JP6944425B2 - Electromagnetic wave transmissive metallic luster member, articles using this, and metal thin film - Google Patents
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Description
本発明は、電磁波透過性金属光沢部材、これを用いた物品、及び、金属薄膜に関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave transmitting metallic luster member, an article using the member, and a metal thin film.
例えば、フロントグリル、エンブレムといった自動車のフロント部分に搭載されるミリ波レーダーのカバー部材を装飾するために、光輝性と電磁波透過性の双方を兼ね備えた金属光沢部材が求められている。 For example, in order to decorate a cover member of a millimeter-wave radar mounted on a front part of an automobile such as a front grille and an emblem, a metallic luster member having both brilliance and electromagnetic wave transmission is required.
ミリ波レーダーは、ミリ波帯の電磁波(周波数約77GHz、波長約4mm)を自動車の前方に送信し、ターゲットからの反射波を受信して、反射波を測定、分析することで、ターゲットとの距離や、ターゲットの方向、サイズを計測することができるものである。計測結果は、車間計測、速度自動調整、ブレーキ自動調整などに利用することができる。このようなミリ波レーダーが配置される自動車のフロント部分は、いわば自動車の顔であり、ユーザに大きなインパクトを与える部分であるから、金属光沢調のフロント装飾で高級感を演出することが好ましい。しかしながら、自動車のフロント部分に金属を使用した場合には、ミリ波レーダーによる電磁波の送受信が実質的に不可能、或いは、妨害されてしまう。したがって、ミリ波レーダーの働きを妨げることなく、自動車の意匠性を損なわせないために、光輝性と電磁波透過性の双方を兼ね備えた金属光沢部材が必要とされている。 Millimeter-wave radar transmits electromagnetic waves in the millimeter-wave band (frequency of about 77 GHz, wavelength of about 4 mm) to the front of the vehicle, receives reflected waves from the target, measures and analyzes the reflected waves, and so on. It can measure the distance, the direction of the target, and the size. The measurement results can be used for inter-vehicle distance measurement, automatic speed adjustment, automatic brake adjustment, and the like. Since the front part of the automobile in which such a millimeter-wave radar is arranged is, so to speak, the face of the automobile and has a great impact on the user, it is preferable to produce a high-class feeling with a metallic luster-like front decoration. However, when metal is used for the front part of the automobile, the transmission and reception of electromagnetic waves by the millimeter wave radar is practically impossible or obstructed. Therefore, a metallic luster member having both brilliance and electromagnetic wave transmission is required in order not to interfere with the operation of the millimeter-wave radar and not to impair the design of the automobile.
この種の金属光沢部材は、ミリ波レーダーのみならず、通信を必要とする様々な機器、例えば、スマートキーを設けた自動車のドアハンドル、車載通信機器、携帯電話、パソコン等の電子機器等への応用が期待されている。更に、近年では、IoT技術の発達に伴い、従来は通信等行われることがなかった、冷蔵庫等の家電製品、生活機器等、幅広い分野での応用も期待されている。 This type of metallic glossy member is used not only for millimeter-wave radar but also for various devices that require communication, such as door handles of automobiles equipped with smart keys, in-vehicle communication devices, mobile phones, electronic devices such as personal computers, and the like. Is expected to be applied. Furthermore, in recent years, with the development of IoT technology, it is expected to be applied in a wide range of fields such as home appliances such as refrigerators and household appliances, which have not been used for communication in the past.
金属光沢部材に関して、特開2007−144988号公報(特許文献1)には、クロム(Cr)又はインジウム(In)より成る金属被膜を含む樹脂製品が開示されている。この樹脂製品は、樹脂基材と、当該樹脂基材の上に成膜された無機化合物を含む無機質下地膜と、当該無機質下地膜の上に物理蒸着法により成膜された光輝性及び不連続構造のクロム(Cr)又はインジウム(In)よりなる金属皮膜を含む。無機質下地膜として、特許文献1では、(a)金属化合物の薄膜、例えば、酸化チタン(TiO、TiO2、Ti3O5等)等のチタン化合物;酸化ケイ素(SiO、SiO2等)、窒化ケイ素(Si3N4等)等のケイ素化合物;酸化アルミニウム(Al2O3)等のアルミニウム化合物;酸化鉄(Fe2O3)等の鉄化合物;酸化セレン(CeO)等のセレン化合物;酸化ジルコン(ZrO)等のジルコン化合物;硫化亜鉛(ZnS)等の亜鉛化合物等、(b)無機塗料の塗膜、例えば、シリコン、アモルファスTiO2等(その他、上記例示の金属化合物)を主成分とする無機塗料による塗膜が使用されている。しかしながら、この樹脂製品では、金属皮膜として、クロム(Cr)又はインジウム(In)のみを用いるものであって、これらに比べて価格や光輝性において優れる、例えば、アルミニウム(Al)を金属皮膜として用いることはできない。
Regarding the metallic luster member, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-144988 (Patent Document 1) discloses a resin product containing a metal film made of chromium (Cr) or indium (In). This resin product has a resin base material, an inorganic base film containing an inorganic compound formed on the resin base material, and a brilliant and discontinuous film formed on the inorganic base film by a physical vapor deposition method. It contains a metal film made of chromium (Cr) or indium (In) having a structure. As the inorganic base film, in
一方、特開2009−298006号(特許文献2)には、クロム(Cr)又はインジウム(In)のみならず、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)をも金属膜として形成することができる電磁波透過性光輝樹脂製品が開示されている。これらの金属膜は、不連続構造の下地膜を設けることによって形成されるものであるが、下地膜を不連続層とするために、スパッタの基材傾斜角度を0°又は70°に設定しなければならない等の制約があることから、製造が煩雑であるといった問題がある。また、特許文献2によっては、例えば、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、又はこれらの合金を金属膜として形成することもできない。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-298006 (Patent Document 2), not only chromium (Cr) or indium (In) but also aluminum (Al), silver (Ag) and nickel (Ni) are formed as a metal film. An electromagnetic wave transmissive bright resin product capable of being disclosed is disclosed. These metal films are formed by providing a base film having a discontinuous structure. In order to make the base film a discontinuous layer, the inclination angle of the base material for sputtering is set to 0 ° or 70 °. There is a problem that the manufacturing is complicated because there are restrictions such as having to do so. Further, according to Patent Document 2, for example, zinc (Zn), lead (Pb), copper (Cu), or an alloy thereof cannot be formed as a metal film.
