JPH0854507A - 導電性の、コントラスト選択可能なコントラスト改良フィルター - Google Patents

導電性の、コントラスト選択可能なコントラスト改良フィルター

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JPH0854507A
JPH0854507A JP7168996A JP16899695A JPH0854507A JP H0854507 A JPH0854507 A JP H0854507A JP 7168996 A JP7168996 A JP 7168996A JP 16899695 A JP16899695 A JP 16899695A JP H0854507 A JPH0854507 A JP H0854507A
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layer
dielectric layer
coating layer
filter
thin film
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Jesse D Wolfe
ディー ウォルフ ジェシー
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    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性及び耐引掻性が改良された導電性コン
トラスト改良フィルターを提供する。 【構成】 薄膜コントラスト改良フィルターであって、
透明基板、透明誘電体層、前被覆層、可視光に対して透
過性である金属層、後被覆層、窒化珪素を含む透明保護
誘電体層、該保護誘電体層より屈折率の低い透明誘電体
層を含むことを特徴とするフィルター。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層の薄膜コーティン
グからなる導電性コントラスト改良(contrast-improvin
g, CI)フィルターに関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】コントラスト改良フィルタ
ーを使用して、映像のコントラストを強め、かつビデオ
ディスプレー端子又はテレビ受像機のスクリーンからの
グレアを減少させることが多い。前記スクリーンは、ブ
ラウン管(cathode ray tube, CRT) 、フラットパネルの
ディスプレースクリーン又は他のタイプのビデオディス
プレー装置のものであってもよい。前記CIフィルター
は、観察者又はオペレーターとスクリーンとの間に置く
ことができ、又はスクリーン自体の上に直接被覆するこ
とができる。
【0003】コントラストの改良は、観察者とスクリー
ンとの間に光学的吸収を取り入れることにより達成され
る。この吸収により、スクリーン上に作りだされたビデ
オ映像と外来性の反射光との間のコントラストが改良さ
れる。観察者とスクリーンとの間にあるコントラスト改
良フィルターの場合、ビデオ映像からの光は、コントラ
スト改良フィルターを透過し、そのコントラスト改良フ
ィルターの吸収能力により減衰する。しかしながら、通
常はスクリーンから反射し、ビデオ映像のコントラスト
を減少させる窓又は部屋からの外来性の光は、前記CIフ
ィルターを二度通過しなければならず、その光源からス
クリーンに伝わるまでに一度、その後、スクリーンから
観察者への反射の後に再び通過しなければならない。コ
ントラスト改良フィルターの吸収により、外来性の光
は、二度減衰し、その強度はフィルターの透過率の二乗
まで減少するが、ビデオ映像からの光は、一度減衰する
のみである。例えば、コントラスト改良フィルターの単
一表面の反射率が殆ど又は全くないと仮定すると、その
コントラスト改良フィルターが約40%の透過率を有して
いる場合、ビデオ映像は、その本来の強度の40%まで減
少するが、外来性の光はCIフィルターを二度通過するた
めに、その本来の強度の16%まで減少する。コントラス
ト改良フィルターのグレア減少特性は、スクリーンの表
面上の単一表面の反射率を、典型的には、4%から1%
