WO2020145079A1 - 構造体および外装筐体 - Google Patents

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Definitions

  • FIG. 1 schematically illustrates a cross-sectional configuration of a structure (structure 1) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • This structure 1 has a laminated structure in which two or more members to be bonded are bonded by, for example, atomic diffusion bonding, and is, for example, an outer casing (eg, a smartphone, a wristwatch, a watch-type wearable device). 13)).
  • the structure 1 according to the present embodiment includes a base (transparent base 16) having a light-transmitting property, a base 11 arranged to face the transparent base 16, and a bonding function and decoration between the base 11 and the transparent base 16.
  • a bonding layer 12 having a function.
  • the bonding layer 12 corresponds to a specific example of “bonding layer” and “first decorative layer” of the present disclosure.

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Abstract

本開示の一実施形態の構造体は、第１基体と、第１基体と対向配置された第２基体と、第１基体と第２基体との間に設けられた接合層と、第１基体と第２基体との間に設けられた第１の加飾層とを備える。

Description

構造体および外装筐体
　本開示は、例えば、原子拡散接合を用いて接合された構造体および外装筐体に関する。
　一般に、電子機器の外装筐体は、複数の部材から構成されており、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体は、例えば、フロントガラス（ガラス風防）と、フレームと、裏面板とを有する。これら、外装筐体を構成する各部材は、プラスチック製のガスケットで固定されたり、有機材料からなる接着剤等で接着されている。このようにして構成された外装筐体では、強度の確保が課題となっている。
　ところで、例えば、一方または双方が１．０ｍｍ以上の肉厚を有する厚肉の被接合材が原子拡散接合を用いて接合される例が開示されている。
特開２０１５－５１４５２号公報
　ところで、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体には、各部材の接合強度の確保に加えて、デザイン性の向上が求められている。
　接合強度とデザイン性とを両立させることが可能な構造体および外装筐体を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態の構造体は、第１基体と、第１基体と対向配置された第２基体と、第１基体と第２基体との間に設けられた接合層と、第１基体と第２基体との間に設けられた第１の加飾層とを備えたものである。
　本開示の一実施形態の外装筐体は、上記本開示の一実施形態の構造体を備えたものである。
　本開示の一実施形態の構造体および一実施形態の外装筐体では、対向配置された第１基体と第２基体との間に接合層および第１の加飾層を設けるようにした。これにより、第１基体と第２基体とを接合しつつ、加飾がなされる。
本開示の第１の実施の形態に係る構造体の構成を表す断面模式図である。 図１に示した構造体の製造方法の一例を表す断面模式図である。 図２Ａに続く工程を表す断面模式図である。 図２Ｂに続く工程を表す断面模式図である。 金膜のみの色度図である。 金膜上に１５ｎｍのタンタル膜を積層した場合の色度図である。 図１に示した構造体表面の下地層の各厚みの分光反射特性図である。 本開示の第２の実施の形態に係る構造体の構成を表す断面模式図である。 図６に示した構造体表面の分光反射特性図である。 本開示の変形例１に係る構造体の構成を表す断面模式図である。 各膜厚の加飾層を備えた構造体表面の分光反射特性図である。 本開示の第３の実施の形態に係る構造体の断面模式図である。 本開示の変形例２に係る構造体の構成を表す断面模式図である。 本開示の変形例３に係る構造体の構成を表す断面模式図である。 図１２に示した構造体を用いた実施例１を表す外観図である。 本開示の実施例２に係るウェアラブルデバイスの外観図である。