本願発明は、これら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、クロム(Cr)又はインジウム(In)だけでなく、例えば、アルミニウム(Al)等その他の金属を金属層として用いた場合にも、容易に製造することができる電磁波透過性金属光沢部材を提供することを目的とする。また、アルミニウム(Al)や銀(Ag)に加えて、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、又はこれらの合金を金属層とすることができる電磁波透過性金属光沢部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems in the prior art, and not only chromium (Cr) or indium (In) but also other metals such as aluminum (Al) are used as the metal layer. In this case as well, it is an object of the present invention to provide an electromagnetically transmissive metallic luster member that can be easily manufactured. Further, an electromagnetic wave-transmitting metallic luster member capable of forming a metal layer of zinc (Zn), lead (Pb), copper (Cu), or an alloy thereof in addition to aluminum (Al) and silver (Ag) is provided. The purpose is to do.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、酸化インジウム含有層を下地層として用いることによって、クロム(Cr)又はインジウム(In)だけでなく、通常は不連続構造になり難い、例えば、アルミニウム(Al)等その他の金属から成る金属層をも不連続構造とすることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have used an indium oxide-containing layer as a base layer, and as a result, not only chromium (Cr) or indium (In) but also a normally discontinuous structure. It has been found that a metal layer made of other metals such as indium (Al) can also have a discontinuous structure, and the present invention has been completed.
上記の課題を解決するため、本発明の一態様による電磁波透過性光沢部材は、基体の面に沿って設けた酸化インジウム含有層と、前記酸化インジウム含有層に積層された金属層と、を備え、前記金属層は、少なくとも一部において互いに不連続の状態にある複数の部分を含む。
この態様の電磁波透過性金属光沢部材によれば、酸化インジウム含有層を下地層として用いることにより、通常は不連続構造になり難い、例えば、アルミニウム(Al)等その他の金属から成る金属層をも不連続構造とすることができ、この結果、シート抵抗を大きくして電磁波透過性を向上させることができるため、クロム(Cr)又はインジウム(In)だけでなく、例えば、アルミニウム(Al)等その他の金属を金属層として用いた、容易に製造可能な電磁波透過性金属光沢部材が提供される。また、アルミニウム(Al)に加えて銀(Ag)や、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、又はこれらの合金をも金属層として使用した電磁波透過性金属光沢部材が提供される。
上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記酸化インジウム含有層は、連続状態であってもよい。連続状態とすることにより、平滑性や耐食性を向上させることができ、また、酸化インジウム含有層を面内ばらつきなく成膜することも容易となる。
尚、前記基体は、基材フィルム、樹脂成型物基材、ガラス基材、又は金属光沢を付与すべき物品のいずれかであってもよい。
In order to solve the above problems, the electromagnetic wave transmitting gloss member according to one aspect of the present invention includes an indium oxide-containing layer provided along the surface of the substrate and a metal layer laminated on the indium oxide-containing layer. , The metal layer includes a plurality of portions that are discontinuous with each other at least in part.
According to the electromagnetic wave transmitting metal gloss member of this embodiment, by using the indium oxide-containing layer as the base layer, it is usually difficult to form a discontinuous structure, for example, even a metal layer made of another metal such as aluminum (Al). Since the discontinuous structure can be formed, and as a result, the sheet resistance can be increased to improve the electromagnetic wave transmission property, not only chromium (Cr) or indium (In) but also aluminum (Al) and the like can be used. Provided is an easily manufacturable electromagnetic wave transmitting metal gloss member using the same metal as a metal layer. Further, an electromagnetic wave-transmitting metallic luster member using silver (Ag), zinc (Zn), lead (Pb), copper (Cu), or an alloy thereof as a metal layer in addition to aluminum (Al) is provided. NS.
In the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the indium oxide-containing layer may be in a continuous state. By setting the continuous state, smoothness and corrosion resistance can be improved, and it becomes easy to form an indium oxide-containing layer without in-plane variation.
The substrate may be a substrate film, a resin molded substrate, a glass substrate, or an article to which metallic luster should be imparted.
