具有等離子膜的裝飾品及其制造方法
【專利摘要】易于保持金屬納米粒子的粒形，易于產生等離子體共振現象。在具有透光性的基板（10）的背面通過等離子聚合的方法設置有由SiO聚合物構成、具有透光性及撥水性的撥水層（20）。在該撥水層（20）的背面通過濺射使銀納米粒子（31）進行蒸鍍而使作為等離子膜的金屬納米粒子層（30）層疊。在其背面通過等離子聚合的方法設置有由SiO聚合物構成、具有透光性的透光層（40），并在其背面通過等離子聚合的方法設置有用于反射光的反射層（50）。
【專利說明】具有等離子膜的裝飾品及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有等離子膜的裝飾品，該等離子膜產生等離子體共振現象而顯色。
【背景技術】
[0002]近年來，利用透明基材而形成的透明前格柵增加，本 申請人:也為了應對該需求，正在開發(fā)研究在透明基材的背面進行光亮裝飾的技術。在透明基材的背面進行光亮裝飾(金屬色)的情況下，通常通過干式成膜進行裝飾，但特別是考慮到光亮裝飾的彩色化時，利用干式法附加干涉膜等彩色濾光片是最有效的。但是，干涉膜的彩色濾光片存在根據視角的不同而顏色改變的問題。因此，本
【發(fā)明者】不使用干涉膜的彩色濾光片，而使用產生等離子體共振現象而顯色的等離子膜的彩色濾光片。
[0003]已知等離子體共振現象是在電介質和金屬的界面處引起的現象，通常通過將特定的金屬納米進行粒子化而產生。即，該納米粒子化后的金屬與特定波長的可見光發(fā)生共振并僅吸收該特定波長的可見光，其結果，從白色光中僅去除該特定波長的可見光后顯色。并且，該發(fā)生共振的特定波長由金屬納米粒子的材料(元素)、形狀、大小、密度確定，根據上述因素使得所顯現的顏色發(fā)生各種變化。例如，如果材料(元素)、形狀、密度相同，則金屬納米粒子的大小越小與頻率越高的光發(fā)生共振并僅吸收該光，其結果，顯色為黃色等，金屬納米粒子的大小越大，與頻率越低的光發(fā)生共振并僅吸收該光，其結果，顯色為藍色等。
[0004]并且，在產生上述等離子體共振現象的等離子膜的制造中，當前通常如專利文獻
1、2所示，通過將包含金屬納米粒子和電介質(透明粘合劑)的涂布液(溶劑)涂敷在透明基材上的濕式方法，將金屬納米粒子以電介質膜的形式進行涂層而形成等離子膜。
[0005]專利文獻1:日本特開2000 - 103644號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2008 - 203377號公報
[0007]但是，如果通過上述濕式方法制造等離子膜，則會產生多余的涂布液，存在環(huán)境負擔高等問題。因此，本
【發(fā)明者】研究通過濺射將金屬納米粒子蒸鍍在電介質層的表面上，在通過濺射進行蒸鍍的情況下，無法保持金屬納米粒子的粒形而粒形變平坦，或與相鄰的粒子連接在一起，其結果，等離子體共振現象的產生減少，顯色變差。因此，無法制作出顧客所希望的彩色光亮膜。并且，與需要較小的金屬納米粒子的黃色等的等離子膜相比，在需要較大的金屬納米粒子的藍色等的等離子膜中，上述顯色的惡化表現得更為明顯。

【發(fā)明內容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，使得易于保持金屬納米粒子的粒形，易于產生等離子體共振現象。
[0009]為了實現上述目的，具有本發(fā)明的等離子膜的裝飾品構成為，包含撥水層和層疊在撥水層上而作為等離子膜的金屬納米粒子層。
[0010]具有等離子膜的裝飾品的具體形式并沒有特別的限定，但優(yōu)選具有基材，該基材具有透光性，撥水層是設置在基材的背面且具有透光性的層，金屬納米粒子層層疊在撥水層的背面。另外，優(yōu)選在金屬納米粒子層的背面設置有具有透光性的透光層，在透光層的背面設置有使光反射的反射層。
[0011]如果基材具有透光性，則其他發(fā)明并沒有特別的限定，但優(yōu)選基材為透明。另外，在基材透明情況下，優(yōu)選進行鏡面加工。基材的材質并沒有特別的限定，但例示玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
