JP2020514096A - 装飾部材および装飾部材の製造方法 - Google Patents

装飾部材および装飾部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

本出願は、装飾部材および装飾部材の製造方法に関する。本出願は、眺める方向によって異なる色を示す二色性を有し、前記二色性の視認性が改善された装飾部材および装飾部材の製造方法を提供する。

Description

本出願は、2017年3月6日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2017−0028261号、2017年10月20日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2017−0136790号および2017年11月28日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2017−0160298号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本出願は、装飾部材および装飾部材の製造方法に関する。
IT発展に伴って携帯用電子機器および電子製品が多様化しており、デザインへの関心が高まっているユーザのニーズにより携帯用電子機器および電子製品の外観に対する関心が増加している。
特許文献1は、パターンを適用した電子機器用装飾部材の製造方法に関する。一般的に、パターンを適用した装飾部材は、1つの色を呈するが、眺める方向によって異なる色を示す二色性を有する装飾部材に対する関心も増加している。
大韓民国登録特許公報第10−1652875号
本出願は、眺める方向によって異なる色を示す二色性を有し、前記二色性の視認性が改善された装飾部材および装飾部材の製造方法を提供する。
本出願は、装飾部材に関する。例示的な装飾部材は、傾斜角が互いに異なる第1および第2傾斜面を含む凸部形状の表面を含むパターン層と、前記凸部の上部に形成された無機物層とを含むことができる。
図1〜図3は、それぞれ凸部P1形状の表面を含むパターン層と、無機物層(図示せず)とを含む装飾部材を例示的に示す。
本明細書において、凸部P1の傾斜角a2、a3は、凸部P1の傾斜面S1、S2とパターン層の水平面とのなす角度を意味することができる。本明細書において、特別な言及がない限り、図面上で第1傾斜面は凸部の左側傾斜面と定義することができ、第2傾斜面は凸部の右側傾斜面を意味することができる。
前記パターン層の凸部P1は、断面が多角形であり、一方向に延びる柱形状を有することができる。一つの例示において、前記凸部P1の断面は、三角形であるか、または三角形の先端部(尖った部分または頂点部分)に小さい凹部をさらに含む形状を有することができる。
前記第1傾斜面S1と第2傾斜面S2とのなす角度a1は、80度〜100度の範囲内であってもよい。前記角度a1は、具体的には、80度以上、83度以上、86度以上または89度以上であってもよく、100度以下、97度以下、94度以下または91度以下であってもよい。前記角度は、第1傾斜面と第2傾斜面とからなる頂点の角度を意味することができる。前記第1傾斜面と第2傾斜面とが互いに頂点をなさない場合、前記第1傾斜面と第2傾斜面とを仮想に延長して頂点をなすようにした状態の頂点の角度を意味することができる。
前記凸部P1の第1傾斜面の傾斜角a2と第2傾斜面の傾斜角a3との差は、30度〜70度の範囲内であってもよい。前記第1傾斜面の傾斜角a2と第2傾斜面の傾斜角a3との差は、例えば、30度以上、35度以上、40度以上または45度以上であってもよく、70度以下、65度以下、60度以下または55度以下であってもよい。第1傾斜面と第2傾斜面の傾斜角の差が前記範囲内の場合、方向による色表現の実現の面で有利でありうる。
前記凸部P1の高さH1は、5μm〜30μmであってもよい。凸部の高さが前記範囲内の場合、生産工程的な面で有利でありうる。本明細書において、凸部の高さは、前記パターン層の水平面を基準として凸部の最も高い部分と最も低い部分との最短距離を意味することができる。
前記凸部P1の幅W1は、10μm〜90μmであってもよい。凸部の幅が前記範囲内の場合、パターンを加工および形成するのに工程的な面で有利でありうる。前記凸部P1の幅W1は、例えば、10μm以上、15μm以上、20μm以上または25μm以上であってもよく、90μm以下、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下または35μm以下であってもよい。
前記凸部P1間の間隔は、0μm〜20μmであってもよい。本明細書において、凸部間の間隔は、隣接する2つの凸部において、1つの凸部が終わる地点と他の1つの凸部が始まる地点との最短距離を意味することができる。前記凸部間の間隔が適切に維持される場合、装飾部材を凸部の傾斜角がより大きい傾斜面側から眺める時、相対的に明るい色を示さなければならないが、反射領域がシェーディングで暗く見える現象を改善することができる。前記凸部の間には、後述のように、前記凸部に比べて高さのより小さい第2凸部が存在してもよい。
前記パターン層は、凸部が形成された表面の反対側表面に平坦部を有し、前記平坦部は、基材層上に形成されていてよい。前記基材層として、プラスチック基材を用いることができる。プラスチック基板としては、TAC(triacetyl cellulose);ノルボルネン誘導体などのCOP(cyclo olefin copolymer);PMMA(poly(methyl methacrylate);PC(polycarbonate);PE(polyethylene);PP(polypropylene);PVA(polyvinyl alcohol);DAC(diacetyl cellulose);Pac(Polyacrylate);PES(poly ether sulfone);PEEK(polyetheretherketon);PPS(polyphenylsulfone)、PEI(polyetherimide);PEN(polyethylenemaphthatlate);PET(polyethyleneterephtalate);PI(polyimide);PSF(polysulfone);PAR(polyarylate)または非晶質フッ素樹脂などを使用することができるが、これらに制限されるわけではない。
