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CN115989396A - 远红外线透射构件和远红外线透射构件的制造方法 - Google Patents

远红外线透射构件和远红外线透射构件的制造方法 Download PDF

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CN115989396A
CN115989396A CN202180052579.4A CN202180052579A CN115989396A CN 115989396 A CN115989396 A CN 115989396A CN 202180052579 A CN202180052579 A CN 202180052579A CN 115989396 A CN115989396 A CN 115989396A
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CN
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refractive index
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infrared ray
far infrared
low refractive
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Application number
CN202180052579.4A
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安井容二
前重和伸
真下尚洋
尾山卓司
青峰信孝
洼野爱弥
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

本发明适当地抑制远红外线的反射并且适当地形成减反射膜。远红外线透射构件(20)具有透射远红外线的基材(30)和功能膜(32)，所述功能膜(32)形成于基材(30)上，并且包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层(34)，低折射率层(34)以MgO作为主要成分，并且相对于低折射率层(34)的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。

Description

远红外线透射构件和远红外线透射构件的制造方法
技术领域
本发明涉及远红外线透射构件和远红外线透射构件的制造方法。
背景技术
例如在车辆等上安装远红外线传感器时，有时设置透射远红外线的远红外线透射构件以使得远红外线适当地入射到远红外线传感器。要求这样的远红外线透射构件抑制远红外线的反射从而提高远红外线的透射率。为了抑制反射，已知在基材上形成减反射膜(AR膜；减反射膜)。例如，在专利文献1中记载了通过在基板上层叠作为减反射膜的第一覆层膜和第二覆层膜而得到的能够透射红外线的光学构件。另外，还已知使用MgF2等氟化物的远红外线用减反射膜。另外，在专利文献2中记载了使用MgF2等氟化物作为低折射率层的远红外线用红外线透射结构体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62-299901号公报
专利文献2：日本专利第3704739号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，例如在使用专利文献1中的第一覆层膜、第二覆层膜的情况下，根据在专利文献1中记载的膜的特性，为了赋予适当的减反射性能而需要增大膜厚等，在适当地抑制远红外线的反射的方面有改善的余地。另外，MgF2等氟化物与基材、无机膜的粘附性差。此外，在基材上的形成工序的选项少，在使形成工序灵活这一点上有改善的余地。因此，要求能够适当地抑制远红外线的反射并且能够适当地形成减反射膜。
本发明的目的在于提供一种能够适当地抑制远红外线的反射并且能够适当地形成减反射膜的远红外线透射构件和远红外线透射构件的制造方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题并实现目的，本公开的远红外线透射构件包含透射远红外线的基材和功能膜，所述功能膜形成于所述基材上，并且包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层，所述低折射率层以MgO作为主要成分，并且相对于所述低折射率层的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。
为了解决上述问题并实现目的，在本公开的远红外线透射构件的制造方法中，通过在透射远红外线的基材上形成功能膜而制造远红外线透射构件，所述功能膜包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层，所述低折射率层以MgO作为主要成分，并且相对于所述低折射率层的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。
发明效果
根据本发明，能够适当地抑制远红外线的反射，并且能够适当地形成减反射膜。
附图说明
图1为表示将本实施方式的车辆用玻璃搭载在车辆上的状态的示意图。
图2为第一实施方式的车辆用玻璃1的俯视示意图。
图3为沿图2的A-A线的剖视图。
图4为沿图2的B-B截面的剖视图。
图5为本实施方式的远红外线透射构件的剖视示意图。
图6为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。
图7为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。
图8为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。
图9为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。
图10为表示各例的评价结果的图。
图11为表示各例的评价结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的适当的实施方式。需要说明的是，本发明不受该实施方式限制，另外，在存在多个实施方式的情况下，也包括将各实施方式组合而构成的方式。另外，关于数值，包含四舍五入的范围。
(车辆)
图1为表示将本实施方式的车辆用玻璃搭载在车辆上的状态的示意图。如图1所示，本实施方式的车辆用玻璃1被搭载在车辆V上。车辆用玻璃1为应用于车辆V的前玻璃的窗构件。即，车辆用玻璃1被用作车辆V的前窗，换言之，被用作挡风玻璃。在车辆V的内部(车内)搭载有远红外摄像头CA1和可见光摄像头CA2。需要说明的是，车辆V的内部(车内)是指例如设置有驾驶员的驾驶席的车厢内。
车辆用玻璃1、远红外摄像头CA1和可见光摄像头CA2构成本实施方式的摄像头单元100。远红外摄像头CA1为检测远红外线的摄像头，通过检测来自车辆V的外部的远红外线而拍摄车辆V的外部的热图像。可见光摄像头CA2为检测可见光的摄像头，通过检测来自车辆V的外部的可见光而拍摄车辆V的外部的图像。需要说明的是，摄像头单元100除了具有远红外摄像头CA1和可见光摄像头CA2以外，可以还具有例如LiDAR、毫米波雷达。在此的远红外线是指例如波长为8μm～13μm的波段的电磁波，可见光是指例如波长为360nm～830nm的波段的电磁波。另外，在此的8μm～13μm是指8μm以上且13μm以下，360nm～830nm是指360nm以上且830nm以下，在后文中也同样。需要说明的是，可以将远红外线设定为波长为8μm～12μm的波段的电磁波。
(车辆用玻璃)
图2为第一实施方式的车辆用玻璃1的俯视示意图。图3为沿图2的A-A线的剖视图。图4为沿图2的B-B截面的剖视图。如图2所示，以下，将车辆用玻璃1的上缘作为上缘部1a，将车辆用玻璃1的下缘作为下缘部1b，将车辆用玻璃1的一侧的侧缘作为侧缘部1c，将车辆用玻璃1的另一侧的侧缘作为侧缘部1d。上缘部1a为在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上时位于铅垂方向上侧的边缘部分。下缘部1b为在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上时位于铅垂方向下侧的边缘部分。侧缘部1c为在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上时位于一侧的侧方侧的边缘部分。侧缘部1d为在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上时位于另一侧的侧方侧的边缘部分。