　以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．第１の実施の形態（接合層に加飾性を付加した構造体の例）
　　　１－１．構造体の構成
　　　１－２．構造体の製造方法
　　　１－３．作用・効果
　２．第２の実施の形態（下地層上に誘電体多層膜からなる加飾層を設けた構造体の例）
　３．変形例１（加飾層の膜厚を面内方向に変化させた構造体の例）
　４．第３の実施の形態（接合層の両側に加飾層を設けた構造体の例）
　５．変形例２（拡散接合層を透明化した構造体の例）
　６．変形例３（光源を追加した構造体の例）
　７．実施例
＜１．第１の実施の形態＞
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る構造体（構造体１）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体１は、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本実施の形態の構造体１は、光透過性を有する基体（透明基体１６）と、透明基体１６と対向配置された基体１１と、基体１１と透明基体１６との間に接合機能および加飾機能を有する接合層１２とを有するものである。この接合層１２が、本開示の「接合層」および「第１の加飾層」の一具体例に相当する。
（１－１．構造体の構成）
　構造体１は、基体１１と透明基体１６とが、例えば原子拡散接合によって接合されたものであり、基体１１、接合層１２および透明基体１６がこの順に積層された構成を有する。接合層１２は、例えば、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５からなり、基体１１側からこの順に積層されている。
　基体１１は、例えば、対向する一の面と他の面とを有する板状部材であり、本開示の「第２基体」の一具体例に相当するものである。基体１１は、例えば、金属材料により構成されている。金属材料としては、例えば、ステンレス、アルミ、鉄、銅、マグネシウムおよび亜鉛等が挙げられる。
　接合層１２は、基体１１と透明基体１６とを接合するためのものである。接合層１２は、上記のように、下地層１３，１５および拡散接合層１４からなり、基体１１側から、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５の順に積層されている。
　下地層１３は、接合層１２において基体１１と拡散接合層１４との密着性を向上させるためのものである。下地層１３は、例えば、金属材料により構成されている。金属材料としては、例えば基体１１および透明基体１６と強く密着可能な金属であることが好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）およびクロム（Ｃｒ）、またはその合金等が挙げられる。下地層１３は、上記材料を１種または２種以上組み合わせた単層膜あるいは積層膜として形成される。下地層１３の積層方向の膜厚（以下、単に厚みという）は、例えば０．５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　拡散接合層１４は、接合層１２において基体１１と透明基体１６とを接合するためのものである。また、拡散接合層１４は、本実施の形態の構造体１において加飾層として機能するものである。拡散接合層１４は、金属材料により構成されている。金属材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）およびパラジウム（Ｐａ）、あるいはそれらを主成分とする合金等が挙げられる。拡散接合層１４は、上記材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。なお、基体１１と透明基体１６との接合を真空中や不活性ガス中等の酸素や水の少ない環境下で行う場合には、上記金属材料の他に、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）並びにステンレス等も用いることができる。拡散接合層１４の厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、拡散接合層１４の厚みは、２００ｎｍよりも厚くしてもかまわない。拡散接合層１４の厚みを２００ｎｍよりも厚くする場合には、接合を真空条件下あるいは不活性ガス条件下で加熱ならびに加圧を伴いながら実施することが望ましい。
　下地層１５は、接合層１２において拡散接合層１４と透明基体１６との密着性を向上させるためのものである。下地層１５は、例えば、金属材料により構成されている。金属材料としては、例えばガラスと強く密着可能な金属であることが好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）およびクロム（Ｃｒ）、またはその合金等が挙げられる。下地層１５は、上記材料を１種または２種以上組み合わせた単層膜あるいは積層膜として形成される。下地層１５の厚みは、加飾層を兼ねる拡散接合層１４の発色を透明基体１６側から見せる場合には、光が透過する厚みであることが望ましく、例えば、０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下である。また、下地層１５の発色を加飾に用いる場合には、下地層１５の厚みは、光が透過しない厚みであることが望ましく、例えば、３ｎｍよりも厚く２００ｎｍ以下である。