上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記酸化インジウム含有層は、酸化インジウム(In2O3)、インジウム錫酸化物(ITO)、又はインジウム亜鉛酸化物(IZO)のいずれかであってもよい。 In the electromagnetic wave transmitting metal gloss member of the above aspect, the indium oxide-containing layer may be either indium oxide (In2O3), indium tin oxide (ITO), or indium zinc oxide (IZO).
また、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記酸化インジウム含有層の厚さは、1nm〜1000nmであるのが好ましい。また、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記金属層の厚さは、20nm〜100nmであるのが好ましい。更に、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記金属層の厚さと前記酸化インジウム含有層の厚さとの比(前記金属層の厚さ/前記酸化インジウム含有層の厚さ)は、0.02〜100であるのが好ましい。 Further, in the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the thickness of the indium oxide-containing layer is preferably 1 nm to 1000 nm. Further, in the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the thickness of the metal layer is preferably 20 nm to 100 nm. Further, in the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the ratio of the thickness of the metal layer to the thickness of the indium oxide-containing layer (thickness of the metal layer / thickness of the indium oxide-containing layer) is 0. It is preferably 02 to 100.
更に、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記金属層と酸化インジウム含有層の積層体としてのシート抵抗は100〜100000Ω/□であってもよい。 Further, in the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the sheet resistance of the metal layer and the indium oxide-containing layer as a laminate may be 100 to 100,000 Ω / □.
また、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記部分は島状に形成されていてもよい。 Further, in the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the portion may be formed in an island shape.
上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、前記金属層は、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)、又はこれらの合金のいずれかであってもよい。 In the electromagnetic wave transmitting metallic luster member of the above aspect, the metal layer is any of aluminum (Al), zinc (Zn), lead (Pb), copper (Cu), silver (Ag), or an alloy thereof. You may.
また、上記態様の電磁波透過性金属光沢部材において、基材フィルム、樹脂成型物基材、又はガラス基材を用いた物品としてもよいし、又は、金属光沢を付与すべき物品に電磁波透過性金属光沢部材を設けた物品としてもよい。 Further, in the electromagnetic wave-transmitting metallic luster member of the above-described embodiment, the article may be an article using a base film, a resin molded base material, or a glass base material, or an article to be imparted metallic luster to an electromagnetic wave-transmitting metal. It may be an article provided with a glossy member.
また、本発明の他の態様によれば、基体の面に沿って設けた金属薄膜であって、前記金属薄膜は、20nm〜100nmの厚さを有し、少なくとも一部において互いに不連続の状態にある複数の島状部分を含む金属薄膜を特徴とする。
金属薄膜を転写可能とすることによって、様々な物品に金属薄膜を容易に設けることができる。
Further, according to another aspect of the present invention, it is a metal thin film provided along the surface of the substrate, and the metal thin film has a thickness of 20 nm to 100 nm and is in a state of being discontinuous with each other at least in a part. It is characterized by a metal thin film containing a plurality of island-shaped portions in.
By making the metal thin film transferable, the metal thin film can be easily provided on various articles.
本発明によれば、クロム(Cr)又はインジウム(In)だけでなく、例えば、アルミニウム(Al)等その他の金属を金属層として用いた場合にも、容易に製造することができる電磁波透過性金属光沢部材を提供することができる。また、アルミニウム(Al)に加えて銀(Ag)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、又はこれらの合金を金属層とすることができる電磁波透過性金属光沢部材を提供することができる。 According to the present invention, an electromagnetic wave transmitting metal that can be easily produced not only when chromium (Cr) or indium (In) but also other metals such as aluminum (Al) are used as the metal layer. A glossy member can be provided. Further, an electromagnetic wave-transmitting metallic luster member capable of forming a metal layer of silver (Ag), zinc (Zn), lead (Pb), copper (Cu), or an alloy thereof in addition to aluminum (Al) is provided. be able to.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一つの好適な実施形態について説明する。以下においては、説明の便宜のために本発明の好適な実施形態のみを示すが、勿論、これによって本発明を限定しようとするものではない。 Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following, for convenience of explanation, only preferred embodiments of the present invention will be shown, but of course, this is not intended to limit the present invention.
