DE102011052540B4

DE102011052540B4 - Mehrschichtiger Gegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102011052540B4
Application number: DE102011052540.8A
Authority: DE
Inventors: Jin Soo An; Jung Hong Oh; Ho Woo Kim; Jongkyoun Lee; Jae Hong Lee
Original assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Current assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: US9062366B2; US20120040140A1; DE102011052540A1

Abstract

Mehrschichtiger Gegenstand, aufweisend: ein Substrat; eine Harzmusterschicht, die ein konkav-konvexes Muster aufweist; und eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht, wobei das Substrat, die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht nacheinander aufeinander geschichtet werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2010-0077332 , die am 11. August 2010 eingereicht wurde, sowie Nr. 10-2011-0078718 , die am 8. August 2011 eingereicht wurde, und die durch diese Bezugnahme hierin für alle Zwecke vollinhaltlich aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Gegenstand und ein Verfahren zu seiner Herstellung, insbesondere einen mehrschichtigen Gegenstand, der eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht aufweist sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Beschreibung des Standes der Technik
In jüngerer Zeit wurde die Wettbewerbsfähigkeit durch das Design zu einem Schlüsselfaktor für die Bestimmung der Konkurrenzfähigkeit von Produkten. So wurde zum Beispiel bei Haushaltsgeräten (z. B. Kühlschränke, Klimaanlagen, Anzeigevorrichtungen) und Ähnlichem gezielt daran gearbeitet, die Wettbewerbsfähigkeit durch die Einführung eines differenzierten Designs zu steigern. Ein dekorativer mehrschichtiger Gegenstand wird an den Körper eines Haushaltsgeräts geklebt, um dem Haushaltsgerät ein differenziertes Design zu verleihen, um so die Wettbewerbsfähigkeit des Haushaltsgeräts zu steigern. Mehrschichtige Gegenstände sind beispielsweise in DE 10 2006 035 688 A1 , DE 43 41 162 C2 und EP 1 216 847 A2 offenbart.
1 zeigt eine Ansicht, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes aus dem Stand der Technik dargestellt ist.
Wie in 1 gezeigt, weist der mehrschichtige Gegenstand aus dem Stand der Technik ein Substrat 10, eine Musterschicht 20' und eine bedruckte Schicht 30 auf. Die Musterschicht 20' ist auf der Rückfläche des Substrats 10 ausgebildet. Die bedruckte Schicht 30 ist auf der Rückfläche der Musterschicht 20' ausgebildet. Für die bedruckte Schicht 30 wird typischerweise Mirror Ink (Spiegeltinte) verwendet. Dieser Art einer bedruckten Schicht 30 sind jedoch Grenzen im Hinblick auf Farbreichtum und Tiefe gesetzt, insbesondere, was den Farbreichtum und das Fühlen bei Metallfarben betrifft. Zudem ist Mirror Ink teuer und wird damit zu einem Faktor, durch den sich der Einheitspreis des mehrschichtigen Gegenstandes erhöht.
Die in diesem Abschnitt der Erfindung über den Hintergrund offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und sind nicht als Anerkennung oder Andeutung irgendeiner Art zu verstehen, dass diese Informationen einen Stand der Technik bildeten, der einem Fachmann bereits bekannt wäre.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung dienen der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit eines Produkts, indem einem mehrschichtigen Gegenstand der Eindruck von Farbreichtum und Tiefe verliehen wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mehrschichtiger Gegenstand ein Substrat, eine Harzmusterschicht, die ein konkav-konvexes Muster aufweist, und eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht auf. Das Substrat, die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht werden nacheinander aufeinander geschichtet.
Der mehrschichtige Gegenstand kann weiterhin einen Schutzfilm oder eine erste schützende Beschichtungsschicht aufweisen, der/die auf eine Oberfläche der Dünnfilm-Beschichtungsschicht geschichtet ist, die von der Harzmusterschicht abgewandt ist. Der mehrschichtige Gegenstand kann weiterhin eine zweite schützende Beschichtungsschicht aufweisen, die zwischen die Dünnfilm-Beschichtungsschicht und den Schutzfilm oder zwischen die Dünnfilm-Beschichtungsschicht und die erste schützende Beschichtungsschicht eingefügt ist.
