JP5438355B2 - 光学薄膜積層体及び電子機器用ケース - Google Patents

Description

本発明は、光学薄膜積層体及び電子機器用ケースに係り、特に、金属光沢を有する光学薄膜積層体及びこれを表面に有する電子機器用ケースに関する。

近年、自動車、家電製品、携帯電話、カメラ、パソコンなどの製品開発において、その差別化を図るため、デザインにおける視覚的高級感が求められている。そこで、こうした視覚的高級感を出すための技術の一つとして、表面に金属光沢を有する薄膜を用いた装飾が知られている。
従来、金属光沢を出す装飾技術において用いられた代表的な材料には、暗反射用としてクロム、明反射用としてアルミがあるが、これらに代わる金属装飾技術が望まれていたという背景の下、近年の薄膜形成技術の発達により、様々な金属薄膜を用いて加飾することが可能となってきている。

一方、家電製品、携帯電話などの電子回路を有する機器の表面装飾においては、その金属光沢の色調や風合だけでなく、その金属装飾膜が電気的に非導通であることが求められる。これは、金属薄膜が電気的に導通性を有していると、金属装飾を施した電子機器の外部に発生した静電気が伝播し、内部回路が損傷する可能性があるためである。さらに携帯電話などの電波を送受信するための電子回路を有する通信機器においては、その装飾に導通性の金属薄膜を用いた場合、電磁シールド作用による電波障害が発生する可能性がある。

したがって、上記電子機器の装飾技術においては、高級感を出すための金属光沢を有すると同時に、電気的に非導通である薄膜による装飾技術が求められていた。
これらの条件を満足する材料として、スズやインジウムが知られており、これら金属は基板表面に飛来した蒸発原子が基板表面で島状に凝集し易いため金属光沢があり、且つ非導通となる。しかしながらスズを用いた場合は、膜厚が２５ｎｍを越えると導通状態になり易いことに加え、蒸着膜が軟質であるため強度が劣る等の問題点がある。

このため、特許文献１では基板上に樹脂塗膜をコーティングした上に非導通金属層としてスズ又はスズ及びインジウムの合金を１０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さで真空蒸着し、さらにその上に第二の樹脂塗膜層を形成した非導通金属光沢メッキを提案している。
また特許文献２では、塗装に拠らない技術として、光の屈折率の異なる層を複数用いて、高屈折率膜、低屈折率膜を交互に積層して金属光沢を得る光学薄膜積層体を提案している。

特開２００６−２８１７２６号公報 特開２００８−２７５７３７号公報

一般的に各部材を彩色する技術としては、塗料による塗装技術が知られている。しかし、特許文献１のように、非導通金属層の上に樹脂塗膜をコーティングする技術においては、金属光沢は得られるが、樹脂塗膜層による散乱光の吸収により光沢が若干低下するという問題点がある。また、塗装による成膜技術は均一な膜厚とすることが困難であり、熟練が必要であること、塗装時における異物の混入により塗膜の欠陥が生じることなどの問題点も挙げられる。さらに、金属層の成膜装置とは別に樹脂塗装を行うための特殊な専用ブースが必要になるなど、装置が煩雑になりやすい。さらにまた、塗料の溶剤により作業環境の悪化、汚染などの問題も発生する。

これに対し特許文献２には、塗装によらず真空成膜技術により、光の屈折率の高い層、及び低い層を少なくとも各一層以上交互に積層させて金属光沢を得る技術が開示されている。しかしこの技術は、十分な金属光沢及び必要な機能性を得るためには、少なくとも密着層などの接着用の層を形成し、さらに光の屈折率の異なる層を数層形成する必要があるため、実際には多くの層数が必要になる。また、得られる膜はくもり度を表すヘイズ率が低く、光の透過率が２０％以上９８％以下であるなど、透明性が高いため、結果として金属光沢が基板の色に大きく依存する。したがって、基板表面が黒色の場合は十分な金属光沢が得られ易いが、基板が無色透明な場合、十分な金属光沢が得られないため、色調を調整するための層を形成しなければならない。
さらに、特許文献２においては、電気的特性についても言及しているが、非導通膜を形成するために用いる材料としては誘電体を挙げているのみであり、非導通金属を用いる可能性についての記載はなされていない。

