JP6514787B2 - 外装ジルコニアセラミック部品及びその製造方法 - Google Patents

外装ジルコニアセラミック部品及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、材料の分野に関し、特に、外装ジルコニアセラミック部品及びその製造方法に関する。
モバイル端末がますます人気になるにつれて、ユーザは、モバイル端末の外観について、ますます高い要求を持つようになっている。ジルコニアセラミックは、優れた総合性能を有しており、一般に、例えばタッチスクリーン、ハウジング、リアカバー、及びキーなどのモバイル端末の外装部品を製造するのに使用されている。例えば酸化アルミニウムなどの従来材料を用いることによって製造される外装セラミック部品と比較して、二酸化ジルコニウムを用いることによって製造される外装セラミック部品は、優れた機械的性能を有するだけでなく、丸くて滑らかな外観及び輝く色をも特徴とする。
しかしながら、二酸化ジルコニウムを用いることによって製造される外装セラミック部品はまた、例えば、油染み及び指紋などの跡で容易に汚れるといった欠点をも有する。実際には、外装ジルコニアセラミック部品が例えば油染み及び指紋などの跡で汚れるのを防止するために、通常、外装セラミック部品の表面に指紋防止(Anti−fingerprint)膜を配置することも必要である。故に、指紋防止膜を備えた外装ジルコニアセラミック部品が出現している。しかしながら、既存の指紋防止膜の主成分材料は、過フッ素化チェインの末端のシランであり、シラン材料と二酸化ジルコニウムとを化学的に結合させることは困難である。故に、外装ジルコニアセラミック部品上の指紋防止膜の密着性及び耐摩耗性の双方が比較的乏しいものである。
本発明の実施形態は、外装ジルコニアセラミック部品上に配置される指紋防止膜の密着性及び耐摩耗性の双方が比較的乏しいという問題を解決するような、外装ジルコニアセラミック部品及びその製造方法を提供する。
第1の態様によれば、本発明の一実施形態は、外装ジルコニアセラミック部品を提供し、当該外装部品は、ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜とを含み、さらに、上記ジルコニアセラミック基板と上記指紋防止膜との間に配置され且つ上記ジルコニアセラミック基板及び上記指紋防止膜に別々に接合された中間層を含み、そして、上記中間層の材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである。
上記第1の態様を参照するに、上記第1の態様の第1の取り得る実装様態において、上記中間層は、上記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、上記遷移層上に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層と、上記混合物層と上記指紋防止膜との間に配置され、その材料が二酸化シリコンである接続層とを含む。
上記第1の態様を参照するに、上記第1の態様の第2の取り得る実装様態において、上記中間層は、上記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、上記遷移層と上記指紋防止膜との間に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層とを含む。
上記第1の態様を参照するに、上記第1の態様の第3の取り得る実装様態において、上記中間層は、上記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、上記遷移層と上記指紋防止膜との間に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層とを含む。
上記第1の態様を参照するに、上記第1の態様の第4の取り得る実装様態において、上記中間層は、上記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、上記遷移層と上記指紋防止膜との間に配置され、その材料が二酸化シリコンである接続層とを含む。
上記第1の態様を参照するに、上記第1の態様の第5の取り得る実装様態において、上記中間層は、上記ジルコニアセラミック基板と上記指紋防止膜との間に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を含む。
上記第1の態様の第1、第2、第4、又は第5の取り得る実装様態を参照するに、上記第1の態様の第6の取り得る実装様態において、上記ジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比が、1:9から9:1の範囲である。
第2の態様によれば、本発明の一実施形態は更に、外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法を提供し、当該方法は、ジルコニアセラミック基板を配置し、上記ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層を堆積させて、上記ジルコニアセラミック基板と上記中間層とが接合されるようにし、且つ上記中間層上に指紋防止膜を堆積させて、上記指紋防止膜と上記中間層とが接合されるようにする、ことを含む。
上記第2の態様を参照するに、上記第2の態様の第1の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板を配置することは、上記ジルコニアセラミック基板をキャビティ内に置き、且つ上記キャビティの真空排気が行われた後に、上記ジルコニアセラミック基板を洗浄することを含む。