　なお、拡散接合層１４および下地層１５が共に加飾機能を有する場合には、拡散接合層１４および下地層１５が、本開示の「第１の加飾層」および「第２の加飾層」の一具体例に相当する。
　透明基体１６は、例えば、対向する一の面と他の面とを有する板状部材であり、本開示の「第１基体」の一具体例に相当するものである。透明基体１６は、光透過性を有する無機材料またはプラスチック材料により構成されている。無機材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化シリコンには、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）、アクリル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
（１－２．構造体の製造方法）
　構造体１は、例えば、次のように製造することができる。
　まず、図２Ａに示したように、Ａｌ合金からなる基体１１の表面を、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）＜３ｎｍまで研磨したのち、基体１１上に下地層１３としてタンタル（Ｔａ）を、例えば２ｎｍ、拡散接合層１４となる金属層１４Ａとして例えば金（Ａｕ）を、例えば１００ｎｍスパッタリングにより成膜する。同様にして、図２Ａに示したように、ガラス基板からなる透明基体１６の表面を、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）＜１ｎｍまで研磨したのち、透明基体１６上に下地層１５として例えばタンタル（Ｔａ）を、例えば１ｎｍ、拡散接合層１４となる金属層１４Ｂとして例えば金（Ａｕ）を、例えば１００ｎｍスパッタリングにより成膜する。
　続いて、図２Ｂに示したように、金属層１４Ａ，１４Ｂが対向するように基体１１と透明基体１６とを向かい合わせに配置する。次に、図２Ｃに示したように、金属層１４Ａ，１４Ｂを接触させ、さらに、例えば、３０ＭＰａ、１５０℃にて１０分間加圧および加熱する。これにより、金属層１４Ａ，１４Ｂが接合され、図１に示した構造体１が完成する。
　本実施の形態の構造体１では、接合層１２が加飾層を兼ねている。具体的には、構造体１では、拡散接合層１４の発色に加えて、透明基体１６側に設けられた下地層１５の反射、または、吸収特性が加飾に用いられている。表１は、構造体１を構成する各部材の材質および膜厚の一例を表したものである。表２は、Ｄ６５光源下において、各膜厚の下地層１５（タンタル（Ｔａ））を有する構造体１の、面Ｓ１側で得られた反射光の色度座標をまとめたものである。なお、表２の構造体の基体１１、下地層１３、拡散接合層１４および透明基体１６は、表１に示した構成を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図３は、下地層１５を設けなかった（Ｔａ（下地層１５）の厚みが０ｎｍ）構造体１の、面Ｓ１側で得られた反射光の色度図である。図４は、膜厚１５ｎｍのＴａ（下地層１５）を有する構造体１の、面Ｓ１側で得られた反射光の色度図である。図５は、各膜厚のＴａ（下地層１５）を有する構造体１の、面Ｓ１側における波長と分光反射率との関係を表したものである。図３、図４、図５および表２からわかるように、下地層１５の厚みを変えることで、面Ｓ１側における構造体１の発色を変えることができる。例えば、タンタル（Ｔａ）の厚みが１ｎｍでは、金（Ａｕ）と同等の発色が得られるのに対し、タンタル（Ｔａ）の厚みを厚くしていくことで、金に赤みが加わった発色が得られるようになる。このように、下地層１５の厚みを調整することにより、発色を調整することができる。
（１－３．作用・効果）
　一般に、電子機器の外装筐体は、複数の部材から構成されている。例えば、スマートフォンの外装筐体はフロントガラス、フレームおよび裏面板から、腕時計や時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体はガラス風防、フレーム、裏面板および湾曲構造体から構成されている。このうち、フレームには、例えば金属やガラス等が用いられており、裏面板や湾曲構造体には、ガラスやセラミック等が用いられている。これらは、フロントガラスと共に、例えばプラスチック製のガスケットで固定されたり、ディスプレイ付きのフロントガラスと、有機材料からなる接着剤等で接着されている。このようにして組み合わされた外装筐体は、構造強度や防水性の確保が難しい。また、接着剤層は金属やガラスと比べて柔らかく、さらに、接着剤層は比較的厚いため、落下した際に、ガラスのフレームに接触する部位に応力が集中し、容易に破壊される。
　これに対して、本実施の形態では、上記スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体に適用可能な構造体１として、基体１１と透明基体１６とを原子拡散接合を用いて接合し、基体１１と透明基体１６との間に設けられる接合層１２に加飾機能を付加するようにした。具体的には、接合層１２を構成する下地層１３，１５および拡散接合層１４のうち、拡散接合層１４と、透明基体１６側に設けられた下地層１５を加飾層として用いるようにした。
　原子拡散接合は、数ｎｍ～数十ｎｍの極薄い金属層により、同種または異種材料を接合する技術であり、その接合力は極めて強い。本実施の形態では、この接合技術を用いて基体１１と透明基体１６とを接合するようにしたので、落下等の衝撃を受けた場合に、透明基体１６へ応力が集中するのを回避し、構造体１全体に衝撃を分散させることが可能となる。