[0012]撥水層的材料并沒有特別的限定，但優(yōu)選電介質材料。具體來說，例示Si02、Ti02、Al203、Si0聚合物(SiOx)等。其中，優(yōu)選SiO聚合物(B卩，撥水層是由SiO聚合物構成的層)。另外，該SiO聚合物優(yōu)選具有甲基。其原因在于，甲基朝向金屬納米粒子層側，因此撥水性提高，金屬納米粒子更易于保持粒形。另外，撥水層的水接觸角沒有特別的限定，但優(yōu)選大于或等于80°，更優(yōu)選大于或等于90°。另外，設置撥水層的方法沒有特別的限定，但優(yōu)選干式成膜。具體來說，例示真空蒸鍍、等離子聚合、濺射等。其中，優(yōu)選等離子聚合(即，撥水層通過等離子聚合進行設置)。
[0013]構成金屬納米粒子層的金屬納米粒子沒有特別的限定，但優(yōu)選高導電性的金屬。具體來說，例示Au、Ag、Cu、Al、Ni等,其中，優(yōu)選Ag (即，金屬納米粒子層是由銀納米粒子構成的層)。另外，金屬納米粒子的大小沒有特別的限定，但優(yōu)選粒徑為I至lOOnm。更具體地說，在金屬納米粒子為銀納米粒子的情況下，優(yōu)選粒徑為3至20nm。另外，設置金屬納米粒子層的方法沒有特別的限定，但優(yōu)選干式成膜。具體來說，例示真空蒸鍍、濺射等。其中，優(yōu)選濺射(即，金屬納米粒子通過濺射而蒸鍍在撥水層上)。
[0014]透光層的材料沒有特別的限定，但優(yōu)選電介質材料。具體來說，例示Si02、TiO2,A1203、SiO聚合物(SiOx)等。另外，設置透光層的方法沒有特別的限定，但優(yōu)選干式成膜。具體來說，例示真空蒸鍍、等離子聚合、濺射等。
[0015]構成反射層的材料沒有特別的限定，但優(yōu)選高反射性的金屬材料。具體來說，例示Al、Ag、N1、Cr等。另外，設置反射層的方法沒有特別的限定，但優(yōu)選干式成膜。具體來說，例示真空蒸鍍、濺射等。
[0016]為了實現相同的目的，在具有本發(fā)明的等離子膜的裝飾品的制造方法中，在具有透光性的基材的背面通過等離子聚合設置具有透光性的撥水層，通過濺射使作為等離子膜的金屬納米粒子層層疊在撥水層的背面。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]在本發(fā)明中，通過在表面能量較小的撥水層上層疊金屬納米粒子層，能夠易于使金屬納米粒子形成為粒狀。因此，能夠易于產生等離子體共振現象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1的(a)是表示實施例1的等離子裝飾品的斜視圖，(b)是表示其下部的分解斜視圖，(C)是表示對比例I的等離子裝飾品的斜視圖，Cd)是表示其下部的分解斜視圖。
[0020]圖2 Ca)是表示實施例2的等離子裝飾品的斜視圖，(b)是表示其下部的分解斜視圖，(c)是表示對比例2的等離子裝飾品的斜視圖，Cd)是表示其下部的分解斜視圖。
[0021]圖3 Ca)是表示實施例3的等離子裝飾品的斜視圖，(b)是表示其下部的分解斜視圖，(c)是表示對比例3的等離子裝飾品的斜視圖，Cd)是表示其下部的分解斜視圖。[0022]圖4是表示實施例1至5及對比例I至5的等離子裝飾品的色彩值的圖。
[0023]圖5是表示實施例4的金屬納米粒子層及對比例5的金屬納米粒子層的照片。
[0024]標號的說明
[0025]10透明基材(基材)
[0026]20第一介電層(撥水層)
[0027]30金屬納米粒子層
[0028]40第二介電層(透光層)
[0029]50反射層
[0030]El等離子裝飾品(實施例1)
[0031]E2等離子裝飾品(實施例2)
[0032]E3等離子裝飾品(實施例3)
[0033]E4等離子裝飾品(實施例4)
[0034]E5等離子裝飾品(實施例5)
[0035]Cl等離子裝飾品(對比例I)
[0036]C2等離子裝飾品(對比例2)
[0037]C3等離子裝飾品(對比例3)
[0038]C4等離子裝飾品(對比例4)
[0039]C5等離子裝飾品(對比例5)
【具體實施方式】
[0040]實施例1
[0041]圖1的(a) (b)所示的等離子裝飾品El構成為包含以下所示的透明基材10、第一介電層20、金屬納米粒子層30、第二介電層40、反射層50而構成。
