遠赤外線透過部材20は、車両Vの窓部材である車両用ガラス1の、遮光領域A2に設けられているが、それに限られず、車両Vのピラー用外装部材など、車両Vの任意の外装部材に設けられてよい。また、遠赤外線透過部材20は、車両Vに設けられることに限られず、任意の用途に用いてもよい。
 (基材)
 基材30は、遠赤外線を透過可能な部材である。基材30は、波長10μmの光(遠赤外線)に対する内部透過率が、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。また、基材30は、波長8μm~12μmの光(遠赤外線)に対する平均内部透過率が、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。基材30の10μmでの内部透過率や8μm~12μmでの平均内部透過率がこの数値範囲となることで、遠赤外線を適切に透過して、例えば遠赤外カメラCA1の性能を十分に発揮できる。なお、ここでの平均内部透過率とは、その波長帯域(ここでは8μmから12μm)の、それぞれの波長の光に対する内部透過率の平均値である。
 基材30の内部透過率は、入射側および出射側における表面反射損失を除いた透過率であり、当該技術分野において周知のものであり、その測定も通常行われる方法でよい。測定は、例えば、以下のように行う。
 同一組成の基材からなり、厚さの異なる一対の平板状試料(第1の試料および第2の試料)を用意する。平板状試料の両面は互いに平行かつ光学研磨された平面とする。第1の試料の表面反射損失を含む外部透過率をT1、第2の試料の表面反射損失を含む外部透過率をT2、第1の試料の厚みをTd1(mm)、第2の試料の厚みをTd2(mm)、ただしTd1<Td2とすると、厚さTdx(mm)での内部透過率τは次式(1)により算出することができる。
 τ = exp[-Tdx×(lnT1-lnT2)/ΔTd] ・・・(1)
 なお、赤外線の外部透過率は、例えばフーリエ変換型赤外分光装置(ThermoScientific社製、商品名:Nicolet iS10)により測定することが出来る。
 基材30は、波長10μmの光に対する屈折率が、1.5以上4.0以下であることが好ましく、2.0以上4.0以下であることがより好ましく、2.2以上3.5以下であることがさらに好ましい。また、基材30は、波長8μm~12μmの光に対する平均屈折率が、1.5以上4.0以下であることが好ましく、2.0以上4.0以下であることがより好ましく、2.2以上3.5以下であることがさらに好ましい。基材30の屈折率や平均屈折率がこの数値範囲となることで、遠赤外線を適切に透過して、例えば遠赤外カメラCA1の性能を十分に発揮できる。なお、ここでの平均屈折率とは、その波長帯域(ここでは8μmから12μm)の、それぞれの波長の光に対する屈折率の平均値である。屈折率は、例えば赤外分光エリプソメーター(J.A.ウーラム社製・IR-VASE-UT)により得られる偏光情報、およびフーリエ変換型赤外分光装置により得られる分光透過スペクトルを用いて、光学モデルのフィッティングを行うことで、決定することが出来る。
 基材30の厚みD1は、0.5mm以上5mm以下であることが好ましく、1mm以上4mm以下であることがより好ましく、1.5mm以上3mm以下であることがさらに好ましい。厚みD1がこの範囲にあることで、強度を確保しつつ、遠赤外線を適切に透過できる。なお、厚みD1は、基材30の表面30aから表面30bまでのZ方向における長さともいえる。
 基材30の材料は、特に限定はされないが、例えばSi、Ge、ZnS、及びカルコゲナイドガラス等が挙げられる。基材30は、Si、Ge、ZnS、及びカルコゲナイドガラスの群より選ばれる少なくとも1種の材料を含むことが好ましいといえる。基材30にこのような材料を用いることで、遠赤外線を適切に透過できる。
 カルコゲナイドガラスの好ましい組成としては、
 原子%表示で、
 Ge+Ga;7%~25%、
 Sb;0%~35%、
 Bi;0%~20%、
 Zn;0%~20%、
 Sn;0%~20%、
 Si;0%~20%、
 La;0%~20%、
 S+Se+Te;55%~80%、
 Ti;0.005%~0.3%、
 Li+Na+K+Cs;0%~20%、
 F+Cl+Br+I;0%~20%含有する組成である。そして、このガラスは、140℃~550℃のガラス転移点(Tg)を有することが好ましい。
 なお、基材30の材料としては、SiやZnSを用いることがより好ましい。
 (第1機能膜)
 第1機能膜32は、基材30の車外側の表面30a上に形成されている。第1機能膜32は、中間層34と最外層36とを含む。最外層36は、第1機能膜32のうちで、基材30に対して最も離れている箇所に、すなわち本実施形態では最も車外側に、設けられている層である。言い換えれば、最外層36は、遠赤外線透過部材20の最も外側(本実施形態では最も車外側)の層であり、外部に露出している。
 中間層34は、第1機能膜32において、最外層36よりも基材30側(本実施形態では最外層36よりも車内側)に設けられている層である。すなわち、中間層34は、基材30と最外層36との間に設けられている。ただし、第1機能膜32は、中間層34を含んでいなくてもよく、最外層36のみを含むものであってよい。
 (最外層)
 最外層36は、ZrOを主成分とする層である。ここでの主成分とは、最外層36の全体に対する含有率が、50質量%以上であることを指してよい。最外層36は、ZrOの含有率が、最外層36の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、70質量%以上100質量%以下であることが好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。また、最外層36は、ZrO単体、すなわち、不可避的不純物を除き、ZrOの含有率が100質量%であることが好ましい。最外層36は、ZrOの含有率がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過し、かつ耐擦傷性を向上することができる。
 最外層36は、主成分とするZrO以外の成分である副成分を含んでいてもよい。副成分としては、遠赤外線を透過する酸化物が好ましく、NiO、ZnO、Bi、及びCuOの少なくとも1種が挙げられる。
 最外層36の厚みD2は、20nm以上であることが好ましく、50nm以上300nm以下であることがより好ましく、100nm以上300nm以下であることがさらに好ましく、150nm以上250nm以下であることが最も好ましい。なお、厚みD2は、最外層36のZ方向側の表面からZ方向と反対側の表面までの、Z方向における長さともいえる。
 また、基材30の厚みD1に対する、最外層36の厚みD2の比率は、0.002%以上0.030%以下であることが好ましく、0.005%以上0.020%以下であることがより好ましく、0.008%以上0.013%以下であることが更に好ましい。
 また、第1機能膜32の厚みD3に対する、最外層36の厚みD2の比率は、1%以上25%以下であることが好ましく、3%以上25%以下であることがより好ましく、5%以上25%以下であることが更に好ましく、7%以上21%以下であることが最も好ましい。なお、第1機能膜32の厚みD3は、第1機能膜32のZ方向側の表面からZ方向と反対側の表面までの、Z方向における長さともいえる。
