JPH04260637A - SiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法 - Google Patents
SiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法Info
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- JPH04260637A JPH04260637A JP3018678A JP1867891A JPH04260637A JP H04260637 A JPH04260637 A JP H04260637A JP 3018678 A JP3018678 A JP 3018678A JP 1867891 A JP1867891 A JP 1867891A JP H04260637 A JPH04260637 A JP H04260637A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種光学基板等におけ
る絶縁体薄膜あるいは/および保護薄膜として、またさ
らに必要に応じて屈折率あるいは/および可視光線透過
率等を種々調整することができる、透明ガラス基板の表
面にSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とする
複合薄膜を一層あるいは該薄膜層を少なくとも一層含む
積層薄膜被覆層を被覆形成して成る、ことに単板で使用
できるSiCNO系薄膜被覆ガラスならびにその製法に
関し、各種ディスプレー基板および各種光学材料品ある
いは各種電子材料品、ならびに建築用あるいは自動車用
の窓材等の広い分野に有用であるものと、効率的でかつ
経済的なその製法を提供するものである。
る絶縁体薄膜あるいは/および保護薄膜として、またさ
らに必要に応じて屈折率あるいは/および可視光線透過
率等を種々調整することができる、透明ガラス基板の表
面にSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とする
複合薄膜を一層あるいは該薄膜層を少なくとも一層含む
積層薄膜被覆層を被覆形成して成る、ことに単板で使用
できるSiCNO系薄膜被覆ガラスならびにその製法に
関し、各種ディスプレー基板および各種光学材料品ある
いは各種電子材料品、ならびに建築用あるいは自動車用
の窓材等の広い分野に有用であるものと、効率的でかつ
経済的なその製法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ディスプレー基板の絶縁体薄膜あ
るいは保護薄膜として、また光学材料として低屈折率、
高可視光線透過率あるいは保護等の薄膜としてSiO薄
膜、SiN薄膜などが用いられており、これらのSiO
薄膜、SiN薄膜などは真空薄膜積層装置内に、SiO
物あるいはSiN物のターゲットを設置し、RFスパッ
タリングにより成膜されているものの、スパッタ成膜レ
ートが低く、また例えば屈折率の異なる成膜をする際に
はその都度ターゲットの交換を要する等生産性が劣り、
さらに大面積の基板への成膜に対しては、例えば長さ約
2m程度のターゲットに対応できるRFスパッタリング
の電源が非常に高価格になる等のためほとんど使用され
ていないものであった。
るいは保護薄膜として、また光学材料として低屈折率、
高可視光線透過率あるいは保護等の薄膜としてSiO薄
膜、SiN薄膜などが用いられており、これらのSiO
薄膜、SiN薄膜などは真空薄膜積層装置内に、SiO
物あるいはSiN物のターゲットを設置し、RFスパッ
タリングにより成膜されているものの、スパッタ成膜レ
ートが低く、また例えば屈折率の異なる成膜をする際に
はその都度ターゲットの交換を要する等生産性が劣り、
さらに大面積の基板への成膜に対しては、例えば長さ約
2m程度のターゲットに対応できるRFスパッタリング
の電源が非常に高価格になる等のためほとんど使用され
ていないものであった。
【0003】一方、DC反応スパッタリングでは、例え
ばターゲットとして金属Siを、また反応ガスとしてA
rと適量のN2 およびO2 ガスをそれぞれ用いて、
該雰囲気中で成膜しても短時間のうちにターゲット表面
が高電気抵抗となり、長時間安定して基板にSiO薄膜
あるいはSiN薄膜が成膜できなかった。
ばターゲットとして金属Siを、また反応ガスとしてA
rと適量のN2 およびO2 ガスをそれぞれ用いて、
該雰囲気中で成膜しても短時間のうちにターゲット表面
が高電気抵抗となり、長時間安定して基板にSiO薄膜
あるいはSiN薄膜が成膜できなかった。
【0004】さらに、DC反応スパッタリングでSiC
O薄膜を成膜することが特開昭63ー113507号公
報あるいは特開平2ー157141号公報等に記載され
ているが、耐薬品性のなかの特に耐アルカリ性において
優れているというものではなかった。しかも例えば保護
薄膜として、約500Å程度の膜厚において、可視光線
透過率を任意に選定する場合など必ずしも容易に調整で
きるものではなかった。
O薄膜を成膜することが特開昭63ー113507号公
報あるいは特開平2ー157141号公報等に記載され
ているが、耐薬品性のなかの特に耐アルカリ性において
優れているというものではなかった。しかも例えば保護
薄膜として、約500Å程度の膜厚において、可視光線
透過率を任意に選定する場合など必ずしも容易に調整で
きるものではなかった。
【0005】さらにまた、酸化ケイ素と窒化ケイ素から
なるオキシナイトライド膜について、またSiターゲッ
トを用い、所定の比率のN2 とO2 を含有してなる
ガスとして、RFスパッタリング法により、所定の屈折
率を有するその製造方法についての記載が特開昭60ー
114811号公報にあり、スパッタ時のガスの組成を
時間的に変えるのみで例えばSiO2 膜からSi3
N4 膜の間の任意の屈折率を簡単に種々得ることがで
きるということが開示されているものの、DCスパッタ
リング法では成膜し難く、可視光線透過率も調整し得る
ようなものでもなく、必ずしも耐アルカリ性等に優れて
いるというものではなかった。
なるオキシナイトライド膜について、またSiターゲッ
トを用い、所定の比率のN2 とO2 を含有してなる
ガスとして、RFスパッタリング法により、所定の屈折
率を有するその製造方法についての記載が特開昭60ー
114811号公報にあり、スパッタ時のガスの組成を
時間的に変えるのみで例えばSiO2 膜からSi3
N4 膜の間の任意の屈折率を簡単に種々得ることがで
きるということが開示されているものの、DCスパッタ
リング法では成膜し難く、可視光線透過率も調整し得る
ようなものでもなく、必ずしも耐アルカリ性等に優れて
いるというものではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】前述した従来の各公
報に記載されているように、例えばRFスパッタリング
法で所期の屈折率あるいは膜厚を得ようとする際には、
所期の屈折率をもつターゲットに交換設置することある
