DE68917509T2

DE68917509T2 - Verbundschicht.

Info

Publication number: DE68917509T2
Application number: DE68917509T
Authority: DE
Inventors: Youichi Murayama
Original assignee: Orient Watch Co Ltd
Current assignee: Orient Watch Co Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2009-05-03
Also published as: DE68917509D1; EP0341010B1; EP0516248A2; EP0516248B1; US5079101A; DE68927234T2; TW205022B; BR8900933A; EP0341010A1; EP0516248A3; DE68927234D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundschicht. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbundschicht, bestehend aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz mit einer organischen Substanz. Die Schicht hat ausgezeichnete dekorative, schützende und funktionelle Eigenschaften.
Ein im breiten Maße angewendetes Verfahren ist die Bildung einer aufgedampften dünnen Schicht eines Metalles, eines anorganischen Materials oder eines organischen Polymeren auf der Oberfläche eines Substrates, bestehend aus einem Metall, Glas, einem keramischen Material oder einem Plastikmaterial, wobei die so gebildete dünne Schicht als Isolierschicht, Reflexionsschicht, optische Dünnschicht, Display-Element oder elektronische Einrichtung verwendet wird. Zu bekannten Verfahren zur Abscheidung einer solchen dünnen Schicht auf einem Substrat gehören das Vakuumbedampfen, Sputtern, Ionenplattieren, CVD, MOCVD, MBE, usw.
Bei diesen konventionellen Verfahren gibt es allerdings Probleme. Es gibt Probleme bei der Herstellung von dünnen Schichten mit den gewünschten Eigenschaften und Funktionen, und daher ist die Verwendung dieser dünnen Schichten gegenwärtig eingeschränkt.
Ein Problem besteht darin, daß eine übliche Schicht, die hinsichtlich des Farbtones, der Korrosionsbeständigkeit, der Adhäsion, der Verschleißfestigkeit und anderer funktioneller Eigenschaften ausgezeichnet ist und die als nützliches Oberflächenmaterial für Uhren und Zubehör anwendbar ist, bisher noch nicht erreicht wurde. Darüber hinaus ist es notwendig, um eine solche Schicht nach üblichen Verfahren herauszubilden, eine aus einem teuren Material oder einer Legierung davon bestehende Schicht herzustellen, was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung einer Verbundschicht führt, die hinsichtlich ihrer dekorativen Eigenschaft, des Schutzes und der Funktionalität ausgezeichnet ist und die bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Japanese Journal of Applied Physics, Teil 2, Letters, Bd. 27, Nr. 4, April 1988, S. L687-L689 beschreibt die Elektronenstrahlabscheidung von CrCo und Polyethylen. Die EP-A-69701 beschreibt das Plasmaspritzen von MoS&sub2; und PTFE, und Solar Energy Materials, Bd. 15, Nr. 2, Februar 1987, S. 135-140, Elsevier Science Publishers, B.V. Amsterdamm, Niederlande, offenbart die Plasmapolymerisation von C&sub2;F&sub3;Cl und das Magnettron-Sputtern von Au. Keines dieser Dokumente spricht die oben genannten Probleme an.
Um diese Probleme anzusprechen, betrifft die vorliegende Erfindung in einem Gegenstand eine Überzugsschicht, die eine organische Substanz umfaßt, ausgewählt unter einer oder mehreren von Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polysiloxanen, Polyestern und Polyolefinen und entweder (A) einem oder mehreren Metallen, ausgewählt unter Au, Cu, Al, Ni, Ag, Zn, Sn, Ta, V, Cr, Co, Pt, Pd, Ru, Rh, Ti, W, Mo, Ir, Cd, Sb, Hf, Ga, Si, Fe, y, Ba, Ge, Zr, Nb und In oder einer Legierung von zwei oder mehreren dieser Metalle; und/oder
(B) einer anorganischen Substanz, ausgewählt unter TiN, TaN, ZrN, TaC, VN und C,
wobei die organische Substanz durch gleichzeitige Dampfphasen- Co-Abscheidung daraus oder aus einem entsprechenden Monomer- Dampf mit der Komponente (A) und/oder der Komponente (B) zusammen abgeschieden wird, mit der Maßgabe, daß, wenn die Komponente (A) CrCo ist, die organische Substanz nicht Polyethylen ist, und daß, wenn die Komponente (A) Au ist, die organische Substanz nicht Trifluorchlorethylen ist.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Mehrfachschicht, die die oben genannte Schicht als eine Schicht davon enthält. Die Schicht wird vorzugsweise durch Plasma angeregte Dampfphasenabscheidung abgeschieden.
Als Metall oder Legierung in der Schicht der vorliegenden Erfindung kann Gold und/oder wenigstens eines der Metalle, ausgewählt unter Cu, Al, Ni, Ag, Zn, Sn, Wa, V, Cr, Co, Pt, Pd, Ru, Rh, Ti, W, Mo, Ir, Cd, Sb, Hf, Ga, Si, Fe, y, Ba, Ge, Zr, Nb und In oder einer Legierung davon verwendet werden. Als anorganische Substanz kann TiN, TaN, ZrN, TaC, VN und/oder C eingesetzt werden.