以下，在与车辆用玻璃1的表面平行的方向中，将从上缘部1a向下缘部1b的方向设为Y方向，将从侧缘部1c向侧缘部1d的方向设为X方向。在本实施方式中，X方向与Y方向正交。将与车辆用玻璃1的表面正交的方向、即车辆用玻璃1的厚度方向设为Z方向。Z方向例如是在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上时从车辆V的车外侧向车内侧的方向。X方向和Y方向沿着车辆用玻璃1的表面，但是例如在车辆用玻璃1的表面为曲面的情况下，也可以为在车辆用玻璃1的中心点O处与车辆用玻璃1的表面相切的方向。中心点O是指在从Z方向观察车辆用玻璃1的情况下的车辆用玻璃1的中心位置。
在车辆用玻璃1上形成有透光区域A1和遮光区域A2。透光区域A1为从Z方向观察时占据车辆用玻璃1的中央部分的区域。透光区域A1为用于确保驾驶员的视野的区域。透光区域A1为透射可见光的区域。遮光区域A2为从Z方向观察时在透光区域A1的周围形成的区域。遮光区域A2为阻隔可见光的区域。在遮光区域A2中的作为上缘部1a一侧的部分的遮光区域A2a内形成有远红外线透射区域B和可见光透射区域C。
远红外线透射区域B为透射远红外线的区域，并且为设置远红外摄像头CA1的区域。即，远红外摄像头CA1设置于在从远红外摄像头CA1的光轴方向观察的情况下与远红外线透射区域B重叠的位置。可见光透射区域C为透射可见光的区域，并且为设置可见光摄像头CA2的区域。即，可见光摄像头CA2设置于在从可见光摄像头CA2的光轴方向观察的情况下与可见光透射区域C重叠的位置。
由于像这样在遮光区域A2中形成有远红外线透射区域B和可见光透射区域C，因此遮光区域A2在形成有远红外线透射区域B的区域以外的区域阻隔远红外线，并且在形成有可见光透射区域C的区域以外的区域阻隔可见光。远红外线透射区域B和可见光透射区域C在周围形成有遮光区域A2a。通过像这样在周围设置遮光区域A2a，能够保护各种传感器免受太阳光的影响，因此是优选的。由于从车外看不到各种传感器的布线，因此从外观设计性的观点考虑也是优选的。
如图3所示，车辆用玻璃1具有玻璃基体12(第一玻璃基体)、玻璃基体14(第二玻璃基体)、中间层16和遮光层18。在车辆用玻璃1中，向Z方向依次层叠有玻璃基体12、中间层16、玻璃基体14和遮光层18。玻璃基体12和玻璃基体14通过中间层16相互固定(胶粘)。
作为玻璃基体12、14，例如可以使用钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等。中间层16为将玻璃基体12和玻璃基体14胶粘的胶粘层。作为中间层16，例如可以使用聚乙烯醇缩丁醛(以下也称为PVB)改性材料、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)类材料、聚氨酯树脂材料、氯乙烯树脂材料等。更详细而言，玻璃基体12包含一个表面12A和另一个表面12B，另一个表面12B与中间层16的一个表面16A接触并固定(胶粘)在中间层16上。玻璃基体14包含一个表面14A和另一个表面14B，一个表面14A与中间层16的另一个表面16B接触并固定(胶粘)在中间层16上。像这样，车辆用玻璃1为层叠玻璃基体12和玻璃基体14而得到的夹层玻璃。但是，车辆用玻璃1不限于夹层玻璃，例如也可以为仅包含玻璃基体12和玻璃基体14中的一者的结构。在此情况下，也可以不设置中间层16。以下，在不区别玻璃基体12、14的情况下，记载为玻璃基体10。
遮光层18包含一个表面18A和另一个表面18B，一个表面18A与玻璃基体14的另一个表面14B接触并被固定。遮光层18为阻隔可见光的层。作为遮光层18，例如可以使用陶瓷遮光层、遮光膜。作为陶瓷遮光层，例如可以使用黑色陶瓷层等包含以往公知的材料的陶瓷层。作为遮光膜，例如可以使用遮光聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、遮光聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、遮光聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜等。
在本实施方式中，车辆用玻璃1的设置遮光层18的一侧为车辆V的内部侧(车内侧)，车辆用玻璃1的设置玻璃基体12的一侧为车辆V的外部侧(车外侧)，但不限于此，也可以遮光层18为车辆V的外部侧。在由玻璃基体12、14的夹层玻璃构成的情况下，可以在玻璃基体12与玻璃基体14之间形成遮光层18。
(遮光区域)
遮光区域A2通过在玻璃基体10上设置遮光层18而形成。即，遮光区域A2为玻璃基体10具有遮光层18的区域。即，遮光区域A2为层叠有玻璃基体12、中间层16、玻璃基体14和遮光层18的区域。另一方面，透光区域A1为玻璃基体10不具有遮光层18的区域。即，透光区域A1为层叠有玻璃基体12、中间层16和玻璃基体14但未层叠遮光层18的区域。
(远红外线透射区域)
如图3所示，车辆用玻璃1形成有从Z方向上的一个表面(在此为表面12A)贯穿到另一个表面(在此为表面14B)的开口部19。在开口部19内设置有远红外线透射构件20。形成有开口部19并设置有远红外线透射构件20的区域为远红外线透射区域B。即，远红外线透射区域B为设置有开口部19和配置在开口部19内的远红外线透射构件20的区域。在远红外线透射区域B中未设置遮光层18。即，在远红外线透射区域B中未设置玻璃基体12、中间层16、玻璃基体14和遮光层18，而是在所形成的开口部19中设置有远红外线透射构件20。对于远红外线透射构件20将在后面进行说明。
(可见光区域)
如图4所示，与透光区域A1一样，可见光透射区域C为在Z方向上玻璃基体10不具有遮光层18的区域。即，可见光透射区域C为层叠有玻璃基体12、中间层16和玻璃基体14但未层叠遮光层18的区域。
如图2所示，可见光透射区域C优选设置在远红外线透射区域B的附近。具体而言，将从Z方向观察的远红外线透射区域B的中心设为中心点OB，将从Z方向观察的可见光透射区域C的中心设为中心点OC。当将从Z方向观察的情况下的远红外线透射区域B(开口部19)与可见光透射区域C之间的最短距离设为距离L时，距离L优选大于0mm且小于等于100mm，进一步优选为10mm以上且80mm以下。通过使可见光透射区域C相对于远红外线透射区域B位于该范围内的位置，能够利用远红外摄像头CA1和可见光摄像头CA2拍摄近的位置的图像，同时能够抑制可见光透射区域C中的透视畸变量，从而能够利用可见光摄像头CA2适当地拍摄图像。通过利用远红外摄像头CA1和可见光摄像头CA2拍摄近的位置的图像，能够减轻对从各个摄像头得到的数据进行运算处理时的负荷，并且电源、信号电缆的布线(取り廻し)也变得适当。
如图2所示，可见光透射区域C和远红外线透射区域B优选位于沿X方向排列的位置。即，可见光透射区域C优选与远红外线透射区域B沿X方向排列，而不位于远红外线透射区域B的Y方向侧。通过将可见光透射区域C以与远红外线透射区域B沿X方向排列的方式配置，能够将可见光透射区域C配置在上缘部1a的附近。因此，能够适当地确保透光区域A1中的驾驶员的视野。
(远红外线透射构件)
以下，对设置在远红外线透射区域B中的远红外线透射构件20具体地进行说明。图5为本实施方式的远红外线透射构件的剖视示意图。如图5所示，远红外线透射构件20具有基材30和形成于基材30上的功能膜(AR膜)32。在本实施方式中，远红外线透射构件20在基材30的一个表面30a和另一个表面30b这两者上形成有功能膜32。但是，远红外线透射构件20不限于在基材30的表面30a、30b这两者上形成有功能膜32，也可以在表面30a、30b中的至少一者上形成有功能膜32。需要说明的是，表面30a为在搭载在车辆用玻璃1上的情况下成为车内侧的面，表面30b为在搭载在车辆用玻璃1上的情况下成为车外侧的面。
像这样，在本实施方式中，远红外线透射构件20设置在车辆V的作为挡风玻璃的车辆用玻璃1的遮光区域A2中，但不限于此，也可以设置在车辆V的立柱用外部构件等车辆V的任意的外部构件上。另外，远红外线透射构件20不限于设置在车辆V上，也可以用于任意的用途。
(基材)
基材30为能够透射远红外线的构件。基材30的对波长10μm的光(远红外线)的内部透射率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上。另外，基材30的对波长8μm～12μm的光(远红外线)的平均内部透射率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上。通过基材30的对波长10μm的光的内部透射率、对波长8μm～12μm的光的平均内部透射率在该数值范围内，能够适当地透射远红外线，例如能够充分地发挥远红外摄像头CA1的性能。需要说明的是，在此的平均内部透射率是指对该波段(在此为8μm～12μm)的各个波长的光的内部透射率的平均值。