上記第2の態様の第1の取り得る実装様態を参照するに、上記第2の態様の第2の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板を洗浄することは、プラズマ洗浄法又はグロー放電洗浄法にて上記ジルコニアセラミック基板を洗浄することを含む。
上記第2の態様、又は上記第2の態様の第1乃至第2の取り得る実装様態、の何れか一を参照するに、上記第2の態様の第3の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板上に上記中間層を堆積させることは、ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、上記遷移層上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を堆積させ、且つ上記混合物層上に、その材料が二酸化シリコンである接続層を堆積させて、上記遷移層と、上記混合物層と、上記接続層とを含む上記中間層を形成することを含む。
上記第2の態様、又は上記第2の態様の第1乃至第2の取り得る実装様態、の何れか一を参照するに、上記第2の態様の第4の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板上に上記中間層を堆積させることは、ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、且つ上記遷移層上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を堆積させて、上記遷移層と上記混合物層とを含む上記中間層を形成することを含む。
上記第2の態様、又は上記第2の態様の第1乃至第2の取り得る実装様態、の何れか一を参照するに、上記第2の態様の第5の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板上に上記中間層を堆積させることは、ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、且つ上記遷移層上に、その材料が二酸化シリコンである接続層を堆積させて、上記遷移層と上記接続層とを含む上記中間層を形成することを含む。
上記第2の態様、又は上記第2の態様の第1乃至第2の取り得る実装様態、の何れか一を参照するに、上記第2の態様の第6の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板上に上記中間層を堆積させることは、ジルコニアセラミック基板上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を堆積させ、且つ上記混合物層上に、その材料が二酸化シリコンである接続層を堆積させて、上記混合物層と上記接続層とを含む上記中間層を形成することを含む。
上記第2の態様、又は上記第2の態様の第1乃至第2の取り得る実装様態、の何れか一を参照するに、上記第2の態様の第7の取り得る実装様態において、上記ジルコニアセラミック基板上に上記中間層を堆積させることは、ジルコニアセラミック基板上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である上記中間層を堆積させることを含む。
上記第2の態様の第3、第4、第6、又は第7の取り得る実装様態を参照するに、上記第2の態様の第8の取り得る実装様態において、上記ジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比は、1:9から9:1の範囲である。
本発明の実施形態において、外装ジルコニアセラミック部品は、ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜との間に配置され且つジルコニアセラミック基板及び指紋防止膜に別々に接合された中間層を含み、中間層の材料は二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである。本発明の実施形態によれば、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層が、ジルコニアセラミック基板の表面上に配置される。中間層とジルコニアセラミック基板との間に、及び中間層と指紋防止膜との間に、安定した化学結合を生成させることができる。故に、この中間層を用いることによって、指紋防止膜をジルコニアセラミック基板に接着させることができ、ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜との間の密着性が改善され得るとともに、指紋防止膜の耐摩耗性が改善され得る。
本発明の実施形態における又は従来技術における技術的ソリューションをいっそう明瞭に説明するため、以下、実施形態又は従来技術を説明するのに必要な添付図面を簡単に説明する。明らかなように、当業者はさらに、創作努力なしで、添付図面からその他の図を導き出し得る。
本発明の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の他の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の他の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の他の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の他の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の他の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。 本発明の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法のフローチャートである。