本発明の目的は、光学薄膜積層体及び電子機器用ケースにおいて、基板の色調に依存することなく十分な金属光沢を有する光学薄膜積層体及び該光学薄膜積層体を有する電子機器用ケースを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、電波障害を発生させることがない光学薄膜積層体及び該光学薄膜積層体を有する電子機器用ケースを提供することにある。

前記課題は、本発明に係る光学薄膜積層体によれば、基板表面上に金属光沢付与層と誘電体層がこの順またはこの逆の順で積層されてなる光学薄膜積層体であって、前記金属光沢付与層と前記誘電体層はともに、単一の或いは複数の層から構成されており、前記金属光沢付与層は、電気的に非導通の金属層を少なくとも１層含む層から構成されており、前記誘電体層は真空成膜法により形成されており、前記光学薄膜積層体を透過する可視光領域の光の透過率が３０％以下であり、目視側から入射する光の反射率が２０％以上であること、によって解決される。

上述のように、非導通金属層を金属光沢付与層として含むことにより、電波障害を生じさせない光学薄膜積層体とすることができる。基板上に成膜された金属層が非導通であるため、静電気が基板表面の金属層に放電した場合においても、電荷はその発生箇所に留まり、大気中に放電される。そのため、基板により形成されている筺体の内部に設置された電子回路に電荷が入り込むことがないため、静電気の放電に起因する電子回路の損傷を防ぐことができる。

また、非導通金属層を含む光学薄膜積層体として、可視光領域の光の透過率を制御することにより、基板の色に依存することなく、少ない積層数でも十分な金属光沢を得ることができる。したがって、本発明によれば、用いる基板材料の選択時に自由度を確保することができ、例えば、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ガラス等の透明材料を含む、多様な種類の基板を用いることができる。

また、請求項２のように、前記基板は、透明な部材で構成されており、前記誘電体層は厚みが５５〜２８０ｎｍの範囲にあり、前記基板表面上に前記金属光沢付与層と前記誘電体層が積層された面の裏側を前記目視側とすることができる。

本発明の光学薄膜積層体においては、透明基板を用いた場合、成膜面の反対側、すなわち基板側から目視して金属光沢を呈するように設計することも、従来技術に比較して容易である。これにより、基板側から目視した際も、十分な金属光沢を備えた加飾をすることができるため、成膜面を目視側とする必要がない。その結果、本発明を電子機器用ケース等の用途で使用した際、成膜面における光学薄膜の傷や、汚れ等がつくことにより金属光沢が損なわれる可能性が低くなる。

また、これにより、例えば携帯電話の筐体などの電子機器用ケースにおいて、成膜面をケースの内側とすることができるため、使用者が光学薄膜に直接触れることがない。

また、請求項３のように、基板表面上に金属光沢付与層と誘電体層がこの順またはこの逆の順で積層されてなる光学薄膜積層体であって、前記金属光沢付与層と前記誘電体層はともに、単一の或いは複数の層から構成されており、前記光学薄膜積層体を透過する可視光領域の光の透過率が３０％以下であり、目視側から入射する光の反射率が２０％以上であり、前記基板は、透明な部材で構成されており、基板表面上に前記金属光沢付与層と前記誘電体層が積層された面の裏側を前記目視側とされ、前記金属光沢付与層は、少なくとも２層の電気的に非導通な非導通金属層と、該２層の非導通金属層間に挟まれた１層の絶縁体層を有することが好ましい。

これにより、非導通金属層を薄くすることができるため、非導通の性質をより確実に得ることができ、さらに金属光沢付与層の光の透過率を任意の値に設定することができる。一般に、用いる金属層を非導通とするためには、一定の厚さ以下で金属層を成膜しなくてはならないが、それと同時に金属層の強度が問題となる。したがって、絶縁体層を形成することにより、非導通金属層の強度が保障されるため、非導通金属層を薄くすることができ、確実に非導通とすることができる。また、光学薄膜積層体の光の透過率が高く、基板が透明である場合には、上述のように、金属光沢を得ることが難しく、基板表面、または裏面に黒色塗装を施してから誘電体を積層する必要がある。しかし本発明では、非導通金属層を金属光沢付与層に含むことにより、光の透過率を制御できるため、基板の色の影響を受けることがない。したがって、基板の色に関係なく任意の色において金属光沢を得ることができ、有用である。