前記パターン層は、硬化性樹脂を含むことができる。前記硬化性樹脂としては、光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を使用することができる。前記光硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、ケイ素樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂またはメラミン樹脂などを使用することができるが、これらに制限されるわけではない。紫外線硬化性樹脂としては、代表的に、アクリル重合体、例えば、ポリエステルアクリレート重合体、ポリスチレンアクリレート重合体、エポキシアクリレート重合体、ポリウレタンアクリレート重合体またはポリブタジエンアクリレート重合体、シリコーンアクリレート重合体またはアルキルアクリレート重合体などを使用することができるが、これらに制限されるわけではない。
前記パターン層は、基材層上に硬化性樹脂組成物を塗布し、目的のパターンを有するモールドに圧着した後、硬化させることにより製造することができる。前記モールドは、例えば、平板形態またはロール形態を有することができる。前記モールドとしては、例えば、ソフトモールドまたはハードモールドを使用することができる。
前記パターン層の内部または下部に有色染料(color dye)をさらに含んでもよい。前記有色染料としては、アントラキノン(anthraquinone)系染料、フタロシアニン(phthalocyanine)系染料、チオインジゴ(thioindigo)系染料、ペリノン(perinone)系染料、イソキシンジゴ(isoxindigo)系染料、メタン(methane)系染料、モノアゾ(monoazo)系染料および1:2金属錯体(1:2metal complex)系染料などを使用することができる。
前記パターン層が内部に有色染料を含む場合、前記硬化性樹脂に染料を添加して適用可能である。前記パターン層の下部に有色染料をさらに含む場合、染料が含まれた層を基材層の上部または下部にコーティングする方式で適用可能である。
前記有色染料の含有量は、例えば、0〜50wt%であってもよい。前記有色染料の含有量は、パターン層あるいは装飾部材の透過度およびヘイズの範囲を定めることができ、透過度は、例えば、20%〜90%であってもよく、ヘイズは、例えば、1%〜40%であってもよい。
前記無機物層は、装飾部材を眺める時、色の金属質感と深み感を付与することができる。前記無機物層は、前記装飾部材のイメージが見る角度によって多様な色相に見えるようにする。これは、前記パターン層を通過して無機物層の表面で反射する光の波長が入射する光の波長に応じて変化するからである。
前記無機物層は、金属を含むことができる。前記無機物層としては、例えば、インジウム(In)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、バナジウム(V)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ネオジム(Nb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、金(Au)および銀(Ag)の中から選択される1種または2種以上の材料、その酸化物、窒化物または酸窒化物、炭素および炭素複合体のうちの1種または2種以上の材料を含むことができる。前記無機物層は、前記材料を含む単一層であるか、または多層であってもよい。
前記無機物層は、400nmの波長の光に対する屈折率が0〜8であってもよい。前記無機物層の屈折率が前記範囲を超える場合、反射する光が減少して暗くなるので、適切でない。前記無機物層の屈折率は、具体的には、0以上、1以上、2以上、3以上、4以上または4.5以上であってもよく、8以下、7以下、6以下または6.5以下であってもよい。
前記無機物層の厚さは、例えば、10nm〜1μmであってもよい。無機物層の厚さが前記範囲内の場合、眺める方向によって異なる色を示す二色性を有し、前記二色性の視認性が改善された装飾部材を提供するのに有利でありうる。前記無機物層の厚さは、例えば、10nm以上、50nm以上または100nm以上であってもよく、1μm以下、800nm以下、600nm以下、400nm以下または300nm以下であってもよい。前記装飾部材は、眺める方向によって異なる色を示す二色性を示すことができる。前記装飾部材は、パターン層の表面形状を変形することにより、前記二色性の視認性を改善することができる。
図1は、本出願の第1実施例によるパターン層を含む装飾部材を例示的に示す。本出願の第1実施例によれば、前記パターン層の表面は、前記凸部P1の間に、前記凸部に比べて高さの小さい第2凸部P2が配置された形状を有することができる。以下、第2凸部の前に説明された凸部を第1凸部と称することができる。前述のように、反射領域がシェーディングで暗く見える現象を改善するために、凸部の間に間隔を維持することができる。しかし、前記凸部の間に平坦部が存在する場合、平坦部が縞状に視認される問題点があるが、前記のように第1凸部の間に高さがより小さい第2凸部を配置する場合、このような問題点を解消することができる。このような装飾部材は、傾斜角の大きい方、小さい方および正面の3つの方向で互いに異なる色を実現することができる。
