KR20100103296A - Thin film formed on housing of appliances - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자제품의 하우징에 형성되는 박막에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film formed in a housing of an electronic product.
전자 제품의 케이스는 플라스틱이나 금속으로 이루어지며, 상기 케이스 표면에는 세라믹 물질을 도포하여 다양한 색상을 구현하며, 표면 경도를 강화시켜 상기 케이스의 내구성을 향상시킨다. The case of the electronic product is made of plastic or metal, and the surface of the case is coated with a ceramic material to realize various colors, and the surface hardness is enhanced to improve the durability of the case.
전자 제품 생산자들은 전자 제품의 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 구매자들의 다양항 취향을 충족시키기 위해 전자 제품의 디자인이나 색상에도 많은 노력을 경주하고 있다. Electronics producers are working hard on the design and color of their electronics to not only improve their functionality, but also to meet the diverse tastes of buyers.
최근에서 진공 증착 기술을 이용하여 도료로서는 구현할 수 없는 다양한 색상이나 미세패턴을 구현하고 있다. 상기 진공 증착법에 의해 형성되는 컬러 코팅층은 내지문 특성이 약하므로 컬러 코팅층 상에 투명층을 형성한다. Recently, various colors and fine patterns have not been realized using a vacuum deposition technique, which cannot be realized using paint. Since the color coating layer formed by the vacuum deposition method has a weak fingerprinting property, a transparent layer is formed on the color coating layer.
그러나, 진공 증착법에 의해 형성된 컬러 코팅층 상에 투명층을 도포하게 되면 컬러 코팅층의 색상이 변색되어 제조자 원하는 색상을 구현할 수 없는 문제점이 있다. However, when the transparent layer is applied on the color coating layer formed by the vacuum deposition method, there is a problem that the color of the color coating layer is discolored so that a color desired by the manufacturer cannot be realized.
본 발명의 주된 목적은 구현하고자하는 색상을 용이하게 구현할 수 있는 박막을 제공하는 것이다. The main object of the present invention is to provide a thin film that can easily implement the color to be implemented.
본 발명의 일 실시예에 관한 박막은, 제품의 외형을 제공하는 하우징 상에 배치되며 상기 제품의 색상을 나타내는 박막에 있어서, 상기 하우징 상에 형성되는 중간층과, 상기 중간층 상에 형성되며, 제1 색상을 갖는 제1 층과, 상기 제1 층 상에 형성되며, 제2 색상을 가지는 반투명성의 제2 층를 구비하며, 상기 중간층은 상기 하우징과 상기 제1 층 사이의 밀착력을 증가시키며, 상기 제1 층의 상기 제1 색상과 상기 제2 층의 상기 제2 색상의 조합에 의해 상기 색상을 구현한다. A thin film according to an embodiment of the present invention is a thin film disposed on a housing that provides an appearance of a product and exhibits the color of the product, the intermediate layer formed on the housing and the intermediate layer formed on the intermediate layer. A first layer having a color and a semitransparent second layer formed on the first layer, wherein the intermediate layer increases the adhesion between the housing and the first layer, The color is realized by a combination of the first color of the layer and the second color of the second layer.
본 발명에 있어서, 상기 하우징은 금속 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. In the present invention, the housing may be made of metal or plastic.
본 발명에 있어서, 상기 중간층은 상기 제1 층과 상기 하우징의 밀착력을 증가시킬 수 있다.In the present invention, the intermediate layer may increase the adhesion between the first layer and the housing.
본 발명에 있어서, 상기 중간층은 티타늄, 크롬, 니켈, 스테인레스 스틸 및 이들의 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In the present invention, the intermediate layer may be made of any one of titanium, chromium, nickel, stainless steel and alloys thereof.
본 발명에 있어서, 상기 중간층은 두께가 3 내지 100nm일 수 있다. In the present invention, the intermediate layer may have a thickness of 3 to 100nm.
본 발명에 있어서, 상기 중간층은 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 이온 플레이팅법 중 어느 한 방법으로 형성될 수 있다. In the present invention, the intermediate layer may be formed by any one of vacuum deposition, sputtering, and ion plating.
