JPH06501745A - 耐磨耗性被覆基材製品 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 耐磨耗性被覆基材製品 発明の分野 本発明は一般に被覆された基材製品（ｃｏａｔｅｄ　５ｕｂｓｔｒａｔｅ　ｐｒ ｏｄｕｃｔ）に関する。

更に詳しくは、本発明は、透明な基材、一つ以上の中間層及びダイヤモンド状の する。

発明の背景 ガラスの性質は、それを多くの用途に使用するのに理想的な基材にする。特に、 光学的透明性と、わずかのコストにおけるかなりの強度の組み合わせは、ガラス 製品の広範な使用を可能にする。しかしながら、ガラスは幾つかの制限を問題と している。ガラスは特に硬質の材料ではな（、その結果、それは多（の用途で磨 耗する。更に、ガラスは多（のアルカリ物質及びフッ化水素酸と化学反応する。

こうして、ガラスが更に耐磨耗性であり、しかも更に化学反応性でなかったなら ば、新規な用途及び既存の用途における優れた性能がガラス製品について実現で きたであろう。改良された耐磨耗性により有益になり得るガラス製品の例として 、眼鏡レンズ及びサングラスレンズ、建築用ガラス、分析装置のウィンドー、自 動車のフロントガラス、並びに小売店及びスーパーマーケットで使用するための レー？−バーコードスキャナーが挙げられる。

ダイヤモンド状炭素フィルム（ＤＬＣと称する）は当業界で公知であり、そして ガラスを含む種々の基材の耐磨耗性を増強するための可能性のある被覆物として 認められていた。ＤＬＣ被覆物は優れた光学的性質を有し、かつ磨耗及びフッ化 水素酸を含む種々の酸による薬品侵食に対して優れた抵抗性を示す。しかしなが ら、ＤＬＣ被覆物は、透明な基材への被覆物の接着性が優れている場合にのみ、 改良された耐磨耗性を基材に付与することがわかった。

ガラス基材の被覆に最も自明かつ普通の方法は、ＤＬＣ被覆物を清浄なガラス表 面に直接に適用することである。しかしながら、この方法は、不十分な接着、ひ いては不十分な耐磨耗性を示すＤＬＣ被覆物をしばしば生じる。ＤＬＣ被覆物は 典型的にはかなりの圧縮応力下にある。この応力は、ガラス基材に接着して残存 する被覆物の能力に大きく影響する。更に、ガラスは、多（のアルカリ酸化物及 びその他の添加剤（これらはＤＬＣ被覆物中の炭素原子へのガラス中の５ｉＯｚ の結合を阻害し得る）をしばしば含む。ガラス中の５ｉｎｓとＤＬＣの反応は被 覆物が優れた接着性を示すのに必須であると現在考えられる。それ故、非自明な 方法が、優れた耐磨耗性を与える高度に接着性のＤＬＣ被覆物を有するガラス基 材を製造するのに必要とされる。

ガラス基材の他に、多くのその他の光学上透明な基材、例えば、サファイア、ガ ラス質セラミックス、塩（ＮａＣｔ　、　ＫＢｒ　５ＫＣＩ　、等）、金属フッ 化物及び金属酸化物がＤＬＣ被覆物により有益になり得るが、これらはＤＬＣ層 の結合を阻害する元素を含む。

ＤＬＣを付着する多くの方法が実証されており、これらの方法は高周波プラズマ 付着、炭素ターゲットからのイオンビームスパッター付着、イオンビーム補助に よるイオンビームスパッターされた炭素、直接イオンビーム付着、二重イオンビ ーム付着、炭素ターゲットからのレーザーアブレーション付着、及び炭素のイオ ンビーム補助された蒸発を含む。これらの従来技術の多くはＤＬＣをガラス基材 に付着するのに使用されていたが、従来技術はガラス基材へのＤＬＣの付着また は被覆された基材製品の耐磨耗性を重要視していなかった。下記の文献が例示さ れる。

米国特許第４７４６５３８号、同第４４００４１０号、同第４３８３７２８号、 同第４５０４５１９号、同第４６０３０８２号、同第４０６０６６０号、同第４ ８７７６７７号、同第４５６９７３８号及び同第４６６１４０９号明細書；日本 特許第６３２２１８４１号、同第６３２２１８４０号、同第６３１９５２６６号 、同第１１４７０６８号、同第１１４７０６７号、同第６４−２００１号、同第 ５９−２６ＱＯ６号及び同第５１１２８６８６号明細書：欧州特許第ＤＤ−２０ ３９０３号、５Ｕ１００６４０２号、欧州特許出願＃ＥＰ０２４３５４１（ＷＯ ８７１０２７１３）　；　ドイツマン（Ｄｅｕｔｃｌｍｎ）ら、Ｐｒｏｃ、　５ ＰＩＥ−Ｉｎｔ、　Ｓａｃ、　Ｏｐｔ、@Ｅｎｇ。

１１４６、１２４−３４．１９８９　、コリンズ（Ｃｏｌｌｉｎｓ）ら、Ｐｒｏ ｃ、　ＰＩＥ−１ｎｔ、　Ｓｏｃ、　Ｏｐｔ、　Ｅｎｇ、　P１４６゜ ブベンデー（Ｂｕｂｅ；＋ｚｅｒ）ら、Ｐｒｏｃ、　ＤＡＲＰＡ　Ｗｏｒｋｓｈ ｏｐ　Ｄｉａ！＋１０ｎｄ−Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｃｏ≠煤A。

Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｄａｔｅ　１９８２．　ｌ５ｓｕｅ　ＡＤ−ＡＩ３６７６６、 ３３−４７、Ｂ、ベンドウ（Ｂｅｎｄｏｗ）によりＮＢ５１４４、２０１−９． １９８６゜しかしながら、これらの文献は、基材へのアモルファス炭素被覆物の 接着性を改良するための透明な中間層の使用を記載していない。

それ故、本発明の目的は、優れた耐磨耗性及び低下された化学反応性を有する被 覆された基材製品を提供することにある。

本発明の別の目的は、高度に接着性であり、かつ優れた耐磨耗性を示すダイヤモ ンド状炭素被覆物を光学上透明な基材の表面に施すことにある。

本発明の別の目的は、洗浄の容易な被覆基材を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、優れた耐磨耗性を有する被覆された基材製品を製造開 示された耐磨耗性の被覆された基材製品は、従来技術に関連する不利及び欠点を かなり減少または排除する。本発明は、母基材（ｐａｒｅｎｔ　５ｕｂｓｔｒａ ｔｅ）、一つ以上の中間層及びダイヤモンド状炭素層を含む実質的に光学上透明 な複合材料構造物を開示する。また、本発明は被覆された基材製品の加工法を開 示する。