<1.基本構成>
図1の(a)に、本発明の一実施形態による電磁波透過性金属光沢部材(以下、「金属光沢部材」という。)1と、この金属光沢部材1を用いた電磁波透過性金属フィルム(以下、「金属フィルム」という。)3の概略断面図を示し、また、図1の(b)に、本発明の一実施形態による金属光沢部材1の表面の電子顕微鏡写真(SEM画像)を示す。尚、電子顕微鏡写真における画像サイズは1.16μm×0.85μmである。
<1. Basic configuration>
FIG. 1A shows an electromagnetic wave-transmitting metallic luster member (hereinafter, referred to as “metallic luster member”) 1 according to an embodiment of the present invention, and an electromagnetic wave-transmitting metal film (hereinafter, referred to as “metal luster member”) using the
金属光沢部材1は、少なくとも酸化インジウムを含有する、下地層としての酸化インジウム含有層11と、この酸化インジウム含有層11の上に積層された、金属層12を含む。金属フィルム3は、この金属光沢部材1と基材フィルム10を含む。酸化インジウム含有層11は、金属光沢を付与すべき基材フィルム10の面に設けられている。酸化インジウム含有層11は、基材フィルム10の面に直接設けられていてもよいし、基材フィルム10の面に設けた保護膜等を介して間接的に設けられてもよい。酸化インジウム含有層11は、金属光沢を付与すべき基材フィルム10の面に連続状態で、言い換えれば、隙間なく、設けるのが好ましい。連続状態で設けることにより、酸化インジウム含有層11、ひいては、金属光沢部材1や金属フィルム3の平滑性や耐食性を向上させることができ、また、酸化インジウム含有層11を面内ばらつきなく成膜することも容易となる。
The
金属層12は酸化インジウム含有層11に積層される。金属層12は複数の部分12aを含む。酸化インジウム含有層11に積層されることにより、これらの部分12aは、少なくとも一部において互いに不連続の状態、言い換えれば、少なくとも一部において隙間12bによって隔てられる。隙間12bによって隔てられるため、これらの部分12aのシート抵抗は大きくなり、電波との相互作用が低下するため、電波を透過させることができる。これらの各部分12aは金属を蒸着、スパッタ等することによって形成されたスパッタ粒子の集合体である。スパッタ粒子が基材フィルム10等の基体上で薄膜を形成する際には、基体上での粒子の表面拡散性が薄膜の形状に影響を及ぼす。本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、基体上に酸化インジウム含有層を設け、金属膜の表面拡散性を促進することで、金属層を不連続の状態で成長させることに成功した。尚、本明細書でいう「不連続の状態」とは、隙間12bによって互いに隔てられており、この結果、互いに電気的に絶縁されている状態を意味する。電気的に絶縁されることにより、シート抵抗が大きくなり、所望とする電磁波透過性が得られることになる。不連続の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、島状、クラック等が含まれる。ここで「島状」とは、図1の(b)に示されているように、スパッタ粒子の集合体である粒子同士が各々独立しており、それらの粒子が、互いに僅かに離間し又は一部接触した状態で敷き詰められてなる構造を意味する。
The
<2.基材フィルム(基体)>
基材フィルム10には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリスチレン、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン、ポリシクロオレフィン、ポリウレタン、アクリル(PMMA)、ABSなどの単独重合体や共重合体からなる透明フィルムを用いることができる。これらの部材によれば、光輝性や電磁波透過性に影響を与えることもない。但し、酸化インジウム含有層11や金属層12を後に形成する観点から、蒸着やスパッタ等の高温に耐え得るものであることが好ましく、従って、上記材料の中でも、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ABS、ポリプロピレン、ポリウレタンが好ましい。なかでも、耐熱性とコストとのバランスがよいことからポリエチレンテレフタレートやシクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、アクリルが好ましい。基材フィルム10は、単層フィルムでもよいし積層フィルムでもよい。加工のし易さ等から、厚さは、例えば、6μm〜250μm程度が好ましい。酸化インジウム含有層11との付着力を強くするために、プラズマ処理や易接着処理などが施されてもよい。
<2. Base film (base)>
The
ここで、基材フィルム10は、本願発明の金属光沢部材1を付与することができる対象(以下、「基体」という)の一例にすぎない点に注意すべきである。基体には、基材フィルム10の他、樹脂成型物基材、ガラス基材、金属光沢を付与すべき物品それ自体も含まれる。樹脂成型基材としては、例えば、自動車のエンブレム用の樹脂等がある。金属光沢を付与すべき物品としては、例えば、スマートキーを設けた自動車のドアノブ、携帯電話筐体、パソコン筐体、冷蔵庫等がある。本発明の金属光沢部材1は、これら全ての基体に付与することができる。この場合、金属光沢部材1を付与すべき基体は、上記の基材フィルム10と同様の材質、条件を満たしていることが好ましい。
Here, it should be noted that the
<3.酸化インジウム含有層>
酸化インジウム含有層11として、酸化インジウム(In2O3)そのものを使用することもできるし、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)や、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような金属含有物を使用することもできる。但し、第二の金属を含有したITOやIZOの方が、スパッタリング工程での放電安定性が高い点で、より好ましい。これらの酸化インジウム含有層11を用いることにより、基体の面に沿って連続状態の膜を形成することもでき、また、この場合には、酸化インジウム含有層の上に積層される金属層を、例えば、島状の不連続構造とすることもできる。更に、後述するように、この場合には、金属層に、クロム(Cr)又はインジウム(In)だけでなく、通常は不連続構造になり難く、本用途には適用が難しかった、アルミニウム等の様々な金属を含めることができる。ITOにおけるIn2O3の重量に対する錫(Sn)の含有率は特に限定されるものではないが、例えば、2.5wt%〜30wt%、より好ましくは、3wt%〜10wt%である。また、IZOにおけるIn2O3の重量に対する酸化亜鉛(ZnO)の含有率は、例えば、2wt%〜20wt%である。酸化インジウム含有層11の厚さは、シート抵抗や電波透過性、生産性の観点から、通常1000nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、20nm以下が更に好ましい。一方、積層される金属層12が不連続状態となるように、1nm以上であることが好ましく、確実に不連続状態にするために2nm以上であることがより好ましく、5nm以上であることが更に好ましい。
<3. Indium oxide-containing layer>
Indium oxide (In2O3) itself can be used as the indium oxide-containing
<4.金属層>
金属層12は、十分な光輝性を発揮し得ることは勿論、融点が比較的低いものであることが望ましい。金属層12は、スパッタリングを用いた薄膜成長によって付与されるためである。このような理由から、金属層12としては、融点が約1000℃以下の金属が適しており、例えば、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)から選択された少なくとも一種の金属、および該金属を主成分とする合金のいずれかを含むことが好ましい。特に、物質の光輝性や安定性、価格等の理由からAlおよびそれらの合金が好ましい。
<4. Metal layer>
It is desirable that the
金属層12の厚さは、十分な光輝性を発揮するように、通常20nm以上が好ましく、一方、シート抵抗や電波透過性の観点から、通常100nm以下が好ましい。例えば、20nm〜100nmが好ましく、30nm〜70nmがより好ましい。この厚さは、均一な膜を生産性良く形成するのにも適しており、また、最終製品である樹脂成形品の見栄えも良い。
The thickness of the
また、同様の理由から、金属層の厚さと酸化インジウム含有層の厚さとの比(金属層の厚さ/酸化インジウム含有層の厚さ)は、0.1〜100の範囲が好ましく、0.3〜35の範囲がより好ましい。 For the same reason, the ratio of the thickness of the metal layer to the thickness of the indium oxide-containing layer (thickness of the metal layer / thickness of the indium oxide-containing layer) is preferably in the range of 0.1 to 100, and is 0. The range of 3 to 35 is more preferable.