Vorzugsweise kann der mehrschichtige Gegenstand weiterhin eine Grundierungsbeschichtungsschicht aufweisen, die zwischen die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht eingefügt ist.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht die Wirkung des mehrschichtigen Gegenstandes darin, ein deutliches Empfinden der Farbe und der Tiefe zu ermöglichen und Raffinesse bereitzustellen.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die in den hierin aufgenommenen beigefügten Figuren sowie in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ausführlicher dargelegt sind und aus diesen hervorgehen. Die Beschreibung der Erfindung und die Figuren dienen gemeinsam der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes aus dem Stand der Technik dargestellt ist;
2 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
3 zeigt eine Ansicht, in der ein Beispiel des Verfahrens der Herstellung des in 2 gezeigten mehrschichtigen Gegenstandes dargestellt ist;
4 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
5 zeigt ein Bild, in dem ein Defekt dargestellt ist, der bei dem in 4 gezeigten mehrschichtigen Gegenstand auftreten kann;
6 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
7 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
8 zeigt ein Bild, in dem ein Defekt dargestellt ist, der bei dem in 7 gezeigten mehrschichtigen Gegenstand auftreten kann;
9 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
10 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist; und
11 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Verwendung des in 4 gezeigten mehrschichtigen Gegenstandes, der an einem Haushaltsgerät befestigt ist, dargestellt ist; und
12 zeigt eine Vorderansicht von 11.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend soll auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingegangen werden, von denen in den beigefügten Figuren Beispiele dargestellt werden, die weiter unten beschrieben werden sollen. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben werden soll, ist es nicht der Zweck der vorliegenden Beschreibung, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die Erfindung verfolgt vielmehr den Zweck, nicht nur die Ausführungsbeispiele abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, die vom Geist und Schutzgebiet der Erfindung, die in den anhängenden Ansprüchen definiert wird, eingeschlossen werden.
Der Begriff „Beschichtung” umfasst hierin eine abgeschiedene Schicht, die durch Sputtern eines Ziels, das aus einem Beschichtungsmaterial besteht, hergestellt wird, oder eine bedruckte Schicht, die durch Drucken eines flüssigen Beschichtungsmaterials hergestellt wird, einen Film, der mit einem dazwischen eingefügten Haftmittel an ein Substrat geklebt wird, jedoch ausschließt. Der Begriff „Ankleben” umfasst das Ankleben mittels eines Haftklebemittels (PSA).
2 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Wie in 2 gezeigt, weist der mehrschichtige Gegenstand dieser Ausführungsform ein Substrat 10, eine Harzmusterschicht 20 und eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 auf. Typischerweise weist die Harzmusterschicht ein Muster auf einer vom Substrat abgewandten Oberfläche auf, wobei das Muster durch das Substrat hindurch sichtbar ist. Typischerweise ist das Muster der Harzmusterschicht für einen Betrachter sichtbar, der sich vor dem Substrat befindet.
Das Substrat 10 kann ein nicht metallisches Substrat wie Glas oder ein Polymerfilm sein. Das Glas kann gehärtetes Glas sein.
Die Harzmusterschicht 20 ist auf der Rückfläche des Substrats 10 ausgebildet. Die Harzmusterschicht 20 weist ein konkav-konvexes Muster auf. Dabei kann das konkav-konvexe Muster verschiedene Muster aufweisen, wie lineare Linien, nicht lineare Linien, Haardrehungen, Haarrisse, Kratzer, Kreuzschraffuren, Maserungen, Prägungen, Prismen, Kerben, Linsen, Säulen, Kegel, Mehrfachpyramiden und Löcher. Das konkav-konvexe Muster kann auf verschiedenerlei Weise ausgebildet werden, typischerweise durch Einprägen, wie in 3 gezeigt. Gemäß Ausführungsformen kann das konkav-konvexe Muster lediglich in einem Teilbereich des Substrats ausgebildet werden. Zum Beispiel sind bei einem Anzeigefenster eines Mobiltelefons die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht lediglich auf einem Umfangsbereich des Substrats ausgebildet, um eine dekorative Wirkung zu erzielen, wobei ein mittlerer Bereich des Substrats als ein einfaches transparentes Fenster fungiert, durch das ein Bildschirm betrachtet werden kann.