その方法によれば、基材表面が最初に化学的に脱脂される。第二程で、基材表面 は強力なガスイオンで衝撃されて（ｂｏｍｂａｒｄｅｄ　）、残留炭化水素だけ でなくアルカリ金属及びその他の添加剤の除去を助ける。基材表面がスパッター エツチングされた後、一つ以上の中間層が基材に化学的に蒸着され、続いてダイ ヤモンド状炭素層が付着される。必要な数の中間層及びダイヤモンド状炭素層が 一旦付着されると、被覆基材が冷却され、反応器から除去される。

図面の簡単な説明 更なる特徴及び利点が添付図面に示されるような本発明の好ましい実施態様の下 記の更に特別の説明により明らかになる。図中、同様の参照記号は一般に図中の 同じ部分または部材（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を表す。

図１は本発明の被覆された基材製品の断面図である。

図２は本発明の更に別の実施態様の被覆された基材製品の断面図である。

図３は本発明の更に別の実施態様の被覆された基材製品の断面図である。

発明の詳細な説明 本発明によれば、開示された耐磨耗性の被覆された基材製品は、従来技術に関連 する不利及び欠点をかなり減少または排除する。図１〜３に示されるように、開 示された発明は、母基材、一つ以上の中間層及びダイヤモンド状炭素層を含む実 質的に光学上透明な複合材料構造物である。“実質的に光学上透明な”という用 語は、電磁スペクトルの可視領域（これは一般に３５０ナノメーター〜約７５０ ナノメーターの波長である）の光に対して透明であることを意味する。本発明の 非常に重要な技術上の利点は、得られる多層複合材料構造物が種々の基材、特に ガラス上に高度に耐磨耗性の表面を生じることである。

図１に示されるような本発明の好ましい実施態様において、第一中間層（または 接着媒介層）２が母基材ｌ　にれは実質的に光学上透明なアモルファス材料、単 結晶、多結晶材料、ガラス、基材料、セラミック材料及び／またはこれらの混合 物を含む）に化学的に蒸着される。“化学的に蒸着される”という用語は、固体 の前駆体材料からの熱蒸発、電子線蒸発、マグネトロンスパッタリング、イオン ビームスパッタリング；反応性の気体前駆体材料からの熱活性化された付着：気 体前駆体材料からのグロー放電、プラズマ、またはイオンビーム付着を含む真空 付着法により付着される材料を意味することが意図されている。第一中間層２は イオンビームまたはマグネトロンスパッタリングにより母基材ｌに付着されるこ とが好ましい。

更に、気体または固体の前駆体材料からのアーク噴霧またはプラズマ噴霧付着、 または反応性の気体前駆体材料からの熱活性化された付着を含む大気圧付着法が 第一中間層２を付着するのに使用し得る。

第一中間層２は、一般に、アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ基材ｌ及 びダイヤモンド状炭素層３に対して強い化学結合を形成することができる実質的 に光学上透明な材料を含む。“強い化学結合”という用語は、かなりの量の一種 以上の元素（これらは炭素と化学反応をおこなってカーバイド結合を形成するこ とができる）を含むことを意味することが意図されている。アルカリ金属及びフ ッ素の不在は、第一中間Ｗ１２とダイヤモンド状炭素層３の間の高度に接着性の 界面を得るのに必須である。こうしてまた、第一中間層２は母基材ｌからダイヤ モンド状炭素層３へのアルカリ金属及び添加剤の拡散に対してバリヤーを与える という性質を有する必要がある。

本発明の好ましい実施態様において、第一中間層は、酸化ケイ素、二酸化ケイ素 、酸化イツトリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化 チタン、酸化ジルコニウム及びこれらの混合物を含む。“酸化物”という用語は 、化学Ｉ論的に酸化された材料、または部分酸化された材料（これは過剰の金属 原子を含み、または酸素不足である）を意味することが意図されている。第一中 間層は更に窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジル コニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物を含 んでいてもよい。“窒化物”という用語は、化学量論量の窒素を含む材料、また は過剰の窒素原子を含み、もしくは窒素不足である材料を意味することが意図さ れている。“炭化物”という用語は、化学量論量の炭素を含む材料、または過剰 の炭素原子を含み、もしくは炭素不足である材料を意味することが意図されてい る。

第一中間層２は厚さが５λ〜１０．０００人であってもよい。第一中間層２は少 なくとも１０人の厚さであることか好ましい。

母基材１への第一中間層２の付着後に、ダイヤモンド状炭素層３が被覆基材に化 学的に蒸着される。ダイヤモンド状炭素層３は厚さが１０人〜１０μｍであって もよい。ダイヤモンド状炭素層は少なくとも２００人の厚さであることが好まし い。

構造物の耐磨耗性を更に増強するために、一つより多くの中間層または複数の交 互の中間層とダイヤモンド状炭素層３が母基材ｌに付着されてもよい。この配置 はＤＬＣ材料の更に大きな合計の厚さの付着を可能にし、これが耐磨耗性を更に 増大する。こうして、図示されていない本発明の更に別の意図される実施態様は 母基材１、二つの異なる別々に付着された第一中間層２及びダイヤモンド状炭素 層３：または母基材ｌ及び二つ以上の対の第一中間層２とダイヤモンド状炭素層 ３を含んでいてもよい。

図２に示されるような本発明の別の実施態様において、第二中間層４が被覆基材 に化学的に蒸着され、そして第二中間層４が第一中間層２とダイヤモンド状炭素 層３の間に配置されるように位置される。同様に、第二中間層４は、アルカリ金 属原子及びフッ素を含まず、かつ第一中間層２及びダイヤモンド状炭素層３に対 して強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料を含む。第二中間層は 実質的に光学上透明な窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウム 、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イツトリウム、酸化ゲルマニウム、酸化 ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、炭 化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物を含んでもよい。

第二中間層４はアルカリ金属原子、フッ素及び／またはいずれかの付加的な添加 剤（これらはダイヤモンド状炭素層３の接着性に悪影響する）に対する拡散バリ ヤーを与えるので、第一中間層は実質的に光学上透明な酸化アルミニウム、酸化 セリウム、酸化スズ、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリ ウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸 化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化セリウム、酸化ラ ジウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウ ム、フッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化 リチウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛及びこれらの混合物を更に含んでいてもよい 。

第二中間層４は厚さが５λ〜１０．０００人であってもよい。第二中間層４は少 なくとも１０人の厚さであることが好ましい。

また、第二中間層４は、可視光を反射でき、かつ第二中間層２及びダイヤモンド 状炭素層３と強い化学結合を形成できる下記の二つの群から選ばれた実質的に光 学上透明な金属材料を含んでいてもよい。第一の群において、金属材料はケイ素 、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、タングステン、イツトリウム、タン タル、チタン及びジルコニウムからなってもよい。これらの金属材料は全てダイ ヤモンド状炭素層３に対し強い化学結合を形成する。