본 발명에 있어서, 상기 제1 층은 색상을 갖는 질화물계 화합물 및 탄화물계 화합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In the present invention, the first layer may be made of any one of a nitride compound and a carbide compound having a color.
본 발명에 있어서, 상기 질화물계 화합물은 질화 티타늄(TiN) 및 질화 지르코늄(ZrN) 중 어느 하나일 수 있다. In the present invention, the nitride compound may be any one of titanium nitride (TiN) and zirconium nitride (ZrN).
본 발명에 있어서, 상기 질화 티타늄으로 이루어지는 상기 제1 층은 반응성 스퍼터링법에 의해 제조되며, 상기 반응성 스퍼터링법에 의한 공정 중 이용되는 반응성 가스와 아르곤(Ar) 가스의 유입량에 따라 상기 제1 층의 색상이 조절될 수 있다. In the present invention, the first layer made of titanium nitride is manufactured by the reactive sputtering method, and the first layer is formed according to the inflow amount of the reactive gas and argon (Ar) gas used during the process by the reactive sputtering method. Color can be adjusted.
본 발명에 있어서, 상기 반응성 가스는 질소 가스이며, 상기 질소 가스와 상기 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 9:1일 경우, 상기 제1 층의 색상은 옅은 노란색일 수 있다. In the present invention, the reactive gas is nitrogen gas, and when the ratio of the inflow amount of the nitrogen gas and the argon gas is about 9: 1, the color of the first layer may be light yellow.
본 발명에 있어서, 상기 반응성 가스는 질소 가스이며, 상기 질소 가스와 상기 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 8:2일 경우, 상기 제1 층의 색상은 짙은 노란색일 수 있다. In the present invention, the reactive gas is nitrogen gas, when the ratio of the inflow amount of the nitrogen gas and the argon gas is approximately 8: 2, the color of the first layer may be dark yellow.
본 발명에 있어서, 상기 반응성 가스는 질소 가스이며, 상기 질소 가스와 상기 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 7:3일 경우, 상기 제1 층의 색상은 갈색일 수 있다. In the present invention, the reactive gas is nitrogen gas, and when the ratio of the inflow amount of the nitrogen gas and the argon gas is about 7: 3, the color of the first layer may be brown.
본 발명에 있어서, 상기 탄화물계 화합물은 탄화 티타늄(TiC)일 수 있다. In the present invention, the carbide compound may be titanium carbide (TiC).
본 발명에 있어서, 상기 탄화 티타늄으로 이루어진 상기 제1 층은 반응성 스퍼터링법에 의해 제조되며, 상기 반응성 스퍼터링법에 의한 공정 중 이용되는 반응성 가스는 아세틸렌 가스일 수 있다. In the present invention, the first layer made of titanium carbide is prepared by a reactive sputtering method, and the reactive gas used during the process by the reactive sputtering method may be an acetylene gas.
본 발명에 있어서, 상기 제1 층은 반응성 아크 이온플레이팅법으로 형성될 수 있다. In the present invention, the first layer may be formed by a reactive arc ion plating method.
본 발명에 있어서, 상기 중간층의 두께는 상기 제1 층의 두께에 1/10일 수 있다. In the present invention, the thickness of the intermediate layer may be 1/10 to the thickness of the first layer.