さらに、請求項４のように、前記非導通金属層は、表面電気抵抗値が１００ＭΩ／□以上である電気的に非導通な非導通金属層であると好適である。

上述のような高い表面電気抵抗値を有する金属層を形成することにより、得られる光学薄膜積層体の電気的性質を確実に非導通とすることができる。

さらにまた、請求項５のように、前記誘電体層は、光の屈折率の異なる層を少なくとも２層以上積層させた誘電体層であって、相対的に高い光の屈折率を有する層と相対的に低い光の屈折率を有する層を交互に積層してなる構成であると好適である。なお、一般に光の屈折率は波長５５０ｎｍでの値を採用するのが通例であり、本明細書中でもこれを踏襲している。

誘電体層における光の屈折率、膜厚を適宜設計することにより、各波長における光の透過率及び光の反射率、すなわち分光特性を任意に設計することができる。一般に、光の反射率が高い場合、その膜の金属光沢の度合いも高くなる。したがって、本発明によれば、光の反射率を適宜設定できるため、それに関連して光沢の度合いも制御することが可能となる。また、各波長における光の透過率を制御することにより、金属光沢だけでなく、その色調も制御することができる。したがって、本発明によれば、色調及び金属光沢の両方の制御が容易となり、任意の金属光沢及び色調の加飾を行うことが可能となる。

また、請求項６のように、前記金属光沢付与層を構成する非導通金属層の材料がスズ化合物であり、前記金属光沢付与層を構成する絶縁体層の材料が窒化ケイ素であると好ましい。

上述のように、スズはその薄膜成膜工程において、蒸発原子が基板表面で島状に凝集し易いため、金属光沢があり、且つ非導通状態を得やすい金属である。また、成膜方法の選択においても自由度が高く、成膜条件が若干変化しても確実に非導通膜を得ることができ、取り扱い操作が比較的容易であることに加え、得られる膜の物性は、再現性よく一定となるため、信頼性が高い。
また、絶縁体層を構成する窒化ケイ素は絶縁性が高く、さらに高強度、高耐熱性、高耐食性、高摩耗性などを有することから、高い強度の光学薄膜積層体が得られる。

またこのとき、請求項７のように、前記誘電体層において、相対的に高い光の屈折率を有する層の材料が、４族又は５族より選ばれる金属酸化物のいずれかの化合物であり、相対的に低い光の屈折率を有する層の材料が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、フッ化マグネシウムのいずれかの化合物であると好適である。

これらの材料を用いることにより、可視光領域の全域で平均的に光の透過率を下げることができ、反射率もあがるので、その結果、十分な金属光沢を得ることができる。特に金属光沢付与層において非導通金属層をスズ、誘電体層において高い光の屈折率を有する層をニオブ酸化物、低い光の屈折率を有する層の材料をケイ素酸化物とした場合、スズ（Ｓｎ）層の光の屈折率は約２．３８、ニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）層の光の屈折率は２．３、ケイ素酸化物（ＳｉＯ_２）層の屈折率は１．４６であり、これらの膜厚の組みあわせにより、同材料を用いても、金属光沢付与層であるスズの反射率をベースとした十分な光沢を保持しながら、異なる発色とすることができる。

また前記課題は、本発明に係る電子機器用ケースによれば、樹脂を成形加工して得られる基板と、その表面修飾用の薄膜積層体とから構成される光学薄膜積層体を有する電子機器用ケースであって、前記光学薄膜積層体は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学薄膜積層体であること、により解決される。

これにより、十分な金属光沢を有し且つ任意の色調の光学薄膜積層体を用いた加飾成型品を得ることができる。さらに、得られた成型品は表面に形成された光学薄膜積層体によって非導通の性質を有するため、電磁波シールド性がなく、したがって携帯電話などの電波を送受信するための電子回路を有する機器にも用いることができる。

