(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学コーティングおよび該光学コーティング上のクリーニング容易なコーティングを有するガラス物品であって、その光学コーティングされた表面全域においてシャドウフリーであるガラス物品において、
該光学コーティングが、１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する高屈折率材料Ｈの層と、１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する低屈折率材料Ｌの層とからなる複数の周期を含み、高屈折率材料Ｈの該層が各周期の第一層であり、低屈折率材料Ｌの層が各周期の第二層であり；
該複数の周期の上に適用されたＳｉＯ２キャッピング層が、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の厚さを有する、
ガラス物品。
【請求項２】
コーティング周期の数が２以上１０００以下の範囲である、請求項１に記載のガラス物品。
【請求項３】
前記光学コーティングが１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲の厚さを有する、請求項１または２に記載のガラス物品。
【請求項４】
高屈折率材料Ｈの前記層が、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、およびＷＯ３からなる群より選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項５】
低屈折率材料Ｌの前記層が、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３、およびＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項６】
６，０００回の摩耗サイクル後に少なくとも７５°の水接触角を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項７】
８，０００回の摩耗サイクル後にその表面上のスクラッチの長さが２ｍｍ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項８】
少なくとも８，０００回の摩耗／ワイピングサイクルの後でのその反射率％および透過率％の少なくとも一方が、未摩耗／未ワイプのガラス物品の反射率％または透過率％と実質的に同じである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項９】
その前記光学コーティングの第一端部から該光学コーティングの第二端部までにおける該光学コーティングの厚さの変動が３％以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月３０日に「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅａｓｙ−Ｔｏ−Ｃｌｅａｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ」の名称で出願された米国特許仮出願第６１／５６５０２４号および２０１２年１０月４日に「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ，Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔ」の名称で出願された米国特許仮出願第６１／７０９４２３号の優先権を主張するものであり、本出願は、当該両仮出願の内容に依拠し、当該両仮出願は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、上に光学コーティングおよびクリーニング容易な（ＥＴＣ(easy to clean)）コーティングを有するガラス物品を作製するためのプロセス、当該プロセスを実施するための機器、および当該プロセスを使用して作製された物品に関する。特に、本開示は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングの適用を、当該開示される機器を使用することによって連続的に実施することができるプロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス、特に化学的に強化されたガラスは、ほとんどではないにしても、多くの消費者電気製品のビュースクリーンのための最適な材料となっている。例えば、化学的に強化されたガラスは、携帯電話、音楽プレーヤー、ｅＢｏｏｋリーダー、および電子ノートパッドなどの小さい製品、あるいはコンピュータ、自動現金預払機、空港のセルフチェックインマシン、および他の同様の電子アイテムなどの大きな製品のいずれの場合も、「タッチ」スクリーン製品にとって特に好まれる。これらの製品の多くは、例えば、当該装置が直射日光下において使用される場合などに、ガラスによる可視光の反射を減じ、それによってコントラストおよび可読性を向上させるために、ガラス上への反射防止（「ＡＲ」）コーティングの適用を必要とする。しかしながら、ＡＲコーティングの欠点のいくつかは、表面汚染に対する影響の受けやすさおよびその乏しい耐スクラッチ性の耐久性であり、すなわち、ＡＲコーティングは、使用の際に、例えば、布巾や使用者の指の泥および汚れなどによって容易に擦り傷がつく。指紋および汚れは、ＡＲコーティングされた表面上において非常に目立ち、いつも容易に除去できるわけではない。その結果として、任意のタッチデバイスのガラス表面はクリーニング容易であることが非常に望ましく、これは、ガラス表面にクリーニング容易な（ＥＴＣ）コーティングを適用することによって達成される。
【０００４】
反射防止およびＥＴＣコーティングの両方を有するガラス物品を作製するための現行のプロセスは、様々な設備を使用してコーティングを適用することを必要とし、結果として別々の製造を行うことにより実施される。基本的手順は、例えば、化学蒸着法（「ＣＶＤ」）または物理蒸着法（「ＰＶＤ」）などを用いて、反射防止（「ＡＲ」）コーティングをガラス物品に適用することである。従来のプロセスでは、光学的にコーティングされた物品、例えば、ＡＲコーティングを有するものなど、は、当該ＡＲコーティングの上にＥＴＣコーティングを適用するために、光学コーティング機器から別の機器へと移される。これらのプロセスでは、ＡＲコーティングおよびＥＴＣコーティングの両方を有する物品を製造することができるが、それらは別々に実施する必要があり、余分な取り扱いを必要とするため、高い歩留まり損失がある。このことは、ＡＲコーティング手順とＥＴＣコーティング手順との間の余分な取り扱いから生じる汚染に起因して、結果として最終製品における乏しい信頼性の原因となり得る。例えば、光学コーティング上へのＥＴＣの従来の二段階コーティングプロセスを使用する場合、結果として、タッチスクリーン用途において容易に擦り傷がつく物品が得られる。さらに、ＡＲコーティングされた表面は、ＥＴＣコーティングを適用する前に洗浄することができるが、これは、製造プロセスにおいて追加の工程を伴う。当該追加の工程のすべてが製造コストを増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結果として、同じ基本的手順および同じ設備を使用して両方のコーティングを適用することができ、それにより製造コストが低減されるような代替の方法および機器が必要とされている。本明細書において開示されるプロセスおよび結果として得られる製品の利点については、以下の文章および請求項において詳細に説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、本開示は、光学コーティングおよび当該光学コーティングの上のクリーニング容易なコーティングを有するガラス物品を作製する方法であって、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングの被着のための真空槽を有するコーティング機器を提供する工程、コーティングされるガラス基板を上に受け入れるための磁性基板キャリアを磁気的に位置決めするために当該槽内における回転可能な磁性ドームを提供する工程、ならびに当該真空槽内に光学コーティングのための供給源材料およびＥＴＣコーティングのための供給源材料を提供する工程、を含む方法を提供する。さらに当該方法は、ガラス基板を磁性基板キャリア上に載置する工程、上にガラス基板を有する当該磁性基板キャリアをドームに磁気的に取り付ける工程、真空槽を脱気する工程、ドームを回転させて光学コーティングをガラス基板上に被着させる工程、ならびに光学コーティングの被着の後にドームを回転させてＥＴＣコーティングを当該光学コーティングの上に被着させる工程も含み、この場合、当該光学コーティングは、ＥＴＣコーティングの被着の前に周囲大気に晒されない。当該方法はさらに、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを有する基板を槽から取り出して、基板上に被着されたシャドウフリーの光学コーティングおよび当該光学コーティング上に被着されたＥＴＣコーティングを有するガラス基板を得る工程を含む。
【０００７】
別の実施形態において、本開示は、コーティングプロセスの際に基板を保持するための磁性基板キャリアを提供し、この場合、当該磁性基板キャリアは、複数の磁石が取り付けられた非磁性基板キャリアベース、基板キャリア上に位置決めされたガラス基板の表面を支持するための複数のピン、および格納可能なピンを引き込むバネによって適切な位置に保持される当該格納可能なピンを含むバネシステムを具備し、この場合、当該格納可能なピンは、バネと反対の方向に延長可能である。当該バネシステムはさらに、複数の固定されたピンと、ガラス基板が当該複数のピン上に位置決めされたときにストッパーの上部が当該ガラス基板の上面より下に位置するように非磁性基板キャリアベースからある距離を延びる複数のストッパーも具備する。
【０００８】
さらに別の実施形態において、本開示は、コーティングプロセスの際に基板を保持するための磁性キャリアを提供し、この場合、当該基板キャリアは、非磁性キャリアベース、当該非磁性キャリアベースに取り付けられた複数の磁石、およびガラス基板の表面を支持するための複数のピンを具備する。当該基板キャリアはさらに、格納可能なピンのためのハウジング、当該ハウジング内に配置された格納可能なピンであってバネによって適切な位置に保持されならびに当該ハウジングから外向きに付勢されている格納可能なピン、任意選択のストッパー、ガラス物品の端部を保持するための複数の可動式のピンも具備する。
【０００９】
さらに別の実施形態において、本開示は、光学コーティングおよび当該光学コーティング上のクリーニング容易なコーティングを有するガラス物品を提供し、この場合、当該ガラス物品は、当該ガラス物品の光学コーティングされた表面においてシャドウフリーである。当該光学コーティングは、１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する高屈折率材料Ｈの層と、１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する低屈折率材料Ｌの層とからなる複数の周期を含む。高屈折率材料の層は各周期の第一の層であり、低屈折率材料Ｌの層は各周期の第二の層である。２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の厚さを有するＳｉＯ２キャッピング層が当該複数の周期の上に適用される。
【００１０】
別の実施形態において、本開示は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングで基板をコーティングするためのコーティング機器を提供する。当該コーティング機器は、真空槽；当該真空槽内に位置決めされた回転可能な磁性ドーム；当該真空槽内に位置決めされた少なくとも１つの電子ビーム源；当該真空槽内に位置決めされた少なくとも１つの熱蒸発源；および当該真空槽内の支持体上に調節可能に位置決めされたシャドウマスク、を具備し得る。
【００１１】
本明細書において説明される方法のさらなる特徴および利点について、以下の詳細な説明において詳しく説明し、ある程度は、その説明から当業者には容易に明らかとなるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、ならびに添付の図面を含む、本明細書において説明される実施形態を実践することにより理解されるであろう。
【００１２】
