JPH0745708B2

JPH0745708B2 - 複合混合多層膜

Info

Publication number: JPH0745708B2
Application number: JP63109479A
Authority: JP
Inventors: 洋一村山
Original assignee: オリエント時計株式会社; 洋一村山
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1988-05-02
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH01279744A; KR970000191B1; KR890017384A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は複合混合多層膜に関するものである。さらに
詳しくは、この発明は、装飾性、機能性等に優れた金ま
たはその合金と有機物との複合混合膜を配設した多層膜
に関するものである。

（従来の技術）金属、ガラス、セラミック、プラスチック等の基板の表
面に、金属、無機物、あるいは有機ポリマーなどの蒸着
薄膜を形成し、絶縁膜、反射膜、光学薄膜、表示素子、
電子デバイスなどとして用いることは、これまでにも広
く行われてる。そのための反応プロセスとして、真空蒸
着、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD、MOC
VD、MBEなどの様々なものが知られてもいる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の薄膜形成方法、そして
薄膜においては、所望の特性、機能性を持った薄膜を製
造するためには、いまだに改善すべき課題があり、ま
た、薄膜の利用についても様々な見地からの検討が必要
とされている現状にある。

このような課題のひとつとして、色調に優れ、耐食性、
密着性、耐摩耗性等の機能性も良好で、時計や装身具等
に有用な外装品に用いることのできる金色の複合膜はこ
れまでは実現されておらず、しかも従来の方法によって
これを形成するには、高価な金またはその合金からなる
層を作製することが必要であり、機能性に優れ、かつ安
価な複合膜を形成することが難しいという課題があっ
た。

また、金またはその合金からなる層をTiN層と多層化す
ることも知られているが、この場合にはどうしても色調
が劣り、また耐摩耗性、層間密着性の点において満足で
きるものとなっていなかった。

この発明は、このような課題を解決するためになされた
ものであり、金またはその合金と有機物からなる複合混
合多層膜を形成することで前記の課題を解決しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段）この発明の複合混合多層膜は、基板上に、プラズマ励起
により蒸着したTiN膜と、金またはその合金と、有機物
とを同時にプラズマ励起により気相蒸着した複合混合膜
とを配設してなることを特徴としている。

この場合の有機物としては、ポリカーボネート、ポリア
クリレート、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリオレ
フィン、ポリエチレンなどを用いる。

通常、気相蒸着による薄膜形成においては、金属粒子や
無機物による密度の増大は難しく、薄膜にはピンホール
が発生しやすい。そして、耐摩耗性の向上も難しい課題
となる。また、表面平滑性が得られにくいため、多層化
した場合には層間の密着性に問題が生じやすい。しか
し、この発明のように、プラズマ励起により成膜し、し
かも、有機物と金またはその合金とを複合混合膜とする
ことにより、ピンホールの発生を抑え、耐摩耗性を向上
させるとともに、表面平滑性が確保されるため、層間密
着性を向上させることができる。

そして、より重要なことであるが、金色の色調が良好に
保たれ、TiNとの多層化により、高価な金の使用量を低
減することができる。

そして、この発明では、複合混合多層膜を形成する基板
の材質や各層の膜厚などにより、複合混合膜の下層にプ
ラズマ励起による透明プラズマ重合膜を一体配設するこ
ともできる。これにより、層間の密着性はより向上し、
色調も損われることはない。

またこの発明の多層膜の最外表面には、各種の透明性の
無機薄膜や有機膜をプラズマ励起により配設し、さら
に、表面の耐摩耗性、色調の維持、向上を図ることもで
きる。

金またはその合金と有機物との複合混合膜を形成するプ
ラズマ励起による気相蒸着の方法としては、金またはそ
の合金と有機物とを蒸発させ、蒸発粒子を同時にプラズ
マ励起し、イオン化粒子、中性粒子、あるいはラジカル
の状態において蒸着させることにより形成する方法、あ
るいは有機物は、モノマーガスとして導入し、同様にプ
ラズマ励起により金またはその合金と同時に蒸着させる
方法等が採用される。色調および密着強度の点からは励
起状態において同時に蒸着することが欠かせない。