の何分の1か未満まで減少させることにより達成され
る。そのようなコーティングは、典型的には、反射防止
(AR)コーティングと呼ばれる。
【0004】コントラスト改良フィルターの第3の望ま
しい特性は、それが導電性であることである。適度のレ
ベルの膜抵抗率(10,000Ω/□より高い)では、スクリ
ーンの静電荷が除かれ、従って、そのスクリーンはダス
トを引き付けない。より低い抵抗率レベル(60Ω/□未
満)では、その膜は、電磁干渉/高周波干渉(EMI/RFI)
の作用からのある程度の保護を提供する。グレア減少導
電性コーティングは、インジウム錫酸化物(ITO) 又は類
似の透明導体の層をコーティングに取り入れることによ
り製造することができる。通常、これらのコーティング
を、高温で堆積させて、導電性層の最適特性を達成しな
ければならない。あるいはまた、薄い金属層を使用し
て、そのフィルターに必要な吸収性及び導電性の両方を
提供することができる。ビヨルナード(Bjornard)の米国
特許第5,091,244 号の技術背景には、銀、金又は銅等の
軟質金属の薄膜層を含む干渉フィルターが記載されてい
る。前記金属層は、十分な率の可視光を透過するよう
に、薄いものでなければならない。ビヨルナードは、そ
のような層は、耐久力がなく、耐引掻性が乏しいとして
いる。更には、銀又は銅の薄膜は、腐蝕しやすく、保護
されていない表面上において使用した場合には、数カ月
内に劣化し得る。また、ビヨルナードは、導電性及び吸
収性を提供するための窒化チタンの使用を論じている。
しかしながら、そのような膜における吸収は、かなり高
く(50%以上)、その抵抗率は、有意なEMI/RFI 遮蔽を
提供するのに十分低いものではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】本発明には、前被覆層と後被覆層との間にはさ
まれ、保護窒化珪素層により引掻きから保護された薄い
金属層を使用する。残りの設計と関連して、二酸化珪素
層等の低屈折率材料により、コントラスト改良フィルタ
ーのグレア防止特性に必要とされる反射防止特性が提供
される。前被覆層、後被覆層及び保護窒化珪素層によ
り、金属層が保護され、CIフィルターにおいて、実行可
能な導電性及び吸収性の層として銀を使用することが可
能となる。銀は、3要因の1つに関して、窒化チタンよ
り導電性が高く、改良されたEMI/RFI 遮蔽が可能とな
る。同時に、薄い銀層は、窒化チタンよりかなり吸収性
の低いものであり、設計者は、かなり幅の広い範囲でコ
ントラスト改良のレベルを選択することが可能である。
窒化チタンを含むCIフィルターの最大透過率は約60%で
あるが、銀をベースとしたCIフィルターは、約80%透過
可能である。この特性により、CIフィルター設計者は、
システムの設計において更に自由な選択が許される。例
えば、薄膜層を、より吸収性の基板と共に使用すること
ができる。前述のように、幾つかのタイプのCIフィルタ
ー材料を越える、銀の更なる利点は、基板を加熱するこ
となく銀を堆積させることができることである。これ
は、基板材料がプラスチックである場合に重要なことで
ある。
【0006】本発明の原理に従って、上記及び他の目的
物を、透明基板;実質的に透明な誘電体層;前被覆層;
可視光に対して実質的に透過性である金属層;後被覆
層;窒化珪素を含み、実質的に透明な保護誘電体層;及
び実質的に透明な低インデックス誘電体層であって、該
保護誘電体層よりも低い屈折率を有する層を含む薄膜コ
ントラスト改良フィルターを使用することにより実現化
する。更に、上記及び他の目的物は、透明基板上に、耐
久性薄膜コントラスト改良フィルターを製造する方法を
用いることにより実現化する。その方法は、下記の連続
した工程:実質的に透明な第1誘電体層を、基板上に反
応的にスパッタリングする工程;前被覆層を堆積させる
工程;金属層を、可視光に対して実質的に透過性である
厚さに堆積させる工程;後被覆層を堆積させる工程;窒
化チタンを含み、実質的に透明な第2保護誘電体層を第
2金属前被覆層上に反応的にスパッタリングする工程;
及び実質的に透明な低インデックス材料を、実質的に透