金属材料の第二の群はバナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム、テク ネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金 、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、スズ、オスミウ ム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマス及びポロニウムを含む。第二中間層４ はレニウム、イリジウム、スズ、インジウム、アルミニウム、ニッケル、鉄、ク ロム、銅、金、銀及び白金を含むことが好ましい。これらの材料はアルカリ金属 原子及びフッ素に対して拡散バリヤーを与えるが、それらはダイヤモンド状炭素 層３と強い炭化物結合を形成しない。それ故、これらの金属材料のいずれかが第 二中間層４に選ばれる場合、第三中間層（図示されていない）が第二中間層４と ダイヤモンド状炭素層３の間に配置される必要がある。同様に、第三中間層は、 アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タン タル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イツトリウム、酸 化ゲルマニウム（ゲラニウム）、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、 酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム （ゲラニウム）及びこれらの混合物からなる群から選ばれる実質的に光学上透明 な材料を含む。必要ではないが、この第三中間層は上記の金属材料の第一の群と 共に使用されてもよい。

金属第二中間層４は厚さが５人〜１０００人であってもよい。金属第二中間層４ は少なくとも２５人の厚さであることが好ましい。

図３に示されるような本発明の更に別の実施態様において、上記の図２に示され た実施態様に、第一中間層２及びダイヤモンド状炭素層３を含む第二複合材料層 が施される。得られる多層構造物は、こうして、母基材ｌ、第一中間層２、第二 中間層４、ダイヤモンド状炭素層３、第一中間層２及びダイヤモンド状炭素層３ である。また、その構造物は、母基材ｌ、二つの第一中間層２、ダイヤモンド状 炭素層３、第一中間層２及びダイヤモンド状炭素層を含んでいてもよい。

適当な中間層２．４及びダイヤモンド状炭素層３の厚さを選択することにより、 光学被覆デザインの業界で知られている基準が本発明の上記の実施態様の夫々に 使用されて四分の一波長スタック（ｑｕａｔｅｒ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｔ＋　５ ｔａｃｋｓ）及びその他の“誘電スタック”被覆形態を生じることができる。こ れらの誘電スタック形態において、光学的干渉作用が波長選択性のミラーまたは 反射防止フィルムを製造するのに使用し得る。中間層２．４及びダイヤモンド状 炭素層３の少な（とも一つの適当な厚さを選択することにより、前もって決めた 波長範囲の光の反射が最小または最大にし得る。現在、通常の光学被覆物では得 ることができない優れた耐磨耗性及び環境上の耐久性が、こうして、本発明への 誘電スタック形態の導入により実現し得る。

本発明の方法は、当業者に透明な耐磨耗性の被覆された基材製品の加工方法を教 示する。その方法によれば、第一工程は母基材１の表面を化学的に脱脂すること を伴う。次いで基材１は化学蒸着反応器である真空室に入れられ、空気が約５Ｘ 　１０−’　トール未満まで真空室から排気される。

次の工程では、基材Ｉの表面が強力なイオンまたは原子でスパッターエツチング されて、残留炭化水素だけでな（アルカリ金属及びその他の添加剤（これらは、 普通、基材、特にガラスの表面に存在する）の除去を助ける。ガラス基材の表面 にあるアルカリ金属（Ｎａ　、　Ｃａ）の濃度はイオンスパッターエツチング時 間の関数としてかなり減少され、また増加されたスパッターエツチング時間はダ イヤモンド状炭素層３の接着を改良したことがわかった。［実施例Ａ−Ｑを参照 のこと］それ故、アルカリ金属及びその他の添加剤の除去は母基材１とダイヤモ ンド状炭素層３の間の高度に接着性の界面を得るのに必須であると結論される。

スパッターエツチングは、不活性ガスイオン、水素イオンまたは酸素イオンのビ ーム；不活性ガス、水素または酸素のグロー放電またはプラズマにより行い得る 。本発明の好ましい実施態様において、スパッターエツチングは少なくとも２０ ０ｅＶのエネルギーの強力なガスイオンのビームで行われる。

スパッターエツチング工程後に、一つ以上の中間層が母基材ｌに化学的に蒸着さ れる。最初のサイクル中に、上記の通常の化学蒸着法のいずれかが中間層２、４ を付着するのに使用し得る（図２及び図３）。夫々の中間層２．４の付着速度は 一般に約０．１−１ｏミクロン／時間の範囲である。夫々の中間層の合計の厚さ は約５Ａ−１０，０００人の範囲であってもよい。本発明の好ましい実施態様に おいて、夫々の中間層の合計の厚さは少なくとも１０人である。

母基材ｌへの一つ以上の中間層の化学蒸着後に、ダイヤモンド状炭素層３が被覆 基材に付着される。ダイヤモンド状炭素層３は、下記の通常の方法；（ｉ）炭素 を含むガスまたは炭素を含む蒸気にれはまた水素、窒素を含むガス、酸素を含む ガス及び／または不活性ガスと混合されてもよい）からの直接イオンビーム付着 、二重イオンビーム付着、グロー放電、ＲＦ−プラズマ、ＤＣ−プラズマ、また はマイクロ波プラズマ付着、（ｉｉ）固体炭素ターゲット材料からの電子線蒸発 、イオン補助蒸発、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング 、またはイオン補助スパッター付着、または（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み 合わせにより付着し得る。

本発明の好ましい実施態様において、一つ以上のダイヤモンド状炭素層が炭化水 素ガスまたは炭素蒸気からイオンビーム付着により付着される。また、イオンビ ーム付着は不活性ガスまたは水素と組み合わせて行われてもよい。

ダイヤモンド状炭素層３の付着速度は一般に約０．１−１０ミクロン／時間の範 囲である。ダイヤモンド状炭素層の合計の厚さは一般に約１０人〜１０μｍの範 囲である。ダイヤモンド状炭素層３の厚さは少なくとも２００人の厚さであるこ とが好ましい。

前記の実施態様に詳しく説明されたような適当な中間層と一つ以上のダイヤモン ド状炭素層３の付着後に、被覆された基材製品は、付着法を停止し、基材が実質 的に室温に達するまで基材に不活性ガスを通すことにより冷却される。次いで、 優れた耐磨耗性を示す被覆された基材製品が反応器から除去される。

下記の実施例は本発明の優れた性能を説明する。実施例は説明の目的のみのため であり、請求の範囲を制限することを何ら意味するものではない。

実施例Ａ ２“ｘ２”Ｘｏ、３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートをガラスバーコー ドスキャナーウィンドーから切断し、下記の操作により被覆した。ガラスプレー トを超音波浴中でトリクロロエタン、続いてメタノール溶剤により化学的に洗浄 した。