본 발명에 있어서, 상기 제2 층은 반투명성 도료일 수 있다. In the present invention, the second layer may be a translucent paint.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 제1 층과 제2 층의 색상으로 조합하여 원하는 색상의 박막을 구현할 수 있다. According to the present invention made as described above, it is possible to implement a thin film of a desired color by combining the color of the first layer and the second layer.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나. 본 발명은 이 밖에도 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, with reference to the embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings will be described in detail the present invention. But. The present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막(100)을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막(100)은 중간층(102), 제1 층(103), 및 제2 층(104)을 구비한다. 1 is a cross-sectional view showing a
박막(100)은 하우징(101) 상에 형성된다. 하우징(101)은 제품의 외형을 제공하는 일종의 케이스이다. 예를 들면, 하우징(101)은 휴대전화 또는 디지털 카메라와 같은 IT제품의 케이스일 수 있다. 하우징(101)은 금속 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.The
중간층(102)은 하우징(101) 상에 형성된다. 중간층(102)은 중간층(102) 상에 형성되는 제1 층(103)과 하우징(101)의 밀착력을 증가시키는 기능을 한다. 바람직하게는, 중간층(102)은 제1 층(103)과 하우징(101)과의 밀착력을 높일 수 있는 금속일 수 있다. 중간층(102)으로 이용되는 상기 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸 및 이들의 합금 중 어느 하나일 수 있다. 중간층(102)의 두께는 제1 층(103)의 두께의 1/10일 수 있다. 중간층(102)의 두께가 두껍게 되면 제1 층(103)과의 밀착력이 감소하게 된다. 바람직하게는, 중간층(102)은 3 내지 100nm일 수 있다. The
티타늄, 크롬, 니켈, 스테인레스 스틸, 또는 이들의 합금으로 이루어지는 중간층(102)은 진공 증착법, 스퍼터링법, 또는 이온플레이팅법 등으로 형성될 수 있다. The
진공 증착법은 진공 챔버 내를 일정한 압력으로 유지시킨 상태에서 금속 물질을 가열원으로 장착시킨 후 전기 에너지, 전자 충돌 또는 레이저 가열 등을 이용 하여 상기 금속 물질을 증발시켜 모재를 피복시키는 방법이다. 상기 가열원 재질은 텅스텐(W) 이나 몰리브데늄(Mo)을 사용한다. 이때 증발시키고자 하는 금속 물질에 따라 가열원을 보트(Boat)형태를 사용하기도 하고 코일 형태를 사용하기도 한다. 증착속도는 금속 물질의 종류에 따라 그리고 가열원의 온도에 따라 결정된다. The vacuum deposition method is a method of coating a base material by mounting a metal material as a heating source while maintaining the inside of the vacuum chamber at a constant pressure, and then evaporating the metal material using electric energy, electron collision, or laser heating. The heating source material uses tungsten (W) or molybdenum (Mo). At this time, depending on the metal material to be evaporated, the heating source may use a boat form or a coil form. The deposition rate depends on the type of metal material and the temperature of the heating source.
본 발명의 중간층(102)을 진공 증착법으로 형성하는 경우, 진공 챔버 내의 진공도를 10-5 내지 10-6토리(torr)로 유지시킨 상태에서 가열원에 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 스테인레스스틸 등 금속 물질을 장착시킨 후 전기적 에너지나 전자충돌, 레이저 가열 등을 이용하여 상기 금속 물질을 증발시켜 하우징(101)을 도포시킨다. 본 발명의 중간층(102)을 티타늄으로 형성한 경우 상기 티타늄을 대략 30nm/min 증착 속도로 하우징(101)을 피복시켰다. 증착 속도가 빠른 경우 하우징(101)과 중간층(102) 사이의 박리 현상이 발생할 수 있다. When the
스퍼터링법은 진공 챔버, 진공펌핑장치, 플라즈마 발생장치, 가스 주입장치 그리고 스퍼터 타겟으로 구성된 스퍼터링 장치를 이용하여 모재를 금속으로 피복시키는 방법이다. The sputtering method is a method of covering a base metal with a metal by using a sputtering device composed of a vacuum chamber, a vacuum pumping device, a plasma generator, a gas injection device and a sputter target.