　また、金属は、複数の金属種を組み合わせることで様々な発色が得られる。例えば、金は、銅と組み合わせることでピンクゴールド、パラジウムと組み合わせることでホワイトゴールド等と発色が変化する。本実施の形態では、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５に金属材料を用い、透明基体１６側の下地層１５の厚みを、例えば１ｎｍ以下の薄膜とし、原子拡散接合により基体１１と透明基体１６とを接合するようにした。これにより、構造体１の透明基体１６側からは拡散接合層１４と下地層１５とが組み合わされた発色を確認することが可能となる。例えば、図４に示したように、金（Ａｕ）からなる拡散接合層１４上に、タンタル（Ｔａ）からなる下地層１５を設けることで、赤みがかった金の発色を得ることが可能となる。
　更に、表２に示したように、タンタル（Ｔａ）からなる下地層１５の厚み変えることにより、構造体１の透明基体１６側（面Ｓ１側）における発色を調整することができる。更に、下地層１５の面内において膜厚を変化させることによって、位置によって発色の異なる加飾を実現することが可能となる。
　以上のように、本実施の形態の構造体１では、基体１１と透明基体１６とを、例えば原子拡散接合を用いて接合し、その接合層１２の発色を加飾に活かすようにした。即ち、接合層１２を加飾層として用いるようにした。これにより、基体１１と透明基体１６との接合強度を向上させつつ、デザイン性を向上させることが可能となる。
　以下、第２、第３の実施の形態および変形例１～３について説明するが、以降の説明において上記第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
　図６は、本開示の第２の実施の形態に係る構造体（構造体２）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体２は、上記第１の実施の形態の構造体１と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本実施の形態の構造体２は、光透過性を有する基体（透明基体１６）と、透明基体１６と対向配置された基体１１と、基体１１と透明基体１６との間に接合機能および加飾機能を有する接合層１２と、さらに加飾機能を追加する加飾層２７を有するものである。本実施の形態では、接合層１２が本開示の「接合層」および「第２の加飾層」の一具体例に相当し、加飾層２７が、本開示の「第１の加飾層」の一具体例に相当する。
　構造体２は、基体１１と透明基体１６とが、例えば原子拡散接合によって接合されたものであり、基体１１、接合層１２、加飾層２７および透明基体１６がこの順に積層された構成を有する。接合層１２は、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５からなり、基体１１側からこの順に積層されている。
　加飾層２７は、構造体１を加飾するためのものであり、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。誘電体多層膜を構成する材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、チタン合金酸化物、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）およびアルミ合金酸化物等が挙げられる。加飾層２７の一例としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜と酸化チタン（ＴｉＯ2）膜とを交互に、例えば合計２０層積層したものが挙げられる。
　構造体２は、例えば、上記第１の実施の形態と同様に、基体１１上に下地層１３、金属層１４Ａを成膜する。透明基体１６上には、透明基体１６を、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）＜１ｎｍまで研磨したのち、ＴｉＯ2膜およびＳｉＯ2膜で構成される２０層からなる誘電体多層膜を成膜して加飾層２７を形成する。続いて、加飾層２７上に、下地層１５および金属層１４Ｂを順に成膜する。その後、上記第１の実施の形態と同様に、金属層１４Ａ，１４Ｂが対向するように基体１１と透明基体１６とを向かい合わせに配置し、例えば、３０ＭＰａ、１５０℃にて１０分間加圧および加熱する。これにより、金属層１４Ａ，１４Ｂが接合され、図６に示した構造体２が完成する。
　本実施の形態の構造体２では、接合層１２上に誘電体多層膜からなる加飾層２７がさらに設けられている。表３は、構造体２を構成する各部材の材質および膜厚の一例を表したものである。図７は、表３に示した構成を有する構造体２の面Ｓ１側の、各入射角度における波長と分光反射率との関係を表したものである。構造体２では、面Ｓ１に対して垂直方向（０ｄｅｇ）からは緑の発色が確認され、角度をつけていくにしたがって、その発色は、緑からシアン（約１５ｄｅｇ）、シアンからマゼンタ（約４０ｄｅｇ）、マゼンタからピンク（約４５ｄｅｇ）、ピンクから金（約５０ｄｅｇ）、金から銀（約６０ｄｅｇ）に変化する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　以上のように、本実施の形態の構造体２では、基体１１と透明基体１６とを、例えば原子拡散接合を用いて接合し、その接合層１２と透明基体１６との間に、誘電体多層膜からなる加飾層２７を設けるようにした。これにより、加飾層２７を構成する誘電体多層膜による干渉作用によって、見る角度によって発色が変化する装飾を加えることが可能となる。即ち、上記第１の実施の形態の効果に加えて、デザイン性をさらに向上させることが可能となる。