3 zeigt eine Ansicht, in der ein Beispiel des Verfahrens der Herstellung des in 2 gezeigten mehrschichtigen Gegenstandes dargestellt ist.
Wie in 3 gezeigt, ist ultraviolett(UV)-härtbares Harz zwischen das Substrat 10 und eine Form M eingefügt und wird dann gehärtet, indem es mit UV-Strahlung bestrahlt wird. Dabei besteht das Substrat 10 vorzugsweise aus einem Material, das UV-Strahlung übertragen kann. Wenn das Substrat 10 aus einem Material besteht, das keine UV-Strahlung übertragen kann, sollte die Form M aus einem Material bestehen, das UV-Strahlung übertragen kann.
Zusätzlich zur Ausbildung der Harzmusterschicht 20 durch Einprägen des Musters auf dem UV-härtbaren Harz kann die Harzmusterschicht 20 auf verschiedene andere Weise ausgebildet werden, wie dies oben beschrieben ist. Zum Beispiel kann die Harzmusterschicht 20 durch Einprägen des Musters auf einem wärmehärtbaren Harz, das auf dem Substrat 10 aufgebracht wird, ausgebildet werden. Zudem kann die Harzmusterschicht durch Ätzen des Substrats oder durch Aufdrucken eines Farbharzmaterials oder von Ähnlichem auf das Substrat ausgebildet werden.
Die Harzmusterschicht 20 kann ein dreidimensionales (3D) Muster aufweisen. Zum Beispiel kann die Harzmusterschicht 30 ein konkav-konvexes Muster aufweisen, bei dem die Tiefe der konkaven Bereiche und die Höhe der konvexen Bereiche nicht gleichmäßig sind. Die Harzmusterschicht 20 kann hierzu durch ein Einprägungsverfahren mittels einer Form, die das invertierte Bild des 3D-Musters aufweist, ausgebildet werden. Zudem kann die Harzmusterschicht 20 durch eine mehrschichtige Beschichtung ausgebildet werden, insbesondere durch Festlegen der 2D-Muster jeweiliger Schichten derart, dass sie sich voneinander unterscheiden, so dass die Harzmusterschicht 20 ein 3D-Muster aufweist. Weiterhin kann die Harzmusterschicht 20 durch Ätzen des Substrats 10 ausgebildet werden, insbesondere durch Festlegen der Ätztiefen der jeweiligen Positionen derart, dass sie sich voneinander unterscheiden, so dass die Harzmusterschicht 20 ein 3D-Muster aufweist. Das heißt, dass die Harzmusterschicht 20 ein geätzter Bereich des Substrats 10 sein kann.
Die Harzmusterschicht kann ein Farbmittel, wie ein Pigment, aufweisen.
Die Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 kann auf der Rückfläche der Harzmusterschicht 20 ausgebildet sein. Bei dem mehrschichtigen Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Farbe der Beschichtungsschicht typischerweise nach außen freigelegt, wodurch der Eindruck von Farbe und Fühlen bei dem mehrschichtigen Gegenstand erzielt wird.
Die Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 kann in Form einer oder mehrerer Schichten vorliegen, von denen zumindest eine aus Metall, Oxid, Nitrid, Oxynitrid, einem thermochromen Material, einem photochromen Material und einem elektrochromen Material ausgewählt ist, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei weist das Metall Metalllegierungen auf. Die thermochromen, photochromen und elektrochromen Materialien weisen Eigenschaften auf, wonach sich ihre Farben indem, wenn sie mit Wärme, Licht oder Elektrizität beaufschlagt werden.