試料を除去し、窒素ガスで吹いて乾燥させた。次いでガラスプレートを基材ホル ダーに取付け、基材表面の一部をマスクした。次いで試料を真空室に挿入し、次 いでこれを８　ｘ　１０−”　）−−ルまで排気した。試料を５００ｅＶのエネ ルギー及び０．５ＢＡ／ＣＩ！ｌｔの電流密度でＡｒ＋イオンのビームにより１ 分間スパッターエツチングした。

次いで試料を、７．２　ｘ　１０’−’　トールの圧力”ｃＣＨ，ガスで操作さ れるｌｌ口のイオンビーム源を使用して直接イオンビーム付着により被覆した。

そのイオンエネルギーは７５ｅＶであり、イオンビーム電流密度は０．３にφが であった。厚さ３０００人の透明な被覆物を付着した。試料を除去し、鋭いガラ ス片またはガラスジャーで被覆領域と被覆されていない（マスクされた）領域の 界面を横切ってこすることにより引掻試験した。被覆されていない領域は深くて 広い掻き傷を示したが、ＤＬＣ被覆領域では掻き傷は観察されなかった。試料を 沸騰水の浴（２分間）そして氷水（２分間）に交互に浸漬することにより被覆物 を接着性について試験した。１回の熱サイクル後に、被覆物はガラ久基材から剥 離した。

実施例Ｂ ２”ｘ２”Ｋ　Ｏ，，３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートを化学的に洗 浄し、取付け、マスクし、実施例Ａに記載した操作により真空中で１０分間イオ ンスパッターエツチングした。次に、５ｉｎｓの厚さ１００　Ａの層を石英ター ゲットからＡｒ＋イオンビームスパッター付着によりガラスプレートに付着した 。次いで、厚さ３．０００人のダイヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法 により付着した。その被覆物は、鋭いガラス片またはガラスジャーによりこすら れた場合に傷つけられなかった。被覆物は沸騰水と氷水の間の５回の熱サイクル 後に接着したままであった。

実施例Ｃ ２”ｘ２”ｘＯ，３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートを化学的に洗浄し 、取付け、マスクし、実施例Ｂに記載した操作により真空中でイオンスパッター エツチングした。次に、５ｉｎｔの厚さｌ、　０００人の層を石英ターゲットか らＡｒ＋イオンビームスパッター付着によりガラスプレートに付着した。次いで 、厚さ３．０００人のダイヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法により付 着した。その被覆物は、鋭いガラス片またはガラスジャーによりこすられた場合 に傷つけられながった。

被覆物は沸騰水と氷水の間の５回の熱サイクル後に接着したままであった。

実施例Ｄ ２”ｘ２”ｘＯ，３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートを化学的に洗浄し 、取付け、マスクし、実施例Ｂに記載した操作により真空中でイオンスパッター エツチングした。次に、実施例Ｂに記載した被覆を連続して３回繰り返し、こう してガラスプレートに付着された合計の被覆物の厚さは９．３００人であった。

その被覆物は、鋭いガラス片またはガラスジャーによりこすられた場合に傷つけ られながった。被覆物は沸騰水と氷水の間の５回の熱サイクル後に接着したまま であった。

実施例Ｅ ２”ｘ２”Ｘｏ、３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートを化学的に洗浄し 、取付け、マスクし、そしてスパッターエツチング時間が５分間であった以外は 実施例Ａに記載した操作により真空中でイオンスパッターエツチングした。次に 、Ａ１．０．の８０θ人の厚さの層を酸化アルミニウムターゲットからＡｒ＋イ オンビームスパッター付着によりガラスプレートに付着した。次いで、厚さ２０ ０人のダイヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法により付着した。その被 覆物は、鋭いガラス片によりこすられた場合に傷つけられなかった。２４時間後 に、被覆物は基材から剥離した。

実施例Ｆ じ　（直径）Ｘｏ、０６”（厚さ）のソーダ灰ガラスディスクを化学的に洗浄し 、取付け、マスクし、実施例Ａに記載した操作により真空中でイオンスパッター エツチングした。次に、ＡｈＯｓの１０．０００人の厚さの層を酸化アルミニウ ムターゲットからＡｒ＋イオンビームスパッター付着によりガラスプレートに付 着した。次いで、５ｉｆｔの厚さ３００人の層を石英ターゲットからＡｒ＋イオ ンビームスパッター付着によりＡｌｔｏｓ層の上に付着した。次に、厚さ２００ 人のダイヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法により付着した。その被覆 物は、鋭いガラス片によりこすられた場合に傷つけられなかった。沸騰水と氷水 の間の５回の熱サイクル後に、被覆物は接着したままであった。

実施例Ｇ ６”ｘ６″Ｘ０．３７５”（厚さ）のフロートガラスプレートを、最初に有機ス ズ化合物から熱活性化された付着により約２．０００人のＳｎＯ□で被覆した。

次いで、そのプレートを実施例Ａに記載した操作により化学的に洗浄し、取付け 、マスクし、真空室中に設置し、次いでこれを３．５　ｘ　１０−’　トールま で排気した。その試料を５００ｅＶのエネルギー及び０．５　ｍＡ／ＣＩ！”の 電流密度でＡｒ＋イオンのビームにより２分間スパッターエツチングした。次に 、Ｓｉｎｇの厚さ１．０００人の層を石英ターゲットからＡｒ＋イオンビームス パッター付着によりＳｎＯ，層の上に付着した。次いで、厚さ２．０００人のダ イヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法により付着した。

沸騰水と氷水の間の５回の熱サイクル後に、被覆物は接着したままであった。

実施例Ｈ 約２．０００人のＳｎｏｗで被覆された６″ｘ　６’　ｘ　Ｏ，３７５”（厚さ ）のフロートガラスプレートを実施例Ａに記載した操作により化学的に洗浄し、 取付け、マスクし、真空室中に設置し、次いでこれを６　ｘ　１０”″トールま で排気した。その試料を５００ｅＶのエネルギー及び０．５　ｍＡ／Ｃｍ”の電 流密度でＡｒ＋イオンのビームにより２分間スパッターエツチングした。次いで 、厚さ　２．０００人のダイヤモンド状炭素層を実施例Ａに記載した方法により 付着した。付着中に、ＤＬＣ被覆物は基材から剥離し始め、不十分な接着を示し た。

実施例■ ２７Ｉ（直径）　ｘ　２ａｎ（厚さ）のサファイアウィンドーをトリクロロエタ ン、続いてアセトン、次いでメタノール中で超音波洗浄し、窒素ガスで吹いて乾 燥させた。