本発明の請求項１の光学薄膜積層体によれば、少ない層数でも基板の色の影響を受けることなく、金属光沢を有し、且つ電磁波シールド性のない加飾を施すことができる。
また請求項２の発明によれば、成膜面の反対側、すなわち基板側から目視して金属光沢を呈する光学薄膜の設計が容易となり、成膜面の傷、汚れの影響を受けにくい加飾とすることができる。
また請求項３の発明によれば、電気的に非導通な非導通金属層を薄くすることができ、非導通金属層を薄くすることによる強度の低下を保障することができる。さらに、基板の色の影響を受けることなく、任意の金属光沢を得ることができる。
さらに請求項４の発明によれば、得られる光学薄膜積層体を確実に非導通とすることができる。
さらにまた、請求項５の発明によれば、任意の分光特性に設計することができるため、金属光沢、色調を自在に制御することができる。
さらに請求項６の発明によれば、高強度且つ非導通の光学薄膜積層体を再現性良く得ることができる。
また請求項７のように、光の屈折率の異なる材料を用いることにより、可視光領域の全域で任意の金属光沢、色調を自在に制御することができる。
また請求項８の発明によれば、任意の金属光沢及び色調を有し、且つ電波障害を生じない非導通の性質を有する加飾成型品を得ることができる。

実施例１に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例１の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例１の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例１の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。 実施例２に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例２の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例２の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例２の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。 実施例３に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例３の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例３の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例３の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。 実施例４に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例４の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例４の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例４の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。 実施例５に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例５の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例５の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例５の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。 実施例６に係る光学薄膜積層体の概略側面図である。 （ａ）実施例６の緑色（Ｇ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｂ）実施例６の青色（Ｂ）に対応する光特性のグラフ図である。 （ｃ）実施例６の赤色（Ｒ）に対応する光特性のグラフ図である。

本発明の実施形態に係る光学薄膜積層体を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する材料、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。図１は実施例１に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図２は実施例１に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応し、図３は実施例２に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図４は実施例２に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応し、図５は実施例３に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図６は実施例３に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応し、図７は実施例４に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図８は実施例４に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応し、図９は実施例５に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図１０は実施例５に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応し、図１１は実施例６に係る光学薄膜積層体１０の概略側面図、図１２は実施例６に係る光特性のグラフ図であり、（ａ）は緑色（Ｇ）、（ｂ）は青色（Ｂ）、（ｃ）は赤色（Ｒ）に対応している。

図１は本発明の一実施形態である実施例１に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、金属光沢付与層２、誘電体層３が順に積層されて形成されている。図３は本発明の一実施形態である実施例２に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂが順に積層されて形成されている。図５は本発明の一実施形態である実施例３に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂが順に積層されて形成されている。図７は本発明の一実施形態である実施例４に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃが順に積層されて形成されている。図９は本発明の一実施形態である実施例５に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、金属光沢付与層２、誘電体層３がこの逆順に積層されて形成されている。図１１は本発明の一実施形態である実施例６に係る光学薄膜積層体１０の概略断面図であり、基板１上に、金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂがこの逆順に積層されて形成されている。

そして本発明の光学薄膜積層体１０は、基板１上に、金属光沢付与層２（または非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃと称する）、誘電体層３（または誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃと称する）をこの順またはこの逆の順で所定の膜厚で積層するように成膜する。すなわち、基板１、金属光沢付与層２、誘電体層３の順であっても良いし、基板１，誘電体層３、金属光沢付与層２の順であっても良い。

基板１はガラス、樹脂基板等を用いることができる。樹脂基板としては、ポリイミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ等を用いることができる。また、これらガラス素材、樹脂素材を各種複合した素材でも構わない。また、基板１の形状としては、表面が平滑で、形が崩れずに取り扱いができるものであれば、折り曲げが可能な薄いフィルムを用いることができるなど、特に限定はない。ただし、基板１上に金属光沢付与層２及び誘電体層３を積層して成膜し、成膜側でない側から目視した場合に金属光沢を得ようとする場合は、基板１は透明な材料を用いるのが好ましい。