本発明における技術的ソリューションを当業者によりよく理解してもらうため、以下、本発明の実施形態内の添付図面を参照して、本発明の実施形態における技術的ソリューションを明瞭且つ十分に説明する。明らかなように、説明される実施形態は、本発明の実施形態のうちの全てではなく単に一部である。本発明の実施形態に基づいて創作努力なしで当業者によって得られるその他全ての実施形態も、本発明の保護範囲に入るものである。
図1を参照するに、図1は、本発明の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品の模式的な構造図である。
図1に示されるように、外装ジルコニアセラミック部品は、ジルコニアセラミック基板101と、ジルコニアセラミック基板101上に配置された中間層102と、中間層102上に配置された指紋防止膜103とを含んでいる。中間層102は、ジルコニアセラミック基板101及び指紋防止膜103に別々に接合されている。
ジルコニアセラミック基板101の形状は、要求に従って設定され得る。指紋防止膜103の材料は、過フッ素化チェインの末端のシランである。指紋防止膜103の厚さは、5nmから30nmの範囲とし得る。中間層102は、二酸化シリコン及び二酸化ジルコニウム材料によって形成された単層又は多層の構造とし得る。中間層102が多層構造であるとき、様々な実際の要求に従って、中間層102の階層構造、及び中間層の各層を形成するのに使用される材料は様々であり得る。
オプションの一実装様態において、図2に示されるように、中間層102は、ジルコニアセラミック基板101の表面上に配置された遷移層1021と、遷移層1021上に配置された混合物層1022と、混合物層1022上に配置された接続層1023とを含むことができ、そして、接続層1023上に指紋防止膜103が配置される。
オプションの他の一実装様態において、図3に示されるように、中間層102は、ジルコニアセラミック基板101の表面上に配置された遷移層1021と、遷移層1021上に配置された混合物層1022とを含むことができ、そして、混合物層1022上に指紋防止膜103が配置される。
オプションの他の一実装様態において、図4に示されるように、中間層102は、ジルコニアセラミック基板101の表面上に配置された遷移層1021と、遷移層1021上に配置された接続層1023とを含むことができ、そして、接続層1023上に指紋防止膜103が配置される。
オプションの他の一実装様態において、図5に示されるように、中間層102は、ジルコニアセラミック基板101の表面上に配置された混合物層1022と、混合物層1022上に配置された接続層1023とを含むことができ、そして、接続層1023上に指紋防止膜103が配置される。
オプションの他の一実装様態において、図6に示されるように、中間層102は、ジルコニアセラミック基板101の表面上に配置された混合物層1022のみを含むことができ、そして、混合物層1022上に直に指紋防止膜103が配置される。
以上の実施様態において、遷移層1021の材料は二酸化ジルコニウムとすることができ、混合物層1022の材料はジルコニア−シリカ複合物とすることができ、そして、接続層1023の材料は二酸化シリコンとすることができる。遷移層1021、混合物層1022、及び接続層1023の全厚さは、5nmから30nmの範囲とし得る。外装部品の硬度及び指紋防止膜103の密着性に関する様々な要求を満たすため、ジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比は、1:9から9:1の範囲である。
この実施形態によれば、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層が、ジルコニアセラミック基板の表面上に配置される。中間層とジルコニアセラミック基板との間に、及び中間層と指紋防止膜との間に、安定した化学結合を生成させることができる。故に、ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜との間の密着性が改善され得るとともに、指紋防止膜の耐摩耗性が改善され得る。
本発明における外装ジルコニアセラミック部品の実施形態に対応して、本発明は更に、外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法の実施形態を提供する。
図7を参照するに、図7は、本発明の一実施形態に従った外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法のフローチャートである。図7に示されるように、本発明における外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法は、以下のステップを含み得る。
ステップ701:ジルコニアセラミック基板を配置する。
ジルコニアセラミック基板が形を成した後、ジルコニアセラミック基板は、先ず外装部品製造装置のキャビティ内に置かれ、次いで洗浄される。様々なプロセス要求に従って、製造装置は、先ず、真空システムを用いることによってキャビティの真空排気を行い、次いで、雰囲気システム及び補助システムを用いることによってジルコニアセラミック基板の表面を洗浄し得る。ジルコニアセラミック基板の表面を洗浄することには数多くの手法が存在する。例えば、それらの手法は、プラズマ洗浄法又はグロー放電洗浄法を含み得る。
ステップ702:ジルコニアセラミック基板上に中間層を堆積させる。中間層の材料は、二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである。