＜３．変形例１＞
　図８は、本開示の変形例（変形例１）に係る構造体（構造体３）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体３は、上記第１の実施の形態の構造体１と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本変形例の構造体３は、光透過性を有する基体（透明基体１６）と、接合層１２との間に設けられた加飾層３７が、面内に膜厚の分布を有する点が上記第２の実施の形態とは異なる。
　加飾層３７は、構造体１を加飾するためのものであり、上記第２の実施の形態における加飾層２７と同様に、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。誘電体多層膜は、一例として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜と酸化チタン（ＴｉＯ2）膜とを交互に、例えば合計２０層積層したものが挙げられる。
　本変形例の構造体３では、接合層１２上に、面内に膜厚の分布を有する誘電体多層膜からなる加飾層３７が設けられている。一例として、例えば図８に示した構造体３では、紙面左端から右端に向かって膜厚が徐々に薄くなる加飾層３７が設けられている。図９は、加飾層３７のＣ地点を設計中心（標準設計）とし、構造体２の面Ｓ１側のＣ地点、標準設計から＋５％地点、＋１０％地点、－５％地点および－１０％地点における波長と分光反射率との関係を表したものである。本変形例の構造体３では、標準設計であるＣ地点を中心に、左端から右端にかけて、ｘｙ色度図において、例えば＋１０％地点で（ｘ：０．３８５１、ｙ：０．４８３８）、＋５％地点で（ｘ：０．２９３７、ｙ：０．０５７５０）、標準設計地点（０％、Ｃ地点）で（ｘ：０．１９５３、ｙ：０．５３４８）、－５％地点で（ｘ：０．１４１４、ｙ：０．２６７９）、－１０％地点で（ｘ：０．１６６３、ｙ：０．０８５７）の発色が得られる。つまり、本変形例の構造体３では、位置によって異なる発色が得られるようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以上のように、本変形例の構造体３では、基体１１と透明基体１６とを、例えば原子拡散接合を用いて接合し、その接合層１２と透明基体１６との間に、面内に膜厚の分布を有する誘電体多層膜からなる加飾層３７を設けるようにした。これにより、面内の任意の位置により発色の異なる加飾を実現することが可能となる。即ち、上記第１の実施の形態の効果に加えて、デザイン性をさらに向上させることが可能となる。
＜４．第３の実施の形態＞
　図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る構造体（構造体４）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体４は、上記第１の実施の形態の構造体１と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本実施の形態の構造体４は、光透過性を有する２つの基体（透明基体４１および透明基体１６）を用い、透明基体４１と透明基体１６との間に接合機能および加飾機能を有する接合層１２と、接合層１２の両側に、加飾層２７，４８とを有するものである。本実施の形態では、接合層１２が本開示の「接合層」および「第２の加飾層」の一具体例に相当する。加飾層２７が本開示の「第１の加飾層」の一具体例に相当する。加飾層４８が本開示の「第３の加飾層」の一具体例に相当する。
　構造体４は、透明基体４１と透明基体１６とが、例えば原子拡散接合によって接合されたものであり、透明基体４１、加飾層４８、接合層１２、加飾層２７および透明基体１６がこの順に積層された構成を有する。接合層１２は、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５からなり、基体１１側からこの順に積層されている。本実施の形態の構造体４では、面Ｓ１側からら接合層１２および加飾層２７による発色が、面Ｓ２側から接合層１２および加飾層４８による発色が、それぞれ確認できる。
　透明基体４１は、例えば、対向する一の面と他の面とを有する板状部材であり、本開示の「第２基体」の一具体例に相当するものである。透明基体４１は、光透過性を有する無機材料またはプラスチック材料により構成されている。無機材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、等が挙げられる。酸化シリコンには、ガラスまたはスピンオングラス（ＳＯＧ）等が含まれる。プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）、アクリル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が挙げられる。