サファイア試料を真空被覆系に取付け、排気後に、実施例Ａに記載したように３ 分間スパッターエツチングした。次いで、厚さｌ、　０００人のダイヤモンド状 炭素層を、実施例Ａに記載した条件を使用してサファイア基材に付着した。被覆 室からしなかったことを示す。

実施例Ｊ ２７ｍ（直径）　Ｘ　２１１０（厚さ）のサファイアウィンドーを洗浄し、真空 被覆系に取付け、排気し、実施例Ａに記載した条件を使用して１分間スパツター エ・ツチングした。次いで、Ｓｉｎｇの１００人の厚さの層を、実施例Ｂに記載 した条件を使用してサファイア基材に付着した。次に、透明な厚さ１，０００人 のダイヤモンド状炭素層を、実施例Ａに記載した条件を使用してサファイア基材 に付着した。ダイヤモンド状炭素被覆物は非常に接着性であり、５０ミクロンの 石英粉末で傷つけられなかった。

実施例に ２７ｍ＋　（直径）　ｘ　２ａｎ（厚さ）のサファイアウィンドーを洗浄し、真 空被覆系に取付け、排気し、実施例Ａに記載した条件を使用して１分間スノ５ツ ターエ・ツチングした。次いで、Ｓｉの５０人の厚さの層をＳｉターゲットから Ａｒ“イオンビームスノ５・ツタ−付着によりサファイア基材に付着した。次に 、透明な厚さｌ、　０００人のダイヤモンド状炭素層を、実施例Ａに記載した条 件を使用してサファイア基材に付着した。続いて、被覆物の光学分光分析は、Ｓ ｉ層がこの方法によりＳｉＣの透明な層に変換されたことを明らかにした。ダイ ヤモンド状炭素被覆物は非常に接着性であり、５０ミクロンの石英粉末で傷つけ られなかった。

実施例し ＋３０ｎｏ（直径）　ｘ　Ｉｌｍ（厚さ）のアルミノシリケートディスクを真空 被覆系に取付け、排気し、実施例Ａに記載した条件を使用して５分間スノくツタ 一二・ソチングした。次いで、Ｓｉｎｇの１００人の厚さの層を、実施例Ｂに記 載した条件を使用してアルミノシリケート基材に付着した。次に、ダイヤモンド 状炭素の厚さ１５０人の層を、実施例Ａに記載した条件を使用してアルミノシリ ケート基材に付着した。その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス片で傷つ けられなかった。

実施例Ｍ コーニング・コード（Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｃｏｄｅ）＃９９８４−パイロセラム（ ＰｙｒｏｃｅｒａｍＸ注：パイロセラムは少なくともルチル、酸化アルミニウム 、及びケイ酸マグネシウムを含むガラス／セラミック材料である）の５．５　” 　１５．５　”　ｘ　Ｏ，１８”（厚さ）のプレートをイソプロピルアルコール 中で洗浄し、窒素ガスで吹いて乾燥させ、真空被覆系に取付け、排気し、実施例 Ａに記載した条件を使用して１５分間スパッターエツチングした。次いで、５ｉ Ｏｚの２００人の厚さの層を、実施例Ｂに記載したように基材に付着した。次に 、ダイヤモンド状炭素の透明な厚さ２０００人の層を、実施例Ａに記載した条件 を使用して基材に付着した。その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス片で 傷つけられなかった。

実施例Ｎ ホウケイ酸塩ガラスの５．５″ｘ５．５”ｘＯ，１８″（厚さ）のプレートをイ ソプロピルアルコール中で洗浄し、窒素ガスで吹いて乾燥させ、真空被覆系に取 付け、排気し、実施例Ａに記載した条件を使用して１５分間スパッターエツチン グした。次いで、Ｓｉｎｇの２００人の厚さの層を、実施例Ｂに記載したように 基材に付着した。

次に、ダイヤモンド状炭素の透明な厚さ２０００人の層を、実施例Ａに記載した 条件を使用して基材に付着した。その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス 片で傷つけられなかった。

実施例０ ２”　Ｘ　２”　Ｘ　ｌ／４”（厚さ）のフロートガラス片及び７０ａｎ　（直 径）ｘ３ａｎ（厚さ）の（すんだ灰色のサングラスレンズをイソプロピルアルコ ール中で超音波洗浄し、窒素ガスで吹いて乾燥させた。その基材を真空被覆系に 取付け、排気後に、実施例Ａに記載したように５分間スパッターエツチングした 。次いで、ＳｉＯ２の１００人の厚さの層を、実施例Ｂに記載した条件を使用し て基材に付着した。次に、Ｓｉの厚さ１００人の層をＳｉターゲットからＡｒ＋ イオンビームスパッター付着によりＳｉ０ｇ層の丘に付着した。最後に、透明な 厚さ１，０００人のダイヤモンド状炭素層を、実施例Ａに記載した条件を使用し てＳｉ層の上に付着した。その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス片（こ れは被覆されていないガラス基材を容易に傷つけることができた）で傷つけられ なかった。サングラスレンズの被覆物は強い青紫色の反射色を示した。

実施例Ｐ ２”ｘ２”ｘ　ｌ／４”（厚さ）のフロートガラス片及び７０ｍｍ　（直径）ｘ ３ｏｎ（厚さ）のくすんだ灰色のサングラスレンズをイソプロピルアルコール中 で超音波洗浄し、窒素ガスで吹いて乾燥させた。その基材を真空被覆系に取付け 、排気後に、実施例Ａに記載したように５分間スパッターエツチングした。次い で、５ｉｆｔの１００人の厚さの層を、実施例Ｂに記載した条件を使用して基材 に付着した。次に、Ｃｒ金属の厚さ１００人の層をＣ「ターゲットからＡｒ＋イ オンビームスパッター付着により付着した。次に、５ｉｆｔの１００人の厚さの 第二の層をＣｒ層の上に付着した。最後に、透明なダイヤモンド状炭素の厚さ１ ．０００人の層を、実施例Ａに記載した条件を使用して５ｉｎｔ層の上に付着し た。その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス片（これは被覆されていない ガラス基材を容易に傷つけることができた）で傷つけられなかった。サングラス レンズの被覆物は明るい青の反射色を示した。

実施例Ｑ 接着性の耐磨耗性の四分の一波長スタックの反射性被覆物をガラス基材上に形成 した。その層の厚さを、４５０ナノメーターの波長で反射率を最大にするように 選んだ。付着したＳｉｎ、層の屈折率は約１．５であり、付着したＤＬＣ層の屈 折率は約２．０５であった。その被覆物を下記のようにして形成した。