いは成膜用基板の搬送速度をかなり遅くすること、さら
にはターゲットとRFスパッタリング電源を増やさなけ
ればてらないこと等が必要であって、設備投資が必要で
あったり、生産効率の低下等を来すものとなるものであ
る。
報に記載されているように、例えばRFスパッタリング
法で所期の屈折率あるいは膜厚を得ようとする際には、
所期の屈折率をもつターゲットに交換設置することある
いは成膜用基板の搬送速度をかなり遅くすること、さら
にはターゲットとRFスパッタリング電源を増やさなけ
ればてらないこと等が必要であって、設備投資が必要で
あったり、生産効率の低下等を来すものとなるものであ
る。
【0007】また、RFスパッタリング法で、例えば約
2m長さの屈折率1.48であるSiOあるいはSiN
非金属ターゲットを用いて、大面積の基板に膜厚約50
0Åの均一な成膜を行う場合、仮に成膜ができたとして
もスパッタ成膜レートは低く長時間を必要とするもので
あり、さらに仮に高出力のRFスパッタ電源の製作が可
能であったとしても非常に高額であって、成膜生産コス
トが非常に高くなり実用化に乏しいものである。
2m長さの屈折率1.48であるSiOあるいはSiN
非金属ターゲットを用いて、大面積の基板に膜厚約50
0Åの均一な成膜を行う場合、仮に成膜ができたとして
もスパッタ成膜レートは低く長時間を必要とするもので
あり、さらに仮に高出力のRFスパッタ電源の製作が可
能であったとしても非常に高額であって、成膜生産コス
トが非常に高くなり実用化に乏しいものである。
【0008】さらに、DCマグネトロンスパッタリング
法による通常の成膜装置で成膜した場合、例えば金属S
iターゲットでは該表面に、導入したO2 あるいはN
2 ガスなどが吸着または反応して高電気抵抗のSiO
xあるいはSixNyを形成した後、さらにターゲット
の表面抵抗がより高抵抗となり、ついにはスパッタが停
止することとなり、仮令ターゲットの表面抵抗が高抵抗
にならないようになる構造になし得たとしても、上述し
た通常の成膜装置を改造あるいは増設しなければならず
、成膜生産コストが非常に高くなり実用に供し得ないも
のである。さらにまたDC反応スパッタリング法による
SiCO薄膜が開示されているが、耐薬品性のなかでも
耐アルカリ性において必ずしも優れている薄膜というも
のではないし、また保護膜として、例えば約500Åの
膜厚を一定にし、可視光線透過率を任意に選定するよう
にしようとしても容易には調整し難いものである等、上
述した各公報等に記載された事項からは所期の目的を達
成することができないものと言わざるを得ないものであ
った。
法による通常の成膜装置で成膜した場合、例えば金属S
iターゲットでは該表面に、導入したO2 あるいはN
2 ガスなどが吸着または反応して高電気抵抗のSiO
xあるいはSixNyを形成した後、さらにターゲット
の表面抵抗がより高抵抗となり、ついにはスパッタが停
止することとなり、仮令ターゲットの表面抵抗が高抵抗
にならないようになる構造になし得たとしても、上述し
た通常の成膜装置を改造あるいは増設しなければならず
、成膜生産コストが非常に高くなり実用に供し得ないも
のである。さらにまたDC反応スパッタリング法による
SiCO薄膜が開示されているが、耐薬品性のなかでも
耐アルカリ性において必ずしも優れている薄膜というも
のではないし、また保護膜として、例えば約500Åの
膜厚を一定にし、可視光線透過率を任意に選定するよう
にしようとしても容易には調整し難いものである等、上
述した各公報等に記載された事項からは所期の目的を達
成することができないものと言わざるを得ないものであ
った。
【0009】
【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る欠点に鑑みてなしたものであって、安価なDCスパッ
タ電源が使用できて、大面積の基板に特定膜厚でかつ均
一な膜厚で成膜し得、スパッタ成膜レートが高くかつ長
時間安定した状態を確保し得る成膜条件ならびに手段、
すなわち生産性に優れたDC反応スパッタリング(DC
マグネトロン反応スパッタリング)法によって、可視光
線透過率あるいは屈折率が任意に種々選定することがで
き、絶縁膜あるいは保護膜等に有用であって、ことに耐
アルカリ性に対し特異に優れる特定膜厚のSiCNO薄
膜あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜を一層あ
るいは少なくとも一層被覆して薄膜被覆層を形成して成
るSiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法を提供す
るものである。
る欠点に鑑みてなしたものであって、安価なDCスパッ
タ電源が使用できて、大面積の基板に特定膜厚でかつ均
一な膜厚で成膜し得、スパッタ成膜レートが高くかつ長
時間安定した状態を確保し得る成膜条件ならびに手段、
すなわち生産性に優れたDC反応スパッタリング(DC
マグネトロン反応スパッタリング)法によって、可視光
線透過率あるいは屈折率が任意に種々選定することがで
き、絶縁膜あるいは保護膜等に有用であって、ことに耐
アルカリ性に対し特異に優れる特定膜厚のSiCNO薄
膜あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜を一層あ
るいは少なくとも一層被覆して薄膜被覆層を形成して成
るSiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法を提供す
るものである。
【0010】すなわち、本発明は、透明ガラス基板の表
面に、少なくとも一層のSiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜を被覆して一層または多層
の薄膜被覆層を形成して成り、該SiCNO薄膜あるい
はSiCNOを主成分とする複合薄膜の膜厚が10〜5
000Åであって、かつ耐アルカリ性として30%Na
OH溶液による該SiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜の膜ベリ量が10Å/60℃、3
.5分以下であることを特徴とするSiCNO系薄膜被
覆ガラス。
面に、少なくとも一層のSiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜を被覆して一層または多層
の薄膜被覆層を形成して成り、該SiCNO薄膜あるい
はSiCNOを主成分とする複合薄膜の膜厚が10〜5
000Åであって、かつ耐アルカリ性として30%Na
OH溶液による該SiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜の膜ベリ量が10Å/60℃、3
.5分以下であることを特徴とするSiCNO系薄膜被
覆ガラス。
【0011】ならびに、前記SiCNO薄膜あるいはS
iCNOを主成分とする複合薄膜の屈折率が1.5〜2
.8であって、かつ該薄膜を少なくとも被覆したSiC
NO系薄膜被覆ガラスの可視光線透過率が5〜90.7