明な第2保護誘電体層上に反応的にスパッタリングする
工程を含み、実質的に透明な第2保護誘電体層により、
該低インデックス材料をスパッタリングする時に、金属
層が保護される。
【0007】図1は、本発明のコントラスト改良フィル
ター10の図である。薄膜コントラスト改良フィルター10
は、透明ガラス基板12、透明誘電体層14及び三層16を含
む。三層16は、前被覆層18、実質的に透明な金属層20及
び後被覆層22からなる。付加的な透明保護誘電体層24
は、三層16の上に位置する。透明保護誘電体層24は、窒
化珪素を含み、三層16を保護する。誘電体層26は、コン
トラスト改良フィルター10についての、反射防止コーテ
ィングを完全にする低屈折率(低インデックス)材料で
ある。誘電体層26は、好ましくは二酸化珪素を含む。あ
るいはまた、誘電体層26は、酸化アルミニウム又は酸化
珪素/酸化アルミニウム混合物からなっていてもよい。
透明基板12は、石英、溶融シリカ、シリケートガラス、
並びにポリカーボネート及びアクリレート等のプラスチ
ックからなっていてもよい。あるいはまた、染色ガラス
又は染色プラスチック等の吸収性の基板を使用してもよ
い。その材料は、薄膜層を支える程、強いものであるべ
きである。
【0008】基板12上に、第1誘電体層14を堆積させ
る。この誘電体層は、好ましくは窒化珪素である。まる
いはまた、参考文献として本明細書に組込まれる“耐久
性低輻射率太陽光調節薄膜コーティング”というタイト
ルの、ウォルフ(Wolfe) らの米国特許出願第07/846,224
号に記載されているように、窒化ジルコニウム及び窒化
珪素を含む複合膜を使用してもよい。他の適切な誘電体
層は、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、任意に酸化錫で
ドープされる酸化インジウム、酸化ビスマス及び酸化ジ
ルコニウム等の金属酸化物を含む。窒化珪素を使用する
ことの利点は、表面の二酸化珪素層を除き、全ての層
を、窒素又は窒素/アルゴン混合物中において堆積させ
ることができることである。好ましい実施態様におい
て、第1誘電体層14の厚さは、200 〜500 Åの範囲であ
る。より好ましくは、この範囲は、300〜350 Åであ
る。
【0009】三層16は、前被覆層18及び後被覆層22を含
む。前被覆層及び後被覆層は、金属層20の形成及び保護
を助ける。前被覆層及び後被覆層は、好ましくは、可能
な限り薄く、吸収損失を最小にするものである。前被覆
層及び後被覆層は、ニッケルとクロムとの合金であるニ
クロムを含んでいてもよい。この層は、約20%以上のク
ロムを含んでいてもよく、好ましい合金含有量は、ニッ
ケル80%及びクロム20%である。前被覆層及び後被覆層
の部分として使用することができる他の金属及び合金と
して、ニッケル、クロム、ロジウム、白金、タングステ
ン、モリブデン及びタンタルがある。好ましい実施態様
において、前被覆層は、ニッケル金属と窒化クロムとの
混合物(NiCrNX として言及する) からなる。 NiCrNX
は、好ましくは、80%がニッケルであり、20%が窒化ク
ロムである。前被覆層は、金属層20のための核形成層と
して機能するようである。前被覆層は、フィルターの光
学特性に悪影響しないように十分に薄いものであるが、
金属層20が均質な金属スラブとして振る舞う原因となる
と考えられている。前被覆層及び後被覆層は、金属層20
の保護を助け、接着層として機能し、かつ薄膜コーティ
ング全体における応力の緩衝又は減少を助ける。前被覆
層及び後被覆層は、5〜20Å、好ましくは8〜16Å、最
も好ましくは実質的に12Åの厚さを有している。
【0010】金属層20は、該層について選択した薄さの
ために、実質的に、可視光に対して透明である。金属層
20は、40〜150 Å、好ましくは100 Å未満の厚さを有し
ている。銀は、金属層20に好ましい金属であるが、他に
使用可能な金属としては、金、銅及び白金がある。銀
を、金属層20に使用した場合には、ビヨルナードらの文
献において使用された窒化チタンより導電率が3倍高
く、従ってその静電気の散逸及び電磁気的な保護の値が
より高くなる。金属層20について選択した薄さのため