上記洗浄が完了した後、製造装置は、ジルコニアセラミック基板上に中間層を堆積させ得る。様々な実際の要求に従って、製造装置は、ジルコニアセラミック基板の表面の領域のうちの一部のみの上に中間層を堆積させてもよいし、ジルコニアセラミック基板の表面の領域全体上に中間層を堆積させてもよい。
中間層の様々な構造に従って、製造装置は、異なる堆積法を用いることによって中間層を堆積させ得る。
中間層が遷移層、混合物層及び接続層を含むとき、製造装置は、先ずジルコニアセラミック基板上に遷移層を堆積させ、次いで遷移層上に混合物層を堆積させ、最後に混合物層上に接続層を堆積させることで、これら遷移層、混合物層、及び接続層を含む中間層を形成し得る。
中間層が遷移層及び混合物層を含むとき、製造装置は、先ずジルコニアセラミック基板上に遷移層を堆積させ、次いで遷移層上に混合物層を堆積させることで、これら遷移層及び混合物層を含む中間層を形成する。
中間層が遷移層及び接続層を含むとき、製造装置は、先ずジルコニアセラミック基板上に遷移層を堆積させ、次いで遷移層上に接続層を堆積させることで、これら遷移層及び接続層を含む中間層を形成し得る。
中間層が混合物層及び接続層を含むとき、製造装置は、先ずジルコニアセラミック基板上に混合物層を堆積させ、次いで混合物層上に接続層を堆積させることで、これら混合物層及び接続層を含む中間層を形成し得る。
中間層が混合物層のみを含むとき、製造装置は、ジルコニアセラミック基板上に混合物層のみを堆積させることで中間層を形成し得る。
遷移層の材料は二酸化ジルコニウムとすることができ、混合物層の材料はジルコニア−シリカ複合物とすることができ、そして、接続層の材料は二酸化シリコンとすることができる。遷移層、混合物層、及び接続層の全厚さは、5nmから30nmの範囲とし得る。
中間層は、例えば物理気相成長(Physical Vapor Deposition)又は化学気相成長(Chemical Vapor Deposition)などの堆積法にて堆積され得る。ターゲット材料、堆積システム、及び雰囲気システムを制御することによって、異なる構造及び異なる材料を有する中間層を堆積させ得る。例えば、混合物層を堆積させるとき、ターゲット材料としてジルコニウム−シリコン合金又はジルコニウムシリケートを用いることができ、混合物層は、マグネトロンスパッタリング、マルチアークイオンプレーティング、又は他の手法によって堆積される。遷移層を堆積させるとき、ターゲット材料として二酸化ジルコニウムを選択し得る。接続層が堆積されるとき、ターゲット材料として二酸化シリコンを選択し得る。外装ジルコニアセラミック部品の硬度及び指紋防止膜の密着性に関する様々な要求に従って、混合物層を形成するのに使用されるジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比は、1:9から9:1の範囲とし得る。
ステップ703:中間層上に指紋防止膜を堆積させる。
中間層を堆積させることが完了した後、製造装置は更に、中間層上に指紋防止膜を堆積させ得る。具体的には、中間層が接続層と他の層とを含むとき、指紋防止膜は接続層上に堆積されることができ、あるいは、中間層が、遷移層及び混合物層のみを含むとき、又は混合物層のみを含むとき、指紋防止膜は混合物層上に堆積され得る。指紋防止膜の材料は、過フッ素化チェインの末端のシランとし得る。
この実施形態によれば、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層が、ジルコニアセラミック基板の表面上に配置される。中間層とジルコニアセラミック基板との間に、及び中間層と指紋防止膜との間に、安定した化学結合を生成させることができる。故に、ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜との間の密着性が改善され得るとともに、指紋防止膜の耐摩耗性が改善され得る。
本明細書における実施形態は全て漸進的に説明されている。実施形態における同一又は同様の部分についてはそれらの実施形態を参照されたく、各実施形態は他の実施形態とのの差異に焦点を当てている。特に、方法の実施形態は、構造の実施形態と基本的に同様であり、それ故に簡単に説明されている。関連する部分については、構造の実施形態における説明を参照されたい。
以上の説明は、本発明の実施様態であり、本発明の保護範囲を限定することを意図したものではない。本発明の精神及び原理を逸脱することなく為される如何なる変更、均等物、置換、及び改良も、本発明の保護範囲に入るものである。

Claims (10)

  1. ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜とを有する外装ジルコニアセラミック部品であって、前記ジルコニアセラミック基板と前記指紋防止膜との間に配置され且つ前記ジルコニアセラミック基板及び前記指紋防止膜に別々に接合された中間層を更に有し、前記中間層の材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンであり、
    前記中間層は、前記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、前記遷移層上に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層と、前記混合物層と前記指紋防止膜との間に配置され、その材料が二酸化シリコンである接続層とを有する、
    装ジルコニアセラミック部品。
