JP5207899B2

JP5207899B2 - 電磁波透過性加飾基板および筐体

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Publication number: JP5207899B2
Application number: JP2008245947A
Authority: JP
Inventors: 正雄出雲; 賢今泉; 瑞樹小川; 寛大西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: JP2010076201A

Description

本発明は、電磁波透過性の基板の表面に金属調装飾を施した電磁波透過性加飾基板およびその基板によって構成される筐体に関するものである。

従来の電磁波透過性加飾基板は、ガラス基板上にＡｇ粒子を互いに接触しないように分散積層することで金属光沢を得ていた（例えば、特許文献１）。

特許第３４５４４２２号公報

電磁波を送受信する装置においては、金属が電磁波を遮蔽するという理由から、アンテナの性能を十分に確保するために、金属部品の適用が制限されていた。一方、装置のデザイン性を高めるために、金属光沢を呈する電磁波透過性加飾基板が求められていた。前記特許文献１は、ガラス基板上に、Ａｇ粒子を互いに接触しないように分散積層しＡｇ層を形成することにより、装飾部にて金属光沢を得ていた。しかしながら、従来の電磁波透過性加飾基板においては、装飾部が金属色に見えるようガラス基板の全面に所定の面積率でＡｇ層が形成されているが、Ａｇの内部には電流が流れるため装飾部に照射される電磁波が損失を生じ、十分なアンテナ特性が得られないという問題があった。

この発明に係わる電磁波透過性加飾基板は、電磁波透過性の基板、上記基板の表面に形成された半導体層を備え、上記半導体層は、Ｓｉ層とＧｅ層の積層体よりなり、上記Ｓｉ層は上記基板の表面に積層され、上記Ｇｅ層は上記Ｓｉ層の表面に積層され、上記Ｓｉ層は、膜厚が５ｎｍ〜３０ｎｍであり、上記Ｇｅ層は、膜厚が１ｎｍ〜３５ｎｍであり、上記半導体層は、波長４００〜８００ｎｍの可視域において５５％以上の平均反射率を有することを特徴とするものである。

また、この発明に係わる筐体は、上記の本発明による電磁波透過性加飾基板によって構成され、電磁波を受信または送受信する機器を内部に収納することを特徴とするものである。

この発明の電磁波透過性加飾基板によれば、半導体層の表面における可視光の所定の反射率を確保できるとともに、加飾層である半導体層が所定波長域の電磁波を透過させるため、基板内への電磁波の所定の透過率を確保することができるという効果がある。

また、この発明の筐体によれば、本発明の電磁波透過性加飾基板を用いた構成であるために、筐体表面における可視光の所定の反射率を確保できるとともに、筐体内部に収納された機器が電磁波を送受信することを筐体によって妨げることがないという効果がある。

実施の形態１．
本発明の発明者らは、カーナビゲーションの筐体等として用いることが可能な電磁波透過性加飾基板の研究を進めた結果、基板上に２種類の半導体層（または半金属層）を積層した積層半導体層を加飾層として設けることで、アンテナ特性を損なうことなく（透過損を所定値以下に抑えながら）、半導体層単層では得られない、表面における高い可視光反射率を得られることを見出して本発明に至った。
図１は本発明の実施の形態１の電磁波透過性加飾基板の断面図である。電磁波透過性加
飾基板は、例えば、カーナビゲーションの筐体を構成する部品として用いられるものであり、電磁波透過性の基板、その基板の表面に形成された加飾層となる半導体層を備え、その半導体層は、Ｓｉ層とＧｅ層の積層体によりなることを特徴としている。図１に示すように、ガラス基板１上に、膜厚５ｎｍ〜３０ｎｍのＳｉ層２が設けられており、Ｓｉ層２上に、さらに膜厚１ｎｍ〜３５ｎｍのＧｅ層３が形成されている。Ｓｉ層２とＧｅ層３の積層体が半導体層（積層半導体層）に相当している。なお、Ｇｅ層３側が筐体表面側であり、ガラス基板１側が筐体内部側に位置する。