２”ｘ２”Ｘ　ｌ／４”（厚さ）のフロートガラス片及のＯａ＋　（直径）ｘ３ ｎｏ（厚さ）の（すんだ灰色のサングラスレンズをイソプロピルアルコール中で 超音波洗浄し、窒素ガスで吹いて乾燥させた。その基材を真空被覆系に取付け、 排気後に、実施例Ａに記載したように５分間スパッターエツチングした。次いで 、Ｓｉｎ、の７５０人の厚さの層を、実施例Ｂに記載した条件を使用して基材に 付着した。次に、透明なダイヤモンド状炭素の厚さ５５０人の層を、実施例Ａに 記載した条件を使用して第一５ｉＯｚ層の上に付着した。次に、５ｉｆｔの７５ ０人の厚さの層を、実施例Ｂに記載した条件を使用して基材に付着した。最後に 、透明なダイヤモンド状炭素の厚さ５５０人の層を、実施例Ａに記載した条件を 使用して第二５ｉｆｔ層の上に付着した。

その被覆物は非常に接着性であり、鋭いガラス片（これは被覆されていないガラ ス基材を容易に傷つけることができた）で傷つけられなかった。被覆物はサング ラスレンズで淡黄色−青色の反射色を示し、またガラスプレートで淡青色の反射 色を示した。

以上の説明から、当業者は、本発明が実質的に光学上透明な多層複合材料構造物 を製造する新規な方法を提供することを容易に確かめることができる。本発明の 非常に重要な技術上の利点は、優れた耐磨耗性が母基材、一つ以上の中間層及び ダイヤモンド状炭素外層を含む多層の透明な構造物の使用により得られることで ある。

本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、当業者は種々の変化及び改良をしてそ れを種々の使用及び条件に適合させることができる。このようなものとして、こ れらの変化及び改良は、下記の請求の範囲の均等物の充分な範囲内にあると適切 かつ正当に意図される。