[0042]透明基材10是由玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等構成的透明且被鏡面加工而得到的基材。
[0043]第一介電層20設置在透明基材10的背面。該第一介電層20是由具有甲基的SiO聚合物(SiOx)構成的層，具有介電性、透光性及撥水性。該第一介電層20的水接觸角為100。。
[0044]金屬納米粒子層30是銀納米粒子31、31..附著在撥水層20的背面而構成的層，具有導電性(高導電性)。并且，該金屬納米粒子層30構成產生等離子體共振現象而顯色的等離子膜。
[0045]第二介電層40設置在金屬納米粒子層30的背面。該第二介電層40是由SiO2構成的層，具有介電性及透光性。
[0046]反射膜50設置在第二介電層40的背面。該反射膜50是由鋁(Al)構成的層(金屬膜)，使光進行反射(高反射性)。此外，在發(fā)出透明色而通過透射光進行裝飾的情況下，也可以不設置該反射膜50。
[0047]下面，對制造如上所示的等離子裝飾品El時的步驟進行說明。
[0048][第一介電層20的成膜]
[0049]首先，準備透明基材10，在該透明基材10的背面設置第一介電層20。此時，以六甲基二硅氧烷(HMDSO)為原料，通過等離子聚合而干式成膜。具體來說，以流量30SCCm(standard cc/min)> RF功率:500w、制膜時間100秒而成膜,膜厚:10nm。
[0050][金屬納米粒子層30的成膜]
[0051]然后，使金屬納米粒子層30層疊在第一介電層20的背面。此時，通過DC磁控濺射法將銀納米粒子31、31..蒸鍍在第一介電層20的背面而將金屬納米粒子層30干式成膜。具體來說，以等離子氣體用Ar流量:500sCCm、DC功率:500w、成膜時間:5秒而成膜。
[0052][第二介電層40的成膜]
[0053]然后，在金屬納米粒子層30的背面設置第二介電層40。此時，通過RF磁控濺射法，以SiO2為原料進行干式成膜。具體來說，以等離子氣體用Ar流量:30SCCm、RF功率:300w、成膜時間:120秒而成膜，膜厚:20nm。
[0054][反射層50的成膜]
[0055]然后，在第二介電層40的背面設置反射層50。此時，通過DC磁控濺射法，以Al為原料進行干式成膜。具體來說，以等離子氣體用Ar流量:30sccm、DC功率:500w、成膜時間:90秒而成膜，膜厚:50nm。
[0056]另外，為了客觀地判斷按照上述方法制造出的實施例1的等離子裝飾品El的特征，還制造了如圖1的(c) (d)所示的對比例I的等離子裝飾品Cl。該對比例I的等離子裝飾品Cl與實施例1的等離子裝飾品El相比，不同之處在于，第一介電層20不是由SiO聚合物(SiOx)構成而是由SiO2構成，該第一介電層20的水接觸角不是100°而是14°，以及該第一介電層20不是通過等離子聚合的方法而是通過RF磁控濺射法以SiO2為原料進行干式成膜(等離子氣體用Ar流量:30sccm、RF功率:300w、成膜時間:60秒、膜厚:10nm)而形成的，其他相同。
[0057]對本實施例1的等離子裝飾品El和對比例I的等離子裝飾品Cl進行了比較，其結果如下。首先，通過目視進行比較而得到的結果是，與對比例I的等離子裝飾品Cl相比，實施例1的等離子裝飾品El呈現更鮮艷的黃色。另外，關于實際測定出的色彩值，對比例
I的等離子裝飾品Cl的表示色彩濃度的的值為13.95，與其相對，實施例1的等
離子裝飾品El為20.70，實施例1的值高。詳細地說，對比例I的等離子裝飾品Cl的表示紅色或綠色的濃度的a值(正值越大紅色越濃，負值越大綠色越濃)為8.62 (紅),表示黃色或藍色的濃度的b值(正值越大黃色越濃，負值越大藍色越濃)為10.50 (黃)，與其相對，實施例I的等離子裝飾品El的a值為0.07 (紅)，b值為20.70 (黃)。
[0058]實施例2
[0059]圖2的(a) (b)所示的本實施例2的等離子裝飾品E2與實施例1的等離子裝飾品El相比，不同之處在于金屬納米粒子層30的膜厚以及其成膜時間不是5秒而是7秒，其他相同。