金属光沢付与層２（または非導通金属層２ａ、２ｃ）はスズ、スズとインジウムを含む合金、等を用いることができる。また、絶縁体層２ｂは窒化ケイ素、酸化ケイ素等を用いることができる。ここで絶縁体層２ｂを構成する材料は、後述の誘電体層３（または誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃ）を構成する材料の多くと同じものを用いることができるが、金属光沢付与層において絶縁性を確保する機能であることから、絶縁体層２ｂと称している。
誘電体層３（または誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃ）は４族又は５族より選ばれる金属酸化物のいずれかの化合物、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。また、これら材料を各種複合した素材でも構わない。なお、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃは光の屈折率が異なる層とする。

上記の各薄膜の形成方法としては、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、加熱蒸着法等の真空成膜法等を用いることができる。好ましくは、蒸着物質との原子組成のずれが少なく、均一に成膜ができるスパッタリング法を用いるのが良い。

上記の光学薄膜積層体１０を有する電子機器用ケースは、電子機器類を保持するものであって、例えば、携帯電話およびその付属品、パソコン、ポータブルディスプレイ等の電子機器の筐体に用いられるものである。

［実施例１］
図１の構成のように、基板１上に金属光沢付与層２、誘電体層３をこの順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。
基板１には、透明なポリカーボネート（ＰＣ）を用いた。
金属光沢付与層２は、スズ（Ｓｎ）の薄膜層をスパッタリング法により形成した。
誘電体層３は、ニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）を、ニオブ酸化物のターゲットを用いて同じくスパッタリング法により形成した。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（金属光沢付与層２、誘電体層３）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表１のとおりである。

表１における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、成膜面側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図２（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。

一般に、光の透過率が３０％以下で且つ目視側から入射する光の反射率が２０％以上の場合に金属光沢を呈すると見做されており、図２において、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲（緑：４９５〜５７０ｎｍ、青：４５０〜４９５ｎｍ、赤：６２０〜７００ｎｍ）では光の透過率が３０％以下で反射率が２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、成膜面側から見た場合、金属光沢を有することが示された。

［実施例２］
図３の構成のように、基板１上に金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂをこの順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。誘電体層３を光の屈折率の異なる２層、すなわち誘電体層３ａと誘電体層３ｂとの積層体とした以外は、実施例１と同様の構成とした。
誘電体層３ａには窒化ケイ素（ＳｉＮ）を用い、誘電体層３ｂにはニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）を用いた。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表２のとおりである。

表２における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、成膜面側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。なお、図４において、光の透過率は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲では３０％以下、反射率は２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、成膜面側から見た場合、金属光沢を有することが示された。
実施例１と比較すると、緑（Ｇ）では顕著な差は見られなかったが、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、光の透過率が下がり、光の反射率が向上している。すなわち、発色が鮮やかになり、金属光沢の度合いも増していることが示された。

［実施例３］
図５の構成のように、基板１上に非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂをこの順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。金属光沢付与層２を、非導通金属層２ａ及び２ｃの間に絶縁体層２ｂをはさむ３層構造とした以外は、実施例２と同様の構成とした。
非導通金属層２ａ及び２ｃにはスズ（Ｓｎ）を用い、絶縁体層２ｂには窒化ケイ素（ＳｉＮ）を用いた。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表３のとおりである。

表３における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、成膜面側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。なお、図６において、光の透過率は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲では３０％以下、反射率は２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、成膜面から見た場合、金属光沢を有することが示された。
実施例１及び２と比較すると、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、さらに光の透過率が下がり、光の反射率が向上している。したがって、金属光沢付与層として絶縁体層２ｂを含むことにより、より発色が鮮やかになり、光沢の度合いも増していることが示された。

以上のように、誘電体層３に光の屈折率が高い層及び光の屈折率が低い層（誘電体層３ａ、３ｂ）を含み、さらに金属光沢付与層２に絶縁体層２ｂを含む設計とすることにより、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、より発色が鮮やかになり、金属光沢の度合いも増していることが示された。

［実施例４］
図７の構成のように、基板１上に非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃをこの順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。誘電体層３を、新たに誘電体層３ｃを増やし、誘電体層３ａ，誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃより構成される３層構造とした以外は、実施例３と同様の構成とした。
誘電体層３ａ及び３ｃにはニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）を用いた。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（非導通金属層２ａ、絶縁体層２ｂ、非導通金属層２ｃ、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ、誘電体層３ｃ）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表４のとおりである。