 厚みD2がこの範囲にあることで、遠赤外線を適切に透過し、かつ耐擦傷性を適切に向上させることができる。
 最外層36の、基材30と反対側の表面を、表面36aとする。表面36aは、外部に露出している側の表面であり、本実施形態では車外側の表面といえる。この場合、最外層36の表面36aの算術平均粗さRa(表面粗さ)は、7.0nm以下であることが好ましく、5.0nm以下であることがより好ましく、4.0nm以下であることがさらに好ましく、3.0nm以下であることが最も好ましい。表面36aの算術平均粗さRaがこの範囲となることで、動摩擦係数、及び擦傷前後の表面粗さの変化を低減し、耐擦傷性をより適切に向上させることができる。なお、算術平均粗さRaとは、JIS B 0601:2001規定の算術平均粗さRaを指す。
 最外層36は、遠赤外線を透過可能である。最外層36は、10μmの波長の光に対する消衰係数が、0.10以下であることが好ましく、0.05以下であることがより好ましく、0.04以下であることが更に好ましい。消衰係数は、例えば赤外分光エリプソメーター(J.A.ウーラム社製、IR-VASE-UT)により得られる偏光情報、およびフーリエ変換型赤外分光装置により得られる分光透過スペクトルを用いて、光学モデルのフィッティングを行うことで、決定することが出来る。
 最外層36は、波長550nmの光(可視光)に対する屈折率が、2.05以上であることが好ましく、2.05以上2.40以下であることがより好ましく、2.10以上2.30以下であることが更に好ましく、2.15以上2.25以下であることが特に好ましい。最外層36の可視光に対する屈折率がこの数値範囲となることで、最外層36の膜の緻密度を向上し、耐擦傷性をより適切に向上させることができる。波長550nmの光の屈折率は、例えば分光エリプソメーター(J.A.ウーラム社製、M-2000)により得られる偏光情報、JIS R3106に基づき測定される分光透過率を用いて、光学モデルのフィッティングを行うことで、決定することが出来る。
 (中間層)
 中間層34は、遠赤外線を透過可能である。本実施形態の例では、中間層34は、反射防止層を含む。以降の説明では、中間層34が、1層の反射防止層のみで構成されている例を説明するが、それに限られず、中間層34は、複数の層が積層されて構成されていてもよい。
 (反射防止層)
 中間層34に含まれる反射防止層は、NiOを主成分とする層である。ここでの主成分とは、反射防止層の全体に対する含有率が、50質量%以上であることを指してよい。反射防止層は、NiOの含有率が、反射防止層の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、70質量%以上100質量%以下であることが好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。また、反射防止層は、NiO単体、すなわち、不可避的不純物を除き、NiOの含有率が100質量%であることが好ましい。反射防止層は、NiOの含有率がこの範囲となることで、遠赤外線の反射を抑制して、遠赤外線を適切に透過できる。
 なお、酸化ニッケルは、ニッケルの価数に応じて複数の組成を取ることが知られており、Xは0.5から2の任意の値をとることができる。また価数は単一でなくてもよく、2種以上の価数が混合していても良い。本実施形態では、NiOとして、NiOを用いることが好ましい。ただし、反射防止層の材料はそれらに限られず任意であり、例えば、ZnS、Ge、Si、MgO、ZnO、及びBiの少なくとも1種を含む層であってもよい。
 中間層34に含まれる反射防止層の厚みは、1000nm以上2000nm以下であることが好ましく、1000nm以上1500nm以下であることがより好ましく、1100nm以上1300nm以下であることがさらに好ましい。また、最外層36の厚みD2に対する反射防止層の厚みの比率は、75%以上99%以下であることが好ましく、75%以上97%以下であることがより好ましく、75%以上95%以下であることが更に好ましく、79%以上93%以下であることが最も好ましい。反射防止層の厚みがこの範囲となることで、遠赤外線の反射を抑制して、遠赤外線を適切に透過できる。なお、反射防止層の厚みは、反射防止層のZ方向側の表面からZ方向と反対側の表面までの、Z方向における長さともいえる。
 中間層34に含まれる反射防止層は、遠赤外線を透過可能である。反射防止層は、10μmの波長の光に対する消衰係数が、0.05以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましく、0.02以下であることが更に好ましく、0.01以下であることが最も好ましい。消衰係数がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過することができる。
 中間層34に含まれる反射防止層は、波長550nmの光(可視光)に対する消衰係数が、0.04以上であることが好ましく、0.06以上であることがより好ましく、0.08以上であることが更に好ましく、0.10以上であることが最も好ましい。反射防止層の可視光に対する消衰係数がこの数値範囲となることで、可視光の反射率分散を適切に抑制し、意匠性を担保した外観とすることができる。
 (色相調整層)
 上述のように、中間層34は、反射防止層以外の層も設けられていてよい。この場合例えば、中間層34は、反射防止層よりも最外層36側に、色相調整層が設けられていてよい。すなわちこの場合、車外側に向けて、基材30、反射防止層、色相調整層、最外層36の順で積層されていてよいといえる。以下、色相調整層について具体的に説明する。
 中間層34に含まれる色相調整層は、異なる波長の可視光に対する反射率の差(反射率分散)を小さくして、遠赤外線透過部材20の干渉色を抑制することで意匠性を担保するための層である。
 中間層34に含まれる色相調整層は、遠赤外線を透過可能である。色相調整層は、10μmの波長の光に対する消衰係数が、0.4以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることが更に好ましい。消衰係数がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過することができる。
 中間層34に含まれる色相調整層の厚みは、5nm以上100nm以下であることが好ましく、10nm以上60nm以下であることがより好ましく、20nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。また、最外層36の厚みD2に対する色相調整層の厚みの比率は、2.5%以上100%以下であることが好ましく、5%以上50%以下であることがより好ましく、10%以上30%以下であることが更に好ましく、10%以上25%以下であることが最も好ましい。色相調整層の厚みがこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過しながら、可視光の反射分散を抑制して、遠赤外線透過部材20を目立たなくすることが可能となる。なお、色相調整層の厚みは、色相調整層のZ方向側の表面からZ方向と反対側の表面までの、Z方向における長さともいえる。