基材30的内部透射率为扣除入射侧和射出侧的表面反射损失后的透射率，在该技术领域是公知的，其测定也可以利用通常进行的方法。测定例如如下进行。
准备由相同组成的基材构成且厚度不同的一对平板状试样(第一试样和第二试样)。平板状试样的两面为相互平行且进行了光学研磨的平面。将第一试样的包含表面反射损失的外部透射率设为T1、将第二试样的包含表面反射损失的外部透射率设为T2、将第一试样的厚度设为Td1(mm)、将第二试样的厚度设为Td2(mm)，其中Td1＜Td2，此时，厚度Tdx(mm)时的内部透射率τ可以通过下式(1)计算。
τ＝exp[-Tdx×(lnT1-lnT2)/ΔTd]……(1)
需要说明的是，红外线的外部透射率例如可以利用傅里叶变换型红外光谱装置(ThermoScientific公司制造，商品名：Nicolet iS10)进行测定。
基材30的对波长10μm的光的折射率优选为1.5以上且4.0以下，更优选为2.0以上且4.0以下，进一步优选为2.2以上且3.5以下。另外，基材30的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为1.5以上且4.0以下，更优选为2.0以上且4.0以下，进一步优选为2.2以上且3.5以下。通过基材30的折射率、平均折射率在该数值范围内，能够适当地透射远红外线，例如能够充分地发挥远红外摄像头CA1的性能。需要说明的是，在此的平均折射率是指对该波段(在此为8μm～12μm)的各个波长的光的折射率的平均值。折射率例如可以通过使用利用红外光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造，IR-VASE-UT)得到的偏振光信息和利用傅里叶变换型红外光谱装置得到的分光透射光谱进行光学模型的拟合而确定。
基材30的厚度d0优选为0.5mm以上且5mm以下，更优选为1.0mm以上且4mm以下，进一步优选为1.5mm以上且3mm以下。通过厚度d0在该范围内，能够确保强度，同时能够适当地透射远红外线。需要说明的是，厚度d0也可以说是从基材30的表面30a到表面30b的Z方向上的长度。
对基材30的材料没有特别限制，例如可以列举：Si、Ge、ZnS和硫属化物玻璃等。可以说基材30优选包含选自Si、Ge、ZnS和硫属化物玻璃的组中的至少一种材料。通过在基材30中使用这样的材料，能够适当地透射远红外线。
作为硫属化物玻璃的优选的组成，可列举如下组成，
以原子％表示，含有：
Ge+Ga：7％～25％、
Sb：0％～35％、
Bi：0％～20％、
Zn：0％～20％、
Sn：0％～20％、
Si：0％～20％、
La：0％～20％、
S+Se+Te：55％～80％、
Ti：0.005％～0.3％、
Li+Na+K+Cs：0％～20％、
F+Cl+Br+I：0％～20％。而且，该玻璃优选具有140℃～550℃的玻璃化转变温度(Tg)。
需要说明的是，作为基材30的材料，更优选使用Si、ZnS。
(功能膜)
功能膜32形成于基材30上，并且为用于抑制远红外线反射的层。在本实施方式中，功能膜32具有低折射率层34和高折射率层36。
在图5的例子中，交替地层叠有低折射率层34和高折射率层36。在图5的例子中，功能膜31在基材30上向远离基材30的方向依次层叠有低折射率层34和高折射率层36。但是，在功能膜31中，在最靠近基材30一侧形成的层不限于低折射率层34，例如可以为高折射率层36。例如，可以沿远离基材30的方向依次层叠高折射率层36和低折射率层34。
另外，在图5的例子中，功能膜32为层叠一层低折射率层34和一层高折射率层36的结构，但不限于此，也可以层叠多层的低折射率层34和高折射率层36中的至少一个层。例如，如后述的图6所示，远红外线透射构件20可以在基材30上向远离基材30的方向交替地层叠多层低折射率层34和多层高折射率层36。即，可以依次层叠基材30、低折射率层34、高折射率层36、低折射率层34、……、高折射率层36。另外，远红外线透射构件20也可以在基材30上向远离基材30的方向交替地层叠多层高折射率层36和多层低折射率层34。即，也可以依次层叠基材30、高折射率层36、低折射率层34、高折射率层36、……、低折射率层34。
另外，功能膜32可以为如后述的图7所示包含低折射率层34但不包含高折射率层36的结构，可以说功能膜32的特征在于，具有至少一层以上的低折射率层34。即，功能膜32可以为由一层低折射率层34构成的单层膜，但也可以为低折射率层34与高折射率层36层叠而成的多层膜。通过功能膜32为多层结构的减反射膜，利用在各界面处产生的界面反射光，容易利用光的干涉作用在宽的波长范围内实现低的反射率。
(低折射率层)
低折射率层34形成于基材30上，并且为用于抑制远红外线反射的膜。低折射率层34为对远红外线具有低折射率的膜，并且低折射率层34的对波长10μm的光的折射率优选为基材30的折射率的平方根以下，低折射率层34的对波长10μm的光的折射率为1.5以下，优选为0.8以上且1.5以下，更优选为0.8以上且1.4以下。另外，低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为基材30的平均折射率的平方根以下，低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为1.5以下，更优选为0.8以上且1.5以下，进一步优选为0.8以上且1.4以下。通过低折射率层34的折射率、平均折射率在该数值范围内，能够适当地作为低折射率膜发挥功能，从而适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。
另外，低折射率层34的厚度d1优选为0.1μm以上且2μm以下，更优选为0.2μm以上且1.7μm以下，进一步优选为0.3μm以上且1.5μm以下。通过厚度d1在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。需要说明的是，厚度d1也可以说是从低折射率层34的表面34a到相反侧的表面34b的Z方向上的长度。
在此，将低折射率层34的对波长10μm的光的折射率设为折射率n1，将低折射率层34的折射率n1与厚度d1之积设为光学膜厚n1d1。在此情况下，低折射率层34的对波长10μm的光的光学膜厚n1d1优选为0.1μm以上且2.5μm以下，更优选为0.2μm以上且2.2μm以下，进一步优选为0.4μm以上且2.0μm以下。另外，低折射率层34的平均光学膜厚优选为0.1μm以上且2.5μm以下，更优选为0.2μm以上且2.2μm以下，进一步优选为0.3μm以上且2.0μm以下，所述平均光学膜厚为低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均折射率与厚度d1之积。通过光学膜厚n1d1、平均光学膜厚在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。
低折射率层34能够透射远红外线。低折射率层34的对波长10μm的光的消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。通过消光系数、平均消光系数在该范围内，能够适当地透射远红外线。需要说明的是，平均消光系数是指对该波段(在此为8μm～12μm)的各个波长的光的消光系数的平均值。消光系数例如可以通过使用利用红外光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造，IR-VASE-UT)得到的偏振光信息和利用傅里叶变换型红外光谱装置得到的分光透射光谱进行光学模型的拟合而确定。
低折射率层34为以氧化物作为主要成分的膜。在此的主要成分可以是指相对于低折射率层34整体的含有率为50质量％以上。更具体而言，低折射率层34优选以作为氧化物的MgO作为主要成分。相对于低折射率层34的整体，低折射率层34中的MgO的含有率优选为50质量％以上且100质量％以下，更优选为70质量％以上且100质量％以下，进一步优选为70质量％以上且100质量％以下。另外，低折射率层34优选为单独的MgO，即，除了不可避免的杂质以外，MgO的含有率为100质量％。对于低折射率层34，通过MgO的含有率在该范围内，能够适当地透射远红外线，并且对远红外线为低折射率，能够适当地抑制远红外线的反射。