ＦＩＧＵＲＥ　／ ＦＩＧＵＲＥ２ ＦＩＧＵＲＥ３ 国際調査報失 ＰＣＴ／ＵＳ９１１０６８６６ フロントページの続き （７２）発明者　フィンク　スティーヴン　ジェームズアメリカ合衆国　ペンシ ルバニア州 １９３５０　クーラタウン　アールディー　３ボツクス　４８５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．実質的に光学上透明な基材及び少なくとも一つの複合材料層を含む被覆され た基材製品であって、 前記の複合材料層が前記の基材に結合された化学蒸着された第一中間層と、前記 の第一中間層に結合され、前記の基材から離れている実質的に光学上透明なダイ ヤモンド状炭素の化学蒸着された外層を含み、前記の第一中間層がアルカリ金属 原子及びフッ素を含まず、かつ前記の基材への強い化学結合及び前記のダイヤモ ンド状炭素外層への強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料を含む ことを特徴とする被覆された基材製品。 ２．前記の透明な基材がアモルファス材料、単結晶、多結晶材料、ガラス、塩材 料、セラミック材料及びこれらの混合物からなる群から選ばれた材料を含む請求 の範囲第１項に記載の製品。 ３．前記の第一中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニウ ム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸 化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジ ルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物からなる群から 選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第１項に記載の製品。 ４．前記の第一中間層が少なくとも１０Åの厚さである請求の範囲第１項に記載 の製品。 ５．前記のダイヤモンド状炭素外層の厚さが少なくとも２００Åの厚さである請 求の範囲第１項に記載の製品。 ６．前記の第一中間層と前記のダイヤモンド状炭素外層の少なくとも一つの厚さ が前もって決めた波長の光の反射を最小にするように選ばれる請求の範囲第１項 に記載の製品。 ７．前記の第一中間層と前記のダイヤモンド状炭素外層の少なくとも一つの厚さ か前もって決めた波長の光の反射を最大にするように選ばれる請求の範囲第１項 に記載の製品。 ８．前記のダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決めた波長における四分の 一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第１項に記載の製品。 ９．前記の第一中間層と前記のダイヤモンド状炭素層の原さが前もって決めた波 長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第１項に 記載の製品。 １０．前記の複合材料層が、前記の基材に面する前記の第一中間層；アルカリ金 属原子及びフッ素を含まず、かつ前記の第一中間層への強い化学結合及びダイヤ モンド状炭素への強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料の第二中 間層（前記の第一中間層に直に隣接し、かつ前記の基材から離れて配置されてい る）；及び前記の第二中間層に直に隣接し、かつ前記の基材から離れて配置され た前記のダイヤモンド状炭素外層を含む請求の範囲第１項に記載の製品。 １１．前記の第二中間層が、ケイ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、 タングステン、イットリウム、タンタル、チタン及びジルコニウムからなる群か ら選ばれた可視光を反射し得る実質的に光学上透明な金属材料を含む請求の範囲 第１０項に記載の製品。 １２．前記の第二中間層が少なくとも２５Åの厚さである請求の範囲第１１項に 記載の製品。 １３．前記の第二中間層がバナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム、 テクネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム、 白金、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、スズ、オス ミウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマス及びポロニウムからなる群から選 ばれた可視光を反射し得る実質的に光学上透明な金属材料を含む請求の範囲第１ ０項に記載の製品。 １４．前記の第二中間層が少なくとも２５Åの厚さである請求の範囲第１３項に 記載の製品。 １５．アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ前記の第二中間層及び前記の ダイヤモンド状炭素外層と強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料 の第三中間層（前記の第二中間層と前記のダイヤモンド状炭素外層の間に配置さ れている）を含む請求の範囲第１３項に記載の製品。 １６．前記の第三中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニ ウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、 酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物からなる群か ら選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第１５項に記載の製品。 １７．前記の第一中間層、前記の第三中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層 の少なくとも一つの厚さが前もって決めた波長の光の反射を最小にするように選 ばれる請求の範囲第１６項に記載の製品。 １８．前記の第一中間層、前記の第三中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層 の少なくとも一つの厚さが前もって決めた波長の光の反射を最大にするように選 ばれる請求の範囲第１６項に記載の製品。 １９．前記の第三中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層の厚さが、前もって 決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲 第１６項に記載の製品。 ２０．前記の第一中間層、前記の第三中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層 の厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に 相当する請求の範囲第１６項に記載の製品。 ２１．前記の第一中間層が酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化スズ、酸化ト リウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化炭ルビジウム、酸 化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カル シウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム、フッ化バリウム、 フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウム、フッ化カルシウム、フ ッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、 硫化亜鉛及びこれらの混合物からなる群から選ばれた実質的に光学上透明な材料 を更に含む請求の範囲第１０項に記載の製品。 ２２．前記の第二中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニ ウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、 酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物からなる群か ら選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第２１項に記載の製品。 ２３．前記の第二中間層が少なくとも１０Åの厚さである請求の範囲第２２項に 記載の製品。 ２４．前記の第一中間層、前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層 の少なくとも一つの厚さが前もって決めた波長の光の反射を最小にするように選 ばれる請求の範囲第２２項に記載の製品。 ２５．前記の第一中間層、前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層 の少なくとも一つの厚さが前もって決めた波長の光の反射を最大にするように選 ばれる請求の範囲第２２項に記載の製品。 ２６．前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層の厚さが、前もって 決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲 第２２項に記載の製品。 ２７．前記の第一中間層、前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の 厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相 当する請求の範囲第２２項に記載の製品。 ２８．前記の複合材料層が二つの異なる別々に付着された前記の第二中間層、及 び前記の複数の第二中間層に直に隣接して配置された前記のダイヤモンド状炭素 外層を含む請求の範囲第２２項に記載の製品。 ２９．前記の複合材料層が、アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ前記の 第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素外層に対して強い化学結合を形成し得 る実質的に光学上透明な材料の化学蒸着された第四中間層（前記の第二中間層と 前記のダイヤモンド状炭素外層の間に配置されている）を含む請求の範囲第１０ 項に記載の製品。 ３０．前記の第一中間層及び前記の第二中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化 タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム 、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタ ル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム、酸化アル ミニウム、酸化セリウム、酸化スズ、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリ ウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化 ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バ リウム、酸化ラジウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム 、フッ化トリウム、フッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナト リウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛及びこれらの混合物からなる 群から選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第２９項に記載の製 品。 ３１．前記の第四中間層か窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニ ウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、 酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物からなる群か ら選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第２９項に記載の製品。 ３２．前記の第四中間層が少なくとも１０Åの厚さである請求の範囲第３１項に 記載の製品。 ３３．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第四中間層及び前記のダイ ヤモンド状炭素外層の少なくとも一つの厚さが、前もって決めた波長の光の反射 を最小にするように選ばれる請求の範囲第２９項に記載の製品。 ３４．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第四中間層及び前記のダイ ヤモンド状炭素外層の少なくとも一つの厚さが、前もって決めた波長の光の反射 を最大にするように選ばれる請求の範囲第２９項に記載の製品。 ３５．前記の第二中間層、前記の第四中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の 厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相 当する請求の範囲第２９項に記載の製品。 ３６．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第四中間層及び前記のダイ ヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的 厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第２９項に記載の製品。 ３７．実質的に光学上透明な基材、第一複合材料層及び少なくとも一つの第二複 合材料層を含む被覆された基材製品であって、前記の第一複合材料層が前記の基 材に対し強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料の化学蒸着された 第一中間層（前記の基材に結合されている）；アルカリ金属原子及びフッ素を含 まず、かつ前記の第一中間層への強い化学結合及び前記のダイヤモンド状炭素へ の強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料の第二中間層（前記の第 一中間層に結合され、直に隣接して配置され、前記の基材から離れて配置されて いる）；及び前記の第二中間層に結合され、直に隣接して配置され、前記の基材 から離れて配置された第一の実質的に光学上透明なダイヤモンド状炭素層を含み ；前記の第一複合材料層に結合され、直に隣接して配置され、前記の基材から離 れて配置された第二複合材料層が、アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ ダイヤモンド状炭素層への強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料 の化学蒸着された第三中間層（前記の第一ダイヤモンド状炭素層に直に隣接して 配置されている）；及び前記の第三中間層に結合され、直に隣接して配置され、 前記の基材から離れて配置された第二の実質的に光学上透明なダイヤモンド状炭 素層を含むことを特徴とする被覆された基材製品。 ３８．前記の透明な基材がアモルファス材料、単結晶、多結晶材料、ガラス、塩 材料、セラミック材料及びこれらの混合物からなる群から選ばれた材料を含む請 求の範囲第３７項に記載の製品。 ３９．