 本実施形態では、中間層34に含まれる色相調整層は、第1層と、第1層の最外層36側(車外側)に設けられた第2層と、を含む。
 本実施形態では、第1層は、最外層36と同じ材料及び特性の層である。ただし、第1層の厚みは、10nm以上40nm以下であることが好ましく、15nm以上35nm以下であることがより好ましく、20nm以上30nm以下であることがさらに好ましい。また、最外層36の厚みD2に対する第1層の厚みの比率は、1.5%以上60%以下であることが好ましく、3%以上30%以下であることがより好ましく、6%以上20%以下であることが更に好ましく、6%以上15%以下であることが最も好ましい。
 本実施形態では、第2層は、中間層34に含まれる反射防止層と同じ材料及び特性の層である。ただし、第2層の厚みは、5nm以上40nm以下であることが好ましく、5nm以上25nm以下であることがより好ましく、10nm以上20nm以下であることがさらに好ましい。また、最外層36の厚みD2に対する第2層の厚みの比率は、1%以上40%以下であることが好ましく、2%以上20%以下であることがより好ましく、4%以上12%以下であることが更に好ましく、4%以上10%以下であることが最も好ましい。
 なお、本例では、色相調整層は、第1層及び第2層の2つの層で構成されるが、それに限られず、第1層及び第2層の積層体が、複数層積層されていてもよい。色相調整層は、第1層と第2層とが、基材30側から交互に2n(nは1以上の自然数)層数積層された層であると好ましい。色調調整層における各層の膜厚比率は、波長550nmの光(可視光)に対する屈折率が低い層の方が高いことが好ましい。色相調整層の積層順や層数がこの範囲となることで、可視光の反射分散を抑制して、遠赤外線透過部材20を目立たなくすることが可能となる。
 ただし、色相調整層の構成は、最外層36と同じ材料の第1層と、反射防止層と同じ材料の第2層とを含むものに限られず、任意の構成であってよい。すなわち、色相調整層は、波長550nmの光(可視光)に対する屈折率が、最外層36と反射防止層のいずれとも異なる層であっても良い。色相調整層は、波長550nmの光(可視光)に対する屈折率が2.2以上2.5以下であることが好ましく、2.3以上2.4以下であることが更に好ましい。色相調整層の可視光に対する屈折率がこの数値範囲となることで、可視光の反射分散を抑制して、遠赤外線透過部材20を目立たなくすることが可能となる。
 (第2機能膜)
 基材30の車内側の表面30b上に設けられる第2機能膜38は、遠赤外線を透過する層である。第2機能膜38は、中間層34と同じ構成であってよい。すなわち例えば、遠赤外線透過部材20は、基材30から車内側に向けて、基材30、反射防止層の順で積層されていてもよい。また例えば、遠赤外線透過部材20は、基材30から車内側に向けて、基材30、反射防止層、色相調整層(第1層、第2層)の順で積層されていてもよい。
 (密着膜)
 また、中間層34と基材30との間には、図示しない密着層が形成されていてよい。密着膜は、基材30と中間層34とを密着させる膜であり、言い換えれば、基材30と中間層34との接着力を向上させる膜である。
 密着膜は、10μmの波長の光に対する屈折率が、1.0以上4.3以下であることが好ましく、1.5以上4.3以下であることがより好ましく、1.5以上3.8以下であることがさらに好ましい。屈折率がこの範囲となることで、遠赤外線の反射を適切に抑制できる。
 また、密着膜の厚みは、0.05μm以上0.5μm以下であることが好ましく、0.05μm以上0.3μm以下であることがより好ましく、0.05μm以上0.1μm以下であることがさらに好ましい。密着膜の厚みがこの範囲にあることで、遠赤外線の反射を適切に抑制しつつ、基材30と中間層34とを適切に密着できる。なお、密着膜の厚みは、密着膜のZ方向側の表面から、Z方向と反対側の表面までのZ方向における長さともいえる。また、密着膜の厚みは、中間層34の厚み、及び最外層36の厚みD2よりも、薄いことが好ましい。密着膜の厚みがこれらの層の厚みより薄いことで、光学性能への影響を少なくできる。
 密着膜は、遠赤外線を透過可能である。密着膜は、10μmの波長の光に対する消衰係数が、0.4以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることが更に好ましい。消衰係数がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過することができる。
 密着膜の材料は任意であるが、例えば、Si、Ge、MgO、NiO、CuO、ZnS、Al、ZrO、SiO、TiO、ZnO、及びBiの群より選ばれる少なくとも1種の材料を含むものであることが好ましく、ZrOを含むものがより好ましい。密着膜は、このような材料が用いられることで、基材30と中間層34とを適切に密着できる。
 なお、密着膜も、中間層34と同様に、スパッタリングで形成されてもよいが、それに限られず、例えば蒸着で形成されてもよい。
 (遠赤外線透過部材の特性)
 遠赤外線透過部材20は、以上のように、基材30の表面30aに、最外層36を有する第1機能膜32が形成されたものとなっている。遠赤外線透過部材20は、最外層36が形成されることで、遠赤外線を適切に透過しつつ、耐擦傷性を適切に向上させることができる。
 遠赤外線透過部材20は、10μmの光の透過率が、50%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。また、遠赤外線透過部材20は、波長8μm~12μmの光に対する平均透過率が、50%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。透過率や平均透過率がこの範囲となることで、赤外線透過部材としての機能を適切に発揮できる。
 遠赤外線透過部材20は、10μmの光の反射率が、15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることが更に好ましい。また、遠赤外線透過部材20は、波長8μm~12μmの光に対する平均反射率が、15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることが更に好ましい。反射率や平均反射率がこの範囲となることで、赤外線透過部材としての機能を適切に発揮できる。なお、平均反射率とは、その波長帯域(ここでは8μmから12μm)の、それぞれの波長の光に対する反射率の平均値である。反射率は、例えばフーリエ変換型赤外分光装置(ThermoScientific社製、Nicolet iS10)で測定可能である。
 遠赤外線透過部材20は、車外側の表面20A(すなわち最外層36の表面36a)の押し込み深さ90以上110nm以下の範囲における押し込み硬さが、9.0GPa以上であることが好ましく、10.0GPa以上であることがより好ましく、11.0GPa以上であることが更に好ましく、12.0GPa以上であることが特に好ましく、13.0GPa以上であることが最も好ましい。表面20Aの押し込み硬さがこの範囲となることで、耐擦傷性を適切に向上できる。