  2. ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜とを有する外装ジルコニアセラミック部品であって、前記ジルコニアセラミック基板と前記指紋防止膜との間に配置され且つ前記ジルコニアセラミック基板及び前記指紋防止膜に別々に接合された中間層を更に有し、前記中間層の材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンであり、
    前記中間層は、前記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、前記遷移層と前記指紋防止膜との間に配置され、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層とを有する、
    装ジルコニアセラミック部品。
  3. ジルコニアセラミック基板と指紋防止膜とを有する外装ジルコニアセラミック部品であって、前記ジルコニアセラミック基板と前記指紋防止膜との間に配置され且つ前記ジルコニアセラミック基板及び前記指紋防止膜に別々に接合された中間層を更に有し、前記中間層の材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンであり、
    前記中間層は、前記ジルコニアセラミック基板の表面上に配置され、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層と、前記遷移層と前記指紋防止膜との間に配置され、その材料が二酸化シリコンである接続層とを有する、
    装ジルコニアセラミック部品。
  4. 前記ジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比が、1:9から9:1の範囲である、
    請求項1又は2に記載の外装ジルコニアセラミック部品。
  5. 外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法であって、
    ジルコニアセラミック基板を配置し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層を堆積させて、前記ジルコニアセラミック基板と前記中間層とが接合されるようにし、且つ
    前記中間層上に指紋防止膜を堆積させて、前記指紋防止膜と前記中間層とが接合されるようにする、
    ことを有し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に前記中間層を堆積させることは、
    ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、
    前記遷移層上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を堆積させ、且つ
    前記混合物層上に、その材料が二酸化シリコンである接続層を堆積させて、前記遷移層と、前記混合物層と、前記接続層とを有する前記中間層を形成する
    ことを有する、
    法。
  6. 外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法であって、
    ジルコニアセラミック基板を配置し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層を堆積させて、前記ジルコニアセラミック基板と前記中間層とが接合されるようにし、且つ
    前記中間層上に指紋防止膜を堆積させて、前記指紋防止膜と前記中間層とが接合されるようにする、
    ことを有し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に前記中間層を堆積させることは、
    ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、且つ
    前記遷移層上に、その材料がジルコニア−シリカ複合物である混合物層を堆積させて、前記遷移層と前記混合物層とを有する前記中間層を形成する
    ことを有する、
    法。
  7. 外装ジルコニアセラミック部品を製造する方法であって、
    ジルコニアセラミック基板を配置し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウム及び二酸化シリコンである中間層を堆積させて、前記ジルコニアセラミック基板と前記中間層とが接合されるようにし、且つ
    前記中間層上に指紋防止膜を堆積させて、前記指紋防止膜と前記中間層とが接合されるようにする、
    ことを有し、
    前記ジルコニアセラミック基板上に前記中間層を堆積させることは、
    ジルコニアセラミック基板上に、その材料が二酸化ジルコニウムである遷移層を堆積させ、且つ
    前記遷移層上に、その材料が二酸化シリコンである接続層を堆積させて、前記遷移層と前記接続層とを有する前記中間層を形成する
    ことを有する、
    法。
  8. 前記ジルコニア−シリカ複合物における、二酸化ジルコニウムの、二酸化シリコンに対するモル比は、1:9から9:1の範囲である、
    請求項5又は6に記載の方法。
  9. 前記ジルコニアセラミック基板を配置することは、
    前記ジルコニアセラミック基板をキャビティ内に置き、且つ
    前記キャビティの真空排気が行われた後に、前記ジルコニアセラミック基板を洗浄する
    ことを有する、請求項5乃至8の何れか一項に記載の方法。
  10. 前記ジルコニアセラミック基板を洗浄することは、
    プラズマ洗浄法又はグロー放電洗浄法にて前記ジルコニアセラミック基板を洗浄する
    ことを有する、請求項9に記載の方法。
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