なお、詳細については後述するが、半導体は、アンテナ特性を得るために、通信に必要な波長域の電磁波を透過させる性質があり、加飾層として用いる上で、ガラス基板１の表面全体を覆ったとしてもアンテナ特性を損なうことがない。加飾層としての半導体層の課題は、半導体層表面で可視光の反射率をより大きくし、金属調の外観を得ることである。
ここで、ガラス基板１を構成する材料としては、例えば、ＢＫ７、白板ガラス、青板ガラスが挙げられる。また、ガラス以外に、電磁波透過性の基板として、樹脂材料等を用いることも可能である。なお、基板材料は、基板上に半導体層を形成するのに十分な硬度と加工容易性を兼ね備えたものとする必要があることは言うまでもない。

Ｓｉ層２、Ｇｅ層３は、例えば、真空蒸着にて形成することができる。Ｓｉ層２の形成方法の一例を挙げる。はじめに、真空蒸着装置の所定位置にガラス基板１を設置し、蒸着材料として粒状のＳｉをタングステンにて形成されたフィラメントに充填する。真空蒸着装置を真空排気し、所定の真空度に到達したらタングステンフィラメントに通電を行い、Ｓｉを加熱蒸発させ、ガラス基板１上に堆積させＳｉ層２を形成する。このような薄膜形成方法は、いわゆる、抵抗加熱法と呼ばれる方法で、基板に対する熱影響を抑制することが可能である。この他、真空蒸着においては、材料を電子ビームにて溶融させる方法もある。また、上記抵抗加熱法による膜形成に際し、イオンガンやアンテナ式ボンバード装置を用いて、ガラス基板１の表面をＡｒイオンやＯ_２イオン等にて照射すると、基板表面が粗面化され、Ｓｉ層２の膜密着性が向上し、好ましい。ここで、アンテナ式ボンバード装置とは蒸着室に円形コイルを設け、これを電極としてチャンバー全体にプラズマを生成させる装置を言う。なお、Ｇｅ層３もＳｉ層２と同様にして形成することができる。

次に、本発明の２種類の半導体層を積層した半導体層（基板上に積層された第一の元素よりなる第一の半導体層と、第一の半導体層の上に積層された第二の元素よりなる第二の半導体層をあわせた積層構造を言う。）と比較するために、ガラス基板上に単層のＧｅ層、またはＳｉ層を形成した加飾基板について、可視光の透過率と反射率を調査した結果を、図２〜図５を用いて説明する。
図２は基板をガラスとした場合のＧｅ層（単層）の電磁波透過率特性を示す図で、波長５５０ｎｍにおける透過率の高いほうから各々Ｇｅ膜厚１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍ、１００ｎｍのデータを示している。横軸は電磁波の波長(ｎｍ)、縦軸は透過率（Ｔ%)である。

図２に示すように、Ｇｅ層は膜厚の増加と共に透過率が低下し、膜厚が５ｎｍより厚くなると、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視域での平均透過率が６５％以下となる。発明者らの調査によれば、Ｇｅ膜厚が５ｎｍ程度から弱い金属調の光沢（メタリック調、金属調外観。）を呈し始め、Ｇｅ膜厚が１００ｎｍ程度（平均透過率が５％以下）ではっきりとした金属調の光沢を呈するようになる（ここで、Ｇｅは半導体であり金属ではないため、表面の光沢を「金属調」と表現している。）。よって、金属調の光沢を呈する加飾としては波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視域での平均透過率が６５％以下の場合に実現され、好ましくは５％程度以下で良好な金属調光沢が得られることが分かる。
なお、可視域が波長４００〜８００ｎｍという幅を持っているため、その波長領域全体での透過率または反射率は、「平均透過率」または「平均反射率」として現している。