　加飾層４８は、上記第２の実施の形態における加飾層２７と同様に、構造体４を加飾するためのものであり、例えば、誘電体多層膜によって構成されている。誘電体多層膜を構成する材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、チタン合金酸化物、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）およびアルミ合金酸化物等が挙げられる。加飾層４８の一例としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜と酸化チタン（ＴｉＯ2）膜とを交互に、例えば合計２０層積層したものが挙げられる。加飾層２７および加飾層４８は、それぞれ、同じ構成の誘電体多層膜を用いてもよいし、異なる構成の誘電体多層膜を用いるようにしてもよい。加飾層２７と加飾層４８とで異なる構成の誘電体多層膜を用いることによって、面Ｓ１側および面Ｓ２側から、それぞれ異なる発色変化が得られるようになる。
　以上のように、本実施の形態の構造体４では、接合層１２によって接合される２つの基体を共に透明基体（透明基体４１，１６）を用いて構成するようにしたので、構造体４の両側（面Ｓ１側および面Ｓ２側）から、接合層１２と加飾層２７および接合層１２と加飾層４８による発色を確認することが可能となる。また、透明基体４１と接合層１２との間に加飾層４８を設けることで、面Ｓ２側からも、加飾層４８を構成する誘電体多層膜による干渉作用によって、見る角度によって色合いが変化する装飾を加えることが可能となる。更に、加飾層２７および加飾層４８に異なる構成を有する誘電体多層膜を用いることにより、面Ｓ１側および面Ｓ２側から、互いに異なる発色を確認することが可能となる。即ち、上記第１の実施の形態の効果に加えて、デザイン性をさらに向上させることが可能となる。
＜５．変形例２＞
　図１１は、本開示の変形例（変形例２）に係る構造体（構造体５）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体５は、上記第１の実施の形態の構造体１と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本変形例の構造体５は、透明基体４１と透明基体１６との間に設けられる接合機能および加飾機能を有する接合層５２と透明基体４１との間に、加飾層４８を設けると共に、接合層５２を透明化が可能な材料を用いて形成したものである。
　構造体５は、透明基体４１と透明基体１６とが、例えば原子拡散接合によって接合されたものであり、透明基体４１、加飾層４８、接合層５２および透明基体１６がこの順に積層された構成を有する。接合層５２は、例えば、下地層５３、拡散接合層５４および下地層５５からなり、透明基体４１側からこの順に積層されている。
　下地層５３および下地層５５は、例えば、拡散接合層５４に対して酸素を供給することが可能な材料、例えば、酸素と結合した無機材料（無機酸化物）を含む。具体的には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化ニオブ（ＮｂＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）アルミランタン酸化物（ＡｌＬａＯx）、チタンランタン酸化物（ＴｉＬａＯx）および酸化ハフニウム（ＨｆＯx）等が挙げられる。下地層５３および下地層５５の積層方向の厚みは、例えば１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
　拡散接合層５４は、接合層５２において透明基体４１と透明基体１６とを接合するためのものである。拡散接合層５４は、下地層５３および下地層５５から供給される酸素によって酸化され、透明化が可能な金属材料により構成されている。拡散接合層５４の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）等が挙げられる。拡散接合層５４の厚みは、例えば０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
　構造体５は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、透明基体４１上に、例えばスパッタリングを用いてＴｉＯ2膜およびＳｉＯ2膜で構成される２０層からなる誘電体多層膜を成膜して加飾層４８を形成する。続いて、加飾層４８上に下地層５３として、例えばイオンアシスト蒸着により、例えばＳｉＯ2膜を、例えば５０００ｎｍの厚みで成膜する。また、透明基体１６上に、同様の方法を用いて、下地層５５として例えばＳｉＯ2膜を、例えば５０００ｎｍの厚みで成膜する。次に、下地層５３および下地層５５の表面を、例えば光学研磨により、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）＜０．３ｎｍまで研磨する。続いて、超高真空環境下において下地層５３および下地層５５上に、それぞれ、拡散接合層５４となる金属層５４Ａ，５４Ｂとして、例えばスパッタリング法にてＴｉ膜を成膜する。次に、超高真空環境下のまま、金属層５４Ａ，５４Ｂが対向するように透明基体４１と透明基体１６とを向かい合わせに配置し、例えば３０ＭＰａで加圧する。その後、後処理として、一般環境下で３００℃にて１０時間加熱する。これにより、下地層５３および下地層５５に内包された酸素が拡散接合層５４へ拡散し、Ｔｉ膜が酸化される。これにより、拡散接合層５４が透明化された構造体５が完成する。