この場合、蒸発させた粒子は、真空反応装置内において
グロー放電によって励起し、プラズマ・イオン化する。
この際のプラズマ・イオン化の手段としては、ホローカ
ソード方式、高周波励起方式等のイオンプレーティン
グ、プラズマCVD等の手段を採用することができる。

イオンプレーティング法による場合には、たとえば真空
反応装置内の圧力を10^-2〜10^-5Torr程度の真空状態と
し、アルゴン等の不活性ガスを導入してもよい。基板の
温度は、室温〜400℃程度の範囲とすることができる。
また、TiN膜については、窒素ガス、アンモニアガスの
導入による反応性イオンプレーティングによって蒸着す
ることができる。この場合のガス圧は、10^-4Torr以上と
するのが好ましい。

以上の通りこの発明によって、色調並びに耐摩耗性、耐
食性等に優れ、密着強度が良好な複合混合多層膜を実現
することができる。

次にこの発明の実施例を示し、さらに詳しくこの発明の
構成および効果について説明する。もちろん、この発明
は以下の実施例によって限定されるものではない。

実施例１高周波励起方式によるイオンプレーティング装置を用い
て複合混合多層膜を形成した。第１図はこの例について
示したものである。すなわち、基板（１）としてはステ
ンレス板を用い、５×10^-5Torrのアルゴンガスを導入し
て、ステンレス板のボンバード処理を行い、次いで８×
10^-4Torrの条件下に窒素ガスと蒸発Ti粒子との反応性イ
オンプレーティングにより、TiNの薄膜（２）を蒸着形
成した。放電電力300W、基板温度100℃の条件下、３分
間の反応によって薄膜0.2μｍのTiN薄膜（２）を形成し
た。

次いで４×10^-3Torrのアルゴン圧の条件下に、金とポリ
カーボネートの蒸発粒子を高周波励起によりプラズマイ
オン化して、複合混合膜（３）を基板に蒸着形成した。
この結果金の色調と変わらぬ複合混合膜（３）が得ら
れ、耐摩耗性は基板上に金の薄膜を蒸着させた場合の約
２倍であり、密着強度については90゜の折り曲げテスト
で剥離もみられず、耐食性にも優れたものであった。

実施例２実施例１と同様に、第２図に示したように窒化チタンの
薄膜（２）を形成した後に、４×10^-3Torrのアルゴン圧
の条件下に、ポリカーボネートの蒸発粒子をプラズマイ
オン化して基板上にプラズマ重合膜を蒸着させてアンダ
ーコート（４）を形成した。

その後、ポリカーボネートの蒸発と合せて金・クロム合
金（クロム含有２％）を同時に蒸発し、ポリカーボネー
トと金・クロム合金の複合混合膜（３）を約0.2μｍ厚
さでポリカーボネート重合膜の上に形成した。

このものは、金・クロム合金の色調と変わらず、密着性
もすぐれ90゜の折り曲げテストで剥離もみられず、耐磨
耗性、耐食性にも優れたものであった。

実施例３実施例１と同様に、第４図に示したように、窒化チタン
薄膜（２）を形成した後に、４×10^-3Torrのアルゴン圧
の条件下に、ポリカーボネートの蒸発粒子をプラズマイ
オン化して基板上にアンダーコート（４）としてプラズ
マ重合膜を蒸着させた。

その後、ポリカーボネートの蒸発と合わせて金・クロム
合金（クロム含有２％）を同時に蒸発し、ポリカーボネ
ートと金・クロム合金の複合混合膜（３）を約0.2μｍ
厚さでポリカーボネート重合膜のアンダーコート（４）
上に形成した。次いで、金・クロム合金の蒸発を止め、
トップコート（５）としてポリカーボネートのみの重合
膜を約0.2μｍの厚さで複合混合膜の上に蒸着させた。