に、金属層20は、可視光を反射するというよりは、むし
ろ実質的に可視光を透過させる。このことにより、本発
明は、参考文献として本明細書に組込まれる“耐久性第
1及び第2表面鏡”というタイトルの、ウォルフらの米
国特許出願第08/054,540号に記載された鏡と区別され
る。
【0011】後被覆層22は、金属層20の上部に位置す
る。第2誘電体層24は、窒化珪素を含む。窒化珪素によ
り、三層16が保護され、窒化珪素層を有するフィルター
は、テーバー摩耗試験において、窒化珪素層を有してい
ない類似のフィルターより高い値を有する。更には、窒
化珪素により、二酸化珪素層26が形成される際に、三層
16が保護される。窒化珪素層24がなければ、三層16は、
二酸化珪素層26の形成の際に腐蝕又は損傷し得る。層26
は、低屈折率を有する透明材料であり、フィルター10の
反射率を最小にする。外側の低インデックス層26は、殆
どの可視スペクトルにおよぶ、幅広い低反射率を達成す
るのに重要なものである。
【0012】図7は、本発明のコントラスト改良フィル
ターの反射率を、窒化珪素層、三層及び第2窒化珪素層
からなり、外側の二酸化珪素層のない低輻射率窓コーテ
ィングの反射率と比較したものである。図7の低輻射率
窓コーティングは、ガラス基板、厚さ300 Åの酸化チタ
ン(TiO2)層、厚さ8Åの NiCrNX 層、厚さ110 Åの銀
層、厚さ8Åの第2 NiCrNX 層及び厚さ420 Åの SiNX
層からなるSuper-E IV設計である。低輻射率コーティン
グの反射率は、殆どの可視スペクトルにわたり1%より
高いが、本発明のコントラスト改良フィルターの反射率
は、殆どの可視スペクトルにわたり1%よりかなり低
い。この改良は、外側の低インデックス層の存在による
ものである。外側の低インデックス層は、低輻射率コー
ティングにおける使用には不適切なものであることが分
かる。図8は、該2種のコーティングの透過率を比較し
たものである。低輻射率コーティングの機能は、可視ス
ペクトルにわたる透過率を最大化することにより達成す
る。コントラスト改良フィルターについての透過率曲線
は、低輻射率コーティングの透過率より低いことが分か
る。この違いは、主に、コントラスト改良フィルターに
おける付加的な低インデックス層の存在によるものであ
る。従って、本発明は、低インデックス層の存在により
低輻射率コーティングとは区別される。更には、低輻射
率コーティング層の好ましい厚さは、コントラスト改良
フィルターのものとは異なる。
【0013】好ましい実施態様において、本発明は、以
下の設計の6層膜を含む:ガラス基板12;窒化珪素を含
む第1誘電体層14; NiCrNX 前被覆層18;銀金属層20;
NiCrNX 後被覆層22;窒化珪素を含む第2誘電体層24;
二酸化珪素層26。好ましい実施態様におけるこれらの層
の厚さを表1に記載した。
【0014】
【表1】 表1 空気 SiO2 SiNX NiCrNX Ag NiCrNX SiNX ガラス 575 185 12 75 12 300 単位Å
【0015】図1に示した薄膜の厚さは、尺度通りでは
ない。表1の膜は、可視光の透過率が75%より高く、可
視光の反射率が0.5 %未満であり、50Ω/□未満の導電
率のものである。また、この設計は、全てのMil-spec C
-14806A 環境試験に合格する。その膜は、0.3 未満の輻
射率を有し、低輻射率コーティングとして、絶縁ガラス
ユニットの内面において使用することができる。ビヨル
ナードらの窒化チタンフィルターとは異なり、この好ま
しい実施態様のフィルターは、電磁干渉(EMI)及び高周
波干渉(RFI) に関して、最小遮蔽範囲(6〜60Ω/□) の
ものであると思われる十分に低い抵抗を有する。
【0016】更に低い透過度が必要である場合には、 N
iCrNX 層を厚くするか、又は基板の隣の第1層を、酸化
ニッケル又は窒化珪素とニッケルとの混合物で置き換え
ることができる。あるいはまた、以下に述べる10層設計
を使用することができる。コントラスト改良フィルター
の透過率を低くする他の方法は、銀層を、ニッケル等の
より透明度の低い金属の層で置き換える方法である。該