図３は基板をガラスとした場合のＧｅ層（単層）の電磁波反射率特性を示す図で、波長８００ｎｍにおける反射率の低いほうから各々Ｇｅ膜厚１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、１０００ｎｍ、４００ｎｍ、１００ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍのデータを示している。Ｇｅ膜厚１０００ｎｍとＧｅ膜厚４００ｎｍの反射率データはほとんど重なっている。横軸は電磁波の波長(ｎｍ)、縦軸は反射率（Ｒ％)である。上述の通り、発明者らの調査
によれば、Ｇｅ膜厚が、１ｎｍと３ｎｍでは十分な光沢が得られず、Ｇｅ膜厚５ｎｍ程度から弱い金属調の光沢を呈し始め、Ｇｅ膜厚が１００ｎｍではっきりとした金属調光沢を呈するようになる。よって、金属調光沢を呈する加飾としては波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視域での平均反射率が２０％以上の場合に実現され、好ましくは４０％程度以上で良好な金属調光沢が得られることが分かる。

図４は基板をガラスとした場合のＳｉ層（単層）の電磁波透過率特性を示す図で、波長５５０ｎｍにおける透過率の高いほうから各々Ｓｉ膜厚１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍ、１００ｎｍ、４００ｎｍのデータを示している。横軸は電磁波の波長(ｎｍ)、縦軸は透過率（Ｔ%)である。図４から分かるように、ほとんどの条件下でＳｉはＧｅと同様に、膜厚増加とともに透過率が低下する傾向が見られるが、４０ｎｍ以上の膜厚では干渉の影響を受け、波長帯によっては膜厚の増加と共に透過率が増加する傾向が見られ、Ｇｅと異なっている。このことは、加飾で言えば、色コントロールは不安定であるが、見る角度によって色が変化し得るという特徴を有することを意味する。

図５は基板をガラスとした場合のＳｉ層（単層）の電磁波反射率特性を示す図で、波長８００ｎｍにおける反射率の低いほうから各々Ｓｉ膜厚１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１００ｎｍ、１０ｎｍ、４００ｎｍ、２０ｎｍ、４０ｎｍのデータを示している。横軸は電磁波の波長(ｎｍ)、縦軸は反射率（Ｒ％)である。図５から分かるように、Ｓｉ膜厚２０ｎｍ
までは膜厚の増加とともに徐々に反射率は上昇するが、Ｓｉ膜厚４０ｎｍでは波長４３０ｎｍ付近に谷のピークを持ち、Ｓｉ膜厚１００ｎｍでは逆に波長４３０ｎｍ付近に山のピークを持つ。さらに、Ｓｉ膜厚４００ｎｍになると全可視域においてほぼ均一な反射スペクトル（反射率が約３０〜５０％の範囲であり、変化が小さくなる。）を示し、それ以上膜厚が増加しても反射率特性はほとんど一定となる。

しかしながら、Ｇｅ層単層、Ｓｉ層単層で得られる反射率は波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおいて、最大でも約５５％程度（可視域での平均）である。一方、金属であるＡｇ膜の場合、可視域での反射率は９５％以上であり、Ｇｅ層単層、Ｓｉ層単層で得られる金属調光沢は、Ａｇ膜の金属光沢に比して、やや暗い光沢を示すことになる。そのため、Ｇｅ層、Ｓｉ層を用いて電磁波透過性加飾基板を作成する場合、更なる反射率の向上が好ましい。そこで、発明者らはガラス基板１上に所定の膜厚のＳｉ層２を形成した後、さらに所定膜厚のＧｅ層３を形成し、異なる多種類の半導体層を積層させた加飾層を形成することにより波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視域において５５％以上の平均反射率を有する構造を創出し、以下の発明に至った。