上記の概説と以下の詳細な説明の両方は、様々な実施形態を説明するものであり、ならびに特許請求される主題の本質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供することを意図するものであることは理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を構成する。図面は、本明細書において説明される様々な実施形態を例示しており、説明と共に、特許請求される主題の原理および動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本明細書において説明される１つまたは複数の実施形態によるコーティング機器１００の概略図。
【図１Ｂ】ガラスプレート１１６の拡大図を図式的に表し、ならびにクォーツモニターを受け入れるための開口部１１６ａを示す。
【図１Ｃ】開口部内に受け入れられたクォーツモニターおよび光ファイバーを伴うガラスプレートの拡大図を図式的に表しており、これら両方は、基板キャリアに取り付けられたガラス基板上への光学コーティング材料の被着を測定し制御するために使用される。
【図２】ドームに磁気的に取り付けられた複数の基板キャリアを示す、図１Ａコーティング機器のドームの部分の上視図を表す図。
【図３Ａ】複数の基板キャリアがドームに磁気的に取り付けられている、図１Ａのコーティング機器のドームのセグメントの下方斜視図を図式的に表す。
【図３Ｂ】ドームセグメント１１０ａを支持するフレームを図式的に表しており、フレーム１６０は、図３Ａにも示されているような外側のリップ／リム１６１、回転シャフト１１７を取り付けることができる（図示されていない）開口部１６４における内側リム（付番されない）、および１６８に示されるようなドームセグメントの側端部を収容するのに十分に広い複数のスポーク１６２を有する。
【図４Ａ】ドーム１１０にキャリアを磁気的に取り付けるため、およびコーティングプロセスの際にガラス基板／物品１４０を保持するための複数の要素１３４を有する非磁性基板キャリア１３０を図式的に表す。
【図４Ｂ】基板キャリア表面１３１ａから基板キャリアベース１３１中まである距離を延びるピン１３６上に載設されるガラス基板１４０、基板キャリア１３０の表面１３１ａから基板キャリアを貫通してベース１３１ｂの下方へとある距離を延びる複数の磁石１３４、キャリア１３０のベースから、ガラス物品１４０の上面１４０ａからある距離まで延びる側部ストッパー１５０、を示す図４Ａの側面図。
【図５】ピン１３８ａおよび１３８ｂの一方と、当該ピンに接触している成形された端部１４１（この場合では面取りをした端部）とを図式的に表しており、ガラス基板１４０は、バネによって付勢された調節可能なピン１３８ａによって加えられる力によって保持される。
【図６】格納可能なピン１３８ａが、回転方向に対して垂直に位置決めされるように、すなわち、図６にも示されているピン１３８ｂよりもドーム１１０の上部Ｔの開口部により近くなるように、ドーム１１０に取り付けられた基板キャリア１３０を示す。
【図７Ａ】ガラスまたはオキシドＡＲコーティングとのフッ化シラングラフト化反応の概略図。
【図７Ｂ】ガラスまたはオキシドＡＲコーティングとのフッ化シラングラフト化反応の概略図。
【図７Ｃ】ガラスまたはオキシドＡＲコーティングとのフッ化シラングラフト化反応の概略図。
【図８】ガラス表面を化学反応および汚染から隔離するためのバリアを提供するため、さらには、最大コーティング密度のＡＲ光学コーティングに化学結合するフッ化シランのためにより低い活性化エネルギーの部位を提供するため、ならびに摩耗信頼性（耐久性）を最大化するためにコーティングされた表面を架橋するために、ＥＴＣコーティングの下に位置されるであろうＡＲ光学コーティング層を示す。
【図９】光ファイバー２０６と共に使用するためのＡＲ−ＥＴＣコーティングされたＧＲＩＮレンズ２０８、およびそれらの使用方法のいくつかの図。
【図１０】６層のＡＲＣ（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）コーティング上にＰＶＤされた８〜１０ｎｍのＥＴＣを有するガラス物品と、スプレーコーティングされたＥＴＣコーティングのみを有するガラス物品との摩耗試験のデータの比較。
【図１１】６層のＰＶＤ  ＩＡＥ−ＥＢ  ＡＲコーティングおよび当該ＡＲコーティングの上の８〜１０ｎｍの熱的に被着させたＥＴＣコーティングを有するガラス物品と、第一の従来のコーターにおいて被着させたＰＶＤ  ＡＲコーティングおよび第二の従来のコーターにおいて被着させたＥＴＣを有するガラス物品との、摩耗信頼性の比較。
【図１２】ＡＲコーティングおよびＥＴＣコーティングでコーティングされたガラス物品の、６Ｋ、７Ｋ、８Ｋ、および９Ｋ回のワイプの後での波長に対する反射率％のグラフ。
【図１３】ＡＲコーティングおよびＥＴＣコーティングを有するガラス物品の、６Ｋ、７Ｋ、８Ｋ、および９Ｋ回のワイプの後での波長に対する透過率％のグラフ。
【図１４】波長に対する反射率％のグラフであり、ＡＲコーティングを有さないガラスの反射率に対する、ＡＲコーティング層／周期の数の効果を示す。
【図１５】図４Ａに示されたキャリア１３０と実質的に同じであり、ならびに異なるサイズの基板に対して単一のキャリアの使用を可能にする、調節可能な磁性キャリア１３０ａを示す。
【図１６Ａ】コーティングされるレンズの設置のための複数の開口部３０２を有する、先行技術のドームキャリア３００を示す。
【図１６Ｂ】キャリア３００の一方の肩部３０６から開口部３０２の内側に滑り落ちているレンズ３０４を示しており、当該レンズ３０４は、キャリア３００が冷却されたときに破壊される位置にある。
【図１７Ａ】光学コーティングの均一性を向上させるためにドームにおける選択されたエリアを覆うシャドウマスクを有するコーティング機器の実施形態の図。
【図１７Ｂ】図１７Ａにおいて示されたようなマスクを使用することによって得られる向上を示す、摩耗サイクルに対する水接触角のグラフ。
【図１８】２％の厚さ変動を有する６層のＡＲコーティング（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）およびＥＴＣコーティングでコーティングされたガラス基板の、波長（ｘ軸）の関数としての反射率（ｙ軸）のシミュレーション。
【図１９】６層のＡＲコーティング（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）およびＥＴＣコーティングでコーティングされた複数の実際の試料の、波長の関数としての反射率（ｙ軸）をグラフ表示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、光学コーティングおよびクリーニング容易なコーティングでコーティングされたガラス物品、当該ガラス物品を形成する方法および機器の実施形態について詳細に言及し、その実施例を、添付の図面に示す。可能であればいつでも、同じまたは同様の部分を参照するために、図面全体を通して同じ参照番号が使用されるであろう。コーティング機器の一実施形態を、図１Ａに図式的に示す。当該コーティング機器は、概して、中に磁性ドームが位置決めされている真空槽を具備する。当該コーティング機器はさらに、ｅビーム源、熱蒸発源、およびプラズマ源も具備する。コーティングされるガラス基板は、ドームの下側に磁気的に取り付けられ、それぞれｅビーム源および熱蒸発源を使用して光学コーティングおよびＥＴＣコーティングでコーティングされ得る。実施形態において、被着された光学コーティング材料を高密度化させるためにプラズマ源が使用され得る。ガラス基板に光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを連続して適用するための機器および方法の様々な実施形態について、添付の図面を具体的に参照しながら本明細書においてより詳細に説明されるであろう。
【００１５】
本明細書において、用語「プロセス」および「方法」は、互換性を持って使用され得る。さらに本明細書において、用語「シャドウレス」および「シャドウフリー」は、本明細書において説明される方法および機器を使用して被着されたコーティングを有するガラス物品は、光学コーティングがガラス基板の表面全体に均一に被着されているため、従来の光学コーティング法および機器を使用して調製された光学コーティングを有するガラス物品において観察されるような影が観察されないことを意味する。従来法によりコーティングされたガラス物品において観察される当該影は、コーティングされている基板のエリアが光学コーティング材料の被着から基板の表面を遮る場合に生じる。これらの影は、多くの場合、コーティングプロセスの際にコーティングされる基板を適切な場所に保持するために使用される要素、あるいはキャリアおよびコーティングされる要素をコーターの中およびコーター外へ移動させるための基板キャリア上に存在する要素に隣接して観察される。
【００１６】
用語「ガラス物品」および「ガラス基板」は、本明細書において互換性を持って使用され、概して、本明細書において説明される方法および機器を使用してコーティングされる任意のガラスアイテムを意味する。
【００１７】
本開示は、高屈折率材料および低屈折率材料による交互の層を含む光学コーティング、例えばＡＲコーティングなど、ならびにＥＴＣコーティング、例えば、ペルフルオロアルキルシランコーティングなど、の両方を、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングの適用の際のいかなる時も物品を空気または周囲大気に晒すことなく、実質的に同じ手順を用いて、逐次段階においてガラス基板に適用する（すなわち、最初に光学コーティングを適用し、次いで当該光学コーティング上にＥＴＣコーティングを適用する）ことができるプロセスに関する。信頼できるＥＴＣコーティングは、ガラス、透明導電性コーティング（ＴＣＣ）、および光学コーティングに潤滑を提供する。さらに、ガラスおよび光学コーティングの耐摩耗性は、図１０、１１、および１７Ｂに示されるように、コーティングが連続して適用されるその場での一段階プロセスを使用することにより、従来のコーティングプロセスの１０倍を超えて良好であるか、あるいはＥＴＣコーティングを有さないＡＲコーティングの１００〜１０００倍良好であろう。そのような技術を用いることにより、ＥＴＣコーティングは、設計の際に光学コーティングの一部と見なすことができ、そのため、ＥＴＣコーティングの所望の光学性能は変わらないであろう。本明細書において説明されるガラス物品は、光学コーティングされたガラスの表面においてシャドウフリーである。
【００１８】
その場プロセスの特定の例は、図１Ａに図式的に表されたボックス型コーターである。当該ボックス型コーターは、光学コーティングのための電子ビーム（ｅビーム）源、ＥＴＣコーティング材料のための熱蒸発源、ならびにコーティング前の表面清浄化のためおよびコーティングの密度およびコーティング表面の平滑性を増加させさせるためのコーティングの際の光学コーティングの埋伏のためのイオンビームもしくはプラズマ源を備える。
【００１９】
当該光学コーティングは、高屈折率材料と、中屈折率材料または低屈折率材料とで構成される。１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する例示的高屈折率材料としては、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、ＷＯ３が挙げられ；１．５以上１．７以下の屈折率ｎを有する例示的中屈折率材料は、Ａｌ２Ｏ３であり；ならびに１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する例示的低屈折率材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３が挙げられる。基板上に被着された光学コーティングスタックは、指定された光学機能を提供するために、少なくとも１つの材料／層を含む。多くの場合、例えば、高屈折率材料としてのＨｆＯ２と低屈折率材料としてのＳｉＯ２など、高屈折率材料および低屈折率材料を使用することによって、複雑な光学フィルター（ＡＲコーティングを含む）を設計することができる。当該コーティングにおける使用にとって好適なＴＣＣ（二成分コーティング）材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＡＺＯ（Ａｌドープされた酸化亜鉛）、ＩＺＯ（Ｚｎ安定化酸化インジウム）、Ｉｎ２Ｏ３、ならびに二成分および三成分酸化物化合物が挙げられる。
【００２０】
実施形態において、光学コーティングは、ＰＶＤコーティング（ＥＴＣコーティングの熱蒸発によってスパッタまたはＩＡＤ−ＥＢコーティングされた光学コーティング）を用いてガラス基板に適用され、ＰＶＤは、基板温度が１００℃未満である「低温」プロセスである。結果として、コーティングが適用される、化学的に強化されたまたは焼き戻しされたガラス基板において強度の劣化は生じない。
【００２１】