表４における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、薄膜積層側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図８（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。なお、図８において、光の透過率は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲では３０％以下、反射率は２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、成膜面から見た場合、金属光沢を有することが示された。
実施例３と比較すると、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、光の透過率や光の反射率に顕著な差は見られなかったが、十分な発色の鮮明度や金属光沢の度合いが得られていることが示された。したがって、誘電体層３ｃを含める構成としても、発色の鮮明度や金属光沢の度合いが損なわれることはないことが示された。

以上のように、誘電体層３を３層とし、光の屈折率が高い層及び光の屈折率が低い層を交互に積層しなくても、本実施例の光学薄膜積層体によれば、十分な金属光沢が得られる。先に引用した従来技術（特許文献２）では、隣り合う２層の屈折率が規則的に高低の繰り返しになっていることが必須要件であった。本実施例では、その規則性から外れて隣り合う２層の関係が、たとえば基板側から高（Ｓｎ）、低（ＳｉＮ）、高（Ｓｎ）、低（Ｎｂ_２Ｏ_５）、低（ＳｉＮ）、高（Ｎｂ_２Ｏ_５）と変化する組み合わせでも十分な金属光沢を実現でき、材料選択とその組み合わせの自由度を確保することができる。

［実施例５］
図９の構成のように、基板１上に金属光沢付与層２、誘電体層３をこの逆の順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。
基板１には、透明なポリカーボネート（ＰＣ）を用いた。
金属光沢付与層２は、スズ（Ｓｎ）の薄膜層をスパッタリング法により形成した。
誘電体層３は、ニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）を、ニオブ酸化物のターゲットを用いて同じくスパッタリング法により形成した。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（金属光沢付与層２、誘電体層３）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表５のとおりである。

表５における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、基板側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図１０（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。なお、図１０において、光の透過率は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲では３０％以下、反射率はほぼ２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、基板側から見た場合においても、金属光沢を有することが示された。
実施例１と比較すると、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、光の反射率は僅かながら低下しているものの、ほぼ同等の発色の鮮明度や金属光沢の度合いが得られていることが示された。

実施例１との違いは、基板が透明であることを前提として、成膜面の反対側から目視したときに金属光沢となることである。従って筐体に応用する場合は内側面に金属光沢付与層２及び誘電体層３の各層を成膜することになる。これにより、透明基板が外側になるので成膜面のキズ等の懸念は解消される。本発明では、材料選択とその組み合わせの自由度を確保することができ、基板側から目視した際、十分な金属光沢を実現する設計も比較的に容易になる。

［実施例６］
図１１の構成のように、基板１上に金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂをこの逆の順にスパッタリング法により積層して形成し、光学薄膜積層体１０を作成した。誘電体層３を光の屈折率の異なる２層、すなわち誘電体層３ａと誘電体層３ｂとの積層体とした以外は、実施例５と同様の構成とした。
誘電体層３ａには窒化ケイ素（ＳｉＮ）を用い、誘電体層３ｂにはニオブ酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５）を用いた。

本実施例では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各色に対応する膜厚の組み合わせを設計し、それに基づき各層（金属光沢付与層２、誘電体層３ａ、誘電体層３ｂ）を成膜した。緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの膜厚の組み合わせは表６のとおりである。

表６における緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）に対応する設計に関して、基板側からの光の反射率、光の透過率（シミュレーション結果）を図１２（ａ）〜（ｃ）に示す。実際の試作品においても、分光光度計で測定した結果、ほぼ同様の分光特性が得られた。なお、図１２において、光の透過率は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）それぞれの発色の波長範囲では３０％以下、反射率は２０％以上であることから、これら光学薄膜積層体１０は、基板側から見た場合においても、金属光沢を有することが示された。
実施例２と比較すると、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）の各発色の領域で、光の反射率は低下しているものの、ほぼ十分な発色の鮮明度や金属光沢の度合いが得られていることが示された。