次に、加飾層として２層構造の半導体層を形成した場合のデータ（ＳｉおよびＧｅの膜厚が異なる二つのデータ）Ｇｅ層単層、Ｓｉ層単層のデータとして、それぞれの可視域における反射率を図６に示す。
図６は基板をガラスとした場合の反射率特性を示す図で、図中データの波長８００ｎｍにおける反射率の高いほうから各々Ｇｅ膜厚３２．６１ｎｍ/Ｓｉ膜厚７．４５ｎｍ/ガラス基板（ガラス基板上にＳｉ層、Ｇｅ層の順に積層された加飾基板であり、半導体層の膜厚は前記の通りである。）、Ｇｅ膜厚３２．６１ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚１４．６７
ｎｍ/Ｓｉ膜厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚１０．０ｎｍ/Ｓｉ膜厚２２．７１
ｎｍ/ガラス基板である。横軸は電磁波の波長(ｎｍ)、縦軸は反射率（Ｒ％)である。Ｇｅ
層単層で最も高い反射率が得られるＧｅ膜厚３２．６１ｎｍ/ガラス基板よりも、所定の
膜厚のＳｉを下地に形成し、Ｇｅ／Ｓｉ／ガラス基板の構成とした場合のほうが高い反射率が得られることが分かる。最も高い反射率が得られるＧｅ膜厚１４．６７ｎｍ/Ｓｉ膜
厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板の場合で、Ｇｅ層単層の場合に比して平均で約１０％程度
の反射率向上が実現される。

また、図６から分かるように、Ｇｅ層単層の場合に比して、Ｇｅ膜厚１４．６７ｎｍ/
Ｓｉ膜厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板の構成の方が可視域全域に渡りフラットな反射率特
性を示す。このことは金属調の光沢の観点から見ると好ましい。すなわち、Ｇｅ単層の場合に比して、Ｇｅ膜厚１４．６７ｎｍ/Ｓｉ膜厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板の構成の方が色を持たない、よりクリアで明るい金属調光沢が実現されることになる。発明者らの調査により、これらＧｅ／Ｓｉ／ガラス基板の構成がＧｅ層単層に比して反射率特性的に効果的であるのは、Ｇｅ層の膜厚がほぼ３５ｎｍ以下の場合に限られ、Ｇｅ層の膜厚が３５ｎｍを超えるとＧｅ膜厚３２．６１ｎｍ/ガラス基板よりも高い反射率が得られなくなるこ
とが分かっている。
また、Ｇｅ膜厚が１ｎｍ以下になると短波長域と長波長域での反射率特性のバランスがくずれ、可視域全域においてはむしろ反射率が下がることが確認されている。

さらに、Ｓｉ膜厚にも制限があり、５ｎｍ以下及び３０ｎｍ以上の厚みではＳｉ／Ｇｅ／ガラス基板の構成としてもＧｅ膜厚３２．６１ｎｍ/ガラス基板よりも高い反射率が得
られなくなることが分かっている。以上の結果、発明者らは、ガラス基板上に５ｎｍ〜３０ｎｍのＳｉ層を形成し、その後、１ｎｍ〜３５ｎｍのＧｅ層を形成することにより、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの光を５５％以上反射させることが可能となり、Ｇｅ層単層に比して、クリアな金属調の光沢を呈する加飾基板を実現できることを見出した。
また、ここで、図５のデータにあるように、Ｓｉ膜厚２０ｎｍで約４３〜７７％程度の、他のデータと比べると比較的安定した高反射率が得られる。そのため、加飾層の下地層として膜厚２０ｎｍ程度のＳｉ層２が適していると言える。

ここで、本願発明と従来技術との比較のために、従来技術による加飾層について説明する。従来技術による、ガラスの加飾は、例えばガラス基板表面にＡｇを分散積層することにより行われてきた。その理由は、Ａｇ膜（金属膜）の場合、上記Ｇｅ層にて説明したように、膜厚の増加と共に透過率が低下し金属調の光沢を呈する特性を有しているため、加飾の際の膜厚制御が容易である上、可視域（波長４００〜８００ｎｍ）における電磁波の高い反射率を確保でき、クリアな金属調の光沢の実現が容易となるためである。しかしながら、従来の加飾ガラスをカーナビゲーションの筐体として使用する場合には以下のような問題があった。