本明細書において説明される実施形態において、本明細書において説明されるシャドウフリーの光学コーティングおよびＥＴＣコーティングされたガラス物品を作製するために使用されるガラスは、イオン交換ガラスまたは非イオン交換ガラスであり得る。例示的ガラスとしては、シリカガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、およびソーダ石灰ガラスが挙げられる。当該ガラス物品は、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の厚さ、ならびに意図される目的にとって好適な長さおよび幅を有する。したがって、当該ガラス物品の長さおよび幅は、携帯電話からタブレット式コンピュータに至るその長さおよび幅の範囲であり得、またはさらに大きくあり得る。
【００２２】
本明細書において言及される光学コーティングとしては、Ｈ．  Ａｎｇｕｓ  Ｍａｃｌｅｏｄ，「Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒｓ」，第三版，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，ブリストルおよびフィラデルフィア，２００１年に記載されるような、反射防止コーティング（ＡＲコーティング）、バンドバスフィルターコーティング、エッジニュートラルミラーコーティングおよびビームスプリッター、多層高反射率コーティングおよびエッジフィルターが挙げられる。そのような光学コーティングを使用する用途としては、ディスプレイ、カメラレンズ、通信機器部品、計器、医療装置、フォトクロミックおよびエレクトロクロミックデバイス、光起電デバイス、ならびに他の素子およびデバイスが挙げられる。
【００２３】
高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を使用することにより、光学コーティング、例えば、紫外（「ＵＶ」）、可視（「ＶＩＳ」）、および赤外（「ＩＲ」）用途のための反射防止もしくはアンチグレアコーティングなど、を作製することができる。当該光学コーティングは、様々な方法を用いて被着させることができる。本明細書では、当該光学コーティングを被着するために、例示的方法としてＰＶＤ法（すなわち、イオンアシスト電子ビーム蒸着）を使用する。当該光学コーティングは、高屈折率材料Ｈの少なくとも１層と低屈折率材料Ｌの少なくとも１層とを含む。多層コーティングは、複数の交互の高屈折率層および低屈折率層、例えば、ＨＬ，ＨＬ，ＨＬ．．．など、またはＬＨ，ＬＨ，ＬＨ．．．など、からなる。一対のＨＬ層（またはＬＨ層）は、「周期」または「コーティング周期」と呼ばれる。全てまたはいくつかの低屈折率層において、低屈折率材料の代わりに中屈折率材料Ｍを使用することができる。用語「屈折率」は、本明細書において使用される場合、材料の屈折率を意味する。多層コーティングにおいて、周期の数は、意図される製品の機能に応じて大きく変わり得る。例えば、ＡＲコーティングの場合、周期の数は、２以上２０以下の範囲であり得る。ＳｉＯ２の最終光学キャッピング層を、最終層としてＡＲコーティングの上に被着させることもできる。光学コーティングを周囲大気に晒すことなく、ＥＴＣ材料を当該光学コーティングの上に被着させるために、様々な技術を使用することができ、そのような技術の例としては、これに限定されるわけではないが、熱蒸発、化学蒸着（ＣＶＤ）、または原子層蒸着（ＡＬＤ）が挙げられる。
【００２４】
本明細書において説明されるガラス基板上に被着された光学コーティングは、高屈折率材料および低屈折率材料による少なくとも１つの周期を含む多層光学コーティングであり得る。高屈折率材料は、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、およびＷＯ３から選択することができるが、ただし、他の好適な高屈折率材料も使用することができることは理解されたい。低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、およびＹｂＦ３から選択することができるが、ただし、他の好適な低屈折率材料も使用することができることは理解されたい。いくつかの実施形態では、低屈折率材料は、中屈折率材料、例えばＡｌ２Ｏ３、または別の好適な中屈折率材料で置き換えることができる。
【００２５】
一実施形態において、本開示は、第一工程において、多層光学コーティングがガラス基板上に被着され、続く第二工程において、ＥＴＣコーティングが光学コーティングと同じ槽において熱的に蒸発されて被着するプロセスに関する。別の実施形態において、多層光学コーティングが、ある槽においてガラス基板上に被着され、続いて、第二槽において、熱蒸発によってＥＴＣコーティングが当該多層コーティング上に被着され、ただし、第一槽から第二槽への多層コーティングされた基板の移送が、多層コーティングの適用とＥＴＣコーティングの適用との間において当該基板が空気に晒されないような方式によりインラインにおいて実施される。採用されるコーティング技術としては、これらに限定されるわけではないが、ＰＶＤ、ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ、およびＡＬＤコーティング技術が挙げられる。槽のサイズおよびコーティングされる基板のサイズに応じて、１つまたは複数の基板を単一の槽内において同時にコーティングすることができる。
【００２６】
当該多層光学コーティングは、典型的には、高屈折率コーティングがランタノイド系酸化物、例えば、Ｌａ、Ｎｂ、Ｙ、Ｇｄ、または他のランタノイド金属など、であり、ならびに低屈折率コーティングはＳｉＯ２である、酸化物コーティングである。例えば、ＥＴＣ材料は、フッ化シラン、典型的には、式（ＲＦ）ｘＳｉＸ４−ｘ［式中、ＲＦは直鎖状Ｃ６〜Ｃ３０アルキルペルフルオロカーボンであり、Ｘ＝Ｃｌまたは−ＯＣＨ３−であり、ならびにｘ＝２または３である］を有するアルキルペルフルオロカーボンシランであり得る。当該フルオロカーボンは、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲の炭素鎖長を有する。当該フルオロカーボンは、これらに限定されるわけではないが、Ｄｏｗ−Ｃｏｒｎｉｎｇ（例えば、フルオロカーボン２６０４および２６３４）、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（例えば、ＥＣＣ−１０００および４０００）、Ｄａｉｋｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃａｎｏｎ、Ｄｏｎ（韓国）、Ｃｅｋｏ（韓国）、Ｃｏｔｅｃ−ＧｍｂＨ（例えば、ＤＵＲＡＬＯＮ  ＵｌｔｒａＴｅｃ）、およびＥｖｏｎｉｋなどの供給元から商業的に得ることができる。
【００２７】
図１Ａは、本明細書において開示される１つまたは複数の実施形態による、コーティング機器１００および当該機器の様々な操作要素を図式的に表している。参考のために座標軸を提供する。正面図において、ｘは横方向（すなわち、左右）であり、ｙは前後（すなわち、ページの奥および手前）であり、およびｚは上下である。コーティング機器１００は、概して、ドーム１１０を支持するフレーム１６０（図３Ｂに詳細に示される）の一部であるリップ１６１（図３Ａに詳細に示される）を有する回転可能な磁性ドーム１１０を中に有する真空槽１０２を備える。当該ドームは、図２に示されるように、ドームの下側に磁気的に取り付けられた複数の基板キャリア１３０を具備する。プラズマ源１１８が、真空槽１０２内のドーム１１０の下方に位置されており、これは、概して、ドーム１１０の下側に向かって、イオンまたはプラズマを上方に放出するように向けられている。当該プラズマ源は、光学コーティング材料が被着される時および／または被着後にそれを高密度化するために使用され、それにより、完成された光学コーティングの硬度が高められる。詳細には、当該プラズマ源から放出されたイオンまたはプラズマが、被着中および／またはコーティング層が適用された後にコーティングに衝突し、結果として、当該被着された材料の高密度化を生じる。当該被着された光学コーティングの密度を高めることにより、光学コーティングの耐摩耗性が向上する。例えば、いくつかの実施形態において、当該被着された光学コーティングは、プラズマ源を使用せずに被着された光学コーティングの少なくとも２倍の摩耗信頼性または耐摩耗性を有する。
【００２８】
当該コーティング機器はさらに、光学材料を蒸発させるために、ドーム１１０の下方に位置されたｅビーム源１２０、およびｅビーム源からのｅビームを、ガラス基板に適用される光学コーティング材料に向けるためのｅビーム反射板１２２を有する。シャドウマスク１２５がドーム１１０の下方に位置されており、当該シャドウマスクがドームの全域での均一なコーティングを可能にする。当該シャドウマスク１２５の形状および位置は調節可能であり、それにより、当該シャドウマスクは、所望のコーティング均一性を達成するように「チューナブル」である。シャドウマスク１２５は、支持体１２５ａ上に位置決めされており、それにより、シャドウマスク１２５の位置を、両端が矢印の点線によって示されるように支持体１２５ａに沿って垂直に調節することができる。支持体１２５ａ上のシャドウマスク１２５の位置は、光学コーティングが適用されるときにシャドウマスクがプラズマ源１１８から放出されるイオンまたはプラズマからドーム１１０の下側に位置されたガラス基板を遮らないように、必要に応じて調節することができる。図１Ａは、単一のｅビーム源１２０を表しているが、光学コーティングのために材料による必要な数の個々の層を被着することが必要な場合、例えば、Ｎｂ２Ｏ５からＳｉＯ２への変更および再び元に戻すなど、あるコーティング材料を別のコーティング材料に変更するための時間を最小限に抑えるために、複数のｅビーム源を使用することも可能であることは理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、当該コーティング機器は、２つ以上６つ以下のｅビーム源を有し得る。複数のｅビーム源が使用される場合、各ｅビーム源を、コーティングされる材料を保持している別々の容器（すなわち、本明細書において詳細に説明される舟形容器１２６）に向けることもできる。
【００２９】
コーティング機器１００はさらに、光学コーティング材料を収容する複数の舟形容器１２６を有する光学コーティングキャリア１２４を備える。当該舟形容器１２６は、光学コーティング層を被着させるために使用される異なる材料を収容するために使用される別々の供給源容器である。光学コーティングキャリア１２４は、ｅビーム源１２０から放出されるｅビームがｅビーム反射板１２２によって舟形容器１２６に収容されている光学コーティング材料上へと反射され、それにより当該光学コーティング材料を蒸発させることができるように真空槽１０２内に位置決めされる。舟形容器１２６は、一度に１つのタイプのコーティング材料（例えば、高屈折率材料、低屈折率材料、または中屈折率材料のいずれか）のみが適用されるように、異なる光学コーティング材料を収容する。１つのコーティング材料が適切な厚さに達した後、対応する舟形容器の蓋（図示されず）が閉じられ、適用される異なるコーティング材料を収容する別の舟形容器の蓋が開かれる。この方式において、高屈折率材料、低屈折率材料、または中屈折率材料を交互に適用することにより、所望の光学特性を有する光学コーティング材料を形成することができる。
【００３０】
コーティング機器１００はさらに、ドーム１１０の下側に維持されているガラス基板上へのコーティング材料の被着を容易にするためにＥＴＣコーティング材料を蒸発させるための少なくとも１つの熱蒸発源１２８も備える。当該少なくとも１つの熱蒸発源１２８が、真空槽１０２内のドーム１１０の下方に位置決めされる。
【００３１】
引き続き図１Ａを参照すると、ドーム１１０は、磁性であるかまたは磁性材料を含有する軽質材料、例えば、これらに限定されるわけではないが、アルミニウム含有鉄または他の好適な磁性材料など、で作製されている。ドーム１１０は、時計回りまたは反時計回りのいずれかに回転させることができる。ドームの中心の上部には、開口部１６４（図３Ｂに図示される）があり、当該開口部を覆うようにドームの下側に透明ガラスプレート１１６が位置されている。当該透明ガラスプレート１１６は、図１Ｂに表された当該透明ガラスプレート１１６の拡大図に表されるような開口部１１６ａを具備し得る。クォーツモニター１１４が、その中に受け入れられて透明ガラスプレート１１６を貫通する。図示されるように、光ファイバー１１２は透明ガラスプレート１１６の上方に位置決めされる。クォーツモニター１１４は、コーティング材料の被着速度が実質的に一定に維持されるようにｅビーム電源にフィードバックすることによって、光学材料の被着速度を制御する。光ファイバー１１２は、真空槽１０２内において被着材料から保護されるように、透明ガラスプレート１１６の上方に位置決めされる。当該光ファイバーは、目的とする設計厚さに達したことによるコーティング材料の各層の被着を止めるべきタイミングを特定するために、反射率を測定する。
【００３２】