Zum Beispiel kann die Rückfläche der Harzmusterschicht 20 mit einer einzelnen Schicht aus Metall, mehreren Schichten aus Metall, einer einzelnen Schicht aus Oxid oder mehreren Schichten aus Oxid beschichtet sein.
Zudem kann die Rückfläche der Harzmusterschicht 20 mit mehreren Schichten aus Metall und Oxid beschichtet werden. Als Beispiel der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40, kann eine NbO_x-Beschichtungsschicht/mit Aluminium dotierte Zinkoxid(AZO)-Beschichtungsschicht/Ag-Beschichtungsschicht/AZO-Beschichtungsschicht/NbO_x-Beschichtungsschicht ein oder mehrere Male, zum Beispiel 1 bis 4 mal, ausgebildet werden.
Zudem kann VO₂ als thermochromes Material verwendet werden. Die Dünnfilm-Beschichtungsschicht kann durch die ein- oder mehrmals wiederholte Verwendung des VO₂-Dünnfilms und des TiO₂-Dünnfilms ausgebildet werden.
Zum Beispiel kann rostfreier Stahl (wie SUS 316L), Cu, Al, Ni, Ti, Nb, Si, Cr oder Ähnliches als Metall verwendet werden, während Oxide dieses Metalls, TiO₂, SiO₂, Ta₂O₅ oder Ähnliches als Oxid verwendet werden können. Nitride dieses Metalls können als Nitrid verwendet werden. Oxynitride dieses Metalls können als Oxynitrid verwendet werden.
Vorzugsweise weist die Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 eine Gesamtdicke im Bereich von 30 nm bis 10 μm auf. Besonders bevorzugt liegt die Gesamtdicke der Dünnfilm-Beschichtungsschicht im Bereich von 10 nm bis 500 nm.
Vorzugsweise wird die Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 durch Sputtern ausgebildet. Zudem kann die Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 durch Elektronenstrahlverdampfung oder Widerstandserwärmung ausgebildet werden.
Bevorzugt wird Sputtern, da die Farbe der Dünnfilm-Beschichtungsschicht je nach der Menge verschiedener Gase (wie Sauerstoff oder Stickstoff), die als Atmosphäre injiziert werden, abgestimmt werden kann.

In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Sputterbedingungen aufgeführt. Tabelle 1

Substraterwärmungstemperatur	100°C (10 min)
Verfahrensdruck	2,0 bis 3,0 mtorr
Ar (Argon)	100 sccm (Standardkubikzentimeter pro Minute)
Trägergeschwindigkeit	33/65/130 cm/min
Filmdicke	30/60/120 nm

4 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Wie in 4 gezeigt, weist der mehrschichtige Gegenstand gemäß dieser Ausführungsform einen Schutzfilm 60 auf der Rückfläche der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 auf. Der Schutzfilm 60 stellt nicht nur die physische Haltbarkeit sicher, indem er Kratzer auf der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 verhindert, sondern ermöglicht es der Dünnfilm-Beschichtungsschicht auch, chemische Stabilität aufrechtzuerhalten. Der mehrschichtige Gegenstand ist typischerweise – wie in 11 und 12 gezeigt – mittels eines Polyurethanklebemittels an einem Haushaltsgerät befestigt.
Dementsprechend kann der Schutzfilm 60 die Funktion haben, die chemische Beständigkeit durch Blockieren einer chemischen Reaktion zwischen dem Polyurethanklebemittel und der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 zu verbessern.
Der Schutzfilm 60 kann transparent sein oder eine unbunte oder bunte Farbe aufweisen. Besteht zum Beispiel die unerwünschte Möglichkeit, dass gemäß einigen Ausführungsformen die Farbe des Klebemittels auf der Rückfläche des Schutzfilms durch die Vorderfläche des mehrschichtigen Gegenstands hindurch freigelegt werden kann, kann der Schutzfilm 60 mit einer weißen Farbe bereitgestellt werden, so dass die Farbe des Klebemittels nicht durch die Vorderfläche hindurch freigelegt wird.