すなわち、カーナビゲーションの筐体はＧＰＳアンテナや情報通信用の無線アンテナが内部に配置されているため、通信に必要な電磁波（波長１ｍｍ〜１ｍ）の透過率を確保することが必要となり、金属膜を形成した加飾ガラスは使用が制限され、筐体外観のデザイン面で制約を生じる。特許文献１に示されたＡｇ膜を分散積層する技術は、この問題を解消に近づけるために開発されたものである。図７は、特許文献１に示された従来の電磁波透過性加飾ガラスにおける装飾部の表面を観察した上面図であり、４０は装飾部、４１はガラス基板（黒い部分）、４２はＡｇの粒子（白い部分）を表わす。従来の電磁波透過性加飾ガラスにおける装飾部４０においては、Ａｇの粒子４２は粒子状で接続しないように形成されており、一部電波はＡｇの粒子４２、ガラス基板４１を透過することになる。しかしながら、装飾部４０が金属色に見えるようガラス基板４１の全面に所定の面積率でＡｇの粒子４２が形成され、Ａｇの粒子４２の内部には電流が流れるため、装飾部４０に照射される電磁波（アンテナ特性を確保するために必要となる波長１ｍｍ〜１ｍである電磁波。）が損失を生じ、十分なアンテナ特性が得られないという問題があった。

本発明にかかる電磁波透過性加飾基板は、このような問題を解決することを目的として開発されたものであって、従来のＡｇ粒子に変えて、半導体層としてＳｉ層とＧｅ層の積層体を用いるため、電磁波透過性加飾基板が通信に必要となる電磁波を遮断することがないものであり、金属調の光沢を確保した上で、カーナビゲーションの筐体として、所定のアンテナ特性を容易に確保することができる。

ここで、Ａｇ膜、Ｓｉ膜、Ｇｅ膜と電磁波との透過、遮蔽の関係は概ね以下のように理解することができる。すなわち、カーナビゲーションにて使用される電磁波はセンチ波、極超短波と呼ばれ、波長範囲で言うと概ね１ｍｍ〜１ｍ程度である。金属であるＡｇ膜の場合、これら電磁波が照射されると、自由電子がバリアを作り（分極作用）、膜中への進入を防ぐ。そのため、電磁波はＡｇ膜により反射されることになる。一方、半導体膜であるＳｉ膜、Ｇｅ膜の場合、Ａｇ膜のような自由電子を持たないため、Ａｇ膜にて生じる分極作用が生じることはない。半導体においては、例えば、Ｓｉが約１．１ｅＶ（波長１１２７ｎｍの電磁波が持つエネルギーに相当）、Ｇｅが約０．７ｅＶ（波長１８５０ｎｍの電磁波が持つエネルギーに相当）のバンドギャップを有し、バンドギャップに相当する波長より長い波長の電磁波は吸収されることがないため、これら半導体を表面に形成しても、カーナビゲーションにて使用される電磁波は筐体を透過することが可能となる。

図８は電磁波を十分に透過させるために必要な半導体に求められる導電率について検討した結果である。図９に示した１次元の計算モデルに基づき、左方からの平面波が半導体層（誘電率εr、導電率σ）に垂直に入射した場合の透過損Ｔを算出した。ただし半導体
層の厚さは１００ｎｍとした。なお、誘電率εrは１、１６、５０の場合について求めた
が、透過損Ｔに対してほとんど影響しない。通信に必要な電磁波を十分に透過し、カーナビゲーションとしての機能を満足する透過損Ｔのしきい値を−０．１ｄＢ以下とすると、半導体に求められる導電率は約１０^３Ｓ／ｍ以下であることが分かる。本実施の形態で説明したＧｅ層３、Ｓｉ層２の導電率はそれぞれ２．１Ｓ／ｍ（ａｔ３００Ｋ）、３．１６×１０^−４Ｓ／ｍ（ａｔ３００Ｋ）であり、いずれも１０^３Ｓ／ｍよりはるかに低い。さらに、Ｓｉ膜厚、Ｇｅ膜厚とも１００ｎｍ以下であり、アンテナ特性を低下させることはない。