得られた複合混合多層膜は、金・クロム合金の色調と変
わらず、密着性もすぐれ90゜の折り曲げテストで剥離も
みられず、耐磨耗性、耐食性にも優れたものであった。

実施例４実施例１で得た複合混合膜（３）の表面に、第３図に示
したように、４×10^-3Torrのアルゴン圧の条件下に、ト
ップコート（５）としてポリカーボネートプラズマ重合
膜を蒸着させた。これにより硬質の透明重合膜が得られ
た。この複合混合多層膜は金の色調と変わらず、光沢の
あるものとなり、格調の高いものとなった。また、この
透明重合膜は複合混合膜の保護性に優れ、密着性、耐磨
耗性、耐食性も実施例１と同様に優れたものであった。

実施例５第５図に示したように、実施例４で得た複合混合多層膜
の表面に、ITOを蒸発源とし、酸素ガス３×10^-4Torr、
放電電力300W、基板温度30℃において、0.3μｍ厚のITO
の透明導電膜（６）を形成した。この場合の複合混合多
層膜も金の色調と変わらず、光沢のある格調の高いもの
であって、複合混合膜の保護性はさらに増加し、密着
性、耐摩耗性、耐食性も実施例１と同様に優れたもので
あり、かつ表面導電性（抵抗,200Ω／□）の複合混合多
層膜を得た。

（発明の効果）以上詳しく説明したように、金またはその合金と有機物
を同時にプラズマ励起により気相蒸着し、TiN層ととも
に複合混合多層膜を形成し、必要によりトップコート、
アンダーコート又はトップコートとアンダーコートを併
用するように構成したことにより、下記の通りの優れた
効果が得られた。

1.金色の色調を変えることなく、高価な金の使用量を経
らすことができる。

2.有機物との複合混合膜を配設しているため、摩擦係数
を小さくすることができ、耐磨耗性を向上させることが
できる。

3.金またはその合金のみで形成した薄膜、さらには、そ
れとTiNとの多層膜ではピンホールの発生などにより耐
食性が変る場合もあるが、この発明の複合混合多層膜で
は耐食性を著しく向上させることができる。

4.直接肌に触れる品物にこの発明の複合混合多層膜を配
設することにより、金属、合金または無機物に触れた場
合の冷たさは少い。

5.複合混合多層膜の表面に導電性等の機能を持たすこと
ができる。

このような利点は、装飾品又は時計、メガネ等の実用品
に適用すると特に効果があり、さまざまな色調をデザイ
ンの一部とした表示素子、その他応用の範囲も極めて広
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示したものであり、金
属複合混合膜をあらかじめTiNを積層した基板に蒸着し
た例を示した部分断面図である。第２図は、この発明の他の実施例を示したものであり、
基板に積層したTiNの上にアンダーコートを施し、さら
にアンダーコートの上に金色複合混合膜を形成した例を
示した部分断面図である。第３図は、この発明のさらに他の実施例を示したもので
あり、基板に積層したTiNの上に金色複合混合膜を形成
し、さらにその上にトップコートを蒸着した例を示した
部分断面図である。第４図は、基板に積層したTiNの上
にアンダーコートを施し、その上に金色複合混合膜を形
成し、さらにその上にトップコートを蒸着した例を示し
た部分断面図である。第５図は、第３図に示す複合混合多層膜の表面に、透明
導電膜を形成した例を示した部分断面図である。第６図は、第３図に示し複合混合多層膜の上に、さらに
複合混合膜を形成した例を示した部分断面図である。１……基板２……TiN薄膜３……複合混合膜４……アンダーコート５……トップコート６……透明導電膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、プラズマ励起により蒸着したTi
N膜と、金またはその合金と有機物とを同時にプラズマ
励起により気相蒸着した複合混合膜とを配設してなるこ
とを特徴とする複合混合多層膜。
【請求項２】有機物がポリカーボネート、ポリアクリレ
ート、ポリシロキサン、ポリエステル、ポリオレフィン
である請求項１記載の複合混合多層膜。