低折射率层34可以含有次要成分，所述次要成分为除了作为主要成分的氧化物(在此为MgO)以外的成分。作为次要成分，优选透射红外线的氧化物，可以列举：NiOx、CuOx、ZnO、ZrO2、Bi2O3、Y2O3。即，低折射率层34优选包含选自NiOx、CuOx、ZnO、ZrO2、Bi2O3和Y2O3的组中的至少一种材料作为次要成分。MgO具有潮解性，在耐水性方面有改善的余地，但通过含有次要成分，能够改善耐水性。另外，例如也可以通过在单独MgO的低折射率层34的表面上形成耐水性的层而保护低折射率层34，从而改善功能膜32的耐水性。需要说明的是，已知氧化镍、氧化铜根据镍和铜的化合价得到多种组成，x可以取0.5～2的任意值。另外，化合价可以不是单一的，也可以混合两种以上的化合价。在本实施方式中，作为NiOx，优选使用NiO，作为CuOx，优选使用CuO。
(高折射率层)
高折射率层36形成于低折射率层34上。即，在本实施方式中，在基材30的车内侧的表面30a上从基材30侧起依次层叠有低折射率层34和高折射率层36，在基材30的车外侧的表面30b上从基材30侧起依次层叠有低折射率层34和高折射率层36。以下，将低折射率层34的与基材30相反侧的表面作为表面34a，将低折射率层34的基材30侧的表面作为表面34b，将高折射率层36的与基材30相反侧的表面作为表面36a，将高折射率层36的基材30侧的表面作为表面36b。在本实施方式中，高折射率层36的表面36b粘附在低折射率层34的表面34a上，高折射率层36的与表面36b相反侧的表面36a露出到外部。
高折射率层36的对波长10μm的光的折射率高于低折射率层34的对波长10μm的光的折射率。高折射率层36的对波长10μm的光的折射率优选为1.5以上且4.3以下，更优选为1.7以上且4.3以下，优选为2以上，进一步优选为2.0以上且3.8以下。另外，高折射率层36的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率高于低折射率层34的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率。低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为1.5以上且4.3以下，更优选为1.7以上且4.3以下，优选为2以上，进一步优选为2.0以上且3.8以下。通过折射率、平均折射率在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。
另外，高折射率层36的厚度d2优选为0.1μm以上且2μm以下，更优选为0.2μm以上且1.5μm以下，进一步优选为0.3μm以上且1.2μm以下。通过厚度d2在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。需要说明的是，厚度d2也可以说是从高折射率层36的表面36a到相反侧的表面36b的Z方向上的长度。
在此，将高折射率层36的对波长10μm的光的折射率设为折射率n2，将高折射率层36的折射率n2与厚度d2之积设为光学膜厚n2d2。在此情况下，高折射率层36的对波长10μm的光的光学膜厚n2d2优选为0.2μm以上且2.5μm以下，更优选为0.3μm以上且2.2μm以下，进一步优选为0.3μm以上且2.0μm以下。另外，高折射率层36的平均光学膜厚优选为0.2μm以上且2.5μm以下，更优选为0.3μm以上且2.2μm以下，进一步优选为0.3μm以上且2.0μm以下，所述平均光学膜厚为高折射率层36的对波长8μm～12μm的光的平均折射率与厚度d2之积。通过光学膜厚n2d2、平均光学膜厚在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使功能膜32的膜厚变薄。
高折射率层36能够透射远红外线。高折射率层36的对波长10μm的光的消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。高折射率层36的对波长8μm～12μm的光的平均消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。通过消光系数、平均消光系数在该范围内，能够适当地透射远红外线。
高折射率层36的材料是任意的，例如优选包含选自Ge、Si、NiOx、CuOx、Y2O3、ZnS、Bi2O3、ZrO2、ZnO和类金刚石碳的组中的至少一种材料。通过使用这样的材料，高折射率层36适当地透射远红外线，并且对远红外线为高折射率，能够适当地抑制远红外线的反射。
为了保护低折射率层34不受水的影响，高折射率层36优选具有阻水性。高折射率层36的阻水性能根据材料、晶体结构、膜厚而变化。例如，从阻水性的观点考虑，高折射率层36优选包含选自NiOx、ZnS、ZrO2和类金刚石碳的组中的至少一种材料。另外，从阻水性的观点考虑，高折射率层36优选为无定形结构。
(作为功能膜的特性)
功能膜32为将如上所述的低折射率层34和高折射率层36层叠而得到的层叠体。功能膜32通过交替地层叠低折射率层34和高折射率层36，使低折射率的层和高折射率的层交替地层叠，能够作为AR膜适当地发挥功能。进一步而言，功能膜32通过从基材30侧起依次层叠低折射率的低折射率层34和高折射率层36，能够在减小膜厚的同时适当地降低反射率。
在此，在功能膜32中，将一个低折射率层34的光学膜厚和在该低折射率层34的与基材30相反的一侧与该低折射率层34接触的一个高折射率层36的光学膜厚的合计值作为合计光学膜厚。即，当将N设为任意的正整数时，合计光学膜厚是指从基材30起第N层的低折射率层34的光学膜厚和第N+1层的高折射率层36的光学膜厚的合计值。在此情况下，合计光学膜厚优选为作为对象的光的波长的1/4以下。即，例如对10μm的光的合计光学膜厚优选为0.3μm以上且2.5μm以下，更优选为0.5μm以上且2.3μm以下，进一步优选为1.0μm以上且2.2μm以下。通过合计光学膜厚在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射。需要说明的是，在本实施方式中，功能膜32由于层叠有一层低折射率层34和一层高折射率层36，因此低折射率层34的光学膜厚与高折射率层36的光学膜厚之和为功能膜32的合计光学膜厚。另外，在像后述的其它例子一样层叠有多层低折射率层34和多层高折射率层36的情况下，优选一对低折射率层34和高折射率层36各自的合计光学膜厚满足上述范围。另外，在像后述的其它例子一样仅层叠有低折射率层34的情况下，低折射率层34的光学膜厚为功能膜32的合计光学膜厚。
另外，在功能膜32中，将一个低折射率层34的对波长8μm～12μm的光的平均光学膜厚和在该低折射率层34的与基材30相反的一侧与该低折射率层34接触的一个高折射率层36的对波长8μm～12μm的光的平均光学膜厚的合计值作为平均合计光学膜厚。在此情况下，平均合计光学膜厚优选为0.3μm以上且2.5μm以下，更优选为0.5μm以上且2.3μm以下，进一步优选为1.0μm以上且2.2μm以下。通过平均合计光学膜厚在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射。需要说明的是，在本实施方式中，功能膜32由于层叠有一层低折射率层34和一层高折射率层36，因此低折射率层34的光学膜厚与高折射率层36的平均光学膜厚之和为平均合计光学膜厚。另外，在像后述的其它例子一样层叠有多层低折射率层34和多层高折射率层36的情况下，优选一对低折射率层34和高折射率层36各自的平均合计光学膜厚满足上述范围。另外，在像后述的其它例子一样仅层叠有低折射率层34的情况下，低折射率层34的平均光学膜厚为功能膜32的平均合计光学膜厚。
(红外线透射构件的特性)
如上所述，远红外线透射构件20在基材30的表面上形成有功能膜32。远红外线透射构件20通过在基材30的表面上形成功能膜32，能够抑制远红外线的反射，从而能够适当地透射远红外线。
远红外线透射构件20的对10μm的光的反射率优选为10％以下，更优选为5％以下，进一步优选为3％以下。另外，远红外线透射构件20的对波长8μm～12μm的光的平均反射率优选为10％以下，更优选为5％以下，进一步优选为3％以下。通过反射率、平均反射率在该范围内，能够适当地发挥作为红外线透射构件的功能。需要说明的是，平均反射率是指对该波段(在此为8μm～12μm)的各个波长的光的反射率的平均值。反射率例如可以利用傅里叶变换型红外光谱装置(ThermoScientific公司制造，Nicolet iS10)进行测定。
另外，远红外线透射构件20的透射率根据所使用的基材30的内部透射率τ而变化。远红外线透射构件20的对10μm的光的透射率优选为(τ-20)％以上，更优选为(τ-10)％以上，进一步优选为(τ-5)％以上。另外，远红外线透射构件20的对波长8μm～12μm的光的平均透射率优选为(τ-15)％以上，更优选为(τ-10)％以上，进一步优选为(τ-5)％以上。通过透射率、平均透射率在该范围内，能够适当地发挥作为红外线透射构件的功能。需要说明的是，平均透射率是指对该波段(在此为8μm～12μm)的各个波长的光的透射率的平均值。透射率例如可以利用傅里叶变换型红外光谱装置(ThermoScientific公司制造，Nicolet iS10)进行测定。