%であることを特徴とする上述したSiCNO系薄膜被
覆ガラス。
iCNOを主成分とする複合薄膜の屈折率が1.5〜2
.8であって、かつ該薄膜を少なくとも被覆したSiC
NO系薄膜被覆ガラスの可視光線透過率が5〜90.7
%であることを特徴とする上述したSiCNO系薄膜被
覆ガラス。
【0012】さらに、透明ガラス基板の表面に、少なく
とも一層のSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分
とする複合薄膜を被覆して一層または多層の薄膜被覆層
を形成して成るSiCNO系薄膜被覆ガラスを製造する
に当たり、真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてS
iCを用い、Ar、N2 O、O2 、N2 ガスのう
ち少なくとも2種以上の導入ガス雰囲気中において、D
C反応スパッタリング法により、膜厚が10〜5000
Åの範囲となるSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主
成分とする複合薄膜を成膜することを特徴とするSiC
NO系薄膜被覆ガラスの製法をそれぞれ提供するもので
ある。
とも一層のSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分
とする複合薄膜を被覆して一層または多層の薄膜被覆層
を形成して成るSiCNO系薄膜被覆ガラスを製造する
に当たり、真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてS
iCを用い、Ar、N2 O、O2 、N2 ガスのう
ち少なくとも2種以上の導入ガス雰囲気中において、D
C反応スパッタリング法により、膜厚が10〜5000
Åの範囲となるSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主
成分とする複合薄膜を成膜することを特徴とするSiC
NO系薄膜被覆ガラスの製法をそれぞれ提供するもので
ある。
【0013】ここで、前記SiCNO薄膜あるいはSi
CNOを主成分とする複合薄膜を用いることとしたのは
、該両薄膜が耐薬品性、ことに耐アルカリ性に優れ、絶
縁性が高くしかも耐摩耗性や耐久性が極めて高くて保護
膜として優れ、さらに他の各種スパッタリング薄膜との
接着力が高く強烈であって、最外側表面はもちろん例え
ばガラス表面と第2層薄膜との間に前記SiCNO薄膜
あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜を介して用
いたとしても被覆積層薄膜全体の接着力を高めることが
できるとともに、耐薬品性あるいは耐摩耗性や耐久性を
も向上することと成り、さらにまた例えば可視光線透過
率を5〜90.7%ならびに屈折率を1.5〜2.8程
度と広く種々選定ができる等数々の特性機能を発現する
ものであるからである。さらにまた、他の各種機能性薄
膜と巧みに組み合わせて被覆積層薄膜層を形成すること
ができて、より多機能で有用なSiCNO系薄膜被覆ガ
ラスと成し得るものである。
CNOを主成分とする複合薄膜を用いることとしたのは
、該両薄膜が耐薬品性、ことに耐アルカリ性に優れ、絶
縁性が高くしかも耐摩耗性や耐久性が極めて高くて保護
膜として優れ、さらに他の各種スパッタリング薄膜との
接着力が高く強烈であって、最外側表面はもちろん例え
ばガラス表面と第2層薄膜との間に前記SiCNO薄膜
あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜を介して用
いたとしても被覆積層薄膜全体の接着力を高めることが
できるとともに、耐薬品性あるいは耐摩耗性や耐久性を
も向上することと成り、さらにまた例えば可視光線透過
率を5〜90.7%ならびに屈折率を1.5〜2.8程
度と広く種々選定ができる等数々の特性機能を発現する
ものであるからである。さらにまた、他の各種機能性薄
膜と巧みに組み合わせて被覆積層薄膜層を形成すること
ができて、より多機能で有用なSiCNO系薄膜被覆ガ
ラスと成し得るものである。
【0014】また前記透明ガラス基板表面に少なくとも
一層被覆する前記SiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜については、SiCxNyOz薄
膜であってx:y:zが各種割合の薄膜、あるいはSi
CxNyOzに例えばSiCO、SiCN、SiO、S
iN、SiC等のうち少なくとも1種含有する複合薄膜
を一層または少なくとも一層含む被覆積層薄膜に被覆形
成してSiCNO系薄膜被覆ガラスに成るようにするも
のであり、該薄膜ならびに複合薄膜は真空薄膜積層装置
内に、ターゲットとしてSiCを用い、Ar、N2 O
、O2 、N2 ガスのうち少なくとも2種以上の導入
ガス雰囲気中において、DC反応スパッタリング法によ
り得るものである。
一層被覆する前記SiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜については、SiCxNyOz薄
膜であってx:y:zが各種割合の薄膜、あるいはSi
CxNyOzに例えばSiCO、SiCN、SiO、S
iN、SiC等のうち少なくとも1種含有する複合薄膜
を一層または少なくとも一層含む被覆積層薄膜に被覆形
成してSiCNO系薄膜被覆ガラスに成るようにするも
のであり、該薄膜ならびに複合薄膜は真空薄膜積層装置
内に、ターゲットとしてSiCを用い、Ar、N2 O
、O2 、N2 ガスのうち少なくとも2種以上の導入
ガス雰囲気中において、DC反応スパッタリング法によ
り得るものである。
【0015】さらに、該SiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜の膜厚を10〜5000Å
としたのは、10Å未満であれば不均一な薄膜となり易
く、必ずしも頑固な保護膜や充分な絶縁膜等となり難く
、安心して使用できなくなる等が生じるためであり、5
000Åを超えると保護膜等としてはほぼ充分であって
これ以上厚くしても経済的でなくなるからであり、また
厚ければ厚いほど歪み等も発現し易くなって好ましくな
いためである。好ましくは30〜3000Å程度であっ
て、さらにより好ましくは50〜1000Å程度である
。
NOを主成分とする複合薄膜の膜厚を10〜5000Å
としたのは、10Å未満であれば不均一な薄膜となり易
く、必ずしも頑固な保護膜や充分な絶縁膜等となり難く
、安心して使用できなくなる等が生じるためであり、5
000Åを超えると保護膜等としてはほぼ充分であって
これ以上厚くしても経済的でなくなるからであり、また
厚ければ厚いほど歪み等も発現し易くなって好ましくな
いためである。好ましくは30〜3000Å程度であっ
て、さらにより好ましくは50〜1000Å程度である
。
【0016】さらにまた、耐アルカリ性として30%N
aOH溶液による該SiCNO薄膜あるいはSiCNO
を主成分とする複合薄膜の膜ベリ量が10Å/60℃、
3.5分以下であるとしたのは、10Å/60℃、3.