[0060]另外，為了客觀地判斷實施例2的等離子裝飾品E2的特征，還制造了如圖2的(C)Cd)所示的對比例2的等離子裝飾品C2。該對比例2的等離子裝飾品C2與實施例2的等離子裝飾品E2相比，不同之處在于，第一介電層20不是由SiO聚合物構成而是由SiO2構成，該第一介電層20的水接觸角不是100°而是14°，以及其成膜方法(與對比例I相同)，其他相同。[0061]對本實施例2的等離子裝飾品E2和對比例2的等離子裝飾品C2進行了比較，其結果如下。首先，通過目視進行比較而得到的結果是，與對比例2的等離子裝飾品C2相比，實施例2的等離子裝飾品E2呈現更鮮艷的紅色。另外，關于實際測定出的色彩值，對比例
2的等離子裝飾品C2的表示色彩濃度的+ Α”的值為18.50，與其相對，實施例2的等
離子裝飾品El為23.22，實施例2的值高。詳細地說，對比例2的等離子裝飾品C2的a值為18.36 (紅)，b值為一 2.27 (藍)，與其相對，實施例2的等離子裝飾品E2的a值為20.18(紅)，b值為11.49 (黃)。
[0062]實施例3
[0063]圖的3 (a) (b)所示的本實施例3的等離子裝飾品E3與實施例1的等離子裝飾品El相比，不同之處在于金屬納米粒子層30的膜厚以及其成膜時間不是5秒而是15秒，其他相同。
[0064]另外，為了客觀地判斷實施例3的等離子裝飾品E3的特征，還制造了如圖3的(C)Cd)所示的對比例3的等離子裝飾品C3。該對比例3的等離子裝飾品C3與實施例3的等離子裝飾品E3相比，不同之處在于，第一介電層20不是由SiO聚合物構成而是由SiO2構成，該第一介電層20的水接觸角不是100°而是14°，以及其成膜方法(與對比例I相同)，其他相同。
[0065]對本實施例3的等離子裝飾品E3和對比例3的等離子裝飾品C3進行了比較，其結果如下。首先，通過目視進行比較而得到的結果是，與對比例3的等離子裝飾品C3相比，實施例3的等離子裝飾品E3呈現更鮮艷的藍色。另外，關于實際測定出的色彩值，對比例
3的等離子裝飾品C3的表示色彩濃度的“(a2 +b2)的值為9.38，與其相對，實施例3的等
離子裝飾品E3為20.31，實施例3的值高。詳細地說，對比例3的等離子裝飾品C3的a值為0.72 (紅)，b值為一9.35 (藍)，與其相對，實施例3的等離子裝飾品E3的a值為一0.41(綠)，b 值為一20.31 (藍)。
[0066]實施例4
[0067]本實施例4的等離子裝飾品E4與實施例3的等離子裝飾品E3相比，不同之處在于，第二介電膜40的膜厚不是20nm而是40nm，以及該第二介電膜40的成膜時間不是120秒而是240秒,其他相同。
[0068]另外，為了客觀地判斷實施例4的等離子裝飾品E4的特征，還制造了對比例4的等離子裝飾品C4。該對比例4的等離子裝飾品C4與實施例4的等離子裝飾品E4相比，不同之處在于，第一介電層20不是由SiO聚合物構成而是由SiO2構成,該第一介電層20的水接觸角不是100°而是14°，以及其成膜方法(與對比例I相同)，其他相同。
[0069]將本實施例4的等離子裝飾品E4和對比例4的等離子裝飾品C4進行了比較，其結果如下。首先，通過目視進行比較而得到的結果是，與對比例4的等離子裝飾品C4相比，實施例4的等離子裝飾品E4呈現更鮮艷的藍色。另外，關于實際測定出的色彩值，對比例
4的等離子裝飾品C4的表示色彩濃度的+b )的值為13.42，與其相對，實施例4的等
離子裝飾品E4為33.83，實施例4的值高。詳細地說，對比例4的等離子裝飾品C4的a值為0.18 (紅)，b值為一 13.42 (藍)，與其相對，實施例4的等離子裝飾品E4的a值為5.22(紅)，b 值為一33.42 (藍)。
[0070]實施例5
[0071]本實施例5的等離子裝飾品E5與實施例4的等離子裝飾品E4相比，不同之處在于，金屬納米粒子層30的膜厚及其成膜時間不是15秒而是20秒，其他相同。
[0072]另外，為了客觀地判斷實施例5的等離子裝飾品E5的特征，還制造了對比例5的等離子裝飾品C5。該對比例5的等離子裝飾品C5與實施例5的等離子裝飾品E5相比，不同之處在于，第一介電層20不是由SiO聚合物構成而是由SiO2構成,該第一介電層20的水接觸角不是100°而是14°，以及其成膜方法(與對比例I相同)，其他相同。