 表面20Aの押し込み硬さは、ナノインデンターを用いてナノインデンテーション法(連続剛性測定法)により測定された、押し込み深さ90nm以上110nm以下の範囲における、押し込み硬さ(インデンテーション硬さ)を指す。より詳しくは、押し込み硬さとは、測定圧子の負荷から除荷までの変位-荷重曲線から求められる値であり、ISO 14577に規定されている。
 押し込み硬さは、次のように測定できる。具体的には、KLA社製iMicro型ナノインデンターを用いて、測定箇所における負荷開始から除荷までの全過程にわたって、押し込み荷重P(mN)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、P-h曲線を作成する。そして、作成されたP-h曲線から、次の式(2)のように、押し込み硬さH(GPa)を算出する。
 H=P/A ・・・(2)
 式(2)において、Pは、押し込み荷重(mN)であり、Aは、圧子の投影面積(μm)である。
 本実施形態においては、押し込み深さ90nm以上110nm以下の区間における押し込み硬さHを、表面20Aの押し込み硬さとする。すなわち本実施形態では、押し込み深さ90nm以上110nm以下の全区間において、押し込み硬さHが、上記範囲を満たすことが好ましいといえる。
 遠赤外線透過部材20は、Δaが、5以下であることが好ましく、4以下であることがより好ましく、3以下であることが更に好ましく、2以下であることが特に好ましく、1以下が最も好ましい。Δaとは、5度入射可視光反射スペクトルから得られるCIE-Lab表色系におけるaの、原点座標からの距離を指す。すなわち、Δaは、次の式(3)で算出される。Δaがこの範囲となることで、遠赤外線透過部材20から反射された可視光がニュートラルな色となり、意匠性を担保した外観とすることができる。
 Δa=(a*2+b*20.5 ・・・(3)
 a及びbは、照明光に標準イルミナントD65を用いた際のCIE-Lab表色系における反射光の色度座標であり、JIS R3106に基づき測定される分光反射率を用いてJIS Z 8781―4に基づいて算出することが出来る。
 特に、遠赤外線透過部材20が、酸化度によって可視域の消衰係数が変化するNiO膜を有する場合は、耐湿試験や耐水試験や耐熱試験におけるNiO膜の酸化度変化に伴うa及びbの変化を抑制することが出来る。
 また、図3に示すように、遠赤外線透過部材20は、車外側の表面20Aが、遮光領域A2の車外側の面と、面一に(連続して)形成されていることが好ましい。言い換えれば、遠赤外線透過部材20の車外側の表面20Aは、ガラス基体12の表面12Aと連続するように取り付けられている。このように遠赤外線透過部材20の表面20Aがガラス基体12の表面12Aと連続することで、ワイパの拭き取り効果が損なわれることを抑制できる。また、段差があることで車両Vとしてのデザイン性が損なわれることや、段差に砂埃等が堆積することなどのおそれを抑制できる。さらに、遠赤外線透過部材20は、適用される車両用ガラス1の曲面形状に合わせて成形されていることが好ましい。遠赤外線透過部材20の成形方法は特に限定されないが、曲面形状や部材に応じて、研磨もしくはモールド成形が選択される。
 遠赤外線透過部材20の形状は特に限定されないが、開口部19の形状にあわせた板状の形状であることが好ましい。すなわち、例えば開口部19が円形である場合は、遠赤外線透過部材20は円板状(円柱状)であることが好ましい。また、意匠性の観点から、車外側の遠赤外線透過部材20の表面形状は、ガラス基体12の外表面形状の曲率に合うように加工してもよい。さらに、遠赤外カメラCA1の視野角の広角化と、機械的特性の向上との両立を図る等の理由から、遠赤外線透過部材20を、レンズ形状にしてもよい。このような構成とすると、遠赤外線透過部材20の面積が小さくても効率的に遠赤外光を集光することができるため好ましい。この場合、レンズ形状の遠赤外線透過部材20の個数は、1個~3個が好ましく、典型的には2個が好ましい。さらにレンズ形状の遠赤外線透過部材20は、予め調芯されモジュール化され、遠赤外カメラCA1を車両用ガラス1に接着させる筐体、もしくはブラケットと一体化されていることが特に好ましい。
 本実施形態の車両用ガラス1においては、車内側の面における開口部19の面積が、車外側の面における開口部19の面積より小さい構成とし、遠赤外線透過部材20の形状もこれにあわせて車内側の面における面積が車外側の面における面積より小さくすることが好ましい。このような構成とすることにより、車外側からの衝撃に対する強度が向上する。さらに言えば、本実施形態の車両用ガラス1がガラス基体12(車外側)とガラス基体14(車内側)とを備える合わせガラスである場合は、開口部19は、ガラス基体12の開口部12aとガラス基体14の開口部14aとが重なって形成される。この場合、ガラス基体12の開口部12aの面積を、ガラス基体14の開口部14aの面積より大きくし、ガラス基体12の開口部12aのサイズに合わせた遠赤外線透過部材20を、ガラス基体12の開口部12a内に配置すればよい。
 また、図3に示すように、遠赤外線透過部材20は、車外側の面内の任意の2点を結ぶ直線のうち最長の直線の長さd1が、80mm以下となることが好ましい。長さd1は、70mm以下であることがより好ましく、更に好ましくは65mm以下である。また、長さd1は、60mm以上であることが好ましい。また、図3に示すように、遠赤外線透過領域Bの開口部19は、車外側の面内の任意の2点を結ぶ直線のうち最長の直線の長さd2が、80mm以下であることが好ましい。長さd2は、70mm以下であることがより好ましく、更に好ましくは65mm以下である。また、長さd2は、60mm以上であることが好ましい。長さd2は、車両用ガラス1の車外側の面(表面12A)での開口部19の外周における、任意の2点を結ぶ直線のうち最長の直線の長さともいえる。遠赤外線透過部材20の長さd1や開口部19の長さd2をこの範囲とすることで、車両用ガラス1の強度低下を抑制し、開口部19の周囲の透視歪み量も抑制できる。なお、長さd1、d2は、遠赤外線透過部材20の車外側の面の形状が円形である場合は、車外側の表面の直径にあたる長さである。また、ここでの長さd1、d2は、車両用ガラス1を車両Vに搭載する状態における長さを指しており、例えばガラスを曲げ加工して車両Vに搭載する形状とする場合は、長さd1、d2は、曲げ加工した後の状態における長さとなる。長さd1、d2以外の寸法や位置の説明についても、特に説明していない場合は、同様である。
 (赤外線透過部材の製造方法)
 次に、遠赤外線透過部材20の製造方法について説明する。遠赤外線透過部材20を製造する際には、基材30を準備して、基材30の表面上に、第1機能膜32を形成する。第1機能膜32の形成方法は任意であるが、本実施形態では、スパッタリングにより、基材30の表面上に、第1機能膜32を形成する。すなわち、本実施形態の例では、スパッタリングにより、基材30の表面上に、中間層34を形成する。そして、スパッタリングにより、基材30の表面上に、すなわちここでは中間層34の表面に、最外層36を形成する。これにより、遠赤外線透過部材20が製造される。スパッタリングで第1機能膜32を形成することで、膜の密着性を向上させることができる。なお、本実施形態では、基材30の第1機能膜32側とは反対側の表面上に、スパッタリングにより、第2機能膜38を形成する。