更に、金属層と酸化インジウム含有層の積層体としてのシート抵抗は、100〜100000Ω/□であるのが好ましい。この場合、電波透過性は、1GHzの波長において、10〜0.01[−dB]程度となる。更に好ましくは、1000〜50000Ω/□である。このシート抵抗の値は、金属層の材質や厚さは勿論のこと、下地層である酸化インジウム含有層の材質や厚さからも大きな影響を受ける。よって、酸化インジウム含有層との関係も考慮したうえで設定する必要がある。 Further, the sheet resistance of the metal layer and the indium oxide-containing layer as a laminate is preferably 100 to 100,000 Ω / □. In this case, the radio wave transmission property is about 10 to 0.01 [−dB] at a wavelength of 1 GHz. More preferably, it is 1000 to 50,000 Ω / □. The value of this sheet resistance is greatly affected not only by the material and thickness of the metal layer but also by the material and thickness of the indium oxide-containing layer which is the base layer. Therefore, it is necessary to consider the relationship with the indium oxide-containing layer before setting.
<5.金属層が不連続状態となるメカニズム>
酸化インジウム含有層11を設けることなく、基体の上に直接的に金属層12を成膜した場合、金属層11は基体10上で連続状態となってしまう。この場合、十分な光輝性は得られるものの、シート抵抗は非常に小さくなり、従って、電波透過性を確保することはできない。これに対し、基体の上に成膜した酸化インジウム含有層11の上に金属層12を積層した場合、例えば連続状態で形成された酸化インジウム含有層11の上で、金属層11は不連続の状態で形成され、この結果、十分な光輝性が得られることは勿論、電波透過性を確保することもできる。金属層11が酸化インジウム含有層11の上で不連続状態となるメカニズムの詳細は必ずしも明らかではないが、おおよそ、次のようなものであると推測される。即ち、金属層11の薄膜形成プロセスにおいて、不連続構造の形成しやすさは、金属層11が付与される被付与部材(本件では、酸化インジウム含有層11)上での表面拡散と関連性があり、被付与部材の温度が高く、被付与部材に対する金属層の濡れ性が小さく、金属層の材料の融点が低い方が不連続構造を形成しやすい、というものである。従って、以下の実施例で特に使用したアルミニウム(Al))以外の金属についても、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銀(Ag)などの比較的融点の低い金属については、同様の手法で不連続構造を形成しうると考えられる。
<5. Mechanism of discontinuity of metal layer>
When the
<6.金属光沢部材の製造>
金属光沢部材1の製造方法の一例について、基体として基材フィルム10を用いた場合、即ち、金属フィルム3を製造する場合を例に挙げて説明する。特に説明しないが、基材フィルム10以外の基体を用いた場合についても同様の方法で製造することができる。
<6. Manufacture of metallic luster members>
An example of a method for manufacturing the
(1)酸化インジウム含有層を成膜する工程
基材フィルム10に対し、酸化インジウム含有層11を成膜する。酸化インジウム含有層11は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等によって形成することができる。但し、大面積でも厚さを厳密に制御できる点から、スパッタリングが好ましい。
(1) Step of forming an indium oxide-containing layer A film of an indium oxide-containing
(2)金属層を積層する工程
次いで、酸化インジウム含有層11の上に、金属層12を積層する。この場合も、例えば、スパッタリングを用いることができる。尚、酸化インジウム含有層11と金属層12の間には、他の層を介在させずに直接接触させるのが好ましい。但し、上に説明した酸化インジウム含有層11上における金属層12の表面拡散のメカニズムが確保されるのであれば、他の層を介在させることもできる。
(2) Step of Laminating the Metal Layer Next, the
<7.実施例>
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。金属フィルム3に関して各種試料を準備し、シート抵抗、電波透過減衰量、及び可視光反射率を評価した。シート抵抗と電波透過減衰量は、電波透過性に関する評価、可視光反射率は、光輝性に関する評価である。可視光反射率とシート抵抗の値は大きい方が好ましく、電波透過減衰量の値は小さい方が好ましい。
評価方法の詳細は以下のとおりである。
<7. Example>
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Various samples were prepared for the
The details of the evaluation method are as follows.