5分を超えるときびしい環境において長時間の使用では
保護膜として充分とは言い難くなる等があるためであり
、保護膜として耐アルカリ性の向上が待望されていると
ころでもあって、これに答えることができるものとする
ためである。
aOH溶液による該SiCNO薄膜あるいはSiCNO
を主成分とする複合薄膜の膜ベリ量が10Å/60℃、
3.5分以下であるとしたのは、10Å/60℃、3.
5分を超えるときびしい環境において長時間の使用では
保護膜として充分とは言い難くなる等があるためであり
、保護膜として耐アルカリ性の向上が待望されていると
ころでもあって、これに答えることができるものとする
ためである。
【0017】さらにまた、前記SiCNO薄膜あるいは
SiCNOを主成分とする複合薄膜の屈折率が1.5〜
2.8であって、かつ可視光線透過率が5〜90.7%
であると好ましいものであるとしたのは、屈折率が2.
8を超えると干渉色が発現し易くなって、必ずしも好ま
しいとは言い難くなることもあるためであり、屈折率が
1.5未満では前記SiCNO薄膜あるいはSiCNO
を主成分とする複合薄膜自体の屈折率も1.5未満の値
とは制御し難くなり、かつガラス基板自体の屈折率の値
、例えば通常の板ガラスでは約1.51〜1.52程度
、ホウ珪酸系ガラスでは約1.48程度等にちかずいて
しまい、1.5程度の値より低い屈折率に制御する必要
がなくなるためである。また可視光線透過率が90.7
%を超えるとガラス基板自体の値、例えば通常の板ガラ
スでは約90.5%程度(板厚:3mm)にちかずきほ
ぼ同等となって目指すものの上限となり90.7%程度
を超えるものはほとんど必要ないためであり、可視光線
透過率が5%未満であればほぼ不透明となって透視性が
ほぼなくなり好ましくなくなるためである。
SiCNOを主成分とする複合薄膜の屈折率が1.5〜
2.8であって、かつ可視光線透過率が5〜90.7%
であると好ましいものであるとしたのは、屈折率が2.
8を超えると干渉色が発現し易くなって、必ずしも好ま
しいとは言い難くなることもあるためであり、屈折率が
1.5未満では前記SiCNO薄膜あるいはSiCNO
を主成分とする複合薄膜自体の屈折率も1.5未満の値
とは制御し難くなり、かつガラス基板自体の屈折率の値
、例えば通常の板ガラスでは約1.51〜1.52程度
、ホウ珪酸系ガラスでは約1.48程度等にちかずいて
しまい、1.5程度の値より低い屈折率に制御する必要
がなくなるためである。また可視光線透過率が90.7
%を超えるとガラス基板自体の値、例えば通常の板ガラ
スでは約90.5%程度(板厚:3mm)にちかずきほ
ぼ同等となって目指すものの上限となり90.7%程度
を超えるものはほとんど必要ないためであり、可視光線
透過率が5%未満であればほぼ不透明となって透視性が
ほぼなくなり好ましくなくなるためである。
【0018】つぎに、成膜方法として前記DCスパッタ
リング法を用いることとしたのは、例えばRFスパッタ
リング法では前述したように大面積の基板にスパッタを
することができず、仮に実施するとしても設備の大改造
等を伴う等のもので採用し難く、一方DCスパッタリン
グ法は例えば約3m平方程度の大面積でも、前述したよ
うに導入スパッタガス等の成膜条件において工夫をすれ
ば、そのままの装置で高い成膜レートでもって実施でき
ることを見出したためである。
リング法を用いることとしたのは、例えばRFスパッタ
リング法では前述したように大面積の基板にスパッタを
することができず、仮に実施するとしても設備の大改造
等を伴う等のもので採用し難く、一方DCスパッタリン
グ法は例えば約3m平方程度の大面積でも、前述したよ
うに導入スパッタガス等の成膜条件において工夫をすれ
ば、そのままの装置で高い成膜レートでもって実施でき
ることを見出したためである。
【0019】また該導入スパッタガス等の成膜条件につ
いて、前記真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてS
iCを用い、Ar、N2 O、O2、N2 ガスのうち
少なくとも2種以上の導入ガス雰囲気中において行うこ
ととしたのは、少なくともN2 ガスを導入スパッタガ
ス中に存在せしめるようにして、前記四種類のガスを巧
みに組み合わせることで、例えばターゲット表面の酸化
現象を極めて低減させ、成膜レートが低下することある
いはついにはスパッタできなくなりストップせざるを得
ない事態となる現象を防止できるようになり、しかも前
記SiCxNyOxのx:y:zを調整して、成膜した
前記SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とする
複合薄膜自体の耐アルカリ性を充分高いものとすること
ができ、該薄膜の屈折率あるいは可視光線透過率ならび
に色調等を制御することができることとなる等のためで
ある。なお、前記導入スパッタガス中に存在する酸素ガ
ス量には、装置あるいは成膜条件等によって異なるがあ
る上限値があるものである。
いて、前記真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてS
iCを用い、Ar、N2 O、O2、N2 ガスのうち
少なくとも2種以上の導入ガス雰囲気中において行うこ
ととしたのは、少なくともN2 ガスを導入スパッタガ
ス中に存在せしめるようにして、前記四種類のガスを巧
みに組み合わせることで、例えばターゲット表面の酸化
現象を極めて低減させ、成膜レートが低下することある
いはついにはスパッタできなくなりストップせざるを得
ない事態となる現象を防止できるようになり、しかも前
記SiCxNyOxのx:y:zを調整して、成膜した
前記SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とする
複合薄膜自体の耐アルカリ性を充分高いものとすること
ができ、該薄膜の屈折率あるいは可視光線透過率ならび
に色調等を制御することができることとなる等のためで
ある。なお、前記導入スパッタガス中に存在する酸素ガ
ス量には、装置あるいは成膜条件等によって異なるがあ
る上限値があるものである。