 なお、スパッタリングの手法は任意であってよく、例えば、反応性スパッタ法や後酸化スパッタ法を用いてよく、後酸化スパッタ法を用いることが好ましい。
 図6は、本実施形態に係る遠赤外線透過部材の製造方法を説明する模式図である。以降においては、基材30上に、直接、最外層36を形成する場合を例にするが、中間層34上に最外層36を形成する場合には、最外層36が表面に形成された基材30を用いること以外は、以降と同様の方法が適用できる。
 図6に示すように、後酸化スパッタ法においては、第1空間SP1内に、基材30を配置する(ステップS10)。第1空間SP1内には、ターゲットTが設けられており、不活性ガス供給部M1に接続されている。ターゲットTは、基材30上に積層される最外層36の原料となる部材である。基材30は、最外層36を形成する側の表面30aが、ターゲットTと対向するように、第1空間SP1内に配置される。不活性ガス供給部M1は、第1空間SP1内に不活性ガスGを供給する装置であり、第1空間SP1を不活性ガスG雰囲気とする。不活性ガスGとしては、アルゴンが用いられるが、それに限られず、例えばアルゴン以外の希ガスが用いられてよい。
 第1空間SP1内に基材30を配置したら、ターゲットTと基材30とが配置された第1空間SP1内に、不活性ガスGを導入することで、スパッタリングを実行して、ターゲットTに含まれるZrを基材30の表面30a上に積層させる(ステップS12;積層ステップ)。具体的には、本ステップにおいては、第1空間SP1を真空にした状態で、不活性ガス供給部M1から第1空間SP1内に、不活性ガスGを導入させる。そして、ターゲットTにマイナス電圧を印加することで、不活性ガスGをイオン化して、イオン化した不活性ガスGを基材30の表面に衝突させる。これにより、ターゲットTに含まれる成分(原子や分子)が、ここではターゲットTに含まれるZrが、ターゲットTより弾き出されて、基材30の表面30a上に積層される。基材30の表面30a上に積層されたZrを含む積層体を、以下、積層体36Aと記載する。
 なお、ターゲットTから弾き出されて積層体36Aとして積層される成分は、Zrだけに限られず、ターゲットTに含まれる他の原子や分子などの成分(例えばZrO)も、ターゲットTから弾き出されて積層体36Aとして積層されてよい。すなわち、積層体36Aは、少なくともZrを含む層であるといえる。
 積層ステップにおいては、上述のように、第1空間SP1を真空にした状態で、第1空間SP1内に不活性ガスGを導入する。ここでの真空とは、例えば圧力を10Pa以下とすることを指してよく、以降も同様である。また、積層ステップにおいては、第1空間SP1内における圧力が、好ましくは0.5Pa未満、より好ましくは0.4Pa以下、更に好ましくは0.3Pa以下となるように、不活性ガスGを導入することが好ましい。すなわち、本ステップにおいては、不活性ガスGを含む第1空間SP1内の気圧が上記範囲となるように設定することが好ましい。第1空間SPをこのような気圧とすることで、高硬度な積層体36Aを形成することが可能となり、耐擦傷性を向上できる。
 次に、積層体36Aが積層された基材30を、第2空間SP2内に配置する(ステップS14)。第2空間SP2には、酸素供給部M2が接続されている。酸素供給部M2は、酸素Oを供給する装置である。
 第2空間SP2内に基材30を配置したら、第2空間SP2内で酸素プラズマ(プラズマ状の酸素)を発生させることで、基材30上に積層された積層体36Aを酸化させて、基材30上に最外層36を形成する(ステップS16;酸化ステップ)。具体的には、第2空間SP2を真空にした状態で、酸素供給部M2から第2空間SP2内に酸素Oを供給し、第2空間SP2内の酸素Oをプラズマ化して酸素プラズマを発生させる。第2空間SP2内においては、発生した酸素プラズマが、基材30上に積層された積層体36Aに接触して、積層体36Aを酸化させて、基材30上に最外層36を形成する。すなわち、酸素プラズマにより積層体36Aに含まれるZrが酸化して、ZrOとなる。酸化過程で膜の体積膨張が生じ高密度化されるために高硬度化されると考えられる。これにより、積層体36Aが、ZrOを主成分とする最外層36となり、基材30上に最外層36が形成される。なお酸素プラズマだけでなく酸素ラジカル、酸素イオンを発生させて酸化させてもよい。
 ターゲットTは、Zrを含む。ターゲットTは、ターゲットT全体に対するZrの含有量が、50原子量%以上100原子量%以下であることが好ましく、60原子量%以上100原子量%以下、70原子量%以上100原子量%以下、80原子量%以上100原子量%以下であることが更に好ましい。ターゲットTにおけるZrの含有量がこの範囲となることで、酸化プロセスにおける膜の体積膨張率を高めることができ、膜密度が高くなるために高硬度な最外層36を形成することが可能となり、耐擦傷性を向上できる。なお、ターゲットTは、Zr以外の成分として、ZrOを含んでいてよい。
 酸化ステップにおいては、任意の方法で酸素プラズマを発生させてよいが、例えば、第2空間SP2内に電極を設けて、電極に電圧を印加することで第2空間SP2内の酸素Oをプラズマ化して、酸素プラズマを発生させてよい。この場合、電極に印加する電力は、2kW以上4kW以下であることが好ましく、3kW以上4kW以下であることが更に好ましい。印加電力を上記範囲とすることで、Zrを適切に酸化して、高硬度な最外層36を形成することが可能となり、耐擦傷性を向上できる。
 本実施形態においては、ステップS10からステップS16の処理を繰り返して、最外層36を徐々に厚くなるように形成させてもよい。
 なお、本実施形態では、第1空間SP1と第2空間SP2とが、隔離された別の空間(部屋)であり、基材30を第1空間SP1から第2空間SP2、又は第2空間SP2から第1空間SP1に移動させつつ、上記の積層ステップ及び酸化ステップを行うことで、最外層36を形成する。基材30を第1空間SP1と第2空間SP2との間で移動させる方法は任意であってよいが、例えば、回転可能なドラムの表面に基材30を取り付けて、ドラムの回転方向に並ぶように、第1空間SP1と第2空間SP2と形成してよい。この場合、ドラムの回転により、基材30が第1空間SP1から第2空間SP2(又は第2空間SP2から第1空間SP1)へ移動する。
 また、第1空間SP1と第2空間SP2とは、同じ空間(部屋)であってよい。この場合、その空間内に基材30を配置した状態で、真空にした後不活性ガスGを導入しつつターゲットTに電圧を印加してスパッタリングを行い、その後、その空間内に酸素プラズマを供給して、積層体36Aを酸化して最外層36としてよい。