前記第2凸部P2の高さH2は、前記第1凸部P1の高さH1の1/5〜1/4の範囲を有することができる。例えば、前記第1凸部と第2凸部の高さの差H1−H2は、10μm〜30μmであってもよい。第2凸部の幅W2は、1μm〜10μmであってもよい。前記第2凸部の幅W2は、具体的には、1μm以上、2μm以上、3μm以上、4μm以上または4.5μm以上であってもよく、10μm以下、9μm以下、8μm以下、7μm以下、6μm以下または5.5μm以下であってもよい。
前記第2凸部は、傾斜角が互いに異なる2つの傾斜面S3、S4を有することができる。前記第2凸部の前記2つの傾斜面のなす角度a4は、20度〜100度であってもよい。前記角度a4は、具体的には、20度以上、30度以上、40度以上、50度以上、60度以上、70度以上、80度以上または85度以上であってもよく、100度以下または95度以下であってもよい。前記第2凸部の両傾斜面の傾斜角の差a6−a5は、0度〜60度であってもよい。前記傾斜角の差a6−a5は、0度以上、10度以上、20度以上、30度以上、40度以上または45度以上であってもよく、60度以下または55度以下であってもよい。前記第2凸部の寸法が前記範囲内の場合、傾斜面の角度が大きい側面で光の流入を増加させて明るい色相を形成できるという面で有利でありうる。
図2は、本出願の第2実施例によるパターン層を含む装飾部材を例示的に示す。本出願の第2実施例によれば、前記パターン層の表面は、前記凸部P1の先端部(尖った部分)に、前記凸部に比べて高さが小さい凹部P3をさらに含む形状を有することができる。このような装飾部材は、イメージの色が見る角度によってかすかに異なる効果を示すことができる。
前記凹部P3の高さH3は、3μm〜15μmであってもよい。前記凹部P3の高さH3は、具体的には、3μm以上であってもよく、15μm以下、10μm以下、5μm以下であってもよい。前記凹部は、傾斜角が互いに異なる2つの傾斜面S5、S6を有することができる。前記凹部の前記2つの傾斜面がなす角度a7は、20度〜100度であってもよい。前記角度a7は、具体的には、20度以上、30度以上、40度以上、50度以上、60度以上、70度以上、80度以上または85度以上であってもよく、100度以下または95度以下であってもよい。前記凹部の両傾斜面の傾斜角の差a9−a8は、0度〜60度であってもよい。前記傾斜角の差a9−a8は、0度以上、10度以上、20度以上、30度以上、40度以上または45度以上であってもよく、60度以下または55度以下であってもよい。前記凹部の寸法が前記範囲内の場合、鏡面で色感の追加が可能であるという面で有利でありうる。
図3は、本出願の第3実施例によるパターン層を含む装飾部材を例示的に示す。本出願の第3実施例によれば、図3(a)に示すように、前記パターン層の表面は、複数の凸部が180度の逆像の構造で配列された形状を有することができる。具体的には、前記パターン層の表面は、第1傾斜面に比べて第2傾斜面の傾斜角が大きい第1領域C1と、第1傾斜面に比べて第2傾斜面の傾斜角が大きい第2領域C2とを含むことができる。一つの例示において、前記第1領域に含まれる凸部は第1凸部P1と称することができ、前記第2領域に含まれる凸部は第4凸部P4と称することができる。前記第1凸部P1および第4凸部P4の高さ、幅、傾斜角および第1および第2傾斜面のなす角度は、前記凸部P1の項目で記述した内容が同一に適用可能である。図3(b)に示すように、前記第1領域および第2領域のいずれか1つの領域は、イメージまたはロゴに対応し、他の一つの領域は、下地部分に対応するように構成することができる。このような装飾部材は、イメージまたはロゴの色が見る角度によってかすかに異なる効果を示すことができる。また、イメージまたはロゴ部分と下地部分が眺める方向によって色が互いに変わって見える装飾効果を示すことができる。
前記第1領域および第2領域は、それぞれ複数の凸部を含むことができる。前記第1領域および第2領域の幅および凸部の個数は、目的のイメージまたはロゴの大きさを考慮して適切に調節可能である。
本出願はまた、装飾部材の製造方法に関する。図4は、本出願の装飾部材の製造方法を例示的に示す。例示的な製造方法は、傾斜角が互いに異なる第1および第2傾斜面を含む凸部形状の表面を含むパターン層の前記第1および第2傾斜面にそれぞれ第1および第2無機物層を蒸着することを含むことができる。
例示的な製造方法は、パターン層の前記2つの傾斜面にそれぞれ無機物層を蒸着するので、各傾斜面に無機物層の厚さおよび種類を調節できることから、二色性のスペクトルを広げることができる。前記製造方法について特に記述しない限り、前記装飾部材の項目で記述した内容が同一に適用可能である。
前記第1および第2無機物層は、それぞれスパッタ(Sputter)方式またはエバポレーション(Evaporation)方式によって第1および第2傾斜面の上部に蒸着できる。特に、スパッタ方式は直進性があるので、ターゲットの位置をチルトして凸部の両傾斜面の蒸着厚さの差を極大化することができる。
一つの例示において、パターン層10の第1および第2傾斜面のうち傾斜角がより小さい傾斜面側にチルトして第1無機物層201を蒸着した後(S1)、傾斜角がより大きい傾斜面側にチルトして第2無機物層202を蒸着することができる(S2)。このような工程順序S1およびS2は、順序が変わってもよいし、両傾斜面に互いに異なる厚さの無機物を蒸着できるという面で有利でありうる。
前記第1および第2無機物層は、互いに異なる厚さで第1および第2傾斜面の上部に蒸着できる。前記第1および第2無機物層の厚さは、それぞれ前記装飾部材の項目で記述した範囲内で目的の視感特性を考慮して適切に調節可能である。
前記第1および第2無機物層は、互いに異なる材料で第1および第2傾斜面の上部に蒸着できる。前記第1および第2無機物層の材料は、それぞれ前記装飾部材の項目における材料内で目的の視感特性を考慮して適切に調節可能である。