6 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Der mehrschichtige Gegenstand dieser Ausführungsform weist anstelle des in 4 gezeigten Schutzfilms 60 eine erste schützende Beschichtungsschicht 70 auf. Die erste schützende Beschichtungsschicht kann zum Beispiel durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder Sputtern ausgebildet werden, wobei ein Material verwendet wird, das aus Si₃N₄, SiC, NbOx, TiN, Ti und DLC ausgewählt, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
7 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Wie in 7 gezeigt, kann der mehrschichtige Gegenstand dieser Ausführungsform auch eine zweite schützende Beschichtungsschicht 50 zwischen der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 und dem Schutzfilm 60 aufweisen.
Ebenso kann die zweite schützende Beschichtungsschicht 50 zwischen die Dünnfilm-Beschichtungsschicht gemäß der in 6 gezeigten Ausführungsform und die erste schützende Beschichtungsschicht 70 eingefügt sein.
Ein Hitzebeständigkeitstest (65°C, eine relative Feuchtigkeit von 90%, 72 Stunden) und ein Feuchtigkeitsbeständigkeitstest (relative Feuchtigkeit von 90%, 48 Stunden), die auf dem in 4 gezeigten mehrschichtigen Gegenstand durchgeführt wurden, ergaben, dass ein regenbogenförmiger Defekt auftreten würde, wie dies in 5 gezeigt ist. Man fand heraus, dass der Defekt aufgrund eines durch das Eindringen von Feuchtigkeit in die Harzmusterschicht des UV-Harzes bedingten Unterschiedes hinsichtlich der Brechungsindices auftrat. Wie in 7 gezeigt, wurde dementsprechend die zweite schützende Beschichtungsschicht 50, beispielsweise die zweite schützende Beschichtungsschicht aus NbO_x ausgebildet, um den Defekt zu verhindern.
9 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Wie in 9 gezeigt, weist der mehrschichtige Gegenstand ein Substrat 10, eine Harzmusterschicht 20, eine Grundierungsbeschichtungsschicht 90, eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 und einen Schutzfilm 60 auf. Der Schutzfilm 60 kann gemäß einer anderen Ausführungsform weggelassen werden. Weiterhin kann der in 9 gezeigte mehrschichtige Gegenstand anstelle des Schutzfilms die erste schützende Beschichtungsschicht und zusätzlich die zweite schützende Beschichtungsschicht aufweisen.
Die Grundierungsbeschichtungsschicht 90 kann zumindest eines ausgewählt aus – aber nicht beschränkt auf – Ti, Nb, Si, TiOx, NbOx und SiOx aufweisen.
Vorzugsweise liegt die Dicke der Grundierungsbeschichtungsschicht im Bereich von 5 nm bis 500 nm.
Als Grundierungsbeschichtungsschicht kann eine Schicht, die durch Sputtern abgeschieden wird, bevorzugt werden, wobei jedoch eine bedruckte Schicht nicht bevorzugt werden kann. Das liegt daran, dass es beim letztgenannten Verfahren schwierig ist, die Grundierungsbeschichtungsschicht in einer beabsichtigten Dicke aufzubringen.
Ein Hitzebeständigkeitstest und ein Feuchtigkeitsbeständigkeitstest, die auf dem in 7 gezeigten mehrschichtigen Gegenstand durchgeführt wurden, ergaben, dass sich ein regenbogenförmiger Defekt begrenzen ließe, dass jedoch ein Defekt des Unterschiedes lokaler Farben bei dem mehrschichtigen Gegenstand auftreten würde, wie dies in 8 gezeigt ist. Man fand heraus, dass der Farbunterschied deswegen auftrat, weil es bei der Dünnfilm-Beschichtungsschicht, insbesondere der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40, die dem Sputtern unter den Bedingungen, in denen Sauerstoff injiziert wurde, unterzogen wurde, zu einer chemischen Reaktion mit der aus einem UV-Harz bestehenden Harzmusterschicht 20 kam. Weiterhin fand man heraus, dass die Verschmutzung der Harzmusterschicht 20 im Vorfeld der Ausbildung der Dünnfilm-Beschichtungsschicht 40 den Defekt verstärkte. Mit der vorliegenden Erfindung gelang es, solche Defekte durch die Ausbildung der Grundierungsbeschichtungsschicht 90 einzuschränken (siehe 9).