 本実施形態では、所定圧力及び所定温度の条件下で、基材30の表面上に、スパッタリングにより最外層36を形成することが好ましい。ここでの所定圧力は、0.5Pa以下であることが好ましく、0.1Pa以上0.3Pa以下であることがより好ましく、0.15Pa以上0.25Pa以下であることが更に好ましい。スパッタリングの条件をこのように設定することで、最外層36の屈折率を大きくでき、押し込み硬さを向上し、かつ算術平均粗さを低減することが可能となり、耐擦傷性をより適切に向上させることができる。なお、この所定圧力は、最外層36以外を形成する際にも適用してよい。
 (効果)
 以上説明したように、本実施形態に係る遠赤外線透過部材20は、遠赤外線を透過する基材30と、基材30上に形成された第1機能膜32(機能膜)とを含む。遠赤外線透過部材20は、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上である。第1機能膜32の最外層36は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、最外層36の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である。
 ここで、遠赤外線透過部材は、遠赤外線を適切に透過し、かつ、耐擦傷性を向上させることが求められている。本実施形態に係る遠赤外線透過部材20は、ZrOを主成分とする最外層36が設けられているため、遠赤外線を適切に透過し、かつ、耐擦傷性を向上させることができる。さらに言えば、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)なども耐擦傷性を向上させることができるが、DLCは、成膜プロセスが限られており、弾性率制御などが必要であるため、成膜工程での負荷が高くなる。それに対して、本実施形態のようにZrOを主成分とする最外層36を用いることで、成膜工程での負荷を低減しつつ、耐擦傷性を向上させることが可能となる。
 最外層36は、波長10μmの光に対する消衰係数が、0.10以下であることが好ましい。最外層36の衰係数がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過することが可能となる。
 最外層36の厚みD2は、20nm以上であることが好ましい。最外層36の厚みD2がこの範囲となることで、遠赤外線を適切に透過しつつ、耐擦傷性を向上させることができる。
 最外層36の表面36aの算術平均粗さRaは、7.0nm以下であることが好ましい。表面粗さがこの範囲となることで、動摩擦係数、及び擦傷前後の表面粗さの変化を低減し、耐擦傷性をより適切に向上させることができる。
 最外層36は、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上であることが好ましい。屈折率がこの範囲となることで、最外層36の膜の緻密度を向上し、耐擦傷性をより適切に向上させることができる。最外層36の波長550nmの光に対する屈折率を2.05以上とするには、成膜エネルギーを高めることが効果的であり、具体的には0.5Pa以下の圧力帯域でのスパッタリングや、ターゲットと基材30間の距離を100mm以下とする近距離スパッタリングや、200℃以上の高温域での成膜や、成膜時のイオンビーム処理などが挙げられる。
 遠赤外線透過部材20は、Δaが5以下であることが好ましい。Δaがこの範囲となることで、遠赤外線透過部材20から反射された可視光がニュートラルな色となり、意匠性を担保した外観とすることができる。
 基材30の厚みD1に対する、最外層36の厚みD2の比率は、0.002%以上0.030%以下であることが好ましい。厚みD2がこのような範囲になることで、遠赤外線を適切に透過しつつ、耐擦傷性を向上させることができる。
 第1機能膜32は、最外層36と基材30との間に設けられる中間層34をさらに含むことが好ましい。中間層34を設けることで、遠赤外線を適切に透過することができる。
 中間層34は、反射防止層を含むことが好ましい。この反射防止層は、NiOを主成分とする層であり、NiOの含有率が、反射防止層の全体に対して50質量%以上100質量%以下となることが好ましい。NiOを主成分とする反射防止層を含むことで、遠赤外線を適切に透過することができる。
 遠赤外線透過部材20は、車両に搭載されることが好ましい。遠赤外線透過部材20は、車両用途に特に適している。
 遠赤外線透過部材20は、車両の窓部材に配置されることが好ましい。遠赤外線透過部材20は、車両の窓部材に特に適している。
 遠赤外線透過部材20は、車両のピラー用外装部材に配置されることが好ましい。遠赤外線透過部材20は、車両のピラー用外装部材に特に適している。
 遠赤外線透過部材20は、車両用外装部材の遮光領域内に配置されることが好ましい。遠赤外線透過部材20は、車両用外装部材に特に適している。
 本実施形態に係る製造方法は、遠赤外線を透過する基材30上に第1機能膜32(機能膜)を形成する遠赤外線透過部材20の製造方法であって、基材30上に、スパッタリングにより第1機能膜32の最外層36を形成することで遠赤外線透過部材20を製造するステップを有する。遠赤外線透過部材20は、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、最外層36は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、最外層36の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である。本製造方法によると、遠赤外線を適切に透過しつつ耐擦傷性を向上可能な遠赤外線透過部材20を製造できる。
 最外層36を形成するステップにおいては、0.30Pa以下の圧力下でスパッタリングを行うことが好ましい。このような低圧下でスパッタリングを実施することで、耐擦傷性に優れた最外層36を形成できる。
 スパッタリングが後酸化スパッタ法であることが好ましい。後酸化スパッタを行うことで、耐擦傷性に優れた最外層36を形成できる。
 (実施例)
 以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。表1及び表2は、各例の遠赤外線透過部材を示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (例1)
 表1に示すように、例1においては、Si(FZグレード)製の基材上に、ロードロック式スパッタ装置(RAS-1100BII、シンクロン社製)を用いて、後酸化スパッタ法により、中間層としてNiO膜と、ZrO膜と、NiO膜とをこの順で形成し、最外層としてのZrO膜を基材から最も離れた面上に形成した。基材、NiO膜、ZrO膜の厚みは、表1に示すものとした。なお、基材厚みは、デジタルノギス(株式会社ミツトヨ社製、CD-15CX)で測定した。また、機能膜の厚みは触針式プロファイリングシステム(Dektak XT-S、BRUKER社製)により評価した。
 NiO膜、ZrO膜の成膜条件は、以下の通りである。表1に成膜条件の一部(スパッタリング方式と成膜圧力)を記載する。
 (NiO成膜条件)
ターゲット:NiO(70質量%)+Ni(30質量%)混合ターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:150sccm)
投入電力:6kW