なお、図９の計算モデルでは、試料が半導体層または半金属層であることを示しているが、半導体とは、電気を通す導体と電気を通さない絶縁体の中間の物質で、ケイ素、ゲルマニウムの単体の他、硫化亜鉛やガリウムヒ素のような化合物などを意味し、半金属とは、金属と非金属の中間の物質で、ホウ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ボロニウムなどを意味しており、本発明で採り挙げたＳｉ、Ｇｅがいずれの分類にも入りうることを示している。
また、ガラス基板１を構成する材料としてＢＫ７、白板ガラス、青板ガラスを挙げたが、ガラス基板１は上記に挙げたガラス材料に限らず、その他のガラス材料でも特に問題はなく、同様の効果を奏することはいうまでもない。基板材料を樹脂とした場合も同様である。
さらに、Ｓｉ層２、Ｇｅ層３の成膜方法として真空蒸着法を用いた方法につき説明したが、Ｓｉ層２、Ｇｅ層３の製法としてはこれに限られることはなく、スパッタ法、イオンプレーティング法、スピンコート法などの物理的方法や、ＣＶＤ法、メッキ法などの化学的方法を用いることも可能である。

さらに、上記の例では、Ｓｉ層２の上にＧｅ層３を積層した場合について説明したが、波長１ｍｍ〜１ｍ程度の電磁波を遮断せず、反射率を低下させない条件であれば、これらの層の上にさらにＳｉ層、Ｇｅ層を積層しても良い。
さらに、上記の例では、カーナビゲーションの筐体への適用例を示したが、本発明にか
かる電磁波透過性加飾基板の適用はかかる例に留まることはなく、例えば携帯電話、カメラ、携帯用音楽再生機、携帯用ゲーム機、携帯用の通信機、ラジオ、テレビ、ノート型パソコン、ノート型ワープロ、ビデオカメラ、電子手帳、各種の赤外線式または無線式リモートコントローラ、電卓、自動車用電子制御機器など、各種電磁波を送受信する電子機器の筐体として適用することも可能である。

さらに、Ｇｅ、Ｓｉは、近赤外〜遠赤外光（波長０．７〜１０００μｍ程度）を透過する特性を有するため、例えば、赤外線センサーを利用する機器の筐体としても用いることができ、加飾基板として同様の効果を奏することは言うまでもない。なお、従来技術のように、加飾層が金属層である場合、近赤外〜遠赤外光は反射してしまうため（＞９０％以上の反射率。）、本願のように赤外線センサー等の筐体としては利用することができない。
以上、本発明に係る構成とすることで、アンテナ特性を確保すべく通信に必要となる波長の電磁波を遮断することなく、可視光をより高い反射率で反射させて金属調の光沢を得、デザイン性を高めることが可能な電磁波透過性加飾基板を、低コストかつ容易に実現することが可能となる。