前記無機物層は、単一層から構成され、2層以上の多層から構成されてもよい。
前記無機物層は、凸部の上部に順次に積層された第3無機物層および第4無機物層を含むことができる。各層に含まれる材料は、互いに同一であるか異なっていてもよい。また、前記第3および第4無機物層の材料は、前述した無機物層の材料を含むことができる。前記第3無機物層は、光吸収層で表現されてもよく、第4無機物層は、光反射層で表現されてもよい。
前記光吸収層および光反射層は、単一層から構成され、2層以上の多層から構成されてもよい。
前記光吸収層では、光の入射経路および反射経路で光吸収が行われ、また、光は光吸収層の表面と光吸収層と光反射層との界面でそれぞれ反射して、2つの反射光が補強または相殺干渉をする。
前記光吸収層の表面で反射する光は表面反射光、光吸収層と光反射層との界面で反射する光は界面反射光で表現されてもよい。
一例によれば、前記パターン層の表面の凸部または凹部形状は、前記パターン層の表面外側に突出したコーン(cone)形態の凸部、または前記パターン層の表面内側に陥没したコーン(cone)形態の凹部であってもよい。
コーン形態は、円錐、楕円錐、または多角錐の形態を含む。ここで、多角錐の底面の形態は、三角形、四角形、突出点が5個以上の星状などがある。一例によれば、装飾部材を地面に置いた時、前記パターン層の表面がコーン形態の凸部形状を有する場合、前記凸部形状の前記地面に対する垂直断面の少なくとも1つは、三角形形状であってもよい。もう一つの例によれば、装飾部材を地面に置いた時、前記パターン層の表面がコーン形態の凹部形状を有する場合、前記凹部形状の前記地面に対する垂直断面の少なくとも1つは、逆三角形形状であってもよい。
一例によれば、前記コーン形態の凸部またはコーン形態の凹部形状が非対称構造の断面を少なくとも1つ有することができる。例えば、前記コーン形態の凸部または凹部を、前記凸部または凹部形状の表面側から観察した時、コーンの頂点を基準として360度回転時、同一の形態が2個以下存在する場合、二色性が発現するのに有利である。図7は、コーン形態の凸部形状を、前記凸部形状の表面側から観察したことを示すもので、(a)は、すべて対称構造のコーン形態を示すものであり、(b)は、非対称構造のコーン形態を例示するものである。
前記装飾部材を地面に置いた時、対称構造のコーン形態は、地面に水平な方向への断面(以下、水平断面という)が円であるか各辺の長さが同一の正多角形であり、コーンの頂点が地面に対する水平断面の重心点の前記断面に対して垂直な線上に存在する構造である。しかし、非対称構造の断面を有するコーン形態は、コーン形態の凸部または凹部の形状の表面側から観察した時、コーンの頂点の位置がコーンの水平断面の重心点でない点の垂直線上に存在する構造であるか、コーンの水平断面が非対称構造の多角形または楕円である構造である。コーンの水平断面が非対称構造の多角形の場合は、多角形の辺または角の少なくとも1つを残りと異なって設計することができる。
例えば、図8のように、コーンの頂点の位置を変更することができる。具体的には、図8の1番目の図のように、コーン形態の凸部形状の表面側から観察した時、コーンの頂点を、コーンの地面に対する水平断面の重心点01の垂直線上に位置するように設計する場合、コーンの頂点を基準として360度回転時、4つの同一の構造を得ることができる(4fold symmetry)。しかし、コーンの頂点を地面に対する水平断面の重心点01でない位置02に設計することにより、対称構造が破れる。地面に対する水平断面の一辺の長さをx、コーンの頂点の移動距離をaおよびb、コーンの頂点01または02から地面に対する水平断面まで垂直に連結した線の長さであるコーン形態の高さをh、水平断面とコーンの側面とのなす角度をθnとすれば、図8の面1、面2、面3および面4に対して、下記のようなコサイン値が得られる。
この時、θ1とθ2は同一であるので、二色性がない。しかし、θ3とθ4は異なり、|θ3−θ4|は2色間の色差(E*ab)を意味するので、二色性を示すことができる。ここで、|θ3−θ4|>0である。このように、コーンの地面に対する水平断面と側面とのなす角度を利用して、対称構造がどれだけ破れているか、すなわち非対称の程度を定量的に示すことができ、このような非対称の程度を示す数値は、二色性の色差に比例する。
もう一つの例によれば、前記パターン層は、最高点が線形態の凸部形状または最低点が線形態の凹部形状の表面を有する。図10〜図14に線形態の凸部を実現した例を示した。前記線形態は、直線形態であってもよく、曲線形態であってもよいし、曲線と直線をすべて含むか、ジグザグ形態であってもよい。最高点が線形態の凸部または最低点が線形態の凹部の形状の表面を、前記凸部または凹部形状の表面側から観察した時、前記凸部または凹部の地面に対する水平断面の重心点を基準として360度回転時、同一の形態が1個しか存在しない場合、二色性を発現するのに有利である。図9は、最高点が線形態の凸部の形状を有する表面を示すもので、(a)は、二色性を発現しない凸部を有するパターンを例示するものであり、(b)は、二色性を発現する凸部を有するパターンを例示するものである。図9(a)のX−X'断面は、二等辺三角形または正三角形であり、図9(b)のY−Y'断面は、側辺の長さが互いに異なる三角形である。
もう一つの例によれば、前記パターン層は、コーン形態の先端部が切り取られた構造の凸部または凹部形状の表面を有する。図13に、装飾部材を地面に置いた時、地面に垂直な断面が非対称の逆台形の凹部を実現した写真を示した。このような非対称断面は、台形または逆台形形態であってもよい。この場合にも、非対称構造の断面によって二色性を発現することができる。