反応性ガス:Ar(流量70sccm)+O(流量:10sccm)
RF電力:2kW
基板温度:常温
成膜圧力:0.20Pa
 (ZrO成膜条件)
ターゲット:Zrターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:150sccm)
投入電力:6kW
反応性ガス:O(流量:100sccm)
RF電力:4kW
基板温度:室温
成膜圧力:0.21Pa
 (例2)
 表1に示すように、例2においては、Si(FZグレード)製の基材上に、カルーセル型スパッタ装置を用いて、反応性スパッタ法によって、中間層としてのNiO膜と、最外層としてのZrO膜とをこの順で形成した。基材、NiO膜、ZrO膜の厚みは、表1に示すものとした以外は、例1と同様の方法で遠赤外線透過部材を得た。
 NiO膜、ZrO膜の成膜条件は、以下の通りである。成膜圧力は、ターボ分子ポンプのAPCバルブ開度により調整した。
 (NiO膜成膜条件)
ターゲット:NiO(70質量%)+Ni(30質量%)混合ターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:120sccm)
反応性ガス:O(流量:30sccm)
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.30Pa
 (ZrO膜成膜条件)
ターゲット:Zrターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:100sccm)
反応性ガス:O(流量:50sccm)
投入電力:3kW
基板温度:室温
成膜圧力:0.24Pa
 (例3-例12)
 例3から例12においては、例2に対して、膜の材質、厚みを表1、2に示すように変更した以外は、例2と同様の方法で遠赤外線透過部材を得た。ZnO膜、SiO膜、Al膜、Si膜の成膜条件は以下の通りである。
 (ZnO膜成膜条件)
ターゲット:Znターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:100sccm)
反応性ガス:O(流量:100sccm)
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.24Pa
 (SiO膜成膜条件)
ターゲット:Siターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:100sccm)
反応性ガス:O(流量:100sccm)
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.28Pa
 (Al膜成膜条件)
ターゲット:Alターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:100sccm)
反応性ガス:O(流量:100sccm)
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.24Pa
 (Si膜成膜条件)
ターゲット:Siターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:200sccm)
反応性ガス:無し
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.27Pa
 (例13)
 例13においては、例2に対して、NiO膜の厚み、ZrO膜の成膜条件を表2に示すように変更した以外は、例2と同様の方法で遠赤外線透過部材を得た。ZrO膜の成膜条件は以下の通りである。
 (ZrO膜成膜条件)
ターゲット:Zrターゲット
スパッタリングガス:Arガス(流量:100sccm)
反応性ガス:O(流量:50sccm)
投入電力:3000W
基板温度:室温
成膜圧力:0.84Pa
 (例14)
 例14においては、例1に対して、中間層の構成を表2に示すように変更した以外は、例1と同様の方法で遠赤外線透過部材を得た。
 (最外層屈折率)
 各例の遠赤外線透過部材の物性値を測定した。
 物性値として、遠赤外線透過部材の基材から最も遠い側(最も外側)の膜の、波長550nmの光に対する屈折率を評価した。屈折率は、分光エリプソメーター(J.A.ウーラム社製、M-2000)により得られる偏光情報、JIS R3106に基づき測定される分光透過率を用いて、光学モデルのフィッティングを行うことで、決定した。
 なお、基材から最も遠い側(最も外側)の膜とは、最外層を指し、例えば例1においては膜4を指し、例2においては膜2を指す。
 (算術平均粗さRa)
 物性値として、遠赤外線透過部材の基材から最も遠い側(最も外側)の表面の算術平均粗さRaをJIS B0601に基づいて測定した。なお、基材から最も遠い側(最も外側)の表面とは、例えば例1においては膜4の表面を指し、例2においては膜2の表面を指す。
 (押し込み硬さ)
 物性値として、iMicro型ナノインデンター(KLA社製)を用いて、ナノインデンテーション法により第1機能膜の膜厚方向(深さ方向)での押し込み硬さを測定した。測定条件は以下の通りである。
・圧子:バーコビッチ
・アクチュエーター:IF50
・測定方法:連続剛性測定法
・最大押し込み荷重:50mN
・ひずみ速度:0.2%/s
・サンプルのポアソン比:0.25
・測定点数:基板1枚当たり15~20点
 押し込み深さ108nmにおける、押し込み硬さの平均値を代表値として採用した。基板の影響を最小限とするために、評価膜厚の1/10以下の押し込み深さで評価することが推奨されている。
 (波長8μm~12μmの光の平均透過率)
 物性値として、波長8μm~12μmの光の平均透過率(FIR-T)を測定した。測定方法としては、8μm~12μmのそれぞれの波長の光の透過率を、フーリエ変換型赤外分光装置(ThermoScientific社製、商品名:Nicolet iS10)を用いて測定し、測定した透過率から、平均透過率を算出した。
 (Δa
 物性値として、Δaを測定した。JIS R3106に基づいて、U4100(日立社製)を用いて可視域の反射スペクトルを測定し、JIS Z 8781―4に基づいて、照明光に標準イルミナントD65を用いた際のCIE-Lab表色系における反射光の色度座標Lを求め、上記の式(3)に基づいてΔaを算出した。
 各例の物性値の測定結果を表1、2に示す。
 (評価)
 各例の遠赤外線透過部材について評価を行った。評価としては、ワイパ試験を実施して、ワイパ試験で形成された傷の本数を計測した。具体的には、基材から最も遠い側(最も外側)の表面に対して、以下の条件でワイパ試験を行った後、ワイパが摺動された摺動箇所について光学顕微鏡DSX500(OLYMPUS社製)を用いて倍率350倍で暗視野観察を行った。暗視野観察において、摺動方向と垂直に1.8mmの領域における傷の本数を計測した。