Anwendbare organische Substanzen sind Polycarbonat, Polyacrylat, Polysiloxan, Polyester, Polyolefin und Polyethylen.
In Abhängigkeit von dem Substratmaterial, auf dem die Schicht gebildet wird, kann eine Unterschicht aus einem Metall, einer Legierung, einer anorganischen Substanz und/oder einer organischen Substanz auf der Oberfläche des Substrates gebildet werden, und weiterhin kann eine Verbundschicht integriert damit darüber angeordnet sein.
Es ist auch möglich, eine Schicht, wie sie oben beschrieben wurde, auf der Oberfläche eines Substrates anzuordnen, und darüber ein äußere Schicht aufzubringen, die aus einem Metall, einer Legierung, einer anorganischen Substanz und/oder einer organischen Substanz integriert damit besteht.
Weiterhin ist es möglich, eine Unterschicht, die aus einem Metall, einer Legierung, einer anorganischen Substanz und/oder einer organischen Substanz besteht, auf der Oberfläche eines Substrates zu bilden, eine Verbundschicht darauf aufzubringen und eine äußere Schicht, bestehend aus einem Metall, einer Legierung, einer anorganischen Substanz und/oder einer organischen Substanz darauf integriert damit anzuordnen.
Die zur Ausbildung einer solchen Schicht anwendbaren Verfahren schließen eine Technik zur Verdampfung eines Metalles, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz und einer organischen Substanz ein, bei der gleichzeitig die verdampften Teilchen angeregt werden und eine Dampfabscheidung im Zustand von ionisierten Teilchen, neutralen Teilchen oder Radikalen hervorrufen, sowie ein Verfahren zum Sputtern, ohne Erregung usw. Hinsichtlich des Farbtones und der Adhäsionsfestigkeit ist es erwünscht, die Schicht im angeregten Zustand integral zu bilden.
In diesem Falle sollten die verdampften Teilchen vorzugsweise in einem Vakuumreaktor durch Glühentladung angeregt werden und Plasma-ionisierte Teilchen sein. Zu Verfahren, die für die Plasma-Ionisierung anwendbar sind, gehören Ionen-Plattierungsverfahren wie das Hohlkatodenverfahren und die Hochfrequenzanregung sowie Plasma-CVD. Für eine organische Substanz ist es auch möglich, das Verfahren der Polymerverdampfung oder der Einführung von Monomergas und dessen Dampfabscheidung durch Plasmapolymerisation zu verwenden.
Zur Anregung kann eine Lichteinstrahlung wie über einen Laserstrahl angewandt werden. Bei Verwendung des Ionen-Plattierungsververfahrens kann ein inertes Gas wie Argon in einen Vakuumreaktor eingeführt werden, zum Beispiel in einem Vakuum bei einem Druck von 10&supmin;² bis 10&supmin;&sup5; Torr (1,33 bis 1,33 x 10&supmin;³ Pa) gehalten werden. Die Temperatur des Substrates kann im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 400º C liegen. Ein reaktionsfähiges Gas wie Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak, Karbidwasserstoff (hydrogen carbide), Schwefelwasserstoff oder Fluorwasserstoff kann zu Dampfphasenabscheidung durch reaktives Ionen- Plattieren eingeführt werden. In diesem Falle sollte der Gasdruck vorzugsweise wenigstens 10&supmin;&sup4; Torr (1,33 x 10&supmin;² Pa) betragen.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, wie oben beschrieben, eine Überzugsschicht oder eine Mehrfachschicht in gezeichneten Farbton, mit einer zufriedenstellenden Adhäsionsfestigkeit und mit solchen funktionellen Eigenschaften wie dielektrische Eigenschaft, Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit zu erhalten.
In der vorliegenden Erfindung kann die Mehrfachschicht zum Beispiel durch Aufdampfen einer Organischen Polymerschicht auf die Oberfläche eines Substrates, bestehend aus einem Metall, einer Legierung, Keramiken oder Plastikwerkstoffen, gebildet werden, und anschließend Bildung einer dünnen Schicht, bestehend aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz und einer organischen Polymerschicht, oder sie kann durch Aufdampfen einer dünnen Schicht, bestehend aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz, anschließend einer organischen Polymerschicht und Schließlich einer dünnen Schicht aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz gebildet werden.
Die dünne Schicht, die ein Metall, eine Legierung und/oder eine anorganische Substanz in der vorliegenden Erfindung umfaßt, kann zum Beispiel Gold, eine Goldlegierung oder TiN sein, und nicht begrenzt auf diese Beispiele, ein Metall, eine Legierung oder eine anorganische Substanz mit gewünschtem Farbton und Oberflächenglanz. Zu Beispielen des Metalls oder der Legierung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gehören solche Elemente wie Gold, Cu, Al, Ni, Ag, Zn, Sn, Ta, V, Cr, Co, Pt, Pd, Ru, Rh, Ti, W, Mo, Ir, Cd, Sb, Hf, Ga, Si, Fe, y, Ba, Ge, Zr, Nb und In oder eine anorganische Substanz, bestehend aus einer Verbindung davon, wie TiN, TaN, ZrN, TaC, VN und/oder C.