図6は、本出願の第4実施例によるパターン層を含む装飾部材を例示的に示す。本出願の第4実施例によれば、図6に示すように、前記無機物層が多層構造を有する装飾部材を示す。具体的には、パターン層の凸部の上部に順次に形成された光吸収層401および光反射層501を含むことができる。この時、第1傾斜面を含むパターン層の領域Eにおける光反射層の厚さt1と、第2傾斜面を含むパターン層の領域Fにおける光反射層の厚さt2とは同一であるか異なっていてもよい。図6は、互いに対向する傾斜面、すなわち断面が三角形の構造を有する光吸収層に関する。図6のように互いに対向する傾斜面を有するパターンの構造では、同じ条件で蒸着を進行させても三角形構造の2つの面で光吸収層の厚さが異なる。これによって、1回の工程だけで厚さが異なる2以上の領域を有する光吸収層を形成することができる。これによって、光吸収層の厚さに応じて発現色相が異なる。この時、光反射層の厚さは、一定以上であれば、色相変化に影響を及ぼさない。
前記光反射層は、光を反射可能な材料であれば特に限定されないが、光反射率は、材料に応じて決定可能であり、例えば、50%以上で色相実現が容易である。光反射率は、ellipsometerを用いて測定することができる。
前記光吸収層は、400nmにおける屈折率(n)が0〜8であることが好ましく、0〜7であってもよく、0.01〜3であってもよく、2〜2.5であってもよい。屈折率(n)は、sinθ1/sinθ2(θ1は、光吸収層の表面で入射する光の角であり、θ2は、光吸収層の内部における光の屈折角である)で計算される。
前記光吸収層は、400nmにおける消滅係数(k)が0超過4以下であり、0.01〜4であることが好ましく、0.01〜3.5であってもよく、0.01〜3であってもよいし、0.1〜1であってもよい。消滅係数(k)は、−l/4pI(dI/dx)(ここで、光吸収層内における経路単位長(dx)、例えば、1mあたりの光の強度の減少分率dI/Iにl/4pを乗算した値であり、ここで、lは、光の波長である。)
前記光吸収層は、380〜780nmにおける消滅係数(k)が0超過4以下であり、0.01〜4であることが好ましく、0.01〜3.5であってもよく、0.01〜3であってもよいし、0.1〜1であってもよい。400nm、好ましくは380〜780nmの可視光線全体波長領域における消滅係数(k)が前記範囲であるので、可視光線範囲内で光吸収層の役割を果たすことができる。
同一の屈折率(n)値を有するとしても、380〜780nmにおける消滅係数(k)値が0の場合と消滅係数(k)値が0.01の場合は、
>1の差を示すことができる。例えば、ガラス/アルミニウム/アルミニウム酸化物/空気層の積層構造に、光源としてD65(太陽光スペクトル)を照射した場合をシミュレーションした時、前記アルミニウム酸化物のk値が0の時と0.01の時のEabは、下記表1のように得られた。この時、アルミニウム層の厚さh1は120nmであり、アルミニウム酸化物層の厚さh2は下記表1に記載した。k値はシミュレーションのために任意に0と0.01に設定し、n値はアルミニウムの値を用いた。
一実施態様によれば、前記光反射層は、金属層、金属酸窒化物層または無機物層であってもよい。前記光反射層は、単一層から構成され、2層以上の多層から構成されてもよい。一例として、前記光反射層は、インジウム(In)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、バナジウム(V)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ネオジム(Nb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、金(Au)および銀(Ag)の中から選択される1種または2種以上の材料、その酸化物、窒化物または酸窒化物、炭素および炭素複合体のうちの1種または2種以上の材料を含む単一層または多層であってもよい。例えば、前記光反射層は、前記材料の中から選択される2つ以上の合金、その酸化物、窒化物または酸窒化物を含むことができる。例えば、前記光反射層は、前記金属の中から選択される2つ以上の合金を含むことができる。より具体的には、前記光反射層は、モリブデン、アルミニウムまたは銅を含むことができる。もう一つの例によれば、前記光反射層は、炭素または炭素複合体を含むインクを用いて製造されることにより、高抵抗の反射層を実現することができる。炭素または炭素複合体としては、カーボンブラック、CNTなどがある。前記炭素または炭素複合体を含むインクは、前述した材料またはその酸化物、窒化物または酸窒化物を含むことができ、例えば、インジウム(In)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、バナジウム(V)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ネオジム(Nb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、金(Au)および銀(Ag)の中から選択される1種または2種以上の酸化物が含まれる。前記炭素または炭素複合体を含むインクを印刷した後、硬化工程が追加的に行われてもよい。前記光反射層は、2種以上の材料を含む場合、2種以上の材料を1つの工程、例えば、蒸着または印刷の方法を利用して形成することもできるが、1種以上の材料で先に層を形成した後、追加的に1種以上の材料でその上に層を形成する方法が利用可能である。例えば、インジウムやスズを蒸着して層を形成した後、炭素を含むインクを印刷した後、硬化させて光反射層を形成することができる。
前記インクは、チタン酸化物、シリコン酸化物のような酸化物が追加的に含まれてもよい。