另外，优选如图3所示远红外线透射构件20的车外侧的面与遮光区域A2的车外侧的面齐平地(连续地)形成。换言之，以远红外线透射构件20的车外侧的表面20A与玻璃基体12的表面12A连续的方式安装。通过像这样远红外线透射构件20的表面20A与玻璃基体12的表面12A连续，能够抑制刮水器的擦拭效果受损。另外，能够抑制由于存在高差而损害作为车辆V的设计性、在高差处堆积沙尘等的可能性。此外，远红外线透射构件20优选与所应用的车辆用玻璃1的曲面形状一致地成形。对远红外线透射构件20的成形方法没有特别限制，可以根据曲面形状、构件而选择研磨或模具成型。
对远红外线透射构件20的形状没有特别限制，但是优选为与开口部19的形状一致的板状的形状。即，例如在开口部19为圆形的情况下，远红外线透射构件20优选为圆板状(圆柱状)。另外，从外观设计性的观点考虑，车外侧的远红外线透射构件20的表面形状可以加工成与玻璃基体12的外表面形状的曲率一致。此外，出于兼顾远红外摄像头CA1的视角的广角化和机械特性的提高等理由，可以将远红外线透射构件20制成透镜形状。当制成这样的结构时，即使远红外线透射构件20的面积小，也能够有效地聚焦远红外线，因此优选。在此情况下，透镜形状的远红外线透射构件20的个数优选为1个～3个，典型地优选为2个。此外，透镜形状的远红外线透射构件20特别优选预先调芯并模块化，并且与使远红外摄像头CA1与车辆用玻璃1胶粘的壳体或托架一体化。
在本实施方式的车辆用玻璃1中，优选制成车内侧的面上的开口部19的面积小于车外侧的面上的开口部19的面积的结构，并且远红外线透射构件20的形状也与其对应地车内侧的面的面积小于车外侧的面的面积。通过制成这样的结构，对来自车外侧的冲击的强度提高。进一步而言，在本实施方式的车辆用玻璃1为具有玻璃基体12(车外侧)和玻璃基体14(车内侧)的夹层玻璃的情况下，开口部19通过玻璃基体12的开口部12a和玻璃基体14的开口部14a重叠而形成。在此情况下，可以使玻璃基体12的开口部12a的面积大于玻璃基体14的开口部14a的面积，并且将与玻璃基体12的开口部12a的尺寸一致的远红外线透射构件20配置在玻璃基体12的开口部12a内。
从强度的观点考虑，远红外线透射构件20的厚度优选为1.5mm以上，更优选为2.0mm以上，进一步优选为3.0mm以上。对远红外线透射构件20的厚度的上限没有特别限制，通常为5.0mm以下。在此的厚度是指Z方向上的远红外线透射构件20的长度。
另外，如图3所示，在远红外线透射构件20中，连接车外侧的面内的任意两个点的直线中的最长的直线的长度D1优选为80mm以下。长度D1更优选为70mm以下，进一步优选为65mm以下。另外，长度D1优选为60mm以上。另外，如图3所示，在远红外线透射区域B的开口部19中，连接车外侧的面内的任意两个点的直线中的最长的直线的长度D2优选为80mm以下。长度D2更优选为70mm以下，进一步优选为65mm以下。另外，长度D2优选为60mm以上。长度D2也可以说是连接车辆用玻璃1的车外侧的面(表面12A)上的开口部19的外周上的任意两个点的直线中的最长的直线的长度。通过远红外线透射构件20的长度D1、开口部19的长度D2在该范围内，能够抑制车辆用玻璃1的强度降低，还能够抑制开口部19周围的透视畸变量。需要说明的是，在远红外线透射构件20的车外侧的面的形状为圆形的情况下，长度D1、D2为与车外侧的表面的直径相当的长度。另外，在此的长度D1、D2是指在将车辆用玻璃1搭载在车辆V上的状态下的长度，例如在对玻璃进行弯曲加工而制成搭载在车辆V上的形状的情况下，长度D1、D2为在进行弯曲加工后的状态下的长度。对于除了长度D1、D2以外的尺寸、位置的说明，在没有特别说明的情况下也是同样的。
(红外线透射构件的制造方法)
接着，对远红外线透射构件20的制造方法进行说明。在制造远红外线透射构件20时，准备基材30，并在基材30的表面上形成低折射率层34。在本实施方式中，通过溅射在基材30的表面上形成低折射率层34。然后，通过溅射在形成于基材30上的低折射率层34的表面上形成高折射率层36。由此，制造远红外线透射构件20。通过利用溅射形成低折射率层34和高折射率层36，能够提高膜的粘附性。但是，远红外线透射构件20的制造方法不限于此。例如，不限于通过溅射而形成低折射率层34和高折射率层36，也可以通过例如蒸镀而形成低折射率层34和高折射率层36。低折射率层34由于以氧化物作为主要成分，因此不像例如氟化物一样形成方法限于蒸镀，可以利用各种方法形成。特别是通过利用溅射而形成，能够提高生产率、膜的粘附性。
(本实施方式的另一例)
在本实施方式中，功能膜32为层叠一层低折射率层34和一层高折射率层36的结构，但不限于此。以下，对功能膜32的其它层叠例进行说明。
图6为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。如图6所示，功能膜32可以层叠有多层低折射率层34和多层高折射率层36。在此情况下，在功能膜32中，从基材30侧起低折射率层34和高折射率层36以低折射率层34、高折射率层36、低折射率层34、……的顺序交替地层叠，在功能膜32的与基材30相反的一侧的表面形成高折射率层36。换言之，在功能膜32中，以最靠近基材30的一侧为低折射率层34并且最远离基材30的与基材30相反的一侧为高折射率层36的方式交替地层叠低折射率层34和高折射率层36。通过像这样层叠多层低折射率层34和多层高折射率层36，能够抑制更宽波段的光的反射率。
需要说明的是，在如图6所示层叠多层低折射率层34和多层高折射率层36的情况下，优选各个低折射率层34为相同的材料。另一方面，各个高折射率层36不必是相同的材料，也可以选择耐久性优异的膜作为最外层。例如，可以将类金刚石碳等对刮水器擦拭具有耐久性的高硬度膜配置在最外层，也可以如上所述将阻水性优异的材料的膜配置在最外层。
图7为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。如图7所示，功能膜32可以仅由低折射率层34形成，而不形成高折射率层36。
需要说明的是，由于MgO具有潮解性，因此在仅由低折射率层34形成的情况下，低折射率层34优选含有以提高耐水性为目的的次要成分。如上所述，在此的次要成分优选包含选自NiOx、CuOx、ZnO、ZrO2、Bi2O3和Y2O3的组中的至少一种材料。
图8为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。如图8所示，远红外线透射构件20在基材30与功能膜32之间，换言之，在基材30与低折射率层34之间形成有粘附膜38。即，在上述实施方式中，低折射率层34和基材30直接粘附，但也可以像本例一样将低折射率层34和基材30通过粘附膜38接合。需要说明的是，在图8的例子中，为了便于说明，功能膜32为层叠一层低折射率层34和一层高折射率层36的图，但不限于此，也可以为上述已说明的任意一种层叠结构。
(粘附膜)
粘附膜38为使基材30和低折射率层34粘附的膜，换言之，粘附膜38为提高基材30与低折射率层34的胶粘力的膜。
粘附膜38的对波长10μm的光的折射率优选为1.0以上且4.3以下，更优选为1.5以上且4.3以下，进一步优选为1.5以上且3.8以下。另外，粘附膜38的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为1.0以上且4.3以下，更优选为1.5以上且4.3以下，进一步优选为1.5以上且3.8以下。通过折射率、平均折射率在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射。
另外，粘附膜38的厚度d3优选为0.05μm以上且0.5μm以下，更优选为0.05μm以上且0.3μm以下，进一步优选为0.05μm以上且0.1μm以下。通过厚度d3在该范围内，能够适当地抑制远红外线的反射，同时能够使基材30与低折射率层34适当地粘附。需要说明的是，厚度d3也可以说是从粘附膜38的表面38a到相反侧的表面38b的Z方向上的长度。另外，粘附膜38的厚度d3优选薄于低折射率层34的厚度d1和高折射率层36的厚度d2。通过粘附膜38的厚度d3薄于这些层的厚度，能够减少对光学性能的影响。
粘附膜38能够透射远红外线。粘附膜38的对波长10μm的光的消光系数优选为0.4以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.1以下。粘附膜38的对波长8μm～12μm的光的平均消光系数优选为0.4以下，更优选为0.2以下，进一步优选为0.1以下。通过消光系数、平均消光系数在该范围内，能够适当地透射远红外线。