前記の第一中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニ ウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、 酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化セリウ ム、酸化スズ、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、 酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸化ベリリウム、酸化マグ ネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラジウム 、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウム、フッ化トリウム、フ ッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナトリウム、フッ化リチウ ム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛及びこれらの混合物からなる群から選ばれた実質的 に光学上透明な材料を含む請求の範囲第３７項に記載の製品。 ４０．前記の第二中間層及び前記の第三中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化 タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ゲルマニウム 、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸 化イットリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれら の混合物からなる群から選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第 ３７項に記載の製品。 ４１．前記の第一複合材料層が少なくとも一対の別々に付着された前記の第二中 間層を含む請求の範囲第４０項に記載の製品。 ４２．前記の第一中間層、前記の第二中間層及び前記の第三中間層の厚さが少な くとも１０Åの厚さである請求の範囲第３７項に記載の製品。 ４３．前記の第一ダイヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の 厚さが少なくとも２００Åの厚さである請求の範囲第３７項に記載の製品。 ４４．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の少なくとも一つの厚 さが、前もって決めた波長の光の反射を最小にするように選ばれる請求の範囲第 ３７項に記載の製品。 ４５．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の少なくとも一つの厚 さが、前もって決めた波長の光の反射を最大にするように選ばれる請求の範囲第 ３７項に記載の製品。 ４６．前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダイヤモンド状炭素層 及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決めた波長における四 分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第３７項に記載の製品 。 ４７．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決 めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第 ３７項に記載の製品。 ４８．前記の第一中間層及び前記の第三中間層か窒化ケイ素、窒化チタン、窒化 タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化ゲルマニウム 、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸 化イットリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれら の混合物からなる群から選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第 ３７項に記載の製品。 ４９．前記の第二中間層がケイ素、ゲルマニウム、ハフニウム、モリブデン、タ ングステン、イットリウム、タンタル、チタン及びジルコニウムからなる群から 選ばれた可視光を反射し得る実質的に光学上透明な金属材料を含む請求の範囲第 ４８項に記載の製品。 ５０．前記の第二中間層が少なくとも２５Åの厚さである請求の範囲第４９項に 記載の製品。 ５１．前記の第二中間層がバナジウム、ニオブ、クロム、マンガン、レニウム、 テクネチウム、鉄、コバルト、イリジウム、ロジウム、ニッケル、パラジウム、 白金、銅、銀、金、亜鉛、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、スズ、オス ミウム、タリウム、鉛、アンチモン、ビスマス及びポロニウムからなる群から選 ばれた可視光を反射し得る実質的に光学上透明な金属材料を含む請求の範囲第４ ８項に記載の製品。 ５２．前記の第二中間層が少なくとも２５Åの厚さである請求の範囲第５１項に 記載の製品。 ５３．アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ前記の第二中間層及び前記の 第一ダイヤモンド状炭素層と強い化学結合を形成し得る実質的に光学上透明な材 料の第四中間層（前記の第二中間層と前記の第一ダイヤモンド状炭素層の間に配 置されている）を含む請求の範囲第５１項に記載の製品。 ５４．前記の第四中間層が窒化ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、窒化ハフニ ウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、 酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれらの混合物からなる群か ら選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第５３項に記載の製品。 ５５．前記の第一中間層、前記の第四中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の少なくとも一つの厚 さが、前もって決めた波長の光の反射を最小にするように選ばれる請求の範囲第 ５３項に記載の製品。 ５６．前記の第一中間層、前記の第四中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の少なくとも一つの厚 さが、前もって決めた波長の光の反射を最大にするように選ばれる請求の範囲第 ５３項に記載の製品。 ５７．前記の第四中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダイヤモンド状炭素層 及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決めた波長における四 分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第５３項に記載の製品 。 ５８．前記の第一中間層、前記の第四中間層、前記の第三中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決 めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第 ５３項に記載の製品。 ５９．前記の第一複合材料層が、アルカリ金属原子及びフッ素を含まず、かつ前 記の第二中間層及び前記の第一ダイヤモンド状炭素外層と強い化学結合を形成し 得る実質的に光学上透明な材料の第五中間層（前記の第二中間層と前記の第一ダ イヤモンド状炭素層の間に配置されている）を含む請求の範囲第３７項に記載の 製品。 ６０．前記の第三中間層及び前記の第五中間層が、窒化ケイ素、窒化チタン、窒 化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウ ム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タン タル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム及びこれ らの混合物からなる群から選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲 第５９項に記載の製品。 ６１．前記の第五中間層が少なくとも１０Åの厚さである請求の範囲第６０項に 記載の製品。 ６２．前記の第一中間層及び前記の第二中間層が、窒化ケイ素、窒化チタン、窒 化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化イットリウ ム、酸化ゲルマニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化タン タル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化ゲルマニウム、酸化ア ルミニウム、酸化セリウム、酸化スズ、酸化トリウム、酸化リチウム、酸化ナト リウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化フランシウム、酸 化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化 バリウム、酸化ラジウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化マグネシウ ム、フッ化トリウム、フッ化カルシウム、フッ化ネオジム、フッ化鉛、フッ化ナ トリウム、フッ化リチウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛及びこれらの混合物からな る群から選ばれた実質的に光学上透明な材料を含む請求の範囲第５９項に記載の 製品。 ６３．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第五中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層、前記の第三中間層、及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層 の少なくとも一つの厚さが、前もって決めた波長の光の反射を最小にするように 選ばれる請求の範囲第５９項に記載の製品。 ６４．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第五中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層、前記の第三中間層、及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層 の少なくとも一つの厚さが、前もって決めた波長の光の反射を最大にするように 選ばれる請求の範囲第５９項に記載の製品。 ６５．前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第五中間層、前記の第一ダ イヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決 めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第 ５９項に記載の製品。 ６６．前記の第一中間層、前記の第二中間層、前記の第三中間層、前記の第五中 間層、前記の第一ダイヤモンド状炭素層及び前記の第二ダイヤモンド状炭素層の 厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相 当する請求の範囲第５９項に記載の製品。 ６７．アモルファス材料、単結晶、多結晶材料、ガラス、塩材料、セラミック材 料及びこれらの混合物からなる群から選ばれた材料を含む母基材の表面を化学的 に脱脂して炭化水素汚染物質を除去し；前記の基材を化学蒸着反応器真空室に入 れ、前記の室から空気を約５×１０−６トール未満まで排気し； 前記の基材の表面を少なくとも２００ｅＶのエネルギーの強力なガスイオンでス パッターエッチングして痕跡量の残留炭化水素を除去し、かつ基材表面のアルカ リ金属原子及びアルカリ金属酸化物の濃度を優先的に減少し；前記の第一サイク ル中に前記の基材及び前記のダイヤモンド状炭素に対して強い化学結合を形成し 得る少なくとも１０Åの実質的に光学上透明な第一中間層を基材上に化学蒸着し ； 前記の第一サイクル中に前記の被覆された基材上に少なくとも約２００Åの厚さ を有する実質的に光学上透明なダイヤモンド状炭素層を化学蒸着し；前記の付着 工程を停止し、そして前記の基材の温度が前記の冷却工程中に実質的に室温に達 するまで不活性ガスを前記の基材に通すことにより前記の被覆基材を冷却し； 優れた耐摩耗性を示す被覆された基材製品を回収することを特徴とする耐磨耗性 の被覆された基材製品を製造するための化学蒸着法。 ６８．前記のダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決めた波長における四分 の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第６７項に記載の方法。 ６９．前記の第一中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決 めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第 ６７項に記載の方法。 ７０．少なくとも第二のサイクルを使用して前記の基材上に少なくとも第二の前 記の第一中間層及び第二の前記のダイヤモンド状炭素層を化学蒸着する請求の範 囲第６７項に記載の方法。 ７１．前記の第一中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の付着速度が一般に約 ０．１〜１０ミクロン／時間の範囲である請求の範囲第６７項に記載の方法。 ７２．前記の第一中間層への強い化学結合及びダイヤモンド状炭素への強い化学 結合を形成し得る実質的に光学上透明な材料の少なくとも１０Åの厚さの第二中 間層を前記の第一中間層に直に隣接し、前記の基材から離れて化学蒸着する請求 の範囲第６７項に記載の方法。 ７３．前記のダイヤモンド状炭素層を前記の第二中間層に直に隣接し、前記の基 材から離れて化学蒸着する請求の範囲第７２項に記載の方法。 ７４．前記の第二中間層の付着速度が一般に約０．１〜１０ミクロン／時間の範 囲である請求の範囲第７２項に記載の方法。 ７５．前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の厚さが、前もって決 めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相当する請求の範囲第 ７３項に記載の方法。 ７６．前記の第一中間層、前記の第二中間層及び前記のダイヤモンド状炭素層の 厚さが、前もって決めた波長における四分の一波長の光学的厚さの整数倍数に相 当する請求の範囲第７３項に記載の方法。 ７７．二つの異なる別々に蒸着された前記の第二中間層を前記の基材上に化学蒸 着し、そして前記のダイヤモンド状炭素層を前記の複数の第二中間層の上に化学 蒸着する請求の範囲第６７項に記載の方法。 ７８．第二サイクルを使用して少なくとも第二の前記の第一中間層及び第二の前 記のダイヤモンド状炭素層を前記の被覆基材の上に化学蒸着する請求の範囲第７ ３項に記載の方法。 ７９．第二サイクルを使用して少なくとも第二の前記の第一中間層及び第二の前 記のダイヤモンド状炭素層を前記の被覆基材の上に化学蒸着する請求の範囲第７ ７項に記載の方法。