一実施態様によれば、前記光吸収層は、単一層であってもよく、2層以上の多層であってもよい。前記光吸収層は、380〜780nmにおける消滅係数(k)を有する材料、すなわち消滅係数が0超過4以下、好ましくは0.01〜4の材料からなる。例えば、前記光吸収層は、金属、半金属、および金属や半金属の酸化物、窒化物、酸窒化物および炭化物からなる群より選択される1つまたは2つ以上を含むことができる。前記金属または半金属の酸化物、窒化物、酸窒化物または炭化物は、当業者が設定した蒸着条件などによって形成することができる。光吸収層は、光反射層と同一の金属、半金属、2種以上の合金または酸窒化物を含んでもよい。
例えば、前記光吸収層は、インジウム(In)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、バナジウム(V)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ネオジム(Nb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、金(Au)および銀(Ag)の中から選択される1種または2種以上の材料またはその酸化物、窒化物または酸窒化物を含む単一層または多層であってもよい。具体例として、前記光吸収層は、銅酸化物、銅窒化物、銅酸窒化物、アルミニウム酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸窒化物およびモリブデンチタン酸窒化物の中から選択される1種または2種以上を含む。
一例によれば、前記光吸収層は、シリコン(Si)またはゲルマニウム(Ge)を含む。
シリコン(Si)またはゲルマニウム(Ge)からなる光吸収層は、400nmにおける屈折率(n)が0〜8であり、0〜7であってもよく、消滅係数(k)が0超過4以下、好ましくは0.01〜4であり、0.01〜3または0.01〜1であってもよい。
一例によれば、前記光吸収層は、AlOxNy(x>0、y>0)である。
もう一つの例によれば、前記光吸収層は、AlOxNy(0≦x≦1.5、0≦y≦1)であってもよい。
もう一つの例によれば、前記光吸収層は、AlOxNy(x>0、y>0)であり、全体原子数100%に対して各原子の数が下記式を満足する。
一実施態様によれば、前記光吸収層は、400nm、好ましくは380〜780nmにおける消滅係数(k)を有する材料からなり、例えば、光吸収層/光反射層は、CuO/Cu、CuON/Cu、CuON/Al、AlON/Al、AlN/AL/AlON/Cu、AlN/Cuなどの材料で形成されてもよい。
一実施態様によれば、前記光反射層の厚さは、最終構造において所望の色相に応じて決定可能であり、例えば、1nm以上、好ましくは25nm以上、例えば、50nm以上、好ましくは70nm以上である。
一実施態様によれば、前記光吸収層の厚さは、5〜500nm、例えば、30〜500nmであってもよい。例示的な装飾部材および装飾部材の製造方法は、装飾部材の適用が必要な公知の対象に適用可能である。例えば、携帯用電子機器および電子製品などに制限なく適用可能である。
本出願において、光吸収層と光反射層は、その機能によって名付けられたものである。特定の波長を有する光に対して、光を相対的に多く反射する層を光反射層で表現することができ、光を相対的に少なく反射する層を光吸収層で表現することができる。
図22により、光吸収層と光反射層について説明する。図22の装飾部材には、各層(layer)が光の入る方向を基準としてLi−1層、L層およびLi+1層の順に積層されており、Li−1層とL層との間に界面(interface)Iが位置し、L層とLi+1層との間に界面Ii+1が位置する。
薄膜干渉が起こらないように各層に垂直な方向に特定の波長を有する光を照射した時、界面Iにおける反射率を下記数式1で表現することができる。
[数式1]
前記数式1において、n(λ)は、i番目の層の波長(λ)による屈折率を意味し、k(λ)は、i番目の層の波長(λ)による消滅係数(extinction coefficient)を意味する。消滅係数は、特定の波長で対象物質が光をどれだけ強く吸収するかを定義できる尺度であって、定義は、上述した通りである。
前記数式1を適用して、各波長で計算された界面Iにおける波長別反射率の合計をRとする時、Rは、下記数式2の通りである。
[数式2]
この時、積層体の界面のうちIのRが最も大きいとする時、界面Iと接し、界面Iと光の入る方向に対向して位置した層を光反射層、残りの層を光吸収層と定義することができる。例えば、図22に示す積層体において、界面Ii+1の波長別反射率の合計が最大の場合、Ii+1と接し、界面Ii+1と光の入る方向に対向して位置した層Li+1層を光反射層、残りの層Li−1層およびL層を光吸収層と定義することができる。
前記装飾部材を携帯用電子機器または電子製品に適用する方式は特に制限されず、当業界でデコフィルムを携帯用電子機器または電子製品に適用する方式として知られた公知の方式が適用可能である。一つの例示において、前記装飾部材は、携帯用電子機器または電子製品に直接コーティングによって適用可能である。この場合、前記装飾部材を携帯用電子機器または電子製品に付着させるための別途の粘着層を必要としなくてもよい。他の一つの例示において、前記装飾部材は、粘着層を介在して携帯用電子機器または電子製品に付着できる。前記粘着層は、光学用透明接着テープ(OCA tape;optically clear adhesive tape)または接着樹脂を使用することができる。前記OCA tapeまたは接着樹脂としては、当業界で公知のOCA tapeまたは接着樹脂を制限なく適用することができる。
本出願は、眺める方向によって異なる色を示す二色性を有し、前記二色性の視認性が改善された装飾部材および装飾部材の製造方法を提供する。