実施の形態２．
図１０は本発明にかかる電磁波透過性加飾基板の他の実施の形態を示す断面図で、ガラス基板１の上にＳｉ層２、Ｇｅ層３が順に積層され、Ｇｅ層３の上には、Ｇｅ層３を保護する保護層４が設けられている。他の構成は実施の形態１にて示した場合と同様である。
ここで保護層４は、エポキシ樹脂層等の透明かつある一定の硬さを備えた層であり、通常はスプレーによる塗布で樹脂膜を形成し、その後ＵＶ硬化（ＵＶ硬化型樹脂の場合）若しくは熱硬化（熱硬化型樹脂の場合）により硬化処理がなされて得られる。なお、保護層４は、通信に必要な電磁波を透過する性質を持ち、アンテナ特性を劣化させるものではなく、下層の半導体層によって得られる金属調の光沢によるデザイン性を損なうものではない。
本発明に係る構成とすることで、実施の形態１にて示した効果に加え、下層に位置するＧｅ層３の損傷を防ぐことが可能な電磁波透過性加飾基板を実現することができる。

実施の形態３．
図１に示した本発明にかかる電磁波透過性加飾基板は、例えば、携帯電話のディスプレイのカバーまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）のカバーを構成する
部品として用いることができる。この部品はいわゆるハーフミラーと呼ばれるもので、ディスプレイまたはＬＥＤが発光すると、この光が部品を透過して表面に画像等が現れるが、発光していない場合はミラー状の意匠を構成する。なお、従来のハーフミラーは金属膜（例えばＡｌ）を薄く形成して構成されたものであったため、アンテナ特性が十分ではなかった。

図１１は基板をガラスとした場合の各種半導体層の反射率特性を示す図で、波長８００ｎｍにおける反射率の高い方から各々、Ｇｅ膜厚２０．０ｎｍ/Ｓｉ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚１４．４７ｎｍ/Ｓｉ膜厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス基板、Ｓｉ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス基板のデータを示している。また、図１２は基板をガラスとした場合の透過率特性を示す図で、波長８００ｎｍにおける透過率の低い方から各々、Ｇｅ膜厚２０．０ｎｍ/Ｓｉ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚１４．４７ｎｍ/Ｓｉ膜厚１９．７８ｎｍ/ガラス基板、Ｇｅ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス
基板、Ｓｉ膜厚２０．０ｎｍ/ガラス基板のデータを示している。

本実施の形態３のハーフミラーは、Ｇｅ／Ｓｉ／ガラス基板の構成で形成された膜であり、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおいては５５％以上の平均反射率と、１０％以上の平
均透過率を有し、光の反射と透過の特性を同時に利用している。ただし、ハーフミラーで最も重要なのは透過率である。透過率が高い場合はカバーの内側にあるディスプレイ基板やＬＥＤ素子が透けて見えるために、意匠上好ましくなく、逆に透過率が低い場合は、透過光量が低下するためにディスプレイやＬＥＤの視認性が悪くなる問題が発生する。発明者らは、様々な試作品を作製した結果、平均透過率が２％以上６５％以下であれば、隠蔽性と視認性を併せ持つハーフミラーが得られることを確認している。
なお、基板は、ディスプレイの表示画面を構成するガラス基板や樹脂基板であっても良く、また表示画面等とは別の基板を用いて、ハーフミラーシートを形成しておき、発光素子等に貼り合わせて用いることも可能である。

図１２のデータから、本実施の形態３の電磁波透過性加飾基板は、平均透過率が１０％以上であり、ハーフミラーとしての特性を有していることが分かる。なお、平均透過率が２％となるＧｅ膜厚は約１００ｎｍであり、Ｓｉ膜厚は約４００ｎｍであり、各々の膜厚がこれ以上である場合にはハーフミラーの効果は事実上生じない。また、Ｇｅ膜厚、Ｓｉ膜厚が薄すぎると、加飾の効果が生じないため、実施の形態１にて述べたように、各々、Ｇｅ膜厚１ｎｍ以上、Ｓｉ膜厚５ｎｍ以上の条件が必要となる。
本発明に係る構成とすることで、実施の形態１にて示した効果に加え、ハーフミラーとしての特性を備えた電磁波透過性加飾基板を実現することができる。