図１Ｃは、図１Ａの透明ガラスプレート１１６の丸で囲まれたエリアの拡大図であり、光ファイバー１１２、クォーツモニター１１４、および透明ガラスプレート１１６の相対配向を示している。クォーツモニター１１４は、透明ガラスプレート１１６の中央に位置決めされ、開口部１１６ａを貫通している。光ファイバー１１２は、クォーツモニター１１４の横に位置決めされる。光ファイバー１１２によって伝送された光は、透明ガラスプレート１１６を通り抜け、ならびに透明ガラスプレートの表面がコーティングされるに伴って反射される。％Ｒの横の矢印は、透明ガラスプレートがコーティングされている場合の透明ガラスプレートの表面１１６ｂからの光の反射を図式的に表している。当該反射は、透明ガラスプレートの表面１１６ｂに適用されるコーティングの厚さと共に増加する。透明ガラスプレートの表面１１６ｂから反射される光は、ｅビーム源のコントローラー（図示されず）に連結された光センサー（図示されず）へと戻される。当該光センサーの出力（適用された光学コーティングおよび／またはＥＴＣコーティングの厚さの標示である）は、コーティングの被着厚さを特定するためにコントローラーによって利用される。そのため、当該反射光を使用することにより、個々の層、コーティング周期、および光学コーティング全体の被着された厚さ、ならびにＥＴＣコーティングの被着厚さを制御することができる。
【００３３】
ドーム１１０の上部には、平行な点線で示されている真空シールドされた回転シャフト１１７が取り付けられている。当該真空シールドされた回転シャフト１１７は、当該真空シールドされた回転シャフト１１７およびドーム１１０を回転させるために当該真空シールドされた回転シャフトに取り付けられた真空密封ベアリング１１９を有する。したがって、当該真空シールドされた回転シャフト１１７は、ドーム１１０の上に対して真空密封されていることを理解されたい。当該真空シールドされた回転シャフト１１７は、真空槽１０２の外部に位置された外部モーター（図示されず）によって駆動される。ある実施形態において、ドーム１１０は、約２０ｒｐｍ〜約１２０ｒｐｍの範囲の回転数において回転させることができる。別の実施形態において、当該回転数は、約４０ｒｐｍ〜約８３ｒｐｍの範囲である。
【００３４】
図２は、ドーム１１０のセグメント１１０ａを図式的に表している。図２に示されているように、複数の基板キャリア１３０が、ドーム１１０に磁気的に取り付けられている。当該基板キャリア１３０は、コーティング機器１００においてコーティングのためにガラス基板を固定するために用いられる。
【００３５】
図３Ａは、複数の基板キャリア１３０がドーム１１０に磁気的に取り付けられているリップ１６１を示している、ドーム１１０のセグメント１１０ａの下方斜視図を示す図である。図３Ｂは、複数のセグメント１１０ａを支持するために使用されるフレーム１６０の図である。フレーム１６０は、外側リップ１６１（図３Ａに表されるような）、真空シールドされた回転シャフト１１７を取り付けることができる（図示されず）開口部１６４に隣接する内側リム（付番されていない）、および当該内側リムから外側に放射状に延びている複数のスポーク１６２を有する。スポーク１６２は、１６８において図示されるように、ドームセグメントの横端部を収容できるほど十分に広い。
【００３６】
図１７Ａは、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを基板上に被着させるためのコーティング機器の代替の実施形態の簡略図である。この実施形態において、当該コーティング機器は、基板上に被着された光学コーティングの均一性を高めるためにドームの選択されたエリアを覆うシャドウマスク１２７を具備する。シャドウマスク１２７を調節可能に支持するための支持体は、図１７Ａには描かれていない。図１７Ａのコーティング機器において、プラズマ源は、イオン源１１８ａである。光学コーティング材料を蒸発させるために使用されるイオン源１１８ａおよびｅビーム源１２０は、真空槽の異なる側に位置されているため、イオン源はシャドウマスクによって遮蔽されず、したがって、被着された光学コーティング材料の硬化におけるイオン源１１８ａの効力が向上する。当該イオン源は、光学コーティング材料の密度をバルク密度近くまで高めるために使用され、その結果、光学コーティングの硬度が高まり、光学コーティングの摩耗信頼性／耐摩耗性が向上する。
【００３７】
ここで、図４Ａおよび４Ｂを参照すると、単一のサイズの基板を担持するように作製された基板キャリア１３０が図式的に描かれている。図４Ａに示されているように、基板キャリア１３０は、非磁性基板キャリアベース１３１と、当該キャリアをドーム１１０に磁気的に取り付けるためおよび当該基板キャリアをドームからある距離を離して位置決めするための複数の磁石１３４とを有する。基板キャリア１３０はさらに、ガラス基板１４０の表面を支持する（図４Ｂに示されている）ための複数のピン１３６およびバネシステム１３２も具備する。バネシステム１３２は、概して、矢印によって示される方向に格納可能なピン１３８ａを付勢するバネ１３３（矢印として図式的に描かれている）によって適切な場所に保持される格納可能なピン１３８ａと、複数の固定されたピン１３８ｂとを具備する。ピン１３８ａおよび１３８ｂは、ガラス基板がコーティングされる間、当該ガラス基板１４０（点線で示されている）を基板キャリア１３０上の適切な場所に保持するために使用される。図４Ｂは、基板キャリアベース表面１３１ａからある距離を非磁性基板キャリアベース１３１中へと延びているピン１３６上に支持されているガラス基板１４０、基板キャリア１３０の表面１３１ａから当該基板キャリアを貫通しベース１３１ｂを超えてある距離を延びる複数の磁石１３４、非磁性基板キャリアベース１３１から、ガラス基板１４０の上面１４０ａからある距離まで延びるサイドストッパー１５０を示している、図４Ａの側面図である。サイドストッパー１５０は、コーティングの適用に影響を及ぼすことはなく、非磁性基板キャリアベース１３１上のガラス基板を配向させ、したがって、ガラス基板の表面上に「影」が生じるのを防ぐ。詳細には、ガラス基板の上面１４０ａは、光学コーティングおよびクリーニング容易なコーティングによってコーティングされるであろう表面である。厚さ５ｍｍのガラス基板の場合、サイドストッパー１５０の上部は、ガラス基板１４０の上面１４０ａの下方２〜３ｍｍの範囲に位置されるであろう。基板キャリアの中央の開口部（付番されず）は、キャリアの重さを減じる。
【００３８】
ここで、図１５を参照すると、図４Ａに示された固定式の基板キャリア１３０に類似する調節可能な基板キャリア１３０ａが表されている。当該調節可能な基板キャリア１３０ａは、上記において説明したようなコーティング機器のドームに当該調節可能な基板キャリアを取り付けるための複数の磁石１３４を具備する非磁性基板キャリアベース１３１を有する。当該調節可能な基板キャリア１３０ａはさらに、当該調節可能な基板キャリア１３０ａ上に位置決めされたガラス基板の表面を支持するために当該基板キャリアの表面から延びる複数のピン１３６も具備する。ハウジング１３８ａａは、当該調節可能な基板キャリア１３０ａの端部に近接して位置決めされ、格納可能なピン１３８ａ（ハウジングから部分的に延びている様子が描かれている）を収容する。ハウジング１３８ａａは、当該ハウジング１３８ａａ内に位置決めされたバネ（図示されず）を具備する。当該バネは、格納可能なピン１３８ａを、ハウジング１３８ａａから外向きに付勢する。当該調節可能な基板キャリア１３０ａは、任意により、当該調節可能な基板キャリア１３０ａ上のガラス基板を配向させるためのサイドストッパー１５０ａ（図１５には示されていない）を具備していてもよい。図１５に表される実施形態において、調節可能な基板キャリア１３０ａはさらに、ガラス基板の端部を保持するための複数の可動式のピン１３９も具備する。当該可動式のピン１３９は、当該可動式のピン１３９を調節可能な基板キャリア１３０ａに対して調節可能に位置決めするのを容易にするために、トラック１３７中に位置決めされる。当該可動式のピン１３９は、格納可能なピン１３８ａとの組合せにおいて、異なるサイズの基板に対する単一のキャリアの使用を可能にする。基板上にシャドウフリーコーティングが形成されるように、当該ピンと、図４Ａに関して上記において説明したのと同じ方式の任意選択のサイドストッパー１５０ａとによって基板が保持され得る。
【００３９】
前述の文章に示されるように、基板キャリア１３０、１３０ａは、非磁性基板キャリアベース１３１と、当該キャリアをドーム１１０からある距離を離して当該ドームに固定するための複数の磁石１３４とを有する。これらの磁性キャリアの使用は、レンズなどの光学要素のコーティングにおいて使用されるドームキャリアに対する改良である。例えば、図１６Ａは、コーティングされるレンズを位置決めするための複数の開口部３０２を有する従来のドームキャリア３００を例示している。レンズがコーティングされる時、それらは、キャリアの開口部に挿入される。しかしながら、この従来の設計では、ドームの内側と外側の両方を均一にコーティングすることが困難である。コーティングしないレンズ表面からコーティング材料を遠ざけておくことも困難である。さらに、コーティングされる部分は、ドームが加熱されるときにドームの開口部に対して移動する可能性があり、結果として、コーティング後にドームが冷却されるときに損傷する。例えば、図１６Ｂには、支持体の一方の肩部３０６からドームキャリアの開口部３０２の内側へと滑り落ちているレンズ３０４が示されている。容易に分かるように、キャリアがレンズ３０４より急速に冷却される場合、キャリアの収縮がレンズの破壊の原因となり得る。本出願において、基板キャリアは、キャリアをドームに保持している磁石によってドームからある距離に離されているので、熱伝達が最小限に抑えられ、ドームが冷却されるときにレンズの破壊が生じない。さらに、キャリア／基板の組合せがドームの内側表面に近接しているため、コーティングされるガラス物品の片面のみがコーティング材料に晒される。結果として、従来のドームキャリアにおける上記において言及された欠点を回避することができる。
【００４０】
ここで、図５を参照すると、格納可能なピン１３８ａによってガラス基板に対して加えられる力によってガラス基板を保持しているピン１３８ａおよび１３８ｂの断面が図式的に表されている。ガラス基板は、ピン１３８ａおよび１３８ｂのヘッド１３８ｈとピンの本体の残りと部分との間に適合するように成形された端部を有する。ガラス基板の端部は、１４１において示されるように角が面取りされ得るか、丸められ得るか、丸い角に加工され得るか、または別の形状に輪郭形成され得る。ガラス基板１４０が、ピン１３８ａ、１３８ｂと嵌合される場合、ガラス基板の上部１４０ａは、ピン１３８ａまたは１３８ｂの上部より２〜３ｍｍ下方に位置される。この図において、符番１４０ｂは、ガラス基板１４０の底面を示している。
【００４１】
ここで図４Ａおよび図６を参照すると、ガラス基板１４０は基板キャリア１３０上に載置されており、ガラス基板１４０と基板キャリア１３０との当該組合せは、ドーム１１０の下側に磁気的に取り付けられている。コーティングのために、ガラス基板１４０（点線）を伴う基板キャリア１３０がドーム１１０上に載置される場合、格納可能なピン１３８ａは、矢印で示されるようなドーム１１０の回転方向に対して垂直に位置決めされ、すなわち、当該ピンは、ドーム１１０の上部Ｔにおける開口部に対して、固定されたピン１３８ｂよりも近くに位置されている。基板キャリアがそのように位置決めされる場合、光学コーティングがガラス基板１４０の表面全体に均一に被着されて、「シャドウレス」または「シャドウフリー」のコーティングされたガラス基板１４０が形成される。これらの用語「シャドウレス」および「シャドウフリー」は、
（１）格納可能なピン１３８ａは、図６において説明および図示されるように、ドーム１１０上に接して位置決めされておらず、ならびに
（２）ガラス基板１４０の上面１４０ａは、ピン１３８ａのヘッド１３８ｈより１ｍｍを超えて下方に位置されており、ならびに
（３）サイドストッパー１５０の上部は、上面１４０ａよりも低い位置にある、
場合には、基板を保持するこれらの要素および他の要素が位置されているエリアでは光学コーティングの被着は不均一となるであろうという事実を意味する。結果として、当該光学コーティングは、これらの要素の近くにおいてより薄く、それらから離れるほどより厚くなるであろう。この結果は、不均一な光学被着または物品の使用者が認識できる「影」である。そのような影は、本開示において説明される機器および方法を使用することにより避けることができる。
【００４２】