6層設計は、本特許出願において透過率レベルが、約80
%のレベルであり得るという利点を有する。このことに
より、システム設計者に、従来より広範な範囲の透過率
の値を選択する機会が与えられる。これが、本特許出願
の名称における重要な用語“選択可能なコントラスト”
である。吸収性の導電性層をベースとした従来のコント
ラスト改良フィルターは、より低い透過率レベル(60%
未満) に制限されており、従って、それらの達成するこ
とができるコントラスト改良値の範囲もより制限されて
いる。好ましい実施態様のコントラスト改良フィルター
を形成する方法は、以下のようなものである。その全て
の層は、DCマグネトロンスパッタリングにより堆積させ
る。以下に記載した電力は、インラインスパッタリング
システムについてのものである。薄被覆層の厚さは、タ
ーゲットに対する電源のDC電力を調節することにより決
定することができる。また、スパッタリングチャンバー
を通過する基板のライン速度は、形成される薄被覆層の
厚さに影響する。
【0017】第1誘電体層14は、窒化珪素を含み、窒素
ガス含有環境下において珪素をスパッタリングすること
により形成される。好ましい実施態様において、円筒珪
素ターゲット(cylindrical silicon target)を少量の金
属でドープして、Airco Coating Technology(コンコー
ド、カリフォルニア)から入手可能な円筒形のC-MAG(商
標)装置によりスパッタリングすることができる。この
C-MAG(商標) 装置は、参考文献として本明細書に組込ま
れる“珪素をベースとした化合物により基板を被覆する
方法”というタイトルの、ウォルフらの、米国特許第5,
047,131 号に記載されている。第1窒化珪素層は、3ミ
リトールの100 %の窒素下において、20キロワットの電
力を供給することにより形成することができる。前被覆
層18及び後被覆層22は、窒素ガス含有雰囲気下において
ニッケル/クロム合金ターゲットからスパッタリングす
ることにより形成し、ニッケル及びクロムニトライドと
の混合物を形成する。前被覆層及び後被覆層は、3ミリ
トールの100 %の窒素又は50%のアルゴン、50%の窒素
下において8キロワットの電力を供給することにより形
成することができる。あるいはまた、2種の分離ターゲ
ット、ニッケルターゲットとクロムターゲットを、窒素
環境下において、共にスパッタリングして、NiCrNX
被覆層及び後被覆層を形成することができる。スパッタ
リングするニッケル及びクロムの量の比は、ターゲット
に供給するDC電力の比により決定することができる。銀
層20は、3ミリトールのアルゴン又は50%のアルゴン及
び50%の窒素下において、3キロワットの電力を用い
て、銀ターゲットから堆積させることができる。第2窒
化珪素層は、第1と同様の方法においてスパッタリング
する。二酸化珪素層26は、C-MAG(商標) の回転可能なカ
ソードの使用により、100%の酸素ガス環境下におい
て、3ミリトールの圧力で、カソードあたり20キロワッ
ト用いて形成することができる。
【0018】上記に示したように、好ましい実施態様に
おいて、窒素スパッタリング環境から酸素スパッタリン
グ環境への変更のみが必要とされる。インラインスパッ
タリングシステムにおいて、窒素環境から酸素環境への
変更は、フィルターのプロセスコントロールに被害を与
え得る。効率の高いポンプ又はガラスの隣に位置する遮
蔽等の費用のかかる予防手段を使用しなければ、酸素
が、窒素スパッタリングチャンバー中に入り込み、また
その逆も起こり得る。このことにより、薄膜層中に不純
物が生じ得る。本件の設計には、費用のかかるこれらの
予防手段が1度だけ、即ち窒化珪素の形成から二酸化珪
素の形成への変更が必要とされる。ビヨルナードらによ
り論議された窒化チタン層を用いたコントラスト改良フ
ィルターは、窒素環境スパッタリング工程と酸素環境ス
パッタリング工程との間に3回の変更を有し、従って、
そのプロセス及び/又は装置が複雑である。
【0019】図2は、表1において論じた組成を有す
る、好ましい実施態様のコントラスト改良フィルターの
反射率パーセンテージを示す、コンピューターで作成し