본 발명의 중간층(102)을 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 진공 챔버 내의 초기 진공도를 대략 10-5 내지 10-6 토리(torr)로 유지시킨 후 플라즈마를 발생시키기 위해 정밀 가스 주입 장치를 통해 비활성 기체인 아르곤(Ar)을 주입하고 진공 챔버의 진공도를 대략 10-2 내지 10- 3 로 유지하며, 플라즈마 발생 전원 장치(Power Supply)를 사용하여 음전압(Negative Potential)을 스퍼터 타겟에 인가시켜 플라즈 마 에너지를 이용하여 타겟 물질(티타늄, 크롬, 니켈, 스테인레스 스틸 또는 이들의 합금)을 증발시켜 하우징(101) 상에 상기 물질을 도포한다. 이때 음전압은 대략 -300V 내지 -1000V으로 조절한다. 아르곤 가스 주입에 의한 챔버의 진공도는 대략 1x10-3 내지 2x10-2 토리 범위 내에서 조절한다. 증착속도는 인가되는 플라즈마 전력과 진공도 그리고 물질의 종류에 따라 차이가 있으며 본 발명에서는 5nm/min~30nm/min의 증착속도로 중간층(102)을 형성하였다.When the
아크 이온 플레이팅법에 의해 중간층(102)을 형성하는 경우, 진공 챔버의 초기 진공도를 대략 10-5 내지 10- 6토리로 유지하며 가스 주입 장치를 통해 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 진공 챔버의 진공도를 대략 1x 10-4 내지 1x 10- 3토리로 유지한다. 이후 아크 타켓에 -100V 내지 -30V의 음전압과 30A 내지 120A까지 전류를 인가시켜 하우징(101)을 피복시킨다. 상기 아크 타겟 물질은 티타늄, 크롬, 니켈, 스테인레스 스틸 또는 이들의 합금일 수 있다. In the case of forming the
제1 층(103)은 중간층(102) 상에 형성된다. 제1 층(103)은 색상을 갖는 세라믹 물질로 이루어질 수 있다. 제1 층(103)은 제1 층(103) 상에 형성되는 제2 층(104)의 색상과 조합하여 박막(100)의 색상을 구현한다. The
제1 층(103)은 색상을 갖는 질화물계 화합물 또는 탄화물계 화합물일 수 있다. 제1 층(103)을 이루는 질화물계 화합물은 질화 티타늄(TiN) 또는 질화 지르코늄(ZrN) 일 수 있다. 제1 층(103)을 이루는 탄화물계 화합물은 탄화 티타늄(TiC)일 수 있다. The
제1 층(103)은 반응성 스퍼터링법 또는 반응성 이온플레이팅법에 의해 중간층(102) 상에 형성될 수 있다. The
반응성 스퍼터링법은 스퍼터링 공정에서 화학반응을 유발할 수 있는 반응성 가스를 아르곤 가스와 동시에 유입시켜 모재를 피복하는 방법이다. 상기 반응성 스퍼터링법에 의해 질화 티타늄으로 이루어지는 제1 층(103)을 형성하는 경우, 반응성 가스로 질소 가스를 사용한다. 이때, 질소 가스와 아르곤 가스의 유입 비율에 따라 질화 티타늄으로 이루어지는 제1 층(103)의 색상이 달라진다. 즉, 질소 가스와 아르곤 가스의 유입 비율을 조절하여 질화 티타늄으로 이루어지는 제1 층(103)의 색상을 조절할 수 있다. 상세하게는, 질소 가스와 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 9:1일 경우, 제1 층(103)의 색상은 옅은 노란색이며, 질소 가스와 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 8:2일 경우, 제1 층(103)의 색상은 짙은 노란색이고, 질소 가스와 아르곤 가스의 유입량의 비가 대략 7:3일 경우, 제1 층(103)의 색상은 갈색이다. 아르곤 가스의 유입 비율이 증가할수록 제1 층(103)의 색상의 채도가 증가한다. Reactive sputtering is a method of coating a base material by simultaneously introducing argon gas with a reactive gas which may cause a chemical reaction in the sputtering process. In the case of forming the
반응성 가스로 질소 가스가 아닌 아세틸렌 가스를 이용하는 경우, 제1 층(103)은 탄화 티타늄으로 이루어진다. 탄화 티타늄으로 이루어진 제1 층(103)은 짙은 회색을 나타낸다. When acetylene gas other than nitrogen gas is used as the reactive gas, the