図１Ａを参照すると、調節可能な基板キャリア１３０ａがドーム１１０に磁気的に取り付けられると、ガラス基板に光学コーティングを適用するための材料が光学コーティングキャリア１２４の別々の舟形容器１２６（すなわち、別々の供給源容器）に装入される。上述において述べたように、光学コーティングは、高屈折率材料と低屈折率材料との交互の層あるいは高屈折率材料と中屈折率材料との交互の層で構成される。１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する例示的な高屈折率材料は、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、ＷＯ３であり、１．５以上１．７以下の屈折率ｎを有する例示的な中屈折率材料は、Ａｌ２Ｏ３であり、１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する例示的低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３である。いくつかの実施形態において、低屈折率層Ｌを形成するために、中屈折率材料が使用され得る。したがって、いくつかの実施形態において、低屈折率材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３、およびＡｌ２Ｏ３から選択され得る。例示的実施形態において、光学コーティング材料は、高屈折率コーティングがランタノイド系酸化物、例えば、Ｌａ、Ｎｂ、Ｙ、Ｇｄ、または他のランタノイド金属などであり、低屈折率コーティングがＳｉＯ２である、酸化物コーティングである。さらに、クリーニング容易な（ＥＴＣ）コーティングを適用するための材料が、少なくとも１つの熱蒸発源１２８に装入される。上述において述べられているように、ＥＴＣ材料は、例えば、フッ化シラン、典型的には、式（ＲＦ）ｘＳｉＸ４−ｘ［式中、ＲＦは直鎖状Ｃ６〜Ｃ３０アルキルペルフルオロカーボンであり、Ｘ＝Ｃｌまたは−ＯＣＨ３−であり、ならびにｘ＝２または３である］を有するアルキルペルフルオロカーボンシランであり得る。フルオロカーボンは、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の炭素鎖長を有する。
【００４３】
コーティング材料が装入されると、真空槽１０２が密封されて、１０−４Ｔｏｒｒ以下まで減圧される。次いで、ドーム１１０が、真空シールドされた回転シャフト１１７によって真空槽内において回転される。次いで、プラズマ源１１８が活性化されて、イオンおよび／またはプラズマが、ドーム１１０の下側に位置決めされたガラス基板に向かって放出され、光学コーティング材料が当該ガラス基板に適用されていると共に当該コーティング材料が高密度化される。その後、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングが、当該ガラス基板に連続して適用される。最初に、光学コーティングキャリア１２４の舟形容器１２６に入れられた光学材料を蒸発させることによって光学コーティングが適用される。詳細には、ｅビーム源１２０が稼働され、ｅビーム反射板１２２によって光学コーティングキャリア１２４の舟形容器１２６上に向けられた電子ストリームが放出される。ガラス基板は、ドーム１１０内で回転されながら、蒸発した材料が当該ガラス基板の表面上に被着される。ドーム１１０の回転は、シャドウマスク１２５および基板キャリア１３０上でのガラス基板の配向と併せて、光学コーティング材料が基板キャリア上に均一にコーティングされるのを可能にし、それにより、ガラス基板のコーティングされた表面に「影」が生じるのを防ぐことができる。上述において説明したように、ｅビーム源１２０は、高屈折率材料および低屈折率材料もしくは中屈折率材料の層を連続して被着させて所望の光学特性を有する光学コーティングを達成するために用いられる。本明細書において説明されるように、被着された材料の厚さをモニターし、それにより光学コーティングの被着を制御するために、クォーツモニター１１４および光ファイバー１１２が用いられる。
【００４４】
所望のコーティング材料を使用して所望の厚さまで光学コーティングがガラス基板に適用されると、光学コーティングが停止され、ドーム１１０と共にガラス基板を回転させながら熱蒸発によって、当該光学コーティングの上にＥＴＣコーティングが適用される。詳細には、少なくとも１つの熱蒸発源１２８に位置決めされたＥＴＣ材料が加熱され、それにより、真空槽１０２内においてＥＴＣ材料が蒸発する。蒸発したＥＴＣ材料は、凝縮によりガラス基板上に被着される。ドーム１１０の回転は、基板キャリア１３０上のガラス基板の配向と併せて、ガラス基板上へのＥＴＣ材料の均一なコーティングを容易にする。本明細書において説明されるように、被着された材料の厚さをモニターし、それによりＥＴＣコーティングの被着を制御するために、クォーツモニター１１４および光ファイバー１１２が用いられる。
【００４５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、ガラスまたは酸化物光学コーティングとのフッ化シランのグラフト化反応（すなわち、ＥＴＣコーティング材料とガラスまたは酸化物光学コーティングとの間の反応）の概略図である。図７ｃは、フルオロカーボントリクロロシランがガラスへグラフト化された場合、シランのケイ素原子は、（１）ガラス基板または基板上の多層酸化物コーティングの表面に三重に結合（３つのＳｉ−Ｏ結合）し得るか、または（２）ガラス基板に二重に結合し、ならびに隣接するＲＦＳｉ部分に結合した１つのＳｉ−ＯーＳｉ結合を有し得ることを示している。ＥＴＣコーティングのプロセス時間は、非常に短く、ならびに、真空を破ることなく（すなわち、光学コーティングを周囲大気に晒すことなく）、新たに適用された光学コーティング材料上に３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲の厚さを有するＥＴＣコーティングを提供するために使用することができる。本明細書において説明されるコーティングプロセスにおいて、ＥＴＣ材料は、単一の供給源から蒸発される。ただし、ＥＴＣ材料は、同時に複数の供給源から蒸発させることもできることを理解されたい。例えば、２〜５つの別々のＥＴＣ材料供給源が有利であり得ることが見出されている。詳細には、ＥＴＣ材料を収容する複数の供給源の使用により、結果として、より均一なＥＴＣコーティングが得られ、コーティングの耐久性を増強することができる。用語「供給源」は、本明細書において使用される場合、そこからＥＴＣが熱的に蒸発される容器またはるつぼを意味する。  
【００４６】
本明細書において説明される実施形態において、ＳｉＯ２層は、概して、光学コーティングのためのキャッピング層として適用される。当該ＳｉＯ２層は、概して、ＥＴＣコーティングの被着の前に、光学コーティングの一部として被着される。このＳｉＯ２層は、これらの層が遊離ＯＨの不在下で高真空（１０−４〜１０−６Ｔｏｒｒ）において被着される場合、ＥＴＣコーティングのケイ素原子のグラフト化および架橋のための高密度の表面を提供する。遊離ＯＨは、ＥＴＣ材料中のケイ素原子が金属酸化物または酸化ケイ素表面、すなわち光学コーティング表面、の酸素原子と結合するのを妨害するので、遊離ＯＨ、例えば、ガラスまたはＡＲ表面上の水の薄層は、ＥＴＣ材料被着の際に有害である。被着機器における真空が破られる場合、すなわち、機器が大気に対して開放される場合、環境から空気（水蒸気を含有する）が流入し、空気に晒されると、ＥＴＣコーティングのケイ素原子が光学コーティング表面と反応することによりＥＴＣケイ素原子と表面酸素原子との間に少なくとも１つの化学結合が形成され、ならびにアルコールまたは酸が放出される。ＥＴＣコーティング材料は、典型的には、１〜２つのフッ化基と、２〜３つの反応性基、例えばＣＨ３Ｏ−基など、を有するので、ＥＴＣコーティングは、光学コーティング表面において２〜３個の酸素原子と結合するか、または図７（ｃ）に示されるような別のコーティング分子と架橋して、強く結合したＥＴＣコーティングを形成することができる。ＰＶＤ蒸着されたＳｉＯ２表面は、純粋な元の状態のままであり、反応性表面を有している。例えば、ＰＶＤ蒸着されたＳｉＯ２キャップ層の場合、図８に示されるように、結合反応は、複雑な表面化学を有するガラス、またはその上に環境汚染物を有するガラス、またはガラス表面上に水の相を有するようなガラス上よりも、はるかに低い活性化エネルギーを有する。
【００４７】
したがって、ＥＴＣコーティングが光学コーティング上に適用されると、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを有するガラス基板が槽から取り出され、空気中において硬化される。単に室温（およそ１８〜２５℃、相対湿度（ＲＨ）４０％）に置くことによって硬化させる場合、当該硬化は、１〜３日を要するであろう。硬化を促進させるために、高温を利用することもできる。例えば、一実施形態において、ＥＴＣコーティングされた物品は、約１０分〜約３０分間、５０％〜１００％の範囲のＲＨにおいて、８０〜１００℃の温度に加熱され得る。典型的には、相対湿度は、５０〜８５℃の範囲である。
【００４８】
ＥＴＣコーティングが硬化されると、光学コーティングに結合していない任意のＥＴＣ材料を除去するために、当該コーティングの表面が、柔らかいブラシまたはイソプロピルアルコールワイプで拭かれる。
【００４９】
本明細書において説明される方法および機器は、コーティングされたガラス物品、例えば、光学コーティング（例えば、ＡＲコーティングまたは同様の光学的機能性コーティング）および当該光学コーティング上に位置決めされたＥＴＣコーティングの両方を有するコーティングされたガラス基板など、を製造するために使用することができる。本明細書において説明される方法および機器を用いることにより、コーティングされたガラス物品は、概して、ガラス物品の光学的にコーティングされた表面全域においてシャドウフリーである。実施形態において、ガラス物品に適用された光学コーティングは、１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する高屈折率材料Ｈの層と、１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する低屈折率材料Ｌの層とからなる複数の周期を有し得る。高屈折率材料の層は、各周期の第一層であり得、低屈折率材料Ｌの層は、各周期の第二層であり得る。あるいは、低屈折率材料の層は、各周期の第一層であり得、ならびに高屈折率材料Ｈの層は、各周期の第二層であり得る。いくつかの実施形態において、光学コーティングにおけるコーティング周期の数は、２以上１０００以下であり得る。当該光学コーティングはさらに、ＳｉＯ２のキャッピング層も含み得る。当該キャッピング層は、１つまたは複数の周期の上に適用され得、ならびに２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の厚さを有し得る。本明細書において説明される実施形態において、光学コーティングは、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲の厚さを有し得る。しかしながら、コーティングされた物品の意図される使用法に応じて、さらに厚くすることも可能である。例えば、いくつかの実施形態において、光学コーティングの厚さは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲であり得る。いくつかの他の実施形態において、光学コーティングの厚さは、４００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲、さらには４００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲であり得る。
【００５０】
高屈折率材料および低屈折率材料の各層の厚さは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲であり得る。高屈折率材料および低屈折率材料の各層の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲であり得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるであろうように、コーティングされたガラス物品は、本明細書において用いた特定のコーティング方法および技術に対し、向上した耐摩耗性を示す。ガラス物品に適用されたコーティングの劣化は、ガラスコーティングに摩耗試験を行った後の水接触角によって評価することができる。摩耗試験は、グレード００００＃のスチールウールにより１０ｋｇ垂直負荷下においてガラス基板のコーティング表面を擦ることによって実施した。摩耗エリアは１０ｍｍ×１０ｍｍである。摩耗の頻度は６０Ｈｚであり、スチールウールの移動距離は５０ｍｍである。摩耗試験は、相対湿度ＲＨ＜４０％において実施される。本明細書において説明される実施形態において、ガラス物品は、６，０００回の摩耗サイクル後に少なくとも７５°の水接触角を有する。いくつかの実施形態において、ガラス物品は、６，０００回の摩耗サイクル後に少なくとも１０５°の水接触角を有する。さらに他の実施形態において、ガラス物品は、１０，６００回の摩耗サイクル後に９０°を超える水接触角を有する。
【００５１】