(1)シート抵抗
ナプソン社製非接触式抵抗測定装置NC−80MAPを用い、JIS−Z2316に準拠し、渦電流測定法により金属層と酸化インジウム含有層の積層体としてのシート抵抗を測定した。
このシート抵抗は、100Ω/□以上であることが必要であり、200Ω/□以上であるのが好ましく、更に600Ω/□以上であることがより好ましい。100Ω/□より小さいと、充分な電波透過性が得られないという問題がある。
(1) Sheet resistance Using a non-contact resistance measuring device NC-80MAP manufactured by Napson Corporation, the sheet resistance as a laminate of a metal layer and an indium oxide-containing layer was measured by an eddy current measurement method in accordance with JIS-Z2316.
The sheet resistance needs to be 100 Ω / □ or more, preferably 200 Ω / □ or more, and more preferably 600 Ω / □ or more. If it is smaller than 100Ω / □, there is a problem that sufficient radio wave transmission cannot be obtained.
(2)電波透過減衰量
1GHzにおける電波透過減衰量をKEC法測定評価治具およびアジレント社製スペクトルアナライザCXA signal Analyzer NA9000Aを用いて評価した。ミリ波レーダーの周波数帯域(76〜80GHz)における電磁波透過性と、マイクロ波帯域(1GHz)における電磁波透過性には相関性があり、比較的近い値を示すことから、今回の評価では、マイクロ波帯域(1GHz)における電磁波透過性、即ち、マイクロ波電界透過減衰量を指標とした。
このマイクロ波電界透過減衰量は、10[−dB]以下であることが必要であり、5[−dB]以下であるのが好ましく、2[−dB]以下であることがより好ましい。10[−dB]以上であると、90%以上の電波が遮断されるという問題がある。
(2) Radio wave transmission attenuation
The amount of radio wave transmission attenuation at 1 GHz was evaluated using the KEC method measurement evaluation jig and the Agilent spectrum analyzer CXA signal Analyzer NA9000A. Since there is a correlation between the electromagnetic wave transmission in the frequency band (76 to 80 GHz) of the millimeter wave radar and the electromagnetic wave transmission in the microwave band (1 GHz), and the values are relatively close, in this evaluation, microwaves are used. The electromagnetic wave permeability in the band (1 GHz), that is, the amount of microwave electric field transmission attenuation was used as an index.
The amount of microwave electric field transmission attenuation needs to be 10 [−dB] or less, preferably 5 [−dB] or less, and more preferably 2 [−dB] or less. If it is 10 [−dB] or more, there is a problem that 90% or more of the radio waves are blocked.
(3)可視光反射率
日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計U4100を用い、550nmの測定波長における反射率を測定した。基準として、Al蒸着ミラーの反射率を反射率100%とした。
この可視光反射率は、十分な光輝性を有するために20%以上が必要であり、40%以上であるのが好ましく、更に好ましくは50%以上である。可視光反射率が、20%より小さいと、光輝性が低下し、外観に優れないという問題がある。
(3) Visible light reflectance The reflectance at a measurement wavelength of 550 nm was measured using a spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. As a reference, the reflectance of the Al vapor deposition mirror was set to 100%.
The visible light reflectance needs to be 20% or more, preferably 40% or more, and more preferably 50% or more in order to have sufficient brilliance. If the visible light reflectance is less than 20%, there is a problem that the brilliance is lowered and the appearance is not excellent.
以下の表1に、評価結果を示す。
[実施例1]
基材フィルムとして、三菱樹脂社製PETフィルム(厚さ125μm)を用いた。
先ず、DCマグネトロンスパッタリングを用いて、基材フィルムの面に沿って、50nmの厚さのITO層をその上に直接形成した。ITO層を形成する際の基材フィルムの温度は、130℃に設定した。ITOは、In2O3に対してSnを10wt%含有させたものである。
[Example 1]
As the base film, a PET film (thickness 125 μm) manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd. was used.
First, DC magnetron sputtering was used to form an ITO layer with a thickness of 50 nm directly on the surface of the base film. The temperature of the base film when forming the ITO layer was set to 130 ° C. ITO contains 10 wt% of Sn with respect to In2O3.
次いで、交流スパッタリング(AC:40kHz)を用いて、ITO層の上に、50nmの厚さのアルミニウム(Al)層を形成し、金属光沢部材(金属フィルム)を得た。Al層を形成する際の基材フィルムの温度は、130℃に設定した。 Next, an aluminum (Al) layer having a thickness of 50 nm was formed on the ITO layer by using alternating current sputtering (AC: 40 kHz) to obtain a metallic luster member (metal film). The temperature of the base film when forming the Al layer was set to 130 ° C.