実施の形態４．
また、上述の実施の形態１で、図４、図５を用いて説明したように、Ｓｉ層は、特定の膜厚である場合に、可視域での電磁波透過率、反射率が特定波長でピークを持つという特徴があって、Ｇｅ層のものよりも波長や膜厚に依存した色調変化が大きかった。
上述の実施の形態１〜３では、基板１上に設ける半導体層として、Ｓｉ層２を下地とし、Ｇｅ層３をその上層に積層した積層体を形成することを例示したが、逆の積層順とし、Ｇｅ層３を基板１の表面に積層し、Ｇｅ層３上にＳｉ層２を積層して、下地がＧｅ層、表面がＳｉ層の半導体層を形成することも可能である。上述したように、Ｓｉ層２の表面において、特定膜厚の場合に、特定波長で反射率がピークを持つ特性があるため、可視域内の電磁波の波長変化に基づく、色調変化が求められるデザインのための加飾として用いることが可能であり、また、平均反射率が大きく、可視域での反射率変化が小さいＳｉ膜厚を選択すれば、色調が整った光沢を得ることも可能である。また、下地にＧｅ層３を形成しているため、Ｓｉ層２を単層のみで形成した場合よりも、可視域の全体で、反射率を向上させることが可能である。このように、一つのデザインとして、基板１上に、Ｇｅ層、Ｓｉ層の順に積層した半導体層の積層体を形成することは有効である。また、Ｓｉ層の表面を上述した保護層４で被覆することで、加飾層の損傷低減が可能である。

この発明の実施の形態１による電磁波透過性加飾基板の断面図である。この発明の実施の形態１の説明に必要なＧｅ／ガラス基板の透過率特性を示す図である。この発明の実施の形態１の説明に必要なＧｅ／ガラス基板の反射率特性を示す図である。この発明の実施の形態１の説明に必要なＳｉ／ガラス基板の透過率特性を示す図である。この発明の実施の形態１の説明に必要なＳｉ／ガラス基板の反射率特性を示す図である。この発明の実施の形態１の説明に必要なＳｉ／Ｇｅ／ガラス基板の反射率特性を示す図である。この発明の実施の形態１の比較例として示す、従来の金属膜を形成した加飾層の表面の状態を示す図である。電磁波の透過損を計算した結果を示す、透過損の誘電率依存性の特性図である。電磁波の透過損を検討するための計算モデルを説明する図である。この発明の実施の形態２による電磁波透過性加飾基板の断面図である。この発明の実施の形態３の説明に必要なガラス基板上に半導体層を形成した場合の反射率特性を示す図である。この発明の実施の形態３の説明に必要なガラス基板上に半導体層を形成した場合の透過率特性を示す図である。

符号の説明

１ガラス基板２Ｓｉ層、
３Ｇｅ層４保護層。

Claims

電磁波透過性の基板、上記基板の表面に形成された半導体層を備え、上記半導体層は、Ｓｉ層とＧｅ層の積層体よりなり、上記Ｓｉ層は上記基板の表面に積層され、上記Ｇｅ層は上記Ｓｉ層の表面に積層され、上記Ｓｉ層は、膜厚が５ｎｍ〜３０ｎｍであり、上記Ｇｅ層は、膜厚が１ｎｍ〜３５ｎｍであり、上記半導体層は、波長４００〜８００ｎｍの可視域において５５％以上の平均反射率を有することを特徴とする電磁波透過性加飾基板。
上記Ｇｅ層は、表面に照射される波長４００〜８００ｎｍの光を５５％以上反射させることを特徴とする請求項１記載の電磁波透過性加飾基板。
上記半導体層上に形成された電磁波透過性の保護層を備えてなる請求項１または請求項２記載の電磁波透過性加飾基板。
上記基板は、発光素子を覆うカバーを構成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の電磁波透過性加飾基板。
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の電磁波透過性加飾基板によって構成され、電磁波を受信または送受信する機器を内部に収納することを特徴とする筐体。