摩耗および劣化に対するガラス物品の耐性は、摩耗試験後のガラス物品に存在するスクラッチの長さによっても評価することができる。本明細書において説明される実施形態において、当該コーティングされたガラス物品は、８０００回の摩耗サイクルの後での表面スクラッチ長さは２ｍｍ未満である。
【００５２】
さらに、摩耗および劣化に対するガラス物品の耐性は、本明細書においてより詳細に説明されるように、摩耗試験後のガラス物品の反射率および／または透過率における変化によっても評価することができる。いくつかの実施形態において、少なくとも８，０００回の摩耗／ワイピングサイクル後のガラス物品の反射率％は、未摩耗／未ワイプのガラス物品の反射率％と実質的に同じである。いくつかの実施形態において、少なくとも８，０００回の摩耗／ワイピングサイクル後のガラス物品の透過率％は、未摩耗／未ワイプのガラス物品の透過率％と実質的に同じである。
【００５３】
本明細書において説明される被着方法を使用することにより、シャドウフリーの光学コーティングを製造することができる。これは、光学コーティングが、ガラス基板のコーティング面全体に均一に被着されていることを意味している。本明細書において説明されるコーティングされたガラス基板の実施形態において、ガラス基板の光学コーティングの第一端部から当該光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動は４％未満である。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス基板の光学コーティングの第一端部から当該光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動は３％以下である。いくつかの実施形態において、ガラス基板の光学コーティングの第一端部から当該光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動は２％以下である。さらなる他の実施形態において、ガラス基板の光学コーティングの第一端部から当該光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動は１％以下である。
【００５４】
イオンアシスト電子ビーム蒸着は、小さいサイズまたは中程度のサイズのガラス基板、例えば、槽サイズに応じて、およそ４０ｍｍ×６０ｍｍからおよそ１８０ｍｍ×３２０ｍｍの範囲の面寸法を有するものなど、へのコーティングに対して独特な利点を提供する。イオンアシストコーティングプロセスは、ＥＴＣコーティングの性能および信頼性に影響を及ぼすかもしれない表面汚染（水または他の環境性のもの）が存在しないので、ガラス表面に、後続のＥＴＣコーティングの適用に対して、低い表面活性化エネルギーを有する新しく被着された光学コーティングを提供する。光学コーティングの完了直後でのＥＴＣコーティングの適用は、２つのフルオロカーボン官能基の間の架橋を向上させ、耐摩耗性を向上させ、ならびにコーティングに対する数千回の摩耗サイクル後の接触角性能を向上させる（より高い撥油性および撥水性の接触角）。さらに、イオンアシスト電子ビームコーティングは、コーティングサイクル時間を大幅に減少させ、それによりコーター利用率およびスループットを高める。さらに、光学コーティング表面の低い活性化エネルギーが、加熱のできない後続のＥＴＣプロセスに対して当該プロセスを適合可能にするため、被着後のＥＴＣコーティングの熱処理またはＵＶ硬化を必要としない。本明細書において説明されるイオンアシスト電子ビームＰＶＤプロセスを使用することにより、選択された領域にＥＴＣ材料をコーティングすることができ、基板の他の場所への汚染を防ぐことができる。
【実施例１】
【００５５】
４層ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５／基板のＡＲ光学コーティングを、およそ１１５ｍｍＬ×６０ｍｍＷ×０．７ｍｍＴの寸法（長さ、幅、厚さ）のＧｏｒｉｌｌａ（商標）  Ｇｌａｓｓ（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されている）６０枚の上に被着させた。当該コーティングを、本明細書において説明した方法を用いて被着させた。当該ＡＲコーティングは、およそ６００ｎｍの厚さを有していた。ＡＲコーティングの被着後、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の炭素鎖長を有するペルフルオロアルキルトリクロロシラン（Ｏｐｔｏｏｌ（商標）フルオロコーティング（Ｄａｔｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）を例示的種として使用した）を用いた熱蒸発により、ＥＴＣコーティングを当該ＡＲコーティングの上に適用した。ＡＲおよびＥＴＣコーティングの被着は、図１Ａに示されるような単一の槽コーティング機器において実施した。ＡＲコーティングを被着させた後、当該ＡＲコーティングの供給源材料を遮断し、ＥＴＣ材料を熱的に蒸発させて、当該ＡＲコーティングされたガラスに被着させた。当該コーティングプロセスは、部品の導入／導出を含めて７３分間であった。続いて、ＥＴＣコーティングを硬化させた後、表１に示されるような様々な摩耗サイクルを使用して表面を擦った後に水接触角を測定した。摩耗試験は、＃０スチールウールにより１ｋｇの荷重において実施した。表１のデータは、試料が非常に良好な摩耗特性および撥水性を有していることを示している。表２には、ガラス基板上の６層のＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２コーティングのコーティング順および層厚が示されている。
【００５６】
【表１】
0006397532.tif 000002
【００５７】
【表２】
0006397532.tif 000003
【実施例２】
【００５８】
この実施例において、実施例１において使用したのと同じフルオロコーティングを、ラップトップコンピュータにおいて使用される光ファイバー２０６での使用のための図９に示されるような光コネクターのためのＧＲＩＮレンズ上にコーティングした。数字２００および矢印は、粒子および摩耗抵抗性を提供するために８５０ｎｍのＡＲコーティングの上にＥＴＣコーティングを位置するためのＧＲＩＮレンズ２０８の選択領域を指し示している。数字２０２は、ラップトップまたはタブレット型デバイスへの光ファイバーの接続を示しており、数字２０４は、メディアドックにラップトップを接続するための、コーティングされた光ファイバーの使用を示している。
【００５９】
図１０は、基板／（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）×３からなる６層のＡＲコーティング上に熱的に被着された８〜１０ｎｍのＥＴＣコーティング（ＥＴＣ／６Ｌ−ＡＲコーティング）を有するガラス物品と、それに対する、スプレーコーティングされたＥＴＣコーティングのみを有するガラス試料との摩耗試験データである。当該ガラスは０．７ｍｍの厚さの化学的に強化された（イオン交換された）ガラスである市販のＣｏｒｎｉｎｇ  ｃｏｄｅ  ２３１９ガラスであった。摩耗試験は、以下の条件下：グレード００００＃のスチールウール、１０ｍｍ×１０ｍｍエリアでの１０ｋｇの荷重、６０Ｈｚ、５０ｍｍの移動距離、ＲＨ＜４０％、において実施した。７５°を超える水接触角は、コーティング破損を判断するための評価基準である。ＥＴＣコーティングなしのＡＲコーティングを有するガラスは、１０〜２０回だけのワイピングサイクル後にスクラッチ損傷したことが見出された。図１０は、両方のガラス試料が、１２０°の水接触角において開始され、６０００回の摩耗サイクル後に、ＥＴＣコーティングのみを有するガラス試料は、８０°の水接触角を有しているのに対し、本明細書において説明されるように作製されたガラス試料、すなわち、ＥＴＣ／６層のＡＲコーティングを有するガラス試料は、少なくとも１０５°の水接触角を有していたことを示している。１０，０００回の摩耗サイクル後、ＥＴＣ／６層のＡＲコーティングをコーティングされた物品の水接触角は９０°を超えていた。当該試験は、ＡＲコーティングの上に被着されたＥＴＣコーティングを有するガラス物品は、ガラスにＥＴＣコーティングのみが適用されているガラス物品よりも、はるかに優れた耐スクラッチ性を有することを明確に示している。
【００６０】
図１１は、（１）６層のＰＶＤ  ＩＡＤ−ＥＢ  ＡＲコーティングと当該ＡＲコーティングの上に熱的に被着された８〜１０ｎｍのＥＴＣコーティングとを有するガラス物品（数字２２０および菱形のデータマーカーによって示される）と、それに対する、（２）第一の市販のコーター機器によって被着されたＰＶＤ−ＡＲコーティングと市販のプロセス、例えば、浸漬または噴霧など、によって第二槽において被着されたＥＴＣとを有する市販のガラス物品（数字２２２および四角形のデータマーカーで示される）との摩耗耐久性の比較である。両コーティングを、同じ化学的に強化された（イオン交換された）０．７ｍｍ厚のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｄｅ  ２３１９ガラスの試料に被着させた。ガラス物品２２０は、本明細書において説明した方法に従ってコーティングした。市販のガラス物品は、市販のコーティングベンダーによってコーティングした。摩耗耐久性は、４０％の相対湿度において実施した。矢印２２４で示された点では、長さ２ｍｍ未満の短く浅いスクラッチのみが、８，０００サイクル後に現れた。対照的に、矢印２２６によって示される点では、たったの２００回のワイプ後に、５ｍｍを超える長さの深くて長いスクラッチが現れた。試験結果は、本明細書において説明されるようにコーティングされたＡＲコーティング−ＥＴＣガラスの摩耗耐久性が、市販の製品の耐久性の少なくとも１０倍を超えることを示している。
【００６１】
図１７Ｂは、図１７Ａに表されたように構成されたコーティング機器を使用して得られる向上を示している、摩耗サイクルに対する水接触角をグラフ表示している。水接触角の結果は、図１０および１１の結果と比較することができる。図１７Ｂにおけるデータは、１０，０００回の摩耗サイクル後に、図１７Ｂに示されるすべての基板が１１０°を超える水接触角を有しており、ならびに実質的にすべての基板が、１１２°以上の水接触角を有することを示している。対照的に、図１０および１１のデータは、１０，０００回の摩耗サイクル後の水接触角は、１００°未満であった。さらに、図１７Ｂにおけるデータは、１２，０００回の摩耗サイクルを受けた基板では、当該基板の水接触角が１０６°を超えることを示している。
【００６２】
図１２は、波長に対する反射率％のグラフであり、この場合、反射率は、本明細書において説明されるようなＡＲコーティングおよびＥＴＣコーティングでコーティングされたコーティング済みガラス物品の表面で反射された光の割合を意味する。各ワイピング試験には、新しい（非摩耗または非ワイプ）物品を使用した。摩耗／ワイピングは、以下の条件下：グレード００００＃のスチールウール、１０ｍｍ×１０ｍｍのエリアでの１０ｋｇの荷重、６０Ｈｚ、５０ｍｍの移動距離、ＲＨ＜４０％、において実施した。反射率は、６Ｋ、７Ｋ、８Ｋ、および９Ｋ回の摩耗の後に測定した。グラフは、新しい物品と８Ｋ回までワイプされた物品とが実質的に同じ反射率を有することを示している。８Ｋ回のワイプ後、反射率は増加している。この反射率の増加は、多くの回数のワイプの結果としてのガラス表面のわずかな摩耗によるものと考えられる。グラフにおいて、文字「Ａ」は「ワイピング後」を意味し、文字「Ｂ」は「ワイピング前」（ゼロ回のワイプ）を意味する。文字「Ｋ」は、「キロ」または「千」を意味する。
【００６３】
図１３は、波長に対する透過率％のグラフである。当該試験は、本明細書において説明されるようなＡＲコーティングおよびＥＴＣコーティングでコーティングされたコーティング済みガラス物品において実施した。各ワイピング試験には、新しい（非摩耗または非ワイプ）物品を使用した。反射率試験と同じ物品を透過率試験においても用いた。グラフは、新しい物品と８Ｋ回までワイプされた物品とが実質的に同様の透過率を有しており、当該透過率が９５〜９６％の範囲であることを示している。８Ｋ回のワイプ後、透過率は、波長全範囲においておよそ９２％まで低下している。この透過率の低下は、多くの回数のワイプの結果としてのガラス表面のわずかな摩耗によるものと考えられる。グラフにおいて、文字「Ａ」は「ワイピング後」を意味し、文字「Ｂ」は「ワイピング前」（ゼロ回のワイプ）を意味する。文字「Ｋ」は、「キロ」または「千」を意味する。
【００６４】
図１２および１３のデータは、ガラス物品上の光学コーティングが、図１０および１１によって示されるような素晴らしい水接触角保持を有することに加え、非常に耐久性のあることを示している。
【００６５】