【0020】なお、前記SiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜の色調については、例えば
SICxNyOz薄膜においてx:y:zの割合を種々
の値に組み合わせることで、透過色についてはゴールド
色調、淡い褐色色調、無色透明等に、また反射色につい
てはゴールド色調、シルバー色調あるいは赤〜緑〜青色
調、無色透明等にすることができるものである。
NOを主成分とする複合薄膜の色調については、例えば
SICxNyOz薄膜においてx:y:zの割合を種々
の値に組み合わせることで、透過色についてはゴールド
色調、淡い褐色色調、無色透明等に、また反射色につい
てはゴールド色調、シルバー色調あるいは赤〜緑〜青色
調、無色透明等にすることができるものである。
【0021】さらに、ガラス基板としては、透明ガラス
であればよいが、特にブルー、ブロンズ、グレーあるい
はグリーンガラス等でもよく、ブルーあるいはゴールド
、グリーン系色調を得やすいものであればより好ましい
ものである。また単板で使用できることはもとより、複
層あるいは合せガラスとしても使用できることは言うま
でもない。さらにまた、ガラス基板が無機質であること
はもちろん、有機質でもよいことは言うまでもない。
であればよいが、特にブルー、ブロンズ、グレーあるい
はグリーンガラス等でもよく、ブルーあるいはゴールド
、グリーン系色調を得やすいものであればより好ましい
ものである。また単板で使用できることはもとより、複
層あるいは合せガラスとしても使用できることは言うま
でもない。さらにまた、ガラス基板が無機質であること
はもちろん、有機質でもよいことは言うまでもない。
【0022】
【作用】前述したとおり、本発明のSiCNO系薄膜被
覆ガラスの製法は、前記SiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜を成膜するに当たり、RF
スパッタリング法ではなく、従来の装置そのままのDC
スパッタ電源とSiCターゲットを用い、導入ガスとし
てAr、N2 O、O2 、N2 ガスのうち少なくと
も2種以上の構成であってかつ該導入ガス濃度を適宜任
意に調整した導入ガス雰囲気中においてDCマグネトロ
ン反応スパッタリング法により、長時間安定した状態で
スパッタできしかも高いスパッタ成膜レートを可能とし
達成し、また大面積の基板にも支障なく充分成膜できる
等、低投資で優れた生産性をもたらす製法であって、こ
れによって成したSiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜は、該薄膜、ことにSiCxNy
Oz薄膜のx:y:zを適宜任意に選定してその量比を
変えた薄膜ならびに該薄膜の所定範囲の膜厚を適宜巧み
に組み合わしたものとすることで、種々任意の屈折率お
よび可視光線透過率、あるいは色調を無色透明から各種
色合い等と幅広く任意に選定できるものとなり、さらに
特に該薄膜中にNを少なくとも含有した前記ーCNOの
x:y:z量比によるバランスによって優れた耐アルカ
リ性を有するものとなって高耐薬品性となり、しかも高
耐摩耗性、高電気抵抗、高耐久性であって、保護薄膜あ
るいは絶縁薄膜さらには接着積層薄膜として優れたもの
となり、該SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分
とする複合薄膜を一層あるいは少なくとも一層を有する
多層の薄膜被覆層を被覆したガラス基板は広い分野で採
用し得るものとなり、ことに各種ディスプレー基板、各
種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建築用あるい
は自動車用の窓材、ことに単板として使用できて有用な
SiCNO系薄膜被覆ガラスとなるものである。
覆ガラスの製法は、前記SiCNO薄膜あるいはSiC
NOを主成分とする複合薄膜を成膜するに当たり、RF
スパッタリング法ではなく、従来の装置そのままのDC
スパッタ電源とSiCターゲットを用い、導入ガスとし
てAr、N2 O、O2 、N2 ガスのうち少なくと
も2種以上の構成であってかつ該導入ガス濃度を適宜任
意に調整した導入ガス雰囲気中においてDCマグネトロ
ン反応スパッタリング法により、長時間安定した状態で
スパッタできしかも高いスパッタ成膜レートを可能とし
達成し、また大面積の基板にも支障なく充分成膜できる
等、低投資で優れた生産性をもたらす製法であって、こ
れによって成したSiCNO薄膜あるいはSiCNOを
主成分とする複合薄膜は、該薄膜、ことにSiCxNy
Oz薄膜のx:y:zを適宜任意に選定してその量比を
変えた薄膜ならびに該薄膜の所定範囲の膜厚を適宜巧み
に組み合わしたものとすることで、種々任意の屈折率お
よび可視光線透過率、あるいは色調を無色透明から各種
色合い等と幅広く任意に選定できるものとなり、さらに
特に該薄膜中にNを少なくとも含有した前記ーCNOの
x:y:z量比によるバランスによって優れた耐アルカ
リ性を有するものとなって高耐薬品性となり、しかも高
耐摩耗性、高電気抵抗、高耐久性であって、保護薄膜あ
るいは絶縁薄膜さらには接着積層薄膜として優れたもの
となり、該SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分
とする複合薄膜を一層あるいは少なくとも一層を有する
多層の薄膜被覆層を被覆したガラス基板は広い分野で採
用し得るものとなり、ことに各種ディスプレー基板、各
種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建築用あるい
は自動車用の窓材、ことに単板として使用できて有用な
SiCNO系薄膜被覆ガラスとなるものである。
【0023】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。
【0024】実施例1
大きさ610×610mm2 、厚さ3mmのクリアー
ガラス基板(FL3)を中性洗剤、水すすぎ、イソプロ
ピルアルコールで順次洗浄し、乾燥した後、DCマグネ
トロンスパッタリング装置の真空槽内にセットしてある
SiCターゲットに対向して上方を往復通過できるよう
セットし、つぎに前記槽内を真空ポンプで約5×10−