図1の(b)は、これらの処理の結果得られた金属光沢部材(金属フィルム)表面の電子顕微鏡写真(SEM画像)であり、図2は、この図1の(b)の一部領域における断面の画像である。尚、図2の電子顕微鏡写真における画像サイズは1.16μm×0.85μmである。 FIG. 1B is an electron micrograph (SEM image) of the surface of a metallic luster member (metal film) obtained as a result of these treatments, and FIG. 2 is a partial region of FIG. 1B. It is an image of a cross section in. The image size in the electron micrograph of FIG. 2 is 1.16 μm × 0.85 μm.
これらの図から明らかなように、本実施例では、金属光沢部材のITO層は、基材フィルムの面に沿って連続状態で設けられていることから高い平滑性と耐食性を発揮し、その一方で、アルミニウム層は、ITO層に積層されることによって不連続な状態に形成された複数の部分12aを含むことから、そのシート抵抗は260Ω/□となり、その電波透過減衰量は1GHzの波長において4.5[−dB]となり、電波透過性について良好な結果が得られた。尚、表1では、便宜上、電波透過減衰量の「評価」結果として、当該電波透過減衰量が2[−dB]より小さい場合を「◎」で、2[−dB]以上で且つ5[−dB]より小さい場合を「○」で、5[−dB]以上で且つ10[−dB]より小さい場合を「△」で、10[−dB]以上を「×」で、それぞれ表している。
また、この金属光沢部材の可視光反射率は56%となり、光輝性についても良好な結果が得られた。尚、便宜上、表1では、可視光反射率の「評価」結果として、当該可視光反射率が50%より大きい場合を「◎」で、50%以下で且つ40%より大きい場合を「○」で、40%以下で且つ20%より大きい場合を「△」で、20%以下を「×」で、それぞれ表している。更に、電波透過性と光輝性の「総合評価」として、両者が同じ評価結果の場合には同じ評価結果を、一方が片方より悪い結果の場合には悪い方の評価結果を、それぞれ示している。結果、実施例1について、総合評価は「○」となり、電波透過性と光輝性の双方を兼ね備えた良好な金属光沢部材、或いは、金属フィルムが得られた。
As is clear from these figures, in this embodiment, since the ITO layer of the metallic luster member is provided in a continuous state along the surface of the base film, it exhibits high smoothness and corrosion resistance, while exhibiting high smoothness and corrosion resistance. Since the aluminum layer contains a plurality of
In addition, the visible light reflectance of this metallic luster member was 56%, and good results were obtained in terms of brilliance. For convenience, in Table 1, as a result of "evaluation" of the visible light reflectance, "⊚" is given when the visible light reflectance is greater than 50%, and "○" is given when the visible light reflectance is 50% or less and greater than 40%. The case of 40% or less and larger than 20% is represented by "Δ", and the case of 20% or less is represented by "x". Furthermore, as a "comprehensive evaluation" of radio wave transmission and brilliance, the same evaluation result is shown when both have the same evaluation result, and the worse evaluation result is shown when one is worse than the other. .. As a result, the overall evaluation of Example 1 was "◯", and a good metallic luster member or a metal film having both radio wave transmission and brilliance was obtained.
[実施例2]〜[実施例4]
ITO層の上に積層するアルミニウム層の厚さを、実施例2、3については実施例1のそれよりも薄くなるように変更し、一方、実施例4については実施例1のそれよりも厚くなるように変更した。その他の条件については実施例1と同じである。
この場合、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例2〜実施例4の全てにおいて、実施例1と同様の値及び結果が得られた。一方、可視光反射率については、アルミニウム層の厚さが実施例1のそれより薄い実施例2、3については若干劣る結果となったが、実施例4については、実施例1よりも良好な結果が得られた。但し、実施例2、3についても、実用に十分耐え得るものである。
[Example 2] to [Example 4]
The thickness of the aluminum layer laminated on the ITO layer is changed so that it is thinner than that of Example 1 for Examples 2 and 3, while it is thicker than that of Example 1 for Example 4. Changed to be. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, the same values and results as in Example 1 were obtained for the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation in all of Examples 2 to 4. On the other hand, regarding the visible light reflectance, the result was slightly inferior to Examples 2 and 3 in which the thickness of the aluminum layer was thinner than that of Example 1, but it was better than that in Example 1 in Example 4. Results were obtained. However, Examples 2 and 3 are also sufficiently durable for practical use.
[実施例5]〜[実施例8]
ITO層の厚さを、実施例1よりも薄くなるように設定した。その他の条件については、実施例1と同じである。
この場合、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例5〜実施例8の全てにおいて、実施例1よりも良好な結果が得られた。また、可視光反射率については、実施例5〜実施例8の全てにおいて、実施例1と同様の値及び結果が得られた。これらの実施例により、ITO層の厚さは薄くてもよいことが明らかとなり、ITO層の厚さを薄くすることにより、材料コストを抑制できることが明らかとなった。
[Example 5] to [Example 8]
The thickness of the ITO layer was set to be thinner than that of Example 1. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation were better than those of Example 1 in all of Examples 5 to 8. Further, regarding the visible light reflectance, the same values and results as those in Example 1 were obtained in all of Examples 5 to 8. From these examples, it was clarified that the thickness of the ITO layer may be thin, and it was clarified that the material cost can be suppressed by reducing the thickness of the ITO layer.