図１４は、波長に対する反射率％のグラフであり、ＡＲコーティングを有さないガラスにおける、反射率に対するＡＲコーティング層／周期の数の効果を示している。曲線２４０は、未コーティングのイオン交換ガラスであるＣｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｄｅ  ２３１９を表している。曲線２４４は、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ３からなる２層または１周期のコーティングである。曲線２４６および２４８は、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ３の層対からなる４層（２周期）および６層（３周期）のコーティングである。曲線２４２は、Ｎｂ２Ｏ３の１層コーティングである。データは、ＡＲコーティングのスタック数（層／周期）を増すことにより、ＡＲコーティングのスペクトル範囲の有用性が広がり、さらに反射率％を減少させるであろうことを示している。
【実施例３】
【００６６】
図１８は、６層ＡＲコーティング（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）およびＥＴＣコーティングでコーティングされたガラス基板の、波長（ｘ軸）の関数としての反射率（ｙ軸）のコンピュータシミュレーションである。ＡＲコーティングは、２％の厚さ変動でシミュレートした。したがって、結果として得られる反射率プロファイルは、６層ＡＲコーティング（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）とＥＴＣコーティングとによる反射率をシミュレートしており、この場合、当該ＥＴＣコーティングは２％の厚さ変動を有している。図１９は、本明細書において説明される方法および機器を使用して６層のＡＲコーティング（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）およびＥＴＣコーティングをコーティングした複数の実際の試料の、波長の関数としての反射率（ｙ軸）をグラフ表示している。図１９に表されているように、実際の試料の反射率プロファイルは、シミュレートされた試料の反射率プロファイルと類似しており、したがって、説明された方法を用いてコーティングされた試料が、コーティングされた基板全域での光学コーティングの（すなわち、光学コーティングの第一端部から第二端部までの）厚さ変動が３％未満である光学コーティングを有していることを示している。
【００６７】
本明細書において説明されるＡＲ／ＥＴＣコーティングは、多くの商業的物品において利用することができる。例えば、結果として得られるコーティングは、テレビ、携帯電話、電子タブレット、ならびにブックリーダーおよび日光の下で読み取り可能な他のデバイスを作製するために使用することができる。当該ＡＲ／ＥＴＣコーティングはさらに、反射防止ビームスプリッター、プリズム、ミラー、およびレーザー製品；光ファイバーおよび電気通信のための部品；生物学的用途および医学的用途での使用のための光学コーティング；ならびに抗菌性表面、に対する有用性も有する。
【００６８】
第一態様において、本開示は、光学コーティングおよび当該光学コーティング上のクリーニング容易な（ＥＴＣ）コーティングを有するガラス物品を作製する方法を提供する。当該方法は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングの被着のための真空槽を有するコーティング機器を提供する工程；コーティングされるガラス基板をその上に受け入れる磁性基板キャリアを磁気的に位置決めするために、当該真空槽内の回転可能な磁性ドームを提供する工程；当該真空槽内に、光学コーティングのための供給源材料およびＥＴＣコーティングのための供給源材料を提供する工程；ガラス基板を磁性基板キャリア上に載置し、ガラス基板が上に載置されている当該磁性基板キャリアを、回転可能な磁性ドームに磁気的に取り付ける工程；真空槽を脱気する工程；回転可能な磁性ドームを回転させてガラス基板上に光学コーティングを被着させる工程；当該回転可能な磁性ドームを回転させて光学コーティングの被着の後に当該光学コーティングの上にＥＴＣコーティングを被着させる工程であって、ＥＴＣコーティングの被着の前に当該光学コーティングが周囲大気に晒されない、工程；ならびに、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを有するガラス基板を槽から取り出して、シャドウフリーの、ガラス基板上に被着された光学コーティングと当該光学コーティング上に被着されたＥＴＣコーティングとを有するガラス基板を得る工程、を含む。
【００６９】
第二態様において、本開示は、ＥＴＣコーティングを硬化させる工程をさらに含む、第一態様の方法を提供する。
【００７０】
第三態様において、本開示は、ＥＴＣコーティングを室温において空気中で硬化させる、第一または第二態様のいずれか一態様による方法を提供する。
【００７１】
第四態様において、本開示は、ＥＴＣコーティングが、当該ＥＴＣコーティングを加熱することによって硬化される、第一または第二態様のいずれか一態様による方法を提供する。
【００７２】
第五態様において、本開示は、真空槽が１０−４Ｔｏｒｒ以下の圧力まで脱気される、第一態様から第四態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７３】
第六態様において、本開示は、光学コーティングを被着させるときに当該光学コーティングを高密度化させる工程をさらに含む、第一態様から第五態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７４】
第七態様において、本開示は、真空槽が、光学コーティングのための供給源材料を蒸発させるために少なくとも１つのｅビーム源を収容する、第一態様から第六態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７５】
第八態様において、本開示は、当該少なくとも１つのｅビーム源が２つ以上６つ以下のｅビーム源を含み、各供給源からのｅビームが、コーティングされる材料を保持している別々の容器に向けられる、第七態様による方法を提供する。
【００７６】
第九態様において、本開示は、磁性基板キャリアが、固定式の磁性基板キャリアおよび調節可能な磁性基板キャリアからなる群より選択される、第一態様から第八態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７７】
第十態様において、本開示は、光学コーティングを被着する工程が、高屈折率材料および低屈折率材料による少なくとも１つの周期を含む多層の光学コーティングを被着させる工程を含み、当該高屈折率材料が、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、ＷＯ３からなる群より選択され、ならびに当該低屈折率材料が、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３、およびＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される、第一態様から第九態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７８】
第十一態様において、本開示は、ガラス基板が、イオン交換シリカガラス、非イオン交換シリカガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、またはソーダ石灰ガラスから形成される、第一態様から第十態様までのいずれか一態様による方法を提供する。
【００７９】
第十二態様において、本開示は、ＥＴＣコーティングのための供給源材料が式（ＲＦ）ｘＳｉＸ４−ｘ［式中、ＲＦは直鎖状Ｃ６〜Ｃ３０アルキルペルフルオロカーボンであり、Ｘ＝Ｃｌまたは−ＯＣＨ３−であり、ならびにｘ＝２または３である］のアルキルペルフルオロカーボンシランである、第一態様から第十一態様までのいずれか一態様による方法を提供する。  
【００８０】
第十三態様において、本開示は、コーティングプロセスの際に基板を保持するための磁性基板キャリアを提供する。当該磁性基板キャリアは、非磁性基板キャリアベース；当該非磁性基板キャリアベースに取り付けられた複数の磁石；当該磁性基板キャリア上に載置されたガラス基板の表面を支持するための複数のピン；格納可能なピンを格納するバネによって適切な位置に保持される当該格納可能なピンであって、当該バネと反対方向に延長可能である当該格納可能なピンと、複数の固定されたピンと、非磁性基板キャリアベースからある距離を延びる複数のサイドストッパーであってガラス基板が当該複数のピン上に位置されたときにその上部が当該ガラス基板の上面の下に位置されるサイドストッパーとを備えるバネシステム、を備える。
【００８１】
第十四態様において、本開示は、コーティングプロセスの際に基板を保持するための磁性基板キャリアを提供する。当該磁性基板キャリアは、非磁性キャリアベース；当該非磁性キャリアベースに取り付けられた複数の磁石；ガラス基板の表面を支持するための複数のピン；中に格納可能なピンが配置されているハウジングであって、当該格納可能なピンがバネによって適切な場所に保持されかつ当該ハウジングから外向きに付勢されているハウジング；任意選択のストッパー；ならびにガラス基板の端部を保持するための可動式ピン、を備える。
【００８２】
第十五態様において、本開示は、光学コーティングおよび当該光学コーティングの上のクリーニング容易なコーティングを備えるガラス物品であって、当該ガラス物品が、当該ガラス物品の光学的コーティングされた表面全域においてシャドウフリーであり、この場合、当該光学コーティングが、１．７以上３．０以下の屈折率ｎを有する高屈折率材料Ｈの層および１．３以上１．６以下の屈折率ｎを有する低屈折率材料Ｌの層からなる複数の周期（高屈折率材料Ｈの当該層は各周期の第一層であり、低屈折率材料Ｌの層は各周期の第二層である）と、当該複数の周期の上に適用された、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の厚さを有するＳｉＯ２キャッピング層とを含む、ガラス物品を提供する。
【００８３】
第十六態様において、本開示は、コーティング周期の数が２以上１０００以下の範囲である、第十五態様のガラス物品を提供する。
【００８４】
第十七態様において、本開示は、光学コーティングが１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲の厚さを有する、第十五態様から第十六態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００８５】
第十八態様において、本開示は、コーティング周期の数が２以上２０以下の範囲であり、高屈折率材料Ｈおよび低屈折率材料Ｌの各層の厚さが５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲である、第十五態様から第十七態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００８６】
第十九態様において、本開示は、コーティング周期の数が２以上２０以下であり、高屈折率材料Ｈおよび低屈折率材料Ｌの各層の厚さが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲である、第十五態様から第十七態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００８７】
第二十態様において、本開示は、高屈折率材料Ｈの層が、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、およびＷＯ３からなる群より選択される、第十五態様から第十九態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００８８】
第二十一態様において、本開示は、低屈折率材料が、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、ＹｂＦ３、およびＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される、第十五態様から第二十態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００８９】
第二十二態様において、本開示は、ガラス物品が６，０００回の摩耗サイクル後に少なくとも７５°の水接触角を有する、第十五態様から第二十一態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９０】
第二十三態様において、本開示は、ガラス物品が、６，０００回の摩耗サイクル後に少なくとも１０５°の水接触角を有する、第十五態様から第二十二態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９１】