Ein organisches Polymeres kann ebenfalls als getrennte Schicht vorhanden sein, die eine dünne Schicht aus einem Polymeren wie Polycarbonat, Polyacrylat, Polysiloxan, Polyester, Polyolefin oder Polyethylen sein kann. In diesem Falle kann eine Farbstoffverbindung oder ein Pigment zur Farbgebung aufgedampft werden.
Es gibt keine besondere Einschränkung für das Substrat, das ein Glas, ein Metall, eine Legierung, ein keramisches Material oder ein Plastikmaterial sein kann.
Die dünne Schicht, bestehend aus einem Metall, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz und die organische Polymerschicht, wie sie oben aufgeführt wurde, kann durch Plasma-angeregte Partikel gebildet werden, die durch Verdampfung des Materials und Aufdampfen der erhaltenen ionisierten Partikel, neutralen Partikel oder Radikale gebildet wird. Es ist auch möglich, eine dünne Schicht eines Metalles oder einer Legierung nicht durch Anregung, sondern durch Sputtern usw. zu bilden. Allerdings ist es in Hinblick auf eine große Verbesserung des Farbtons, der Adhäsionsfestigkeit und der Abriebfestigkeit der Mehrfachschicht wünschenswert, sie auf einmal (integriert) durch Plasmaanregung zu bilden.
Die verdampften Teilchen sollten vorzugsweise durch Glimmentladung in einem Vakuumreaktor für Plasmaionisierung angeregt werden. Zu Mitteln für die Plasmaionisierung, die in diesem Falle übliche sind, gehören das Ionenplattieren, wie das Hohlkatodenverfahren und das Hochfrequenz-Anregungsverfahren sowie Plasma-CVD. Wenn die organische Polymerschicht gebildet wird, kann die Plasmaanregung durch Verdampfen des Polymeren oder Einführen eines Monomergases für das Aufdampfen angewandt werden. Auch die Laserstrahlanregung kann angewandt werden.
Bei Anwendung des Ionenplattierungsverfahrens kann ein Inertgas wie Argon in einen Vakuumreaktor eingeführt werden, der bei einem Vakuumdruck von zum Beispiel 10&supmin;² bis 10&supmin;&sup5; Torr (1,33 bis 1,33 x 10&supmin;³ Pa) gehalten wird. Die Substrattemperatur kann im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 400º C gehalten werden. Wenn eine anorganische dünne Schicht gebildet wird, kann die Dampfphasenabscheidung vorzugsweise durch Ionenplattierung mittels Einführung eines reaktionsfähigen Gases wie Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak, Karbidwasserstoff (hydrogen carbide), Schwefelwasserstoff oder Fluorwasserstoff erfolgen. In diesem Falle sollte der Gasdruck vorzugsweise wenigstens 10&supmin;&sup4; Torr (1,33 x 10&supmin;² Pa) betragen.
Durch die vorliegende Erfindung, wie oben beschrieben, ist es möglich, eine Überzugsschicht mit niedrigen Kosten und ausgezeichnetem Farbton zu erhalten, die eine zufriedenstellende Adhäsionsfestigkeit und solche funktionellen Eigenschaften wie dielektrische Eigenschaft, Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit hat.
Die vorliegende Erfindung wird nun mittels der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele erläutert.
In den folgenden Beispielen wird Bezug genommen auf die dazugehörigen Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform einer Mehrfachschicht der vorliegenden Erfindung erläutert, worin eine Gold-Verbundschicht auf ein Substrat aufgedampft ist, auf dem zuvor eine TiN-Schicht abgeschieden wurde;
Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, worin eine Unterschicht aus einer TiN-Schicht auf einem Substrat abgeschieden ist, und eine Gold-enthaltende Schicht auf der Unterschicht gebildet wurde;
Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, worin eine Gold-enthaltende Schicht auf einer TiN-Schicht auf einem Substrat angeordnet ist, und eine äußere Schicht darauf aufgedampft wurde;
Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform erläutert, worin eine Unterschicht aus einer TiN-Schicht gebildet wurde, abgeschieden auf einem Substrat, darauf eine Gold-enthaltende Schicht gebildet wurde und weiterhin eine Oberschicht darauf aufgedampft wurde;
Fig. 5 ist eine Teilschnittansicht, die eine Ausführungsform erläutert, worin ein transparente leitfähige Schicht auf der Oberfläche der Mehrfachschicht gemäß Fig. 3 gebildet wurde;
Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht, die einen Fall erläutert, wo eine Schicht auf der Mehrfachschicht gemäß Fig. 3 gebildet wurde, und
Fig. 7 und 8 sind Schnittansichten, die typische Mehrfachschichten der vorliegenden Erfindung erläutern.