10 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Struktur eines mehrschichtigen Gegenstandes gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Wie in 10 gezeigt, weist der mehrschichtige Gegenstand gemäß dieser Ausführungsform eine die Verschmutzung verhindernde Beschichtungsschicht 80 vor sich auf. Die die Verschmutzung verhindernde Beschichtungsschicht 80 kann zumindest eines ausgewählt aus – aber nicht beschränkt auf – MgF₂ (das eine Fluorverbindung ist), Polytetrafluorethylen (PTEE) (das eine Fluorverbindung ist), diamantartigem Kohlenstoff (DLC) und TiO₂ sein. Zudem lässt sich die Wirkung der die Verschmutzung verhindernden Beschichtungsschicht 80 durch ihre Dotierung mit einer kleinen Menge eines Dotanden verstärken. Die die Verschmutzung verhindernde Beschichtungsschicht fungiert als hydrophiles Material, Photokatalysator oder Ähnliches, das/der eine Verschmutzung des mehrschichtigen Gegenstandes verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Schutzfilm 60 weggelassen werden. Der in 10 gezeigte mehrschichtige Gegenstand kann anstelle des Schutzfilms eine erste schützende Beschichtungsschicht aufweisen und kann weiterhin eine zweite schützende Beschichtungsschicht aufweisen.
11 zeigt eine Querschnittdarstellung, in der die Verwendung des in 4 gezeigten mehrschichtigen Gegenstandes, der an einem Haushaltsgerät befestigt ist, dargestellt ist, und 12 zeigt eine Vorderansicht von 11.
11 und 12 zeigen eine Ausführungsform, gemäß der der mehrschichtige Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Kühlschrank 100 befestigt ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist es erforderlich, dass zumindest das Substrat und die Harzmusterschicht nicht opak sind, damit das Muster der Harzmusterschicht 20 für den Benutzer sichtbar ist.
Obwohl der mehrschichtige Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise an der Außenfläche zum Beispiel des Haushaltsgeräts befestigt sein kann, soll der mehrschichtige Gegenstand nicht darauf beschränkt sein. Zum Beispiel kann der mehrschichtige Gegenstand an der Außenfläche einer Innenwand befestigt sein, so dass er einen Teil einer Innenraumgestaltung bildet. Obwohl der mehrschichtige Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung, der an Haushaltsgeräten befestigt ist, bislang als Hauptausführungsform beschrieben wurde, soll er zudem selbstverständlich nicht darauf beschränkt sein. Der mehrschichtige Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel auf verschiedenen anderen Gebieten verwendet werden, wie bei Mobiltelefonen, Haushaltsartikeln, Mobiliar, Gebäudeverglasungen, Fahrzeugen und Ähnlichem.
Die vorangehenden Beschreibungen spezifischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wurden zum Zweck der Darstellung und Beschreibung dargelegt. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die exakten offenbarten Formen beschränken. Im Lichte der oben erläuterten Lehren ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit es anderen Fachleuten möglich ist, verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ebenso wie verschiedene Alternativen und Modifikationen derselben herzustellen und zu verwenden. Der Schutzbereich der Erfindung soll durch die hier anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert sein.