さらに実施例５と比較すると、緑（Ｇ）の領域における光の透過率及び反射率、青（Ｂ）の領域における光の透過率では顕著な差は見られなかったが、青（Ｂ）及び赤（Ｒ）の領域における光の反射率が向上し、さらに赤（Ｒ）の領域における光の透過率が下がっている。すなわち、発色が鮮やかになり、金属光沢の度合いも増していることが示された。したがって、実施例６は、実施例１及び実施例２の関係性と同様に、実施例５の構成に誘電体層３ｂを増やすことにより、透過率が下がり反射率が向上する効果が得られた。

本発明による光学薄膜積層体は、電子機器表面の加飾に用いられることにより、任意の金属光沢及び色調、並びに非導通性を提供することができる。このような性質を必要とする電子機器として、携帯電話などの電波を送受信するための電子回路を有する通信機器が挙げられ、それらの筺体に、本発明による光学薄膜積層体を用いることができる。

１ 基板
２ 金属光沢付与層
２ａ，２ｃ 非導通金属層（金属光沢付与層）
２ｂ 絶縁体層（金属光沢付与層）
３ 誘電体層
３ａ，３ｂ，３ｃ 誘電体層
１０ 光学薄膜積層体

Claims (8)

1. 基板表面上に金属光沢付与層と誘電体層がこの順またはこの逆の順で積層されてなる光学薄膜積層体であって、
   前記金属光沢付与層と前記誘電体層はともに、単一の或いは複数の層から構成されており、
   前記金属光沢付与層は、電気的に非導通の金属層を少なくとも１層含む層から構成されており、
   前記誘電体層は真空成膜法により形成されており、
   前記光学薄膜積層体を透過する可視光領域の光の透過率が３０％以下であり、目視側から入射する光の反射率が２０％以上であることを特徴とする光学薄膜積層体。
2. 前記基板は、透明な部材で構成されており、
   前記誘電体層は厚みが５５〜２８０ｎｍの範囲にあり、
   前記基板表面上に前記金属光沢付与層と前記誘電体層が積層された面の裏側を前記目視側とする、請求項１に記載の光学薄膜積層体。
3. 基板表面上に金属光沢付与層と誘電体層がこの順またはこの逆の順で積層されてなる光学薄膜積層体であって、
   前記金属光沢付与層と前記誘電体層はともに、単一の或いは複数の層から構成されており、
   前記光学薄膜積層体を透過する可視光領域の光の透過率が３０％以下であり、目視側から入射する光の反射率が２０％以上であり、
   前記基板は、透明な部材で構成されており、
   前記基板表面上に前記金属光沢付与層と前記誘電体層が積層された面の裏側を前記目視側とされ、
   前記金属光沢付与層は、少なくとも２層の電気的に非導通な非導通金属層と、
   該２層の非導通金属層間に挟まれた１層の絶縁体層を有することを特徴とする光学薄膜積層体。
4. 前記非導通金属層は、表面電気抵抗値が１００ＭΩ／□以上である電気的に非導通な非導通金属層であることを特徴とする、
   請求項３に記載の光学薄膜積層体。
5. 前記誘電体層は、光の屈折率の異なる層を少なくとも２層以上積層させた誘電体層であって、
   相対的に高い光の屈折率を有する層と相対的に低い光の屈折率を有する層を交互に積層してなることを特徴とする、
   請求項４に記載の光学薄膜積層体。
6. 前記金属光沢付与層を構成する非導通金属層の材料がスズ化合物であり、
   前記金属光沢付与層を構成する絶縁体層の材料が窒化ケイ素であることを特徴とする、
   請求項５に記載の光学薄膜積層体。
7. 前記誘電体層において、
   相対的に高い光の屈折率を有する層の材料が、４族又は５族より選ばれる金属酸化物のいずれかの化合物であり、
   相対的に低い光の屈折率を有する層の材料が、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、フッ化マグネシウムのいずれかの化合物であることを特徴とする、
   請求項６に記載の光学薄膜積層体。
8. 樹脂を成形加工して得られる基板と、その表面修飾用の薄膜積層体とから構成される光学薄膜積層体を有する電子機器用ケースであって、
   前記光学薄膜積層体は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学薄膜積層体であることを特徴とする、電子機器用ケース。

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