Beispiel 1

Eine Schicht wurde gebildet unter Verwendung einer Ionenplattierungsvorrichtung, die auf dem Hochfrequenz-Anregungsverfahren beruht. Fig. 1 erläutert dieses Beispiel. Als Substrat (1) wurde eine Platte aus rostfreiem Stahl verwendet. Die Platte aus rostfreiem Stahl wurde unter Einführung von Argongas unter einem Druck von 5 x 10&supmin;³ Torr (0,67 Pa) beschossen, und anschließend wurde eine dünne Schicht (2) aus TiN durch reaktives Ionenplattierung mit Stickstoffgas und verdampften Ti-Teilchen unter einem Druck von 8 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,11 Pa) aufgedampft. Eine dünne Schicht (2) aus TiN mit einer Dicke von 0,2 Mikrometern wurde durch Reaktion für drei Minuten unter den Bedingungen Entladungsleistung 300 W und Substrattemperatur 100º C gebildet.
Anschließend wurden unter einem Argondruck von 4 x 10&supmin;³ Torr (0,53 Pa) verdampfte Teilchen von Gold und Polycarbonat Plasma-ionisiert, um eine Schicht (3) auf der Oberfläche der TiN-Dünnschicht (2) auf dem Substrat (1) zu bilden. Als Ergebnis wurde eine Schicht (3) mit einem Farbton, der dem von Gold entsprach, erhalten, mit einer Verschleißfestigkeit von etwa dem Zweifachen von dem, was bei Dampfphasenabscheidung von Gold auf dem Substrat erhältlich wäre. Was die Adhäsionsfestigkeit betrifft, wurde keine Abschälung beim Krümmungstest von 90º beobachtet, und es ergab sich eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

Beispiel 2

In ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 wurde ein Substrat (1) verwendet, das darauf gebildet eine dünne Schicht (2) aus Titannitrid hatte, wie in Fig. 2 gezeigt, unter einem Argondruck von 4 x 10&supmin;³ Torr (0,53 Pa), wobei verdampfte Polycarbonatteilchen auf die Titannitrid-Dünnschicht Plasma-ionisiert wurden. Somit wurde eine Unterschicht (4) (in Hinblick auf die letzte Außenschicht) durch Aufdampfen einer Polymerschicht (Polycarbonat) auf dem Substrat gebildet.
Anschließend wurde eine Gold-Chrom-Legierung (mit einem Chromgehalt von 2%) zusammen mit Polycarbonat verdampft, um eine Schicht (3) von Polycarbonat und Gold-Chrom-Legierung mit einer Dicke von etwa 0,2 Mikrometer auf der Polycarbonat-Polymerisationsschicht zu bilden.
Die so gebildete Schicht hatte einen Farbton, der identisch war mit dem der Gold-Chrom-Legierung, mit einer so ausgezeichneten Adhäsion, daß keine Abtrennung bei einem 90º- Krümmungstest beobachtet wurde, sowie hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit waren gegeben.