 ワイパ試験では、トラバース式摩耗試験機を用いて、以下に示す試験条件にて、基材から最も遠い側(最も外側)の表面を摩耗することで行った。トラバース式摩耗試験機にワイパーラバー(トヨタ車用純正品、型番85214-47170)を装着し、ワイパと試料との間にダスト溶液を滴下し、ワイパに接触荷重を与えながら往復運動摩擦を行った。ワイパ幅は20mm、ストローク幅は40mm、ストローク数は2500往復、荷重は50g相当とした。ダスト溶液は、JIS試験用粉体1の8種と純水を質量比3:100で混合して作製し、摺動箇所に2mlのダスト溶液を滴下した。500往復毎に基板を洗浄し、ダスト溶液を再度滴下して、合計2500往復の往復運動摩擦を行った。
 ワイパ試験における傷の数が5本以下を合格とし、5本より多い場合を不合格とした。表1に示すように、最外層がZrOを主成分とする膜であり、最外層の波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である、実施例に相当する例1~4、11、12、14においては、ワイパ試験が合格となり、遠赤外線を適切に透過しつつ耐擦傷性を向上できることが分かる。一方、比較例に相当する例5~10、13においては、機械的強度が低いことでワイパ試験が不合格となり、遠赤外線を適切に透過しつつ耐擦傷性を向上できないと推察される。比較例に対応する例5、7、9は押し込み硬さが8.0GPa以上と高いにもかかわらず、ワイパ擦傷耐性は低いことが分かる。これは水とダストの混合系における凝着摩耗や化学摩耗への耐性の低い膜種であるためと推察される。以上の結果より、化学安定性が高く、押し込み硬さの高いZrO膜が最外層として好適と言える。比較例に対応する例13はZrO膜の成膜圧力が高く、ZrO膜の波長550nmの光に対する屈折率が2.05より低い疎な膜質となっていることで、ワイパ試験が不合格となり、遠赤外線を適切に透過しつつ耐擦傷性を向上できないと推察される。
 (オプションの評価)
 オプションの評価として、色変化の評価と煮沸試験とを行った。
 色変化の評価においては、ワイパ試験後の基材から最も遠い側の表面を目視で観察し、摩耗箇所全体が色変化を起こしているかを確認した。色変化が起こっている場合は、微小な膜の摩耗や、表面粗さの変化が生じていると考えられるため、色変化が起こらない方がより好ましい。表2に示すように、例11と、例2、12、14とを比較することで、表面の算術平均粗さRaが小さいと、色変化を起こさず、耐擦傷性をより好適に向上できることが分かる。
 また、煮沸試験はJIS R3212に則り、各例のサンプルを100℃±2℃の純水中で2時間保持し行った。煮沸試験後は、膜剥がれが生じたもの、もしくは8μmから12μmの平均透過率変化が5%以上生じたものを不合格とした。実施例に対応する例1、2、11-14に示すように、最外層を、ZrOを主成分とする膜とすることで、煮沸試験が合格となり、耐水性能を改善でき、より好ましいといえる。
 以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
 1 車両用ガラス
 10、12、14 ガラス基体
 20 遠赤外線透過部材
 30 基材
 32 第1機能膜(機能膜)
 34 中間層
 36 最外層
 38 第2機能膜

Claims (15)

  1.  遠赤外線を透過する基材と、前記基材上に形成された機能膜とを含み、
     波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、
     前記機能膜の最外層は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、前記最外層の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である、
     遠赤外線透過部材。
  2.  前記最外層は、波長10μmの光に対する消衰係数が、0.10以下である、請求項1に記載の遠赤外線透過部材。
  3.  前記最外層の厚みが20nm以上である、請求項1又は請求項2に記載の遠赤外線透過部材。
  4.  前記最外層の表面の算術平均粗さRaが7.0nm以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
  5.  以下の式(3)で定義されるΔaの値が5以下である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
     Δa=(a*2+b*20.5 ・・・(3)
     a、及びbは照明光に標準イルミナントD65を用いた際のCIE-Lab表色系における反射光の色度座標であり、JIS R3106に基づき測定される分光反射率を用いてJIS Z 8781―4に基づいて算出される。
  6.  前記赤外線透過部材の前記基材の厚みに対する、前記最外層の厚みの比率が、0.002%以上0.030%以下である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
  7.  前記機能膜は、前記最外層と前記基材との間に設けられる中間層をさらに含む、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
  8.  前記中間層は、NiOを主成分とする反射防止層を含み、前記反射防止層は、NiOの含有率が、前記反射防止層の全体に対して50質量%以上100質量%以下となる、請求項7に記載の遠赤外線透過部材。
  9.  車両に搭載される、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
  10.  車両の窓部材に配置される、請求項9に記載の遠赤外線透過部材。
  11.  車両のピラー用外装部材に配置される、請求項9又は請求項10に記載の遠赤外線透過部材。
  12.  車両用外装部材の遮光領域内に配置される、請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の遠赤外線透過部材。
  13.  遠赤外線を透過する基材上に機能膜を形成する遠赤外線透過部材の製造方法であって、
     前記基材上に、スパッタリングにより前記機能膜の最外層を形成することで前記遠赤外線透過部材を製造するステップを有し、
     前記遠赤外線透過部材は、波長8μm~12μmの光の平均透過率が50%以上であり、
     前記最外層は、ZrOを主成分とする層であり、ZrOの含有率が、前記最外層の全体に対して、50質量%以上100質量%以下であり、波長550nmの光に対する屈折率が2.05以上である、遠赤外線透過部材の製造方法。
  14.  前記最外層を形成するステップにおいては、0.30Pa以下の圧力下で前記スパッタリングを行う、請求項13に記載の遠赤外線透過部材の製造方法。
  15.  前記スパッタリングが後酸化スパッタ法である、請求項13又は請求項14に記載の遠赤外線透過部材の製造方法。
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PCT/JP2023/005632 WO2023171309A1 (ja) 2022-03-07 2023-02-17 遠赤外線透過部材及び遠赤外線透過部材の製造方法

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Title
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