本明細書の装飾部材を例示的に示す。 本明細書の装飾部材を例示的に示す。 本明細書の装飾部材および左右ビュー(view)を例示的に示す。 本明細書の装飾部材の製造方法を例示的に示す。 実施例1の二色性視感評価結果である。 本明細書の一実施態様に係る装飾部材の積層構造を例示するものである。 装飾部材の光吸収層の上面構造を例示するものである。 装飾部材の光吸収層の上面構造を例示するものである。 装飾部材の光吸収層の上面構造を例示するものである。 いくつかの実施態様に係るパターン層の凸部または凹部形状の表面の例示である。 いくつかの実施態様に係るパターン層の凸部または凹部形状の表面の例示である。 いくつかの実施態様に係るパターン層の凸部または凹部形状の表面の例示である。 いくつかの実施態様に係るパターン層の凸部または凹部形状の表面の例示である。 いくつかの実施態様に係るパターン層の凸部または凹部形状の表面の例示である。 実施例5〜7の装飾部材の構造および色相の観測結果を示すものである。 実施例5〜7の装飾部材の構造および色相の観測結果を示すものである。 評価例2による実験結果を示すものである。 評価例2による実験結果を示すものである。 アルミニウム酸窒化物のnおよびk値を示すグラフである。 色相座標システムを説明するために導入された図である。 色相座標システムを説明するために導入された図である。 光吸収層と光反射層について説明するために導入された図である。
図16の色相に表示された3つの数字は、色相のL*ab座標値である。
以下、実施例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記の実施例によって制限されるものではない。
実施例1
図1の構造のパターンを有するようにハードモールドを加工した。基材層上にエポキシ樹脂とフタロシアニン系染料を含む組成物を塗布し、前記ハードモールドを圧着した後、紫外線で硬化させることにより、図1の構造のパターン層を形成した。前記パターン層の上部にスパッタ方式でアルミニウムを200nmの厚さに蒸着して無機物層を形成して装飾部材を製造した。前記無機物層は、400nmの波長の光に対する屈折率は5である。製造された装飾部材の第1凸部の両方の傾斜角はそれぞれ20度および70度であり、幅は30μmであり、第2凸部の両方の傾斜角はそれぞれ20度および70度であり、幅は5μmである。第1および第2凸部の高さはそれぞれ幅および傾斜角から決定される。
実施例2
図2の構造のパターンを有するようにソフトおよびハードモールドを加工したことを除けば、実施例1と同一に装飾部材を製造した。製造された装飾部材の凸部の両方の傾斜角はそれぞれ20度および70度であり、幅は30μmであり、凹部の両方の傾斜角はそれぞれ20度および70度であり、高さは3μmである。凸部の高さは幅および傾斜角から決定され、凹部の幅は高さおよび傾斜角から決定される。
実施例3
図3の構造のパターンを有するようにソフトおよびハードモールドを加工したことを除けば、実施例1と同一に装飾部材を製造した。製造された装飾部材の第1領域の凸部の第1凸部の両方の傾斜角はそれぞれ20度および70度であり、幅は30μmであり、第2領域の凸部は第1領域の凸部と180度の逆像構造を有し、両方の傾斜角がそれぞれ70度および20度を有する。
実施例4
スパッタ方式によって図4の方式で装飾部材を製造した。実施例1と同一にパターン層を製造し、前記パターン層の第1傾斜面側にチルトしてモリブデンを100nmの厚さに蒸着して第1無機物層を形成した後、第2傾斜面側にチルトしてアルミニウムを300nmの厚さに蒸着して第2無機物層を形成した。
実施例5〜7
PET基材層上に紫外線硬化型樹脂を塗布してパターン(図12)を形成した後、窒素を添加して、反応性スパッタリング法(reactive sputtering)によってAlO(0≦x、0.1≦y≦1)光吸収層を基材のパターン上に形成した。光吸収層上に100nmの厚さのAlをスパッタリング方式で蒸着して光反射層(Al、厚さ120nm)を形成した。
パターンの形態は、図15のように非対称プリズム構造が繰り返された構造で形成し、パターンの一方面の傾斜角度は60゜であり、反対側の傾斜角度を40゜(実施例5)、30゜(実施例6)、20゜(実施例7)としてサンプルを製造した。この時、パターンのピッチは100マイクロメートルであり、パターンの高さは25マイクロメートルであった。得られたサンプルの基材側に光を入射させて、光吸収層を通過し、光反射層で反射した光を基材側から観察することができる。得られたサンプルから観測された光吸収層の厚さおよび色相を図16に示した。アルミニウム酸窒化物層のnおよびk値は図19に記載されている。
実施例8
スパッタ方式によって装飾部材を製造した。実施例1と同一にパターン層を製造し、前記パターン層の上部でアルミニウムを蒸着して無機物層を形成した。凸部の両方の傾斜面の無機物層の厚さはそれぞれ200nmである。
比較例1
PET基材層上に紫外線硬化型樹脂を塗布してパターン(図12)を形成した後、窒素を添加して、反応性スパッタリング法(reactive sputtering)によってAlO(0≦x、0.1≦y≦1)光吸収層を基材のパターン上に形成した。光吸収層上に100nmの厚さのAlをスパッタリング方式で蒸着して光反射層(Al、厚さ120nm)を形成した。
パターンの形態は対称プリズム構造が繰り返された構造で形成し、パターンの一方面の傾斜角度は45゜であり、反対側の傾斜角度を45゜と同一であった。この時、パターンのピッチは100マイクロメートルであり、パターンの高さは25マイクロメートルであった。得られたサンプルの基材側に光を入射させて、光吸収層を通過し、光反射層で反射した光を基材側から観察することができる。
評価例1 二色性視感評価
実施例1〜4および比較例1に対して、肉眼検査方式で二色性視感評価をした。図5(a)および図5(b)は、それぞれ実施例1の右側ビューおよび左側ビューの写真である。
評価例2 二色性視感評価
図15は、実施例1による装飾部材と、比較例1による装飾部材の視野角による色相変化を示すものである。
実施例1による装飾部材は、見る角度によって異なる色を示す二色性を示すのに対し、比較例1による装飾部材は、1つの色相のみを示すことを確認することができた。