　以上のように、本変形例の構造体５では、拡散接合層５４に対して酸素を供給することが可能な材料を用いて下地層５３および下地層５５を形成すると共に、酸化によって透明化が可能な金属材料を用いて拡散接合層５４を形成するようにした。これにより、例えば原子拡散接合後のアニール処理により、拡散接合層５４が酸化されて透明となる。つまり、構造体５は、面Ｓ１側からは透明基体１６および接合層５２を介した加飾層４８の発色を、面Ｓ２側からは透明基体４１を介した加飾層４８の発色を確認することが可能となる。即ち、上記第１の実施の形態の効果に加えて、デザイン性をさらに向上させることが可能となる。
＜６．変形例３＞
　図１２は、本開示の変形例（変形例３）に係る構造体（構造体６）の断面構成を模式的に表したものである。この構造体６は、上記第１の実施の形態の構造体１と同様に、２つ以上の被接合部材が、例えば原子拡散接合によって接合された積層構造を有するものであり、例えば、スマートフォンや腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の外装筐体（例えば、図１３参照）を構成するものである。本変形例の構造体６は、例えば透明基体１６の近傍に光源となる発光素子５０を配置したものである。この発光素子５０が、本開示の「機能素子」の一具体例に相当する。
　構造体６は、透明基体４１と透明基体１６とが、例えば原子拡散接合によって接合されたものであり、透明基体４１、加飾層４８、接合層１２、加飾層２７および透明基体１６がこの順に積層された構成を有する。接合層１２は、上記第３の実施の形態と同様に、例えば、下地層１３、拡散接合層１４および下地層１５からなり、基体１１側からこの順に積層されている。
　図１３は、図１２に示した構造体６を用いたスマートフォン１００（実施例１）の外観を模式的に表したものである。スマートフォン１００は、例えば、外装筐体１１０と表示部１２０とを有し、外装筐体１１０に、本変形例の構造体６が適用されている。具体的には、透明基体４１が、例えば背面板に相当し、透明基体１６がフレームに相当する。本変形例では、透明基体４１と透明基体１６とを、例えば原子拡散接合によって接合したのち、構造体６の外形を、例えば円弧加工および鏡面研磨を行い、例えば透明基体１６の内側面Ｓ３近傍に発光素子５０を配置する。
　フレームに相当する透明基体１６の近傍に発光素子５０を配置すると、例えば図１２に示したように、発光素子５０から出射された光は、例えば透明基体１６の側面で反射され、さらに、例えば接合層１２の界面で反射される。接合層１２の界面で反射された光は、例えば透明基体１６内を伝播し、特性に応じた色で構造体６の外に出射される。これにより、図１３に示したようなスマートフォン１００では、例えば、フレームのエッジ部分のみを任意の光で発光させることが可能となる。また、構造体５の外形を円弧加工に限らず、様々な形状の加工を施すことで、さらに多様な加飾が可能となる。
＜７．実施例＞
　上記第１～第３の実施の形態および変形例１～３において説明した構造体１～６は、上記変形例３で説明したスマートフォンの外装筐体の他に、腕時計、時計型ウェアラブルデバイス等の各種電子機器の外装筐体に適用することができる。
　図１４は、時計型ウェアラブルデバイス２００の外観を表したものである。時計型ウェアラブルデバイス２００は、例えば腕等への装着に用いる湾曲構造体を含む外装筐体２１０と、表示部２２０とを有し、この外装筐体２１０に上記構造体１～６のいずれかを用いることができる。これにより、筐体を加飾しつつ、構造強度を高めることが可能となる。
　以上、第１～第３の実施の形態および変形例１～３ならびに実施例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施形態等で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。
　また、上記実施の形態等において説明した全ての構成要素を備える必要はなく、さらに他の構成要素を含んでいてもよい。例えば、上記変形例３において、側面を円弧加工した構造体６の側面および背面（面Ｓ２側）に加飾と層や薄膜による加飾を全面または一部に行うようにしてもよい。この加飾によって、例えば、透明基体１６の内部に光線を電場させ、限定された領域から光線を放射させることで、さらなる加飾効果を追加することができる。また、設計によっては、照明効果も付加することが可能となる。
　更に、上述した構成要素の材料や厚みは一例であり、記載したものに限定されるものではない。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本開示は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、対向配置された第１基体と第２基体との間に接合層を設けると共に、第１基体と接合層との間に第１の加飾層を設けるようにしたので、第１基体と第２基体との接合強度を向上させつつ、デザイン性を向上させることが可能となる。
（１）
　第１基体と、
　前記第１基体と対向配置された第２基体と、
　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた接合層と、