6Torrまでに脱気した後、該真空槽内にAr、O2
、N2 ガスをwt%でAr89、O2 10、N2
40の量比の混合ガス濃度になるよう調整し導入して
真空度を約3×10−3Torrに保持し、前記SiC
ターゲットに約2KWの電力を印加し、前記三つの混合
ガスによるDCマグネトロンスパッタの中を、前記Si
Cターゲット上方においてスピード約35mm/min
で前記ガラス基板を搬送することによって約1020Å
厚さのSiCNO薄膜を前記ガラス基板表面に成膜した
。成膜が完了した後、SiCターゲットへの印加を停止
する。
ガラス基板(FL3)を中性洗剤、水すすぎ、イソプロ
ピルアルコールで順次洗浄し、乾燥した後、DCマグネ
トロンスパッタリング装置の真空槽内にセットしてある
SiCターゲットに対向して上方を往復通過できるよう
セットし、つぎに前記槽内を真空ポンプで約5×10−
6Torrまでに脱気した後、該真空槽内にAr、O2
、N2 ガスをwt%でAr89、O2 10、N2
40の量比の混合ガス濃度になるよう調整し導入して
真空度を約3×10−3Torrに保持し、前記SiC
ターゲットに約2KWの電力を印加し、前記三つの混合
ガスによるDCマグネトロンスパッタの中を、前記Si
Cターゲット上方においてスピード約35mm/min
で前記ガラス基板を搬送することによって約1020Å
厚さのSiCNO薄膜を前記ガラス基板表面に成膜した
。成膜が完了した後、SiCターゲットへの印加を停止
する。
【0025】得られた単層薄膜を有するSiCNO系薄
膜被覆ガラスについて、可視光線透過率(380〜78
0nm)については、340型自記分光光度計(日立製
作所製)とJISZ8722、JISR3106によっ
てそれぞれその光学的特性を求めた。
膜被覆ガラスについて、可視光線透過率(380〜78
0nm)については、340型自記分光光度計(日立製
作所製)とJISZ8722、JISR3106によっ
てそれぞれその光学的特性を求めた。
【0026】次に、耐薬品性のうち耐酸試験については
、温度約25℃の所定の硝フッ酸溶液中に前記試験片を
約3.5分間浸漬した後における膜ベリ量(Å)ならび
に常温で1規定のHCl溶液中に前記試験片を約6時間
浸漬した後における膜の劣化状態を見て判断したもので
あり、耐アルカリ試験については、温度約60℃の約3
0%NaOH溶液中に前記試験片を約3.5分間浸漬し
た後における膜ベリ量(Å)ならびに常温で1規定のN
aOH溶液に試験片を約6時間浸漬した後における膜の
劣化状態を見て判断したものである。
、温度約25℃の所定の硝フッ酸溶液中に前記試験片を
約3.5分間浸漬した後における膜ベリ量(Å)ならび
に常温で1規定のHCl溶液中に前記試験片を約6時間
浸漬した後における膜の劣化状態を見て判断したもので
あり、耐アルカリ試験については、温度約60℃の約3
0%NaOH溶液中に前記試験片を約3.5分間浸漬し
た後における膜ベリ量(Å)ならびに常温で1規定のN
aOH溶液に試験片を約6時間浸漬した後における膜の
劣化状態を見て判断したものである。
【0027】またエンピツ引っ掻き強度については、J
IS認定エンピツで行い判定した。さらに絶縁抵抗につ
いては、三菱油化製表面高抵抗計( HIRESTA
HTー210)によって測定したものである。またさ
らに、屈折率については、島津製作所製エリプソメータ
によって測定することで得た。
IS認定エンピツで行い判定した。さらに絶縁抵抗につ
いては、三菱油化製表面高抵抗計( HIRESTA
HTー210)によって測定したものである。またさ
らに、屈折率については、島津製作所製エリプソメータ
によって測定することで得た。
【0028】表1より明らかなように、従来例である比
較例の各薄膜に比してことに耐アルカリ性が充分向上し
ており、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性を有し、
絶縁体膜あるいは保護膜等として優れ、色調も透過色が
無色透明で反射色がイエロー色となり、各種ディスプレ
ー基板、各種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建
築用あるいは自動車用の窓材、ことに単板として等幅広
い分野において有用なSiCNO系薄膜被覆ガラスと成
り、しかもDCスパッタリング法でそのままの装置にお
いて高い成膜レートで安定して成し得、高効率で優れた
経済性をもって成し得ることができ、所期のめざすもの
とすることができた。
較例の各薄膜に比してことに耐アルカリ性が充分向上し
ており、耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性を有し、
絶縁体膜あるいは保護膜等として優れ、色調も透過色が
無色透明で反射色がイエロー色となり、各種ディスプレ
ー基板、各種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建
築用あるいは自動車用の窓材、ことに単板として等幅広
い分野において有用なSiCNO系薄膜被覆ガラスと成
り、しかもDCスパッタリング法でそのままの装置にお
いて高い成膜レートで安定して成し得、高効率で優れた
経済性をもって成し得ることができ、所期のめざすもの
とすることができた。
【0029】実施例2〜9
実施例1と同様の方法によって、表1に示すような単層
の薄膜およびその膜厚を得て、その薄膜において実施例
1で示したと同様の測定法等によって、同様の評価手段
で行い、その結果を表1にそれぞれ示す。
の薄膜およびその膜厚を得て、その薄膜において実施例
1で示したと同様の測定法等によって、同様の評価手段
で行い、その結果を表1にそれぞれ示す。
【0030】表1より明らかなように、各実施例共、実
施例1と同様のものが得られ、従来例である比較例の各
薄膜に比してことに耐アルカリ性が充分向上しており、
耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性を有し、必要に応
じて屈折率ならびに可視光線透過率を任意に種々選定で
き、絶縁体膜あるいは保護膜等として優れ、色調も無色
透明から各種色合いを得ることができ、各種ディスプレ