たグラフである。その反射率の値が、440 〜660 nmの範
囲について、0.2 %未満であることに注意されたい。典
型的には、コントラスト改良フィルターは、波長範囲に
ついてあるパーセンテージより低い反射率、及びその範
囲において、別の値より低い平均値を有する必要があ
る。本発明のコントラスト改良フィルターは、430〜660
nmの範囲内の全ての波長について0.6 %以下の反射率
を有し、かつこの波長範囲について0.3 %未満の反射率
平均値を有している。二酸化珪素層が、要求される低反
射率を得るのに重要なものであることに注意されたい。
【0020】図3は、可視の波長範囲についての、本発
明の多層フィルターの全体的な透過率を示すチャートで
ある。該全体的な透過率は、可視の波長範囲にわたっ
て、80%付近であることに注意されたい。本発明のフィ
ルターの透過率は、ビヨルナードらの特許のコントラス
ト改良フィルターの透過率よりかなり高いものであり得
る。本発明の潜在的に高い透過率値は、ビヨルナードら
の特許のコントラスト改良フィルターにより可能となる
コントラスト改良の程度の選択可能な適用範囲よりも、
より幅の広い選択可能な適用範囲を、システム設計者に
与える。本件のCIフィルターは、種々の吸収レベルを有
するガラス基板と共に有利に使用することができる。例
えば、そのフィルターの所望の透過率レベルを40%にす
る場合、これは、40%の透過率を有するCIフィルターを
吸収のないガラス上に置くこと、50%の透過率を有する
CIフィルターを80%の透過率を有するガラス上に置くこ
と(0.5×0.8=0.4)、又は80%の透過率を有するCIフィル
ターを50%の透過率を有するガラス上に置くことにより
達成することができる。このように、全体的なコントラ
スト改良は、コーティングの透過率とガラスの透過率と
の積によるものである。従来技術を用いる場合、CIフィ
ルターは、80%以上の透過率を有するガラス上において
使用することに限られるが、本発明では、50%〜100 %
のガラスの透過率の値を選択することが可能である。コ
ーティングにおいて80%の透過率を有し、ガラスにおい
て50%の透過率を有しているCIフィルターの利点は、殆
どの吸収がガラスにおけるものであることから、コーテ
ィングの引掻傷が見えにくくなることである。対照的
に、CIフィルターが、コーティングにおいて40%の透過
率を有し、かつガラスにおいて100 %の透過率を有して
おり、そのコーティングに傷がついている場合、引掻傷
があるところでは吸収がなく、ビデオの映像は、その引
掻傷のある部分で非常に明るく見える。
【0021】好ましい実施態様において、薄膜コーティ
ングの厚さ及び基板における光透過率は、コントラスト
改良フィルターを通しての光透過率が約20〜40%、好ま
しくは約30%であり、430 〜660 nmの範囲にわたり実質
的に一定となるものである。好ましい実施態様の厚さの
変更は、フィルターの性能に影響し得る。最も注目すべ
きことには、薄膜層の厚さの変更が、色彩要求を満た
す、フィルターの能力に影響し得る。
【0022】図4は、CIE 1964色度図であって、そのチ
ャートにおいて、CIフィルターからの反射光が保持され
るのに要される領域に関して、典型的な特定域 (typica
l specification)を示すものである。図4は、イルミナ
ントF光源によるフィルターにおける入射角0°、及び
標準観察者の10°を想定したものである。色チャートに
おける該特定域は、無彩色及びわずかに青い色に対応し
ている。表1のCIフィルターからの反射光は、特定域内
の×印上に位置する。フィルターのそれぞれの層の厚さ
が、+/−1%までランダムに変動し得る場合、反射光
の色は、わずかに変化するが、図4において1%と記し
た点線の囲みの内側に位置するものである。より大きな
囲みは、層の厚さにおける2%のランダムな変動に対応
する色の変化を含む。この図から、1%の変動のもの
は、特定域の範囲内に存在することが確かであるが、2
%の変動のものはそうではない。
【0023】図5は、別の実施態様のコントラスト改良
フィルター30の図である。コントラスト改良フィルター