Beispiel 3

Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, wurde eine Polycarbonat- Polymerschicht als Oberschicht (5) bei einem Argondruck von 4 x 10&supmin;³ Torr (0,53 Pa) auf der Oberfläche der Schicht (3), die in Beispiel 1 erhalten wurde, aufgedampft. Als Ergebnis wurde eine harte transparente Polymerschicht erhalten. Diese Mehrfachschicht hatte einen Farbton, der mit dem von Gold identisch war, hatte Glanz und zeigte ein elegantes Aussehen. Diese transparente Polymerschicht war ausgezeichnet beim Schutz der Schicht sowie hinsichtlich der Adhäsion, der Verschleißfestigkeit und der Korrosionsbeständigkeit wie in Beispiel 1.

Beispiel 4

Wie im Beispiel 1 wurde ein Substrat mit einer darauf gebildeten Titanitrid-Dünnschicht (2), wie in Fig. 4 gezeigt, verwendet, und unter einem Argondruck von 4 x 10&supmin;³ Torr (0,53 Pa) wurde verdampfte Polycarbonat-Teilchen Plasma-ionisiert. Damit wurde eine Polymerschicht als Unterschicht (4) auf das Substrat aufgedampft.
Anschließend wurde eine Gold-Chrom-Legierung (mit einem Chromgehalt von 2%) zusammen mit Polycarbonat verdampft, um eine Schicht (3) von Polycarbonat und Gold-Chrom-Legierung mit einer Dicke von etwa 0,2 Mikrometer auf der Polycarbonat-Polymerschicht zu bilden.
Anschließend wurde die Verdampfung der Gold-Chrom-Legierung fortgesetzt, und eine Polymerschicht, bestehend aus Polycarbonat allein mit einer Dicke von etwa 0,2 Mikrometer wurde als Oberschicht (5) durch Dampfabscheidung auf der Schicht gebildet.
Die so gebildete Schicht hatte einen Farbton, der identisch war mit dem der Gold-Chrom-Legierung, mit einer so ausgezeichneten Adhäsion, daß keine Ablösung beim 90º-Krümmungstest beobachtet wurde, sowie eine hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit vorhanden war.

Beispiel 5

Wie Fig. 5 gezeigt wurde eine 0,3 Mikrometer dicke ITO (transparente leitfähige Substanz) Schicht (6) auf der Oberfläche der Mehrfachschicht gebildet, die gemäß Beispiel 3 erhalten worden war, mit ITO als Verdampfungsquelle unter solchen Bedingungen wie einem Sauerstoffgasdruck von 3 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,04 Pa), einer Entladungsleistung von 300 W und einer Substrattemperatur einschließlich der Schicht (3) von Beispiel 4 von 200º C. Die so erhaltene Mehrfachschicht hatte einen Farbton von Gold und einen Glanz, was zu einem eleganten Aussehen führte. Der durch die Schicht vorgesehene Schutz wurde weiter verstärkt durch eine ausgezeichnete Adhäsion, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit wie in Beispiel 1, und sie hatte eine Oberflächenleitfähigkeit (Widerstand 200 Ω/ ).

Beispiel 6

Mit Hilfe einer Hochfrequenz-Sputtervorrichtung wurde eine Schicht gebildet. Als Substrat wurde eine Platte aus rostfreiem Stahl verwendet. Nach dem Vorsputtern für etwa fünf Minuten unter Einführung eines Argon-Gases mit einem Druck von 5 X 10&supmin;³ Torr (0,67 Pa) wurde Stickstoffgas unter einem Druck von 5 X 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa) unter Verwendung von TiN als Target eingeführt. Anschließend wurde Argon mit einem Druck von 2 x 10&supmin;² Torr (2,7 Pa) eingebracht, und das Sputtern wurde für zwei Stunden unter Anwendung einer Hochfrequenzleistung von 10 W/cm² durchgeführt, um eine TiN-Schicht mit einer Dicke von etwa 0,5 Mikrometer zu erzeugen. Anschließend wurde das Target durch Au (enthaltend 1% Cr) ersetzt, und das Sputtern wurde für etwa zehn Minuten mit einer Hochfrequenzleistung von 2 W/cm² unter Einführung von Ethylen (C&sub2;H&sub4;) bis zu 1 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,013 Pa) durchgeführt, und es wurde Argongas bis zu 5 x 10&supmin;³ Torr (0,067 Pa) zugeführt. Auf diese Weise erhielt man eine Schicht aus einer Gold-Chrom-Legierung und Ethylen mit einem Gold-Farbton, die sowohl hinsichtlich der Adhäsion als auch der Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet war.