粘附膜38的材料是任意的，例如优选包含选自Si、Ge、MgO、NiOx、CuOx、ZnS、Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ZnO和Bi2O3的组中的至少一种材料。粘附膜38通过使用这样的材料，能够将基材30和低折射率层34适当地粘附。
需要说明的是，与低折射率层34一样，粘附膜38也可以通过溅射而形成，但不限于此，例如也可以通过蒸镀而形成。
图9为本实施方式的另一例的远红外线透射构件的剖视示意图。如图9所示，远红外线透射构件20在基材30与功能膜32之间，换言之，在基材30与低折射率层34之间形成有通带形成膜42。即，在上述实施方式中，在基材30上仅形成有功能膜32，但也可以像本例一样在低折射率层34与基材30之间具有通带形成膜42。需要说明的是，在图9的例子中，为了便于说明，功能膜32为层叠一层低折射率层34和一层高折射率层36的图，但不限于此，也可以为上述已说明的任意一种层叠结构。
通带形成膜42起到扩大透射波长范围且形成带通的作用。如图9所示，通带形成膜42具有中间折射率层44和高折射率层46。
在图9的例子中，交替地层叠有中间折射率层44和高折射率层46。在图9的例子中，通带形成膜42在基材30上向远离基材30的方向依次层叠有中间折射率层44和高折射率层46。但是，在通带形成膜42中，在最靠近基材30的一侧形成的层不限于中间折射率层44，例如可以为高折射率层46。例如，可以沿远离基材30的方向依次层叠有高折射率层46和中间折射率层44。
另外，在图9的例子中，通带形成膜42为层叠一层中间折射率层44和一层高折射率层46的结构，但不限于此，也可以层叠有多层的中间折射率层44和高折射率层46中的至少一个层。例如，通带形成膜42可以在基材30上向远离基材30的方向交替地层叠多层中间折射率层44和多层高折射率层46。即，可以依次层叠基材30、中间折射率层44、高折射率层46、中间折射率层44、……、高折射率层46。另外，远红外线透射构件20也可以在基材30上向远离基材30的方向交替地层叠多层高折射率层46和多层中间折射率层44。即，可以依次层叠基材30、高折射率层46、中间折射率层44、高折射率层46、……、中间折射率层44。
另外，通带形成膜42可以为包含高折射率层46但不包含中间折射率层44的结构，可以说通带形成膜42的特征在于，具有至少一层以上的高折射率层46。即，通带形成膜42可以为由一层高折射率层46构成的单层膜，但也可以为将高折射率层46与中间折射率层44层叠而得到的多层膜。
高折射率层46为对远红外线的光的折射率高于功能膜32的低折射率层34的对远红外线的光的折射率的层。高折射率层46的特性、材料可以与功能膜32的高折射率层36一样，因此省略详细的说明。
(中间折射率层)
中间折射率层44的对波长10μm的光的折射率高于低折射率层34的对波长10μm的光的折射率，并且低于高折射率层36、46的对波长10μm的光的折射率。中间折射率层44的对波长10μm的光的折射率优选为1.5以上且3.5以下，更优选为1.7以上且3.0以下，进一步优选为2.0以上且2.5以下。另外，中间折射率层44的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率高于低折射率层34的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率，并且低于高折射率层36、46的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率。中间折射率层44的对波长8μm～12μm的光的平均折射率优选为1.5以上且3.5以下，更优选为1.7以上且3.0以下，进一步优选为2.0以上且2.5以下。通过折射率、平均折射率在该范围内，通过中间折射率层44与高折射率层46层叠，能够作为光学带通滤光片适当地发挥功能。
另外，中间折射率层44的厚度优选为0.1μm以上且2.5μm以下，更优选为0.2μm以上且2.2m以下，进一步优选为0.3μm以上且2.0μm以下。通过中间折射率层44的厚度在该范围内，通过中间折射率层44与高折射率层46的层叠，能够作为光学带通滤光片适当地发挥功能。
中间折射率层44能够透射远红外线。中间折射率层44的对波长10μm的光的消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。中间折射率层44的对波长8μm～12μm的光的平均消光系数优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.02以下。通过消光系数、平均消光系数在该范围内，通过中间折射率层44与高折射率层46的层叠，能够作为光学带通滤光片适当地发挥功能。
中间折射率层44的材料是任意的，例如优选包含选自ZnS、NiOx、CuOx、Y2O3、Bi2O3、ZrO2、ZnO和类金刚石碳的组中的至少一种材料。中间折射率层44通过使用这样的材料，通过中间折射率层44与高折射率层46的层叠，能够作为光学带通滤光片适当地发挥功能。
(效果)
如以上所说明的，本实施方式的远红外线透射构件20包含透射远红外线的基材30和功能膜32，所述功能膜32形成于基材30上，并且包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层34。低折射率层34以MgO作为主要成分，并且相对于低折射率层34的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。该远红外线透射构件20通过包含对波长10μm的光为低折射率并且以MgO作为主要成分的低折射率层34，能够减小低折射率层34的膜厚，同时能够赋予适当的减反射性能。另外，低折射率层34由于以MgO作为主要成分，因此能够提高粘附性或者扩大形成工序的选项。因此，根据该远红外线透射构件20，能够适当地抑制远红外线的反射，并且能够适当地形成减反射膜。另外，通过将低折射率层34的主要成分设定为MgO，能够适当地提供对远红外线透明且低折射率的膜。
另外，低折射率层34的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率优选为0.8以上且1.5以下。因此，该远红外线透射构件20能够减小低折射率层34的膜厚，同时能够赋予适当的减反射性能。
另外，低折射率层34的光学膜厚n1d1优选为0.1μm以上且2.5μm以下，所述光学膜厚n1d1为低折射率层34的对波长10μm的光的折射率n1与厚度d1之积。因此，该远红外线透射构件20能够减小低折射率层34的膜厚，同时能够赋予适当的减反射性能。
另外，低折射率层34的对波长10μm的光的消光系数优选为0.1以下。通过低折射率层34的消光系数在该范围内，该远红外线透射构件20能够适当地透射远红外线。
另外，远红外线透射构件20的对波长10μm的光的反射率优选为10％以下。根据该远红外线透射构件20，能够适当地透射远红外线。
另外，远红外线透射构件20的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均反射率优选为10％以下。根据该远红外线透射构件20，能够适当地透射远红外线。
另外，远红外线透射构件20优选还包含高折射率层36，所述高折射率层36形成于低折射率层34的与基材30侧相反的一侧，并且所述高折射率层36的对波长10μm的光的折射率高于低折射率层34的对波长10μm的光的折射率。根据该远红外线透射构件20，通过在低折射率层34上层叠高折射率层36，能够在减小膜厚的同时适当地降低反射率。
另外，高折射率层36的对波长10μm的光的折射率优选为2以上。根据该远红外线透射构件20，通过在低折射率层34上层叠高折射率层36，能够在减小膜厚的同时适当地降低反射率。
另外，低折射率层34的光学膜厚n1d1和与该低折射率层34接触且位于与基材30相反的一侧的高折射率层36的光学膜厚n2d2的合计值(合计光学膜厚)优选为0.1μm以上且2.5μm以下，所述光学膜厚n1d1为低折射率层34的对波长10μm的光的折射率n1与厚度d1之积，所述光学膜厚n2d2为高折射率层36的对波长10μm的光的折射率n2与厚度d2之积。通过将合计光学膜厚设定在该范围内，能够在减小膜厚的同时适当地降低反射率。
另外，高折射率层36优选包含选自Ge、Si、NiOx、CuOx、Y2O3、ZnS、Bi2O3、ZrO2、ZnO和类金刚石碳的组中的至少一种材料。通过使用这样的材料作为高折射率层36，能够适当地降低反射率。