30は、付加的な薄層を含む。図5は、第1透明誘電体層
54及び三層46を含み、該三層46は、前被覆層52、透明金
属層50及び後被覆層48を含む。また、図5には、好まし
くは窒化珪素である透明な保護誘電体層34及び最終仕上
げの低インデックス層32を含んでいる。これらの層に加
えて、図5は、付加的な透明誘電体層44及び第2の三層
36を含み、該層36は、付加的な前被覆層42、付加的な透
明金属層40及び付加的な後被覆層38を含む。コントラス
ト改良フィルター30の層は、好ましくは、図1に示した
コントラスト改良フィルター10と同様のものであるが、
付加的な三層及び誘電体層が使用される。この10層設計
の好ましい実施態様において、その厚さは以下のもので
ある。
【0024】
【表2】 表2 空気 SiO2 SiNX NiCrNX Ag NiCrNX NiCrNX Ag NiCrNX SiNX ガラス 530 190 12 81 12 12 66 12 340 単位Å
【0025】表2の10層設計は、約65%の透過率及び約
5.0 Ω/□のシート抵抗を有する。図6は、別の実施態
様(表2)のコントラスト改良フィルターについての単
一表面の反射率を、コンピューターで作成したグラフで
ある。該単一表面の反射率は、425 〜680 nmについて0.
2 %未満であることに注意されたい。別の6層設計を、
表3に示す。
【0026】
【表3】 表3 空気 SiO2 SiNX NiCrNX Ag NiCrNX SiNX ガラス 565 200 12 75 12 305 単位Å
【0027】表3の設計において、二酸化珪素層の隣の
窒化珪素層は、厚さ200 Åである。この窒化珪素層は、
フィルターの機械的耐久性を可能な限り増加するような
厚さであることが好ましい。加えて、この窒化珪素層に
は、二酸化珪素層形成の間、三層を保護するために少な
くとも30Åの厚さが要求される。図9は、コンピュータ
ーで作成したモデル及びこの別の6層設計の実際の試験
サンプルの単一表面の反射率のグラフである。表3の6
層設計の試験サンプルを、そのコーティングがダイヤモ
ンド刻み(diamond scribe)により引掻傷がつけられた領
域にも、塩霧(salt fog)中に72時間通した。また、その
膜を、水中20%NaClの沸騰に1時間通し、500 イレーザ
ー摩擦を行ったところ、テーバー摩耗試験において、8.
5 より高い値が示された。この設計は、全Mil-spec C-1
4806A 環境試験に合格する。種々の詳細な実施及び方法
は、単に、本発明を説明するためのものである。詳細な
種々の変更が、本発明の範囲内において可能であり、ク
レームによってのみ限定されるものであると理解される
であろう。例えば該薄膜層は、CRT チューブ上に直接形
成され、コントラスト改良を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄膜コントラスト改良フィルターの図である。
【図2】好ましい実施態様のコントラスト改良フィルタ
ーについての単一表面反射率をコンピューターで作成し
たグラフである。
【図3】好ましい実施態様の薄膜層を一度通過させた透
過性をコンピューターで作成したグラフである。
【図4】CIE 1964色度チャートを示す図であって、その
チャートにおいて、コントラスト改良フィルターから反
射した光の色が保持されるのに要される領域に関して、
典型的な特定域 (typical specification)を示し、及び
コントラスト改良フィルターの全層に所定の厚さの変動
があった時に、該フィルターからの反射が見られるCIE
チャート内の上記領域を示す囲みを示す。
【図5】別の実施態様の10層薄膜コントラスト改良フィ
ルターの図である。
【図6】図5に示される別の実施態様のコントラスト改
良フィルターについての単一表面反射率をコンピュータ
ーで作成したグラフである。
【図7】二酸化珪素層のない低輻射率設計と比較した、
本発明の6層設計の単一表面反射率のグラフである。
【図8】二酸化珪素層のない低輻射率フィルターと比較
した、本発明の6層設計の全体的な透過率のグラフであ
る。
【図9】コンピューターで作り出したモデル及び別の6