Beispiel 7

Eine Mehrfachschicht wurde unter Verwendung eines Hochfrequenz-Plattierungsgerätes gebildet. Eine Nickel-plattierte Messingplatte wurde als Substrat verwendet. Nach Einführung von Argongas bis zu 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa) erfolgte ein Ionenbeschuß mit einer Hochfrequenzleistung von 500 W und einem Gleichstromfeld von -200 V für etwa 15 Minuten. Anschließend wurde Titan unter Verwendung einer Elektronenkanone verdampft, bei Einführung von Argongas bis zu 8 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,11 Pa) unter den Entladungsbedingungen Hochfrequenzleistung von 500 W und einem Gleichstromfeld von -200 V, um eine TiN- Schicht mit einer Dicke von etwa 1 Mikrometer in 30 Minuten zu bilden. Anschließend wurde das Substrat in eine Hochfrequenz- Sputtervorrichtung übertragen, in der das Sputtern für etwa zehn Minuten durchgeführt wurde mit Au (enthaltend 1% Cr) als Target unter Einführung von Ethylen (C&sub2;H&sub4;) bis zu 1 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,013 Pa) und Zuführung von Argongas bis zu 5 X 10&supmin;³ Torr (0,67 Pa) mit einer Hochfrequenzleistung von 2 W/cm², um eine Schicht zu erhalten, die eine Gold-Chrom-Legierung und Ethylen enthielt. Die erhaltene Schicht hatte eine Goldfärbung und war ausgezeichnet sowohl hinsichtlich der Adhäsion als auch der Korrosionsbeständigkeit.

Beispiel 8

Eine Schicht wurde unter Verwendung einer Hochfrequenz- Sputtervorrichtung gebildet. Eine Nickel-plattierte Messingplatte wurde als Substrat verwendet. Nach dem Sputtern für etwa 15 Minuten bei Einführung von Argongas bis zu 5 x 10&supmin;³ Torr (0,67 Pa) wurde Stickstoffgas mit 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,0676 Pa) eingeführt mit einem TiN-Target, und anschließend erfolgte das Sputtern für etwa zwei Stunden mit einer Hochfrequenzleistung von 10 W/cm² durch Einführung von Argongas bis zu 2 x 10&supmin;² Torr (2,67 Pa), um eine TiN-Schicht mit einer Dicke von etwa 0,5 Mikrometer zu bilden. Anschließend wurde das Substrat in eine Ionenplattierungs-Vorrichtung überführt, in der Gold (enthaltend 1% Cr) in einem Schiffchen mit Widerstanderhitzung unter Entladung mit einer Hochfrequenzleistung von 40 W unter Einführung von Ethylengas mit 4 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,053 Pa) verdampft wurde, und es wurde in zehn Minuten eine Schicht gebildet, die aus einer Gold-Chrom-Legierung und Ethylen bestand und eine Dicke von etwa 1 Mikrometer hatte. Die gebildete Schicht war ausgezeichnet hinsichtlich Adhäsion, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Beispiel 9

Es wurde eine Schicht mittels einer Hochfrequenz-Ionenplattierungvorrichtung gebildet. Eine Glasplatte (Corning 7059) wurde als Substrat verwendet. Nach dem Ionenbeschuß, der für 15 Minuten durchgeführt wurde unter den Bedingungen der Hochfrequenzleistung von 300 W und einem Gleichstromfeld von -200 V unter Einführung von Argongas bis 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa), wurde Butadiengas mit 5 X 10&supmin;&sup4; Torr (0,67 Pa) eingeführt, und es wurde in etwa zehn Minuten eine 1000 Å (0,1 Mikrometer) Schicht durch Verdampfung von Germanium in einem Schiffchen mit Widerstanderhitzung unter Entladung bei einer Hochfrequenzleistung von 50 W gebildet. Diese Schicht zeigte negative Widerstands-Temperatur-Merkmale und einen spezifischen Widerstand von 10&supmin;&sup4; bis 10&supmin;&sup5; Ωcm.