第二十四態様において、本開示は、ガラス物品が、１０，６００回の摩耗サイクル後に９０°を超える水接触角を有する、第十五態様から第二十三態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９２】
第二十五態様において、本開示は、８，０００回の摩耗サイクル後のガラス物品の表面上のスクラッチが２ｍｍ未満の長さである、第十五態様から第二十四態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９３】
第二十六態様において、本開示は、少なくとも８，０００回の摩耗／ワイピングサイクル後のガラス物品の反射率％が、未摩耗／未ワイプのガラス物品の反射率％と実質的に同じである、第十五態様から第二十五態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９４】
第二十七態様において、本開示は、少なくとも８，０００回の摩耗／ワイピングサイクル後のガラス物品の透過率％が、未摩耗／未ワイプのガラス物品の透過率％と実質的に同じである、第十五態様から第二十六態様までのいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【００９５】
第二十八態様において、本開示は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングで基板をコーティングするためのコーティング機器を提供する。当該コーティング機器は、真空槽；当該真空槽内に位置決めされた回転可能な磁性ドーム；当該真空槽内に位置決めされた少なくとも１つの電子ビーム源；当該真空槽内に位置決めされた少なくとも１つの熱蒸発源；および当該真空槽内の支持体上に調節可能に位置決めされたシャドウマスク、を備える。
【００９６】
第二十九態様において、本開示は、真空槽内に位置されたプラズマ源をさらに備える、第二十八態様のコーティング機器を提供する。
【００９７】
第三十態様において、本開示は、回転可能な磁性ドームが、当該回転可能な磁性ドームの中央上部における開口部：当該回転可能な磁性ドームの開口部を覆う透明ガラスプレート；ならびに、真空槽内において被着されるコーティング材料の被着速度をモニターするために透明ガラスプレートの開口部に位置されたクォーツモニター、を備える、第二十八態様から第二十九態様のいずれか一態様によるコーティング機器を提供する。
【００９８】
第三十一態様において、本開示は、透明ガラスプレートの上方に位置決めされた光ファイバーをさらに備えるコーティング機器であって、透明ガラスプレートの反射率の変化を測定することにより当該透明ガラスプレートに適用されたコーティングの厚さを特定するために、当該光ファイバーが、透明ガラスプレートがコーティングされるに伴って透明ガラスプレートから反射される光を収集する、第三十態様によるコーティング機器を提供する。
【００９９】
第三十二態様において、本開示は、回転可能な磁性ドームの回転を容易にするために、回転可能な磁性ドームが、真空シールドされた回転シャフトに取り付けられている、第二十八態様から第三十一態様のいずれか一態様によるコーティング機器を提供する。
【０１００】
第三十三態様において、本開示は、回転可能な磁性ドームに磁気的に取り付けられた少なくとも１つの磁性基板キャリアをさらに備える、第二十八態様から第三十二態様のいずれか一態様によるコーティング機器を提供する。
【０１０１】
第三十四態様において、本開示は、ガラス物品における光学コーティングおよび当該光学コーティングの上のクリーニング容易な（ＥＴＣ）コーティングを有するガラス物品を作製する方法であって、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングの被着のための槽を有するコーティング機器を提供する工程；コーティングされるガラス基板が載せられた基板キャリアを磁気的に位置決めするための当該槽内の回転可能なドームであって、凹型であり、クォーツおよび光ファイバー測定素子の設置のために上部に開口部を有するドームを提供する工程；当該槽内に、光学コーティングのための供給源材料およびＥＴＣコーティングのための供給源材料を提供する工程であって、光学コーティングを作製するために複数の供給源材料が必要とされる場合に、当該複数の材料のそれぞれが別々の供給源容器において提供される、工程；ガラス基板を提供し、当該ガラス基板を基板キャリア上に載せ、上にガラス基板を有する当該基板キャリアをドームに磁気的に取り付ける工程；当該槽を１０−４Ｔｏｒｒ以下まで脱気する工程；当該ドームを回転させてガラス基板上に光学コーティングを被着させる工程；光学コーティングの被着の後で光学コーティングの被着を停止し、ドームを回転させて当該光学コーティングの上にＥＴＣコーティングを被着させる工程；ＥＴＣコーティングの被着を停止する工程；ＥＴＣコーティングを硬化させる工程；ならびに、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングを有する基板を槽から取り出して、基板上に被着された光学コーティングおよび当該光学コーティング上に被着されたＥＴＣコーティングを有するガラス基板を得る工程、を含む方法を提供する。
【０１０２】
第三十五態様において、本開示は、光学コーティングが、高屈折率の金属酸化物および低屈折率の金属酸化物の交互の層からなる多層コーティングであり、層の各高／低屈折率対が１つのコーティング周期と見なされる、第三十五態様の方法を提供する。周期の数は、２〜１０００の範囲である。当該多層コーティングは、１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲の厚さを有する。ＥＴＣ材料は、式（ＲＦ）ｘＳｉＸ４−ｘ［式中、ＲＦは直鎖上Ｃ６〜Ｃ３０アルキルペルフルオロカーボンであり、Ｘ＝Ｃｌまたは−ＯＣＨ３−であり、ならびにｘ＝２または３である］のアルキルペルフルオロカーボンシランである。当該アルキルペルフルオロカーボンは、３ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の炭素鎖長を有する。上記のＳｉＸ４−ｘ部分に結合したペルフルオロ化エーテルも、ＥＴＣコーティング材料として使用することができる。
【０１０３】
第三十六態様において、本開示は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングが槽内において被着され、当該光学コーティングが、被着の際にイオンビームもしくはプラズマを使用して高密度化される、第三十三態様から第三十五態様による方法を提供する。さらなる実施形態において、当該光学コーティングが酸化物コーティングの場合、コーティングされる金属酸化物の化学量論が維持されるのを確実にするために、酸素または酸素イオンが槽内に存在する。
【０１０４】
第三十七態様において、本開示は、光学コーティングおよびＥＴＣコーティングが被着された「シャドウレス」または「シャドウフリー」のガラス物品を作製するための機器であって、光学コーティング材料の供給源およびＥＴＣコーティング材料の供給源を中に有する真空槽と、基板を保持するための複数の基板キャリアを有する回転可能なドームとを備え、担持される当該基板が当該回転可能なドームに磁気的に取り付けられる、機器にも関する。
【０１０５】
第三十八態様において、本開示は、ガラス基板の表面上の光学コーティングおよび当該光学コーティング上のクリーニング容易なコーティングを有するガラス物品であって、当該ガラスの光学コーティングされた表面全域においてシャドウフリーであり；当該光学コーティングが、高屈折率材料Ｈ（ｎ＝１．７〜３．０）および低屈折率材料Ｌ（ｎ＝１．３〜１．６１）の層からなる複数の周期であり、Ｈ層が、各周期の第一層であり、Ｌ層が各周期の第二層であり；光学コーティングの最後のＬ層がＳｉＯ２ではない場合、２０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２キャッピング層が当該複数の周期の上に適用される、ガラス物品を提供する。光学コーティングの最後の周期がＳｉＯ２の場合、２０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有する追加のＳｉＯ２層を、任意により、キャッピング層として被着させてもよい。一実施形態において、光学コーティング周期の数は、２〜１０００の範囲である。別の実施形態において、光学コーティングの厚さは、１００〜２０００ｎｍの範囲である。光学コーティング周期の数は、２〜２０の範囲であり、高屈折率材料および低屈折率材料のそれぞれの厚さは、５〜２００ｎｍの範囲である。別の実施形態において、光学コーティング周期の数は、２〜２０の範囲であり、高屈折率材料および低屈折率材料のそれぞれの厚さは５〜１００ｎｍの範囲である。当該高屈折率コーティング材料は、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｒＴｉＯ３、およびＷＯ３からなる群より選択される。当該低屈折率コーティング材料は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、ＹＦ３、およびＹｂＦ３からなる群より選択される。一実施形態において、低屈折率材料の代わりにＡｌ２Ｏ３（ｎ＝１．５〜１．７）が使用され、ＳｉＯ２のキャッピング層が最終層として適用される。
【０１０６】
第三十九態様において、本開示は、ガラス基板もしくはガラス物品の光学コーティングの第一端部から光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動が３％以下である、第一態様〜第十二態様のいずれか一態様による方法および第十五態様〜第二十七態様のいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【０１０７】
第四十態様において、本開示は、ガラス物品の光学コーティングの第一端部から光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動が２％以下である、第一態様〜第十二態様のいずれか一態様による方法および第十五態様〜第二十七態様のいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【０１０８】
第四十一態様において、本開示は、ガラス基板もしくはガラス物品の光学コーティングの第一端部から光学コーティングの第二端部までの光学コーティングの厚さにおける変動が１％以下である、第一態様〜第十二態様のいずれか一態様による方法および第十五態様〜第二十七態様のいずれか一態様によるガラス物品を提供する。
【０１０９】
特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明される実施形態に様々な修正および変更を為すことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書は、本明細書において説明される様々な態様の修正および変更も網羅することが意図されるが、ただし、そのような修正および変更が、添付の請求項およびそれらの同等物の範囲内である場合に限る。
【符号の説明】
【０１１０】
１００    コーティング機器
１０２    真空槽
１１０    ドーム
１１０ａ  セグメント
１１２    光ファイバー
１１４    クォーツモニター
１１６    透明ガラスプレート
１１６ａ  開口部
１１６ｂ  透明ガラスプレートの表面
１１７    回転シャフト
１１８    プラズマ源
１１９    真空密封ベアリング
１２０    電子ビーム源
１２２    電子ビーム反射板
１２４    光学コーティングキャリア
１２５    シャドウマスク
１２５ａ  支持体
１２６    舟形容器
１２８    熱蒸発源
１３０    固定式基板キャリア
１３０ａ  調節可能な基板キャリア
１３１    非磁性基板キャリアベース
１３１ａ  基板キャリアベース表面
１３１ｂ  ベース
１３２    バネシステム
１３３    バネ
１３４    磁石
１３６    ピン
１３７    トラック
１３８ａ  格納可能なピン
１３８ａａ  ハウジング
１３８ｂ  固定されたピン
１３８ｈ  ヘッド
１３９    可動式のピン
１４０    ガラス基板
１４０ａ  ガラス基板の上面
１４０ｂ  ガラス基板の底面
１４１    ガラス基板の端部
１５０    サイドストッパー
１６０    フレーム
１６１    リップ／リム
１６２    スポーク
１６４    開口部
１６８    ドームセグメントの側端部
２０６    光ファイバー
２０８    ＧＲＩＮレンズ
３００    ドームキャリア
３０２    開口部
３０４    レンズ
３０６    肩部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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