另外，远红外线透射构件20可以在基材30与低折射率层34之间形成有使基材30与低折射率层34粘附的粘附膜38。通过设置粘附膜38，能够将低折射率层34与基材30适当地接合。
另外，粘附膜38优选包含选自Si、Ge、MgO、NiOx、CuOx、ZnS、Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ZnO和Bi2O3的组中的至少一种材料。通过将粘附膜38设定为这样的材料，能够将低折射率层34与基材30适当地接合。
另外，基材30优选包含选自Si、Ge、ZnS和硫属化物玻璃的组中的至少一种材料。通过将基材30设定为这样的材料，能够适当地透射远红外线。
另外，远红外线透射构件20优选将被搭载在车辆上。远红外线透射构件20通过被搭载在车辆上，能够充分地发挥车辆用远红外摄像头CA1的性能。
另外，本实施方式的远红外线透射构件20的制造方法通过在透射远红外线的基材30上形成功能膜32而制造远红外线透射构件20，所述功能膜32包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层34。根据本制造方法，能够制造能够适当地抑制远红外线的反射的远红外线透射构件20，并且能够适当地形成减反射膜。
另外，本制造方法优选通过溅射而形成低折射率层34。通过使用溅射，能够提高低折射率层34的生产率、膜的粘附性。
(实施例)
以下，列举实施例对本发明具体地进行说明，但本发明不限于此。表1～表3示出实施例。在表1～表3中，厚度和合计光学膜厚的单位为nm。
[表1]
Figure BDA0004094143210000291
Figure BDA0004094143210000301
Figure BDA0004094143210000311
(例1)
在例1中，通过磁控溅射法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。在例1中，使用ZnS(多等级)作为基材。将基材的厚度设定为2mm±0.1mm。需要说明的是，厚度利用数字游标卡尺(三丰株式会社制造，CD-15CX)进行测定。作为功能膜，使用MgO作为低折射率层，使用NiOx作为高折射率层。将低折射率层的厚度d1和折射率n1、高折射率层的厚度d2和折射率n2示于表1中。需要说明的是，在此的折射率是对10μm的光的折射率。另外，将以低折射率层的光学膜厚n1d1和高折射率层的光学膜厚n2d2之和的形式计算出的合计光学膜厚示于表1中，所述光学膜厚n1d1为所述低折射率层的厚度d1与折射率n1之积，所述光学膜厚n2d2为所述高折射率层的厚度d2与折射率n2之积。厚度和折射率通过使用利用红外光谱椭偏仪得到的偏振光信息和利用傅里叶变换型红外光谱装置得到的分光透射光谱进行光学模型的拟合而确定。
在例1中，首先，在磁控溅射装置中相对地配置作为成膜原料的Mg靶和基材。接着，将装置内整体排气成真空。然后，在装置内的压力达到5×10E-4Pa的时刻，使氩气和氧气以合计300SCCM(标准cc/分钟，1个大气压(25℃))流过。以使此时的装置内的压力为0.5Pa的方式调节排气速度。然后，对靶表面施加2000W的直流脉冲电流(20kHz)，从而在基材的表面上形成了MgO膜。
接着，相对地配置作为成膜原料的NiOx靶和基材。使氩气和氧气以合计300SCCM流过。以使此时的装置内的压力为0.5Pa的方式调节排气速度。然后，对靶表面施加3000W的直流脉冲电流(20kHz)，从而在基材的表面上形成了NiOx膜。
(例2)
在例2中，通过磁控溅射法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。将高折射率层的材料设定为Si，使用作为成膜原料的Si靶进行成膜，将成膜时的气体设定为仅氩气，并且将低折射率层和高折射率层的厚度设定为表1中所示的厚度，除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例3)
在例3中，分别利用蒸镀法和等离子体CVD法在基材的两面上形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。将高折射率层的材料设定为类金刚石碳(DLC)，将低折射率层和高折射率层的厚度设定为表1中所示的厚度，MgO通过蒸镀法形成，并且类金刚石碳(DLC)的膜通过等离子体CVD法形成，除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例4)
在例4中，通过蒸镀法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。将功能膜的结构设定为作为高折射率层的Ge和ZnS，并且未使用低折射率层。另外，将功能膜的厚度设定为表1中所示的厚度，除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例5)
在例5中，通过蒸镀法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。将第一层的材料设定为MgF2，将作为第二层的高折射率层的材料设定为ZnS，将功能膜的厚度设定为表1中所示的厚度，并且通过蒸镀而形成第一层，除此以外，利用与例4相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例6)
在例6中，分别利用蒸镀法和等离子体CVD法在基材的两面上形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。将低折射率层的材料设定为MgO，将高折射率层的材料设定为ZnS和类金刚石碳(DLC)，并且将低折射率层和高折射率层的厚度设定为表1中所示的厚度，除此以外，利用与例3、例4相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例7)
在例7中，通过磁控溅射法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。使用厚度为2mm±0.1mm的Si(FZ等级)作为基材，将低折射率层的材料设定为MgO，将高折射率层的材料设定为NiOx，并且将低折射率层和高折射率层的厚度设定为表1中所示的厚度，除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例8)
在例8中，不形成功能膜，准备了材料为ZnS的基材。
(例9)
在例9中，不形成功能膜，准备了材料为Si的基材。
(例10)
在例10中，通过磁控溅射法在基材的两面上分别仅形成作为低折射率层的MgO作为功能膜，从而制成远红外线透射构件。对于MgO，使用与例1不同的溅射装置形成，将氩气和氧气设定为合计15SCCM，对靶表面施加400W的直流脉冲电流(20kHz)，并且将低折射率层设定为表1中所示的低折射率层，除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例11)
在例11中，通过磁控溅射法在基材的两面上分别形成功能膜，从而制成远红外线透射构件。作为功能膜，仅形成作为低折射率层的MgO与NiOx的混合膜。MgO与NiOx的混合膜通过在Mg靶上配置纯Ni片而形成，将低折射率层设定为表1中所示的低折射率层，除此以外，利用与例10相同的方法准备了远红外线透射构件。例11的低折射率层中的Ni相对于Ni与Mg的合计的原子％为11.7原子％。
(例12)
例12与例1的不同点在于，在功能膜与基材之间形成了Si作为粘附膜。在例12中，利用磁控溅射法在基材上形成了粘附膜，并且利用磁控溅射法在粘附膜上形成了减反射膜。另外，在例12中，将功能膜和粘附膜的厚度设定为表2中所示的厚度。除此以外，利用与例1相同的方法准备了远红外线透射构件。
(例13)
在例13中，使用光学模拟计算出在功能膜与基材之间形成有通带形成膜时的红外透射性能。将通带形成膜的高折射率层设定为Ge，将中间折射率膜设定为ZnS，从基板起依次交替地配置共6层的Ge膜和ZnS膜。将功能膜的低折射率层设定为MgO层，将高折射率层设定为ZnS层，在通带形成膜上配置功能膜。通带形成膜和功能膜分别使用利用蒸镀法得到的膜的光学常数，将功能膜和通带形成层的厚度示于表3中。光学模拟使用模拟软件(Hulinks株式会社制作，TFCalc)进行。
(合计光学膜厚)
如表1～表3所示，可知例4的合计光学膜厚为2.5μm以上。需要说明的是，厚度和折射率通过使用利用红外光谱椭偏仪得到的偏振光信息和利用傅里叶变换型红外光谱装置得到的分光透射光谱进行光学模型的拟合而确定。
(光学性能的评价)