ー基板、各種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建
築用あるいは自動車用の窓材、ことに単板として等幅広
い分野において有用なSiCNO系薄膜被覆ガラスと成
り、しかもDCスパッタリング法でそのままの装置にお
いて高い成膜レートで安定して成し得、高効率で優れた
経済性をもって成し得ることができ、所期のめざすもの
とすることができた。
施例1と同様のものが得られ、従来例である比較例の各
薄膜に比してことに耐アルカリ性が充分向上しており、
耐摩耗性、耐薬品性、耐候性、耐久性を有し、必要に応
じて屈折率ならびに可視光線透過率を任意に種々選定で
き、絶縁体膜あるいは保護膜等として優れ、色調も無色
透明から各種色合いを得ることができ、各種ディスプレ
ー基板、各種光学材料品、各種電子材料品、ならびに建
築用あるいは自動車用の窓材、ことに単板として等幅広
い分野において有用なSiCNO系薄膜被覆ガラスと成
り、しかもDCスパッタリング法でそのままの装置にお
いて高い成膜レートで安定して成し得、高効率で優れた
経済性をもって成し得ることができ、所期のめざすもの
とすることができた。
【0031】比較例1〜3
実施例1と同様の方法によって表1に示すような単層薄
膜を得、その薄膜において、実施例1と同様の測定法、
同様の評価手段で行い、その結果を表1にそれぞれ示す
。
膜を得、その薄膜において、実施例1と同様の測定法、
同様の評価手段で行い、その結果を表1にそれぞれ示す
。
【0032】それぞれ、各実施例に比して、耐薬品性、
ことに耐アルカリ性が劣り、成膜レートも低く、ことに
RFスパッタリングにおいてはSiOあるいはSiCO
薄膜ではあるがかなり成膜レートが悪く、長く安定して
スパッタ操業をすることができ難いものであって、DC
スパッタにおいてのSiCO薄膜でも成膜レートが多少
低下することとなるとともに、長時間安定してスパッタ
操業をすることができ難いものであった。
ことに耐アルカリ性が劣り、成膜レートも低く、ことに
RFスパッタリングにおいてはSiOあるいはSiCO
薄膜ではあるがかなり成膜レートが悪く、長く安定して
スパッタ操業をすることができ難いものであって、DC
スパッタにおいてのSiCO薄膜でも成膜レートが多少
低下することとなるとともに、長時間安定してスパッタ
操業をすることができ難いものであった。
【0033】
【表1】
【0034】実施例10、11ならびに比較例4前記実
施例と同様の方法によって表2に示すような単層と2層
薄膜を得、その薄膜構成において、SiCNO薄膜の接
着力ならびに膜強度を評価するため、膜の耐摩耗性テス
トであるテーバー試験を行い、ヘーズ(曇り具合)値の
変化量(△H%)で示した。すなわち、テーバー試験機
(MODEL503、TYBER社製)に膜面を上にし
た10cm角の試験片をセットし、膜面に荷重500g
のかかった摩耗輪(CSー10F)が2ケ所で当たるよ
うになっているもので、300回回転した後、ヘーズメ
ーター(日本電色工業製、NDHー20D)によって測
定し、試験前の測定値と対比し、その変化量(△H%)
をもって表した数値である。
施例と同様の方法によって表2に示すような単層と2層
薄膜を得、その薄膜構成において、SiCNO薄膜の接
着力ならびに膜強度を評価するため、膜の耐摩耗性テス
トであるテーバー試験を行い、ヘーズ(曇り具合)値の
変化量(△H%)で示した。すなわち、テーバー試験機
(MODEL503、TYBER社製)に膜面を上にし
た10cm角の試験片をセットし、膜面に荷重500g
のかかった摩耗輪(CSー10F)が2ケ所で当たるよ
うになっているもので、300回回転した後、ヘーズメ
ーター(日本電色工業製、NDHー20D)によって測
定し、試験前の測定値と対比し、その変化量(△H%)
をもって表した数値である。
【0035】表2に示すように、前記SiCNO薄膜は
保護膜として優れているだけではなく接着力も優れ、多
層薄膜における接着層的な役目も含めた多機能を有する
薄膜として有用であることが明らかである。
保護膜として優れているだけではなく接着力も優れ、多
層薄膜における接着層的な役目も含めた多機能を有する
薄膜として有用であることが明らかである。
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】以上前述したように、本発明は通常のD
Cマグネトロン反応スパッタリング法でSiCターゲッ
トを用い、Ar、N2 、O2 、N2 Oの四種類の
導入ガスを各種量比で少なくとも2種類巧みに組み合わ
せて任意に調整して導入ガス雰囲気中にて、反応スパッ
タすることで、長時間安定して高成膜レートで、しかも
大面積基板をも充分成膜できることとなる等、安価で効
率良く巧みに成膜できることとなり、該SiCNO薄膜
あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜は耐薬品性
、ことに耐アルカリ性に優れ、高耐摩耗性、高耐久性、
高電気抵抗であるものであって、しかも屈折率、可視光
線透過率ならびに色調を適宜巧みに制御できたものとな
り、さらに高接着薄膜層的な役目も兼ね備えて例えば多
層積層薄膜自体をも高強度膜とせしめることができ、さ
らにまた他の各種機能薄膜と組み合わせてより優れた多
機能な多層積層薄膜となり、該薄膜被覆層を被覆形成す
るガラス基板は、単板で充分使用できて、各種ディスプ
レー基板、各種フィルターなどの光学材料品、電子材料
品、ならびに建築用あるいは自動車用窓材等に採用でき
るものとなり、幅広い分野で有用なSiCNO系薄膜被
覆ガラスおよびその製法を提供するものである。
Cマグネトロン反応スパッタリング法でSiCターゲッ
トを用い、Ar、N2 、O2 、N2 Oの四種類の
導入ガスを各種量比で少なくとも2種類巧みに組み合わ
せて任意に調整して導入ガス雰囲気中にて、反応スパッ
タすることで、長時間安定して高成膜レートで、しかも
大面積基板をも充分成膜できることとなる等、安価で効
率良く巧みに成膜できることとなり、該SiCNO薄膜
あるいはSiCNOを主成分とする複合薄膜は耐薬品性
、ことに耐アルカリ性に優れ、高耐摩耗性、高耐久性、