　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた第１の加飾層と
　を備えた構造体。
（２）
　前記第１基体は光透過性を有する、前記（１）に記載の構造体。
（３）
　前記第１の加飾層は前記第１基体と前記接合層との間に設けられている、前記（１）または（２）に記載の構造体。
（４）
　前記第１の加飾層は誘電体多層膜により構成されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の構造体。
（５）
　前記第１の加飾層は面内方向で厚みが異なる、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の構造体。
（６）
　前記接合層が前記第１の加飾層を兼ねている、前記（１）に記載の構造体。
（７）
　前記接合層は、前記第１基体側から、第１下地層、金属接合層および第２下地層を順に有し、
　前記第１下地層および前記金属接合層のうちの少なくとも一方が前記第１の加飾層を兼ねている、前記（６）に記載の構造体。
（８）
　前記第１基体と前記第２基体との間にさらに第２の加飾層を有する、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の構造体。
（９）
　前記接合層が前記第２の加飾層を兼ねている、前記（８）に記載の構造体。
（１０）
　前記接合層は、前記第１基体側から、第１下地層、金属接合層および第２下地層を順に有し、
　前記第１下地層および前記金属接合層は、一方が前記第１の加飾層を兼ね、他方が前記第２の加飾層を兼ねている、前記（９）に記載の構造体。
（１１）
　前記第２基体は光透過性を有する、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の構造体。
（１２）
　前記第２基体と前記接合層との間にさらに第３の加飾層を有する、前記（１１）に記載の構造体。
（１３）
　第１基体と、
　前記第１基体と対向配置された第２基体と、
　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた接合層と、
　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた第１の加飾層と
　を有する構造体を備えた外装筐体。
（１４）
　機能素子をさらに備える、前記（１３）に記載の外装筐体。
（１５）
　前記機能素子は発光素子である、前記（１４）に記載の外装筐体。
（１６）
　前記発光素子は、前記第１基体の側面に配置されている、前記（１５）に記載の外装筐体。
　本出願は、日本国特許庁において２０１９年１月７日に出願された日本特許出願番号２０１９－０００６６３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

  1. 　第１基体と、
    　前記第１基体と対向配置された第２基体と、
    　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた接合層と、
    　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた第１の加飾層と
    　を備えた構造体。
  2. 　前記第１基体は光透過性を有する、請求項１に記載の構造体。
  3. 　前記第１の加飾層は前記第１基体と前記接合層との間に設けられている、請求項１に記載の構造体。
  4. 　前記第１の加飾層は誘電体多層膜により構成されている、請求項１に記載の構造体。
  5. 　前記第１の加飾層は面内方向で厚みが異なる、請求項１に記載の構造体。
  6. 　前記接合層が前記第１の加飾層を兼ねている、請求項１に記載の構造体。
  7. 　前記接合層は、前記第１基体側から、第１下地層、金属接合層および第２下地層を順に有し、
    　前記第１下地層および前記金属接合層のうちの少なくとも一方が前記第１の加飾層を兼ねている、請求項６に記載の構造体。
  8. 　前記第１基体と前記第２基体との間にさらに第２の加飾層を有する、請求項１に記載の構造体。
  9. 　前記接合層が前記第２の加飾層を兼ねている、請求項８に記載の構造体。
  10. 　前記接合層は、前記第１基体側から、第１下地層、金属接合層および第２下地層を順に有し、
    　前記第１下地層および前記金属接合層は、一方が前記第１の加飾層を兼ね、他方が前記第２の加飾層を兼ねている、請求項９に記載の構造体。
  11. 　前記第２基体は光透過性を有する、請求項１に記載の構造体。
  12. 　前記第２基体と前記接合層との間にさらに第３の加飾層を有する、請求項１１に記載の構造体。
  13. 　第１基体と、
    　前記第１基体と対向配置された第２基体と、
    　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた接合層と、
    　前記第１基体と前記第２基体との間に設けられた第１の加飾層と
    　を有する構造体を備えた外装筐体。
  14. 　機能素子をさらに備える、請求項１３に記載の外装筐体。
  15. 　前記機能素子は発光素子である、請求項１４に記載の外装筐体。
  16. 　前記発光素子は、前記第１基体の側面に配置されている、請求項１５に記載の外装筐体。
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