[実施例9]〜[実施例12]
ITO層におけるSnの含有率を、実施例9については実施例1のそれより大きくなるように変更し、一方、実施例10乃至12については実施例1のそれより小さくなるように変更した。尚、実施例12のITO層ではSnをゼロとしていることから、より正確には、ITO層ではなく、酸化インジウム(In2O3)層となっている。その他、実施例12では、アルミニウム層は40nmとした。その他の条件については、実施例1と同じである。
この場合、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例9〜実施例11において、実施例1と同様の結果が得られ、実施例12においては、実施例1より若干劣る結果となった。また、可視光反射率については、実施例9〜実施例11において、実施例1と同様の値及び結果が得られ、実施例12において、実施例1より若干劣る結果となった。これの結果から、ITO層は、Snを含有するのがより好ましいことが明らかとなった。
[Example 9] to [Example 12]
The Sn content in the ITO layer was changed to be larger than that of Example 1 for Example 9, while it was changed to be smaller than that of Example 1 for Examples 10 to 12. Since Sn is set to zero in the ITO layer of Example 12, more accurately, it is not an ITO layer but an indium oxide (In2O3) layer. In addition, in Example 12, the aluminum layer was set to 40 nm. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, regarding the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation, the same results as in Example 1 were obtained in Examples 9 to 11, and the results in Example 12 were slightly inferior to those in Example 1. Regarding the visible light reflectance, the same values and results as in Example 1 were obtained in Examples 9 to 11, and the results were slightly inferior to those in Example 1 in Example 12. From this result, it became clear that the ITO layer preferably contains Sn.
[実施例13]
ITOではなく、酸化インジウムにZnOを含有させたIZOを用いた。ZnOは、In2O3に対して11wt%含有する。その他の条件については、実施例1と同じである。
この場合、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例1よりも若干劣る結果となった。一方、可視光反射率については、実施例1と同様の値及び結果が得られた。実施例1より総合評価は劣るものの、ZnOを含有させた場合でも、十分に実用可能であることが明らかとなった。
[Example 13]
IZO containing ZnO in indium oxide was used instead of ITO. ZnO is contained in an amount of 11 wt% with respect to In2O3. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation were slightly inferior to those of Example 1. On the other hand, regarding the visible light reflectance, the same values and results as in Example 1 were obtained. Although the overall evaluation was inferior to that of Example 1, it was clarified that even when ZnO was contained, it was sufficiently practical.
[比較例1]
ITO層の上に積層するアルミニウム層の厚さを、実施例1のそれよりも厚くなるように変更した。その他の条件については、実施例1と同じである。
この場合、可視光反射率については、厚さを増した分、実施例1よりも良好な結果が得られた。一方、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例1のそれらよりも大きく劣る結果となり、実用不可能なものとなった。
[Comparative Example 1]
The thickness of the aluminum layer laminated on the ITO layer was changed to be thicker than that of Example 1. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, the visible light reflectance was better than that of Example 1 due to the increased thickness. On the other hand, the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation were significantly inferior to those of Example 1, which made it impractical.
[比較例2]
ITO層を設けることなく、基材フィルム上にアルミニウム層を直接成膜した。その他の条件については、実施例1と同じである。
この場合、可視光反射率については、実施例1と同様の値及び結果が得られたが、シート抵抗及び電波透過減衰量については、実施例1のそれらよりも大きく劣る結果となり、実用不可能なものとなった。
[Comparative Example 2]
An aluminum layer was directly formed on the base film without providing an ITO layer. Other conditions are the same as in Example 1.
In this case, the visible light reflectance was obtained in the same value and result as in Example 1, but the sheet resistance and the amount of radio wave transmission attenuation were significantly inferior to those in Example 1, which was impractical. It became something like that.
<8.金属薄膜の利用>
金属光沢部材1に形成された金属層12は、厚さ20nm〜100nm程度の薄いものであって、これのみを金属薄膜として使用することもできる。例えば、基材フィルム10のような基体に積層されたインジウム酸化物含有層11の上に、スパッタリングで金属層12を形成して、フィルムを得る。また、これとは別に、接着剤を基材の上に塗工して接着剤層付きの基材を作成する。フィルムと基材を、金属層12と接着剤層が接するように貼り合せ、十分に密着させた後にフィルムと基材を剥離させることで、フィルムの最表面に存在した金属層(金属薄膜)12を基材の最表面に転写させることができる。
<8. Use of metal thin film>
The
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and embodied without departing from the spirit of the invention.
本発明に係る金属フィルムや金属光沢部材は、例えば、フロントグリル、エンブレム、といった自動車のフロント部分に搭載されるミリ波レーダーのカバー部材を装飾するために好適に用いることができる。また、例えば、携帯電話やスマートフォン、タブレット型PC、ノート型PC、冷蔵庫など、意匠性と電磁波透過性の双方が要求される様々な用途にも利用できる。 The metal film or metallic luster member according to the present invention can be suitably used for decorating a cover member of a millimeter-wave radar mounted on a front portion of an automobile such as a front grill or an emblem. Further, for example, it can be used for various applications requiring both design and electromagnetic wave transmission, such as mobile phones, smartphones, tablet PCs, notebook PCs, and refrigerators.
1 金属光沢部材
3 金属フィルム
10 基材フィルム
11 酸化インジウム含有層
12 金属層
1
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