对例1～例12的样品进行了光学性能的评价。作为光学性能，利用傅里叶变换型红外光谱装置(ThermoScientific公司制造，商品名：Nicolet iS10)测定了样品的平均透射率和平均反射率。平均透射率为对8μm～12μm的各个波长的光的透射率的平均值，平均反射率为对8μm～12μm的各个波长的光的反射率的平均值。在平均透射率和平均反射率这两者均合格的情况下，将评价结果表示为“〇”，在平均透射率和平均反射率中的至少一者不合格的情况下，将评价结果表示为“×”。关于平均反射率，将10％以下评价为合格，在大于10％的情况下评价为不合格。另外，平均透射率根据基材的内部透射率τ而变化，将(τ-10)％以上的情况评价为合格，将(τ-10)％以下的情况评价为不合格。即，在基材为ZnS的情况下，将87％以上评价为合格，在小于87％的情况下评价为不合格。另外，关于在基材为Si的情况下的平均透射率，将70％以上评价为合格，在小于70％的情况下评价为不合格。
对于例13的样品，根据光学模拟的结果推定平均透射率和平均反射率。
在表1～表3中示出光学性能的评价结果。例1～例3、例6、例7、例10～例13为实施例，可知通过使用以MgO作为主要成分的氧化物作为功能膜，能够抑制反射率从而提高透射率。例4为比较例，可知当采用高折射率的膜作为功能膜时，不能充分地降低平均反射率，另外，整体的膜厚变厚。例6为参考例，可知通过使用MgF2作为功能膜，能够抑制反射率从而提高透射率。但是，MgF2的形成工序的选项少。换言之，通过像实施例一样使用氧化物作为功能膜，能够在与MgF2同样地提高光学特性的同时增加形成工序的选项。
图10和图11为示出各例的评价结果的图。图10为示出例1～例6的、即在基材为ZnS的情况下的对每个波长的光的透射率的图。图10的线段La1为例1的结果，线段La2为例2的结果，线段La3为例3的结果，线段La4为例4的结果，线段La5为例5的结果，线段La6为例6的结果。如图10所示，可知作为实施例的例1、例2、例3、例6与作为比较例的例4相比，能够整体地提高作为远红外线波段的8μm～12μm范围内的透射率。
图11为示出例1～例6的、即在基材为ZnS的情况下的对每个波长的光的反射率的图。图10的线段Lb1为例1的结果，线段Lb2为例2的结果，线段Lb3为例3的结果，线段Lb4为例4的结果，线段Lb5为例5的结果，线段Lb6为例6的结果。如图11所示，在例1～例5中，设计成在作为目标波长的10μm处反射率最低，但可知作为实施例的例1、例2、例3、例6与作为比较例的例4相比，能够整体上降低作为远红外线波段的8μm～12μm范围内的反射率。换言之，从基板起依次形成低折射率层、高折射率层的结构可以说是能够进一步降低目标波长附近的平均反射率的有效结构。在例6中，低反射波段变宽，意味着通过形成交替层叠的多层膜而能够扩大减反射波段。
(粘附性能的评价)
此外，进行了粘附性能的评价。在粘附性能的评价中，进行胶带测试，将在胶带测试中合格的情况表示为〇，将在胶带测试中不合格的情况表示为×。胶带测试通过以下方式实施：使用在JIS Z1522中所示的宽度18mm的玻璃纸胶带，将其牢固地粘贴在成膜面上，并在向90°的方向牵拉的同时剥离玻璃纸胶带。
在表1～表3中示出粘附性能的评价结果。如表1～表3中所示，可知在作为实施例的例1～例3、例6、例7、例10～例12中，粘附性增高。另外，可知在例4、例5中，在通过蒸镀而形成Ge、MgF2的情况下，粘附性降低。即，可知通过使用氧化物作为低折射率层，能够提高粘附性，因此更优选。
(耐水性的评价)
此外，进行了耐水性的评价作为任选的评价。在耐水性能的评价中，进行煮沸试验，将在煮沸试验中合格的情况表示为〇，将在煮沸试验中不合格的情况表示为×。煮沸试验通过将成膜基板在100℃±3℃的纯水中保持10分钟而进行。在煮沸试验后，将发生了膜剥离的情况或产生了5％以上的8μm～12μm的平均透射率变化的情况评价为不合格。如例1、例3、例6、例7、例12所示，通过在MgO膜上形成高折射率膜，能够改善耐水性能，可以说是更优选的。另外，如例11所示，通过在MgO中添加次要成分，能够改善耐水性能，可以说是更优选的。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是实施方式不限于该实施方式的内容。另外，在上述构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素、所谓等同的范围的要素。此外，上述构成要素可以适当组合。此外，在不脱离上述实施方式的主旨的范围内能够进行构成要素的各种省略、置换或变更。
标号说明
1 车辆用玻璃
10、12、14 玻璃基体
16 中间层
18 遮光层
20 远红外线透射构件
30 基材
32 功能膜
34 低折射率层
36 高折射率层

Claims (16)

1.一种远红外线透射构件，其中，所述远红外线透射构件包含：
透射远红外线的基材；和
功能膜，所述功能膜形成于所述基材上，并且包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层，
所述低折射率层以MgO作为主要成分，并且相对于所述低折射率层的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。
2.如权利要求1所述的远红外线透射构件，其中，所述低折射率层的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均折射率为0.8以上且1.5以下。
3.如权利要求1或权利要求2所述的远红外线透射构件，其中，所述低折射率层的光学膜厚n1d1为0.1μm以上且2.5μm以下，所述光学膜厚n1d1为所述低折射率层的对波长10μm的光的折射率n1与所述低折射率层的厚度d1之积。
4.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述低折射率层的对波长10μm的光的消光系数为0.1以下。
5.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述远红外线透射构件的对波长10μm的光的反射率为10％以下。
6.如权利要求5所述的远红外线透射构件，其中，所述远红外线透射构件的对波长8μm以上且12μm以下的光的平均反射率为10％以下。
7.如权利要求1～权利要求6中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述功能膜还包含高折射率层，所述高折射率层形成在所述低折射率层的与所述基材侧相反的一侧，并且所述高折射率层的对波长10μm的光的折射率高于所述低折射率层的对波长10μm的光的折射率。
8.如权利要求7所述的远红外线透射构件，其中，所述高折射率层的对波长10μm的光的折射率为2以上。
9.如权利要求7或权利要求8所述的远红外线透射构件，其中，所述低折射率层的光学膜厚n1d1和与所述低折射率层接触且位于与所述基材相反的一侧的高折射率层的光学膜厚n2d2的合计值为0.1μm以上且2.5μm以下，所述光学膜厚n1d1为所述低折射率层的对波长10μm的光的折射率n1与所述低折射率层的厚度d1之积，所述光学膜厚n2d2为所述高折射率层的对波长10μm的光的折射率n2与所述高折射率层的厚度d2之积。
10.如权利要求7～权利要求9中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述高折射率层包含选自Ge、Si、NiOx、CuOx、Y2O3、ZnS、Bi2O3、ZrO2、ZnO和类金刚石碳的组中的至少一种材料。
11.如权利要求1～权利要求10中任一项所述的远红外线透射构件，其中，在所述基材与所述功能膜之间形成有粘附膜，所述粘附膜使所述基材与所述功能膜粘附。
12.如权利要求11所述的远红外线透射构件，其中，所述粘附膜包含选自Si、Ge、MgO、NiOx、CuOx、ZnS、Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ZnO和Bi2O3的组中的至少一种材料。
13.如权利要求1～权利要求12中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述基材包含选自Si、Ge、ZnS和硫属化物玻璃的组中的至少一种材料。
14.如权利要求1～权利要求13中任一项所述的远红外线透射构件，其中，所述远红外线透射构件将被搭载在车辆上。
15.一种远红外线透射构件的制造方法，其中，通过在透射远红外线的基材上形成功能膜而制造远红外线透射构件，所述功能膜包含以氧化物作为主要成分并且对波长10μm的光的折射率为1.5以下的低折射率层，所述低折射率层以MgO作为主要成分，并且相对于所述低折射率层的整体，MgO的含有率为50质量％以上且100质量％以下。
16.如权利要求15所述的远红外线透射构件的制造方法，其中，通过溅射而形成所述低折射率层。
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