層設計の実際の試験サンプルの単一表面反射率のグラフ
である。
【符号の説明】
10 コントラスト改良フィルター 12 透明ガラス基板 14 透明誘電体層 16 三層 18 前被覆層 20 実質的に透明な金属層 22 後被覆層 24 付加的な透明保護層 26 低インデックス誘電体層 30 コントラスト改良フィルター 32 低インデックス誘電体層 34 透明保護誘電体層 36 付加的な第2三層 38 付加的な後被覆層 40 付加的な透明金属層 42 付加的な前被覆層 44 付加的な透明誘電体層 46 三層 48 後被覆層 50 実質的に透明な金属層 52 前被覆層 54 透明誘電体層 56 透明基板

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜コントラスト改良フィルター(10、
    30)であって、透明基板(12、56);実質的に透明な誘
    電体層(14、54);前被覆層(18、52);可視光に対し
    て実質的に透過性である金属層(20、50);後被覆層
    (22、48);窒化珪素を含み、実質的に透明な保護誘電
    体層(24、34);及び保護誘電体層(24、34)より低い
    屈折率を有し、実質的に透明な低インデックス誘電体層
    (26、32)を含むことを特徴とするフィルター。
  2. 【請求項2】 更に、後被覆層(48)と保護誘電体層
    (34)との間に位置する、付加的な実質的に透明な導電
    体層(44)、付加的な前被覆層(42)、付加的な金属層
    (40)及び付加的な後被覆層(38)を含む請求項1に記
    載の薄膜コントラスト改良フィルター(10、30)。
  3. 【請求項3】 金属層(20、50)が、銀から形成された
    請求項1又は2に記載の薄膜コントラスト改良フィルタ
    ー(10、30)。
  4. 【請求項4】 金属層(20、50)の厚さが、100 Å未満
    である請求項3に記載の薄膜コントラスト改良フィルタ
    ー(10、30)。
  5. 【請求項5】 実質的に透明な低インデックス誘電体層
    (26、32)が、二酸化珪素を含む請求項1〜4のいずれ
    か1項に記載の薄膜コントラスト改良フィルター(10、
    30)。
  6. 【請求項6】 前被覆層(18、52)及び後被覆層(22、
    48)の少なくとも1種が、ニッケル、クロム、タングス
    テン及び白金からなる群から選択される金属並びにこれ
    らの金属の合金から形成され、金属層(20、50)が、
    銀、金、銅及び白金からなる群から選択された金属から
    形成された請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄前被
    覆コントラスト改良フィルター(10、30)。
  7. 【請求項7】 前被覆層(18、52)及び後被覆層(22、
    48)の少なくとも1種が、ニッケル金属と窒化クロムと
    の混合物から形成された請求項6に記載の薄膜コントラ
    スト改良フィルター(10、30)。
  8. 【請求項8】 前被覆層(18、52)及び後被覆層(22、
    48)の少なくとも1種が、ニクロムから形成された請求
    項6に記載の薄膜コントラスト改良フィルター(10、3
    0)。
  9. 【請求項9】 実質的に透明な誘電体層(24、34)、前
    被覆層(18、52)、金属層(20、50)、後被覆層(22、
    48)、保護誘電体層及び低インデックス誘電体層(26、
    32)が、これらの薄膜層が70%より高い可視光透過率を
    有するような厚さを有する請求項1〜8のいずれか1項
    に記載の薄膜コントラスト改良フィルター(10、30)。
  10. 【請求項10】 基板(12、56)が、80%より低い可視光
    透過率を有している基板を含む請求項1〜9のいずれか
    1項に記載の薄膜コントラスト改良フィルター(10、3
    0)。
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