図16は、実施例1による装飾部材と、比較例1による装飾部材のCIE L*a*b色空間における視野角による明度値(L*)、色相値(*a)および彩度値(*b)を測定して比較したものである。
実施例1の場合、視野角の変化によって明度値(L*)および彩度値(*b)が大きく変化することを確認することができた。
反面、比較例1の場合、視野角が変化しても明度値(L*)および彩度値(*b)が大きく変化しないことを確認することができた。
図面には、視野角座標システムで装飾部材を眺める時の色相を示した。座標は(θ、φ)で表示される。装飾部材の面方向に対して垂直方向をx軸、装飾部材の面方向のいずれか1つの方向をy軸とする時、x軸と視野方向とのなす角度をθ、y軸と視野方向とのなす角度をφとする。φが0度の時(θ、0)、θの変化によるL*、a*およびb*値を測定した。視野角座標システムに関する内容は、文献IES type B Reference[IES−LM−75−01 Goniophotometer Types and Photometric Coordinates(title)、IES(author)、(Illuminating Engineering Society of North America、2001)]を参照することができ、これを図20に示した。
また、θおよびφがすべて変化した時の、装飾部材の色相を表示した。図21は、前記視野角座標システムの角度を表示したものである。
P1:凸部または第1凸部
P2:第2凸部
P3:凹部
P4:第3凸部
10:パターン層
201:第1無機物層
202:第2無機物層
H1、H2、H3:高さ
W1、W2、W3:幅
S1、S2、S3、S4、S5、S6:傾斜面
a1、a4、a7:頂角
a2、a3、a5、a6、a8、a9:傾斜角
C1:第1領域
C2:第2領域

Claims (16)

  1. 傾斜角が互いに異なる第1および第2傾斜面を含む凸部を含むパターン層と、
    前記凸部の上部に形成された無機物層と
    を含む
    装飾部材。
  2. 前記第1傾斜面と第2傾斜面とのなす角度は、80度〜100度の範囲内である、
    請求項1に記載の装飾部材。
  3. 前記第1傾斜面と第2傾斜面の傾斜角の差は、30度〜70度の範囲内である、
    請求項1または2に記載の装飾部材。
  4. 前記パターン層は、凸部が形成された表面の反対側表面に平坦部を有し、
    前記平坦部は、基材層上に形成されている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の装飾部材。
  5. 前記パターン層は、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂を含む、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の装飾部材。
  6. 前記パターン層の内部または下部に有色染料をさらに含む、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の装飾部材。
  7. 前記無機物層は、インジウム(In)、チタン(Ti)、スズ(Sn)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、バナジウム(V)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ネオジム(Nb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、金(Au)および銀(Ag)の中から選択される1種または2種以上の材料、その酸化物、窒化物または酸窒化物、炭素および炭素複合体のうちの1種または2種以上の材料を含む単一層または多層である、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の装飾部材。
  8. 前記パターン層の表面は、前記凸部の間に、前記凸部に比べて高さの小さい第2凸部がさらに配置された形状を有する、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の装飾部材。
  9. 前記第2凸部の高さは、前記凸部の高さの1/5〜1/4の範囲内である、
    請求項8に記載の装飾部材。
  10. 前記パターン層の表面は、前記凸部の先端部が前記凸部に比べて高さが小さい凹部をさらに含む形状を有する、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の装飾部材。
  11. 前記凹部は、傾斜角が互いに異なる2つの傾斜面を含む形状を有する、
    請求項10に記載の装飾部材。
  12. 前記パターン層は、
    第1傾斜面に比べて第2傾斜面の傾斜角が大きい第1領域と、
    第1傾斜面に比べて第2傾斜面の傾斜角が大きい第2領域と
    を含む、
    請求項1から11のいずれか1項に記載の装飾部材。
  13. 傾斜角が互いに異なる第1および第2傾斜面を含む凸部形状の表面を含むパターン層の前記第1および第2傾斜面にそれぞれ第1および第2無機物層を蒸着することを含む
    装飾部材の製造方法。
  14. 前記第1および第2無機物層の蒸着は、スパッタ方式またはエバポレーション方式によって行われる、
    請求項13に記載の装飾部材の製造方法。
  15. 第1および第2無機物層は、互いに異なる厚さに蒸着される、
    請求項13または14に記載の装飾部材の製造方法。
  16. 第1および第2無機物層は、互いに異なる材料で蒸着される、
    請求項13から15のいずれか1項に記載の装飾部材の製造方法。
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