Beispiel 10

Es wurde eine Schicht mittels einer Hochfrequenz-Ionenplattierungvorrichtung gebildet. Eine Glasplatte (Corning 7059) wurde als Substrat verwendet. Nach dem Ionenbeschuß, der für 15 Minuten durchgeführt wurde unter den Bedingungen der Hochfrequenzleistung von 300 W und einem Gleichstromfeld von -200 V unter Einführung von Argongas bis 5 X 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa), wurde Ethylengas mit 5 X 10&supmin;&sup4; Torr (0,67 Pa) eingeführt, und es wurde in etwa zehn Minuten eine 2000 Å (0,2 Mikrometer) Schicht durch Verdampfung von Indium (In) in einem Schiffchen mit Widerstanderhitzung unter Entladung bei einer Hochfrequenzleistung von 50 W gebildet. Diese Schicht zeigte negative Widerstands-Temperatur-Merkmale.

Beispiel 11

Unter Verwendung einer Hochfrequenz-Ionenplattierungsvorrichtung wurde eine Schicht gebildet. Als Substrat wurde eine Aluminiumplatte verwendet. Nach einem Ionenbeschuß, der für 15 Minuten durchgeführt wurde unter den Bedingungen Hochfrequenzleistung von 300 W und elektrisches Gleichstromfeld von -200 V unter Einführung von Argongas bis zu 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa) wurde Ethylengas bis zu 5 x 10&supmin;&sup4; Torr (0,067 Pa) eingeführt und es wurde in etwa zehn Minuten eine 200 Å (0,02 Mikrometer) dicke Schicht aus Ni-Cr-Legierung und Ethylen gebildet unter Verdampfung einer Ni-Cr-Legierung in einem Schiffchen mit Widerstands-Erhitzung unter Entladung bei einer Hochfrequenzleistung von 50 W. Diese Schicht hatte einen Temperaturkoeffizienten von etwa ± 10 ppm/º C und einen hohen spezifischen Widerstand von 500 uΩcm, was die Verwendung als Hochohmelement gestattete.
Wie oben im Detail beschrieben hat die vorliegende Erfindung die folgenden industriell nützlichen Wirkungen, indem sie eine Schicht auf einem Substrat umfaßt, die durch Aufdampfen eines Metalles, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz und einer organischen Substanz gebildet wird, und gleichzeitig, falls erforderlich, eine Deckschicht, eine Unterschicht oder eine Deckschicht und eine Unterschicht verwendet werden;
1. Es ist möglich, den Verbrauch an Metall, Legierungen oder anorganischer Substanz ohne Veränderung des Farbtones des Metalles, der Legierung oder der verwendeten anorganischen Substanz zu verringern.
2. Die Schicht mit einer organischen Substanz kann einen Reibungskoeffizienten haben, der niedriger ist als der einer Schicht aus einem Metall, einer Legierung oder einer anorganischen Substanz allein, und die Verschleißfestigkeit kann gegenüber einer Schicht verbessert werden, die nur das Material der Schicht enthält.
3. In einer aus einem Metall, einer Legierung oder einer anorganischen Substanz allein gebildeten Schicht kann die Korrosionsbeständigkeit durch das Auftreten von Nadelstichigkeit beeinträchtigt sein. In der Schicht kann im Gegensatz dazu die Korrosionsbeständigkeit in großem Maße verbessert werden.
4. Die Schicht, sofern sie als ein Gegenstand in direkter Berührung mit der menschlichen Haut ausgebildet ist, ergibt eine geringere Empfindung von Kühlheit, wenn die menschliche Haut durch ein Metall, eine Legierung oder eine anorganische Substanz berührt wird. Darüber hinaus kann die Schicht eine Allergie gegenüber Ni-Ionen usw. verhindern.
5. Es ist möglich, die Oberfläche einer Schicht mit Leitfähigkeit auszustatten, so daß leitfähige Schichten verschiedener Farbtöne hergestellt werden können.
Diese Vorteile sind besonders wirksam, wenn die vorliegende Erfindung bei Zubehör, Uhren, Gläsern und anderen Gebrauchsgegenständen eingesetzt wird, wodurch ein großer Bereich von Anwendungsmöglichkeiten erschlossen wird, einschließlich von Display-Elementen mit verschiedenen Farbtönen als Teil von deren Design.