[0073]對本實施例5的等離子裝飾品E5和對比例5的等離子裝飾品C5進行了比較，其結果如下。首先，通過目視進行比較而得到的結果是，與對比例5的等離子裝飾品C5相比，實施例5的等離子裝飾品E5呈現更鮮艷的藍色。另外，關于實際測定出的色彩值，對比例
5的等離子裝飾品C5的表示色彩濃度的.+b1)的值為2.09，與其相對，實施例5的等離
子裝飾品E5為11.04，實施例5的值高。詳細地說，對比例5的等離子裝飾品C5的a值為
2.08 (紅)，b值為0.25 (黃)，與其相對，實施例5的等離子裝飾品E5的a值為一 3.31 (綠)，b 值為一10.53 (藍)。
[0074]將上述實施例1至5 及對比例I至5的結果匯總在下面的表1中。
[0075]【表1】
【權利要求】
1.一種具有等離子膜的裝飾品，該等離子膜構成為包含撥水層(20)、和層疊在撥水層(20)上的作為等離子膜的金屬納米粒子層(30)而構成。
2.根據權利要求1所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 撥水層(20)是由SiO聚合物構成的層。
3.根據權利要求2所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， SiO聚合物具有甲基。
4.根據權利要求3所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 金屬納米粒子層(30)是由銀納米粒子(31)構成的層。
5.根據權利要求4所述的具有等離子膜的裝飾品， 其具有基材(10)，該基材(10)具有透光性，撥水層(20)是設置在基材(10)的背面的具有透光性的層，金屬納米粒子層(30 )層疊在撥水層(20 )的背面。
6.根據權利要求5所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 在金屬納米粒子層(30)的背面設置有具有透光性的透光層(40)，在透光層(40)的背面設置有使光反射的反射層(50)。
7.根據權利要求1所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 金屬納米粒子層(30)是由銀納米粒子(31)構成的層。
8.根據權利要求7所述的具有等離子膜的裝飾品， 其具有基材(10)，該基材(10)具有透光性，撥水層(20)是設置在基材(10)的背面的具有透光性的層，金屬納米粒子層(30 )層疊在撥水層(20 )的背面。
9.根據權利要求8所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 在金屬納米粒子層(30)的背面設置有具有透光性的透光層(40)，在透光層(40)的背面設置有使光反射的反射層(50 )。
10.根據權利要求1所述的具有等離子膜的裝飾品， 其具有基材(10 )，該基材(10 )具有透光性，撥水層(20 )是設置在基材(10 )的背面且具有透光性的層，金屬納米粒子層(30 )層疊在撥水層(20 )的背面。
11.根據權利要求10所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 在金屬納米粒子層(30)的背面設置有具有透光性的透光層(40)，在透光層(40)的背面設置有使光反射的反射層(50 )。
12.根據權利要求1所述的具有等離子膜的裝飾品，其中， 在金屬納米粒子層(30)的背面設置有具有透光性的透光層(40)，在透光層(40)的背面設置有使光反射的反射層(50 )。
13.一種具有等離子膜的裝飾品的制造方法， 在具有透光性的基材(10)的背面通過等離子聚合設置具有透光性的撥水層(20)，通過濺射使作為等離子膜的金屬納米粒子層(30)層疊在撥水層(20)的背面。
【文檔編號】B82B1/00GK103707706SQ201310362163
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2012年9月28日
【發(fā)明者】荻須元思, 井土尚泰 申請人:豐田合成株式會社