高電気抵抗であるものであって、しかも屈折率、可視光
線透過率ならびに色調を適宜巧みに制御できたものとな
り、さらに高接着薄膜層的な役目も兼ね備えて例えば多
層積層薄膜自体をも高強度膜とせしめることができ、さ
らにまた他の各種機能薄膜と組み合わせてより優れた多
機能な多層積層薄膜となり、該薄膜被覆層を被覆形成す
るガラス基板は、単板で充分使用できて、各種ディスプ
レー基板、各種フィルターなどの光学材料品、電子材料
品、ならびに建築用あるいは自動車用窓材等に採用でき
るものとなり、幅広い分野で有用なSiCNO系薄膜被
覆ガラスおよびその製法を提供するものである。
Claims (3)
- 【請求項1】 透明ガラス基板の表面に、少なくとも
一層のSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とす
る複合薄膜を被覆して一層または多層の薄膜被覆層を形
成して成り、該SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主
成分とする複合薄膜の膜厚が10〜5000Åであって
、かつ耐アルカリ性として30%NaOH溶液による該
SiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とする複合
薄膜の膜ベリ量が10Å/60℃、3.5分以下である
ことを特徴とするSiCNO系薄膜被覆ガラス。 - 【請求項2】 前記SiCNO薄膜あるいはSiCN
Oを主成分とする複合薄膜の屈折率が1.5〜2.8で
あって、かつ該薄膜を少なくとも被覆したSiCNO系
薄膜被覆ガラスの可視光線透過率が5〜90.7%であ
ることを特徴とする請求項1記載のSiCNO系薄膜被
覆ガラス。 - 【請求項3】 透明ガラス基板の表面に、少なくとも
一層のSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分とす
る複合薄膜を被覆して一層または多層の薄膜被覆層を形
成して成るSiCNO系薄膜被覆ガラスを製造するに当
たり、真空薄膜積層装置内に、ターゲットとしてSiC
を用い、Ar、N2 O、O2、N2 ガスのうち少な
くとも2種以上の導入ガス雰囲気中において、DC反応
スパッタリング法により、膜厚が10〜5000Åの範
囲となるSiCNO薄膜あるいはSiCNOを主成分と
する複合薄膜を成膜することを特徴とするSiCNO系
薄膜被覆ガラスの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018678A JPH04260637A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | SiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018678A JPH04260637A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | SiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260637A true JPH04260637A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=11978270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018678A Pending JPH04260637A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | SiCNO系薄膜被覆ガラスおよびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260637A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003013216A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Bridgestone Corp | 透明薄膜の成膜方法 |
| US6774418B2 (en) * | 2000-02-22 | 2004-08-10 | Micron Technology, Inc. | Low dielectric silicon oxynitride spacer films and devices incorporating such films |
| US6800182B2 (en) | 1999-10-13 | 2004-10-05 | Asahi Glass Company, Limited | Sputtering target, process for its production and film forming method |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3018678A patent/JPH04260637A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800182B2 (en) | 1999-10-13 | 2004-10-05 | Asahi Glass Company, Limited | Sputtering target, process for its production and film forming method |
| US6774418B2 (en) * | 2000-02-22 | 2004-08-10 | Micron Technology, Inc. | Low dielectric silicon oxynitride spacer films and devices incorporating such films |
| JP2003013216A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Bridgestone Corp | 透明薄膜の成膜方法 |
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