Claims

1. Überzugsschicht, die eine organische Substanz umfaßt, ausgewählt unter einer oder mehreren von Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polysiloxanen, Polyestern und Polyolefinen und entweder (A) einem oder mehreren Metallen, ausgewählt unter Au, Cu, Al, Ni, Ag, Zn, Sn, Ta, V, Cr, Co, Pt, Pd, Ru, Rh, Ti, W, Mo, Ir, Cd, Sb, Hf, Ga, Si, Fe, Y, Ba, Ge, Zr, Nb und In oder einer Legierung von zwei oder mehreren dieser Metalle;

und/oder

(B) einer anorganischen Substanz, ausgewählt unter TiN, TaN, ZrN, TaC, VN und C,

wobei die organische Substanz durch gleichzeitige Dampfphasen- Co-Abscheidung daraus oder aus einem entsprechenden Monomer- Dampf mit der Komponente (A) und/oder der Komponente (B) zusammen abgeschieden wird,

mit der Maßgabe, daß, wenn die Komponente (A) CrCo ist, die organische Substanz nicht Polyethylen ist, und daß, wenn die Komponente (A) Au ist, die organische Substanz nicht Trifluorchlorethylen ist.

2. Überzugsschicht nach Anspruch 1, worin die organische Substanz ein Polycarbonat ist.

3. Überzugsschicht nach Anspruch 1, worin die organische Substanz ein Polyolefin ist.

4. Überzugsschicht nach Anspruch 3, worin das Polyolefin Polyethylen ist.

5. Überzugsschicht nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Komponente (A) Au ist.

6. Überzugsschicht nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Komponente (B) TiN ist.

7. Mehrfachschicht mit wenigstens zwei Schichten, die als eine Schicht davon eine Überzugsschicht nach Anspruch 1 umfaßt.

8. Mehrfachschicht nach Anspruch 7, die als eine Schicht davon eine Unterschicht (2) umfaßt, die ein Metall, eine Legierung, eine anorganische Substanz und/oder eine organische Substanz umfaßt, wobei die Unterschicht (2) auf der Oberfläche eines Substrates (1) gebildet wird, wobei die Überzugsschicht (3), wie sie in Anspruch 1 beansprucht wird, auf dieser Unterschicht integriert damit gebildet wird, wobei das Metall, die Legierung, die anorganische Substanz und die organische Substanz wie in Anspruch 1 definiert sind.

9. Mehrfachschicht nach Anspruch 7, die eine Überzugsschicht, wie in Anspruch 1 definiert, einschließt, die auf der Oberfläche eines Substrates (1) gebildet wird, und einen äußeren Überzug (5), umfassend ein Metall, eine Legierung, eine anorganische Substanz und/oder eine organische Substanz, der auf der Überzugsschicht integriert damit gebildet wird, wobei das Metall, die Legierung, die anorganische Substanz und die organische Substanz wie in Anspruch 1 definiert sind.

10. Mehrfachschicht nach Anspruch 7, umfassend eine Unterschicht (2), die ein Metall, eine Legierung, eine anorganische Substanz und/oder eine organische Substanz umfaßt, wobei die Unterschicht (2) auf der Oberfläche eines Substrates (1) gebildet wird, eine Überzugsschicht wie in Anspruch 1 beansprucht, die auf der Unterschicht (2) gebildet wird, und eine äußere Schicht (3), umfassend ein Metall, eine Legierung, eine anorganische Substanz und/oder eine organische Substanz, die auf der Überzugsschicht integriert damit gebildet wird, wobei das Metall, die Legierung, die anorganische Substanz und die organische Substanz wie in Anspruch 1 definiert sind.

11. Mehrfachschicht nach Anspruch 7, die eine Mehrfachschicht (6) mit Oberflächenleitfähigkeit umfaßt, gebildet auf der Oberfläche einer Überzugsschicht, wie in Anspruch 1 beansprucht, oder auf der Oberfläche einer Mehrfachschicht, wie in einem der Ansprüche 7 bis 10 beansprucht.

12. Gegenstand, der mit einer Schicht überzogen ist, wie sie in einem der vorangegangenen Ansprüche beansprucht wird.

13. Verfahren zum Überziehen einer Oberfläche, gekennzeichnet durch Bildung einer Schicht darauf durch Abscheidung eines Metalles, einer Legierung und/oder einer anorganischen Substanz mit einer organischen Substanz auf der Oberfläche durch gleichzeitige Dampfphasen-Co-Abscheidung, wobei das Metall, die Legierung, die anorganische Substanz und die organische Substanz wie in Anspruch 1 definiert sind.

14. Verfahren zum Überziehen einer Oberfläche, gekennzeichnet durch Bildung von wenigstens zwei Überzugsschichten auf der Oberfläche, wobei wenigstens eine dieser schichten eine Überzugsschicht ist, wie sie in Anspruch 1 beansprucht wird.