Claims

Mehrschichtiger Gegenstand, aufweisend: ein Substrat; eine Harzmusterschicht, die ein konkav-konvexes Muster aufweist; und eine Dünnfilm-Beschichtungsschicht, wobei das Substrat, die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht nacheinander aufeinander geschichtet werden.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Grundierungsbeschichtungsschicht, die zwischen die Harzmusterschicht und die Dünnfilm-Beschichtungsschicht eingefügt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 2, wobei die Grundierungsbeschichtungsschicht zumindest eines aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus Ti, Nb, Si, TiOx, NbOx und SiOx ausgewählt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 2, wobei die Grundierungsbeschichtungsschicht eine Dicke im Bereich von 5 nm bis 500 nm aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilm-Beschichtungsschicht eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten aus zumindest einem Material aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus Metall, Oxid, Nitrid, Oxynitrid, einem thermochromen Material, einem photochromen Material und einem elektrochromen Material ausgewählt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 5, wobei das Metall eines ist, das aus der Gruppe bestehend aus rostfreiem Stahl, Cu, Al, Ni, Ti, Nb, Si und Cr ausgewählt ist, wobei das Oxid eines ist, das aus einem Oxid des Metalls, TiO₂, SiO₂ und Ta₂O₅ ausgewählt ist, wobei das Nitrid ein Nitrid des Metalls ist, wobei das Oxynitrid ein Oxynitrid des Metalls ist, und wobei das thermochrome Material VO₂ ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilm-Beschichtungsschicht einen NbO_x-Dünnfilm, einen Aluminium dotierten Zinkoxid-Dünnfilm, einen Ag-Dünnfilm, einen Aluminium dotierten Zinkoxid-Dünnfilm und einen NbO_x-Dünnfilm aufweist, die sich ein oder mehrere Male wiederholen.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilm-Beschichtungsschicht einen VO₂-Dünnfilm und einen TiO₂-Dünnfilm aufweist, die sich ein oder mehrere Male wiederholen.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilm-Beschichtungsschicht eine Dicke im Bereich von 3 nm bis 10 μm aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 9, wobei die Dünnfilm-Beschichtungsschicht eine Dicke im Bereich von 10 nm bis 500 nm aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht ein ultraviolett härtbares Harz oder ein wärmehärtbares Harz aufweist, das das konkav-konvexe Muster aufweist, das darin ausgebildet ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht einen geätzten Bereich des Substrats aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht ein Farbharzmaterial aufweist, das auf dem Substrat aufgedruckt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht ein Farbmittel aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht ein dreidimensionales Muster aufweist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Schutzfilm, der an eine Oberfläche der Dünnfilm-Beschichtungsschicht geklebt ist, die von der Harzmusterschicht abgewandt ist, oder eine erste schützende Beschichtungsschicht, die auf eine Oberfläche der Dünnfilm-Beschichtungsschicht geschichtet ist, die von der Harzmusterschicht abgewandt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 16, wobei die erste schützende Beschichtungsschicht eine bedruckte Schicht ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 16, wobei die erste schützende Beschichtungsschicht zumindest eines aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus Si₃N₄, SiC, NbOx, TiN, Ti und DLC ausgewählt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 16, weiterhin aufweisend eine zweite schützende Beschichtungsschicht, die zwischen die Dünnfilm-Beschichtungsschicht und den Schutzfilm oder zwischen die Dünnfilm-Beschichtungsschicht und die erste schützende Beschichtungsschicht eingefügt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 19, wobei die zweite schützende Beschichtungsschicht zumindest eines aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus Ti, TiO₂, Si, SiO₂, Ta₂O₅, Nb und NbO_x ausgewählt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine die Verschmutzung verhindernde Beschichtungsschicht, die auf eine Oberfläche des Substrats geschichtet ist, die von der Harzmusterschicht abgewandt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 21, wobei die die Verschmutzung verhindernde Beschichtungsschicht zumindest eines aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus MgF₂, Polytetrafluorethylen, diamantartigem Kohlenstoff und TiO₂ ausgewählt ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht durch das Substrat hindurch sichtbar ist.
Mehrschichtiger Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Harzmusterschicht ein Muster auf einer Oberfläche aufweist, die vom Substrat abgewandt ist.
Verfahren zur Herstellung des in Anspruch 1 beschriebenen mehrschichtigen Gegenstandes, wobei das Verfahren die Ausbildung der Dünnfilm-Beschichtungsschicht durch Sputtern, Elektronenstrahlverdampfung oder Widerstandserwärmung und die Ausbildung des konkav-konvexen Musters aufweist.