반응성 아크 이온플레이팅법은 아크 이온플레이팅 공정에서 반응성 가스를 진공 챔버에 주입시킴으로서 모재를 피복하는 방법이다. 반응성 아크 이온플레이팅법은 반응성 가스로 질소 가스를 사용하여 질화티타늄(TiN) 또는 질화지르코 늄(ZrN) 등과 같은 질화물계 화합물로 이루어진 층을 형성할 수 있다. 반응성 아크 이온플레이팅법은 반응성 스퍼터링법 보다 증착속도가 빠르고 치밀한 층구조가 형성된다는 장점이 있다. 반응성 아크 이온플레이팅법은 반응성 가스를 아세틸렌 가스를 이용하면 제1 층(103)은 탄화 티타늄으로 이루어질 수 있다. The reactive arc ion plating method is a method of coating a base material by injecting a reactive gas into a vacuum chamber in an arc ion plating process. The reactive arc ion plating method may use a nitrogen gas as a reactive gas to form a layer made of a nitride compound such as titanium nitride (TiN) or zirconium nitride (ZrN). The reactive arc ion plating method has an advantage that the deposition rate is faster and a more dense layer structure is formed than the reactive sputtering method. In the reactive arc ion plating method, when the reactive gas is acetylene gas, the
제1 층(103)의 두께는 대략 30 내지 500nm일 수 있다. 제1 층(103)이 30nm 이하인 경우에는 색상 구현이 용이하지 않으며, 제1 층(103)의 내마모성등이 약화될 수 있다. 또한, 500nm이상이 되는 경우 하우징(101)과의 밀착력이 약화될 수 있다. The thickness of the
제2 층(104)은 제1 층(103) 상에 형성된다. 제2 층(104)은 반투명 도료로 이루어진다. 제2 층(104)은 제1 층(103)의 색상과 조합되어 박막(100)의 색상을 구현한다. 제2 층(104)은 반투명성을 가지고 있으므로 제1 층(103)의 색상을 보완한다. 즉, 제1 층(103)의 색상이 노란색이거나 검정색인 경우 제2 층(104)을 제1 층(103) 상에 도포하여 더욱 짙은 노란색이나 검정색을 구현할 수 있다. 또한, 제2 층(104)은 박막(100)의 내마모성을 증가시킨다. The
제2 층(104)은 알루미나(Alumina), 실리카(Silica), PGME(Propylene glycol monomethyl ether) 등과 같은 반투명 도료로 이루어질 수 있다. The
도 2는 제1 층(103)이 질화 티타늄으로 이루어진 박막이 하우징 상에 형성된 제품(200)을 도시한다. 도 2에서 보는 바와 같이 박막은 노란색을 나타낸다. 2 shows a
도 3은 제1 층(103)이 탄화 티타늄으로 이루어진 박막이 하우징 상에 형성된 제품(300)을 도시하며, 도 4는 제1 층(103)이 탄화 티타늄으로 이루어진 박막이 하 우징 상에 형성된 제품(400)을 도시한다. 도 3 및 4는 모두 제1 층(103)이 탄화 티타늄으로 형성되지만 제2 층(104)의 색상의 영향으로 도 3에 도시된 제품(300)은 짙은 회색을 나타내며, 도 4에 도시되는 제품(400)은 검정색을 나타낸다. FIG. 3 shows a
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a thin film according to an embodiment of the present invention.
도 2는 제1 층이 질화 티타늄으로 이루어진 박막이 하우징 상에 형성된 제품을 도시한다. 2 shows an article in which a thin film of first layer made of titanium nitride is formed on a housing.
도 3은 제1 층이 탄화 티타늄으로 이루어진 박막이 하우징 상에 형성된 제품을 도시한다. 3 shows an article in which a thin film of first layer consisting of titanium carbide is formed on a housing.
도 4는 제1 층이 탄화 티타늄으로 이루어진 박막이 하우징 상에 형성된 제품을 도시한다. 4 shows an article in which a thin film of first layer made of titanium carbide is formed on a housing.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 박막 101: 하우징100: thin film 101: housing
102: 중간층 103: 제1 층102: intermediate layer 103: first layer
104: 제2 층104: the second layer
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2009
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