包括其上沉积有成堆薄层的外部构件的表壳

技术领域

本发明涉及制表领域，并且更特别是涉及包括外部构件（composant d’habillage）的表壳，在该外部构件上沉积有成堆薄层。

背景技术

在制表领域中通常使用薄层以改变钟表构件的表面特性。薄层特别是用于装饰目的。

可使用若干方法以沉积薄层：物理气相沉积（依首字母称为“PVD”）、化学气相沉积（依首字母称为“CVD”）、原子层沉积（依首字母称为“ALD”）或电生长（croissancegalvanique）。

薄层可由纯金属、金属合金或陶瓷材料制成。

然而，根据其组成及其厚度，这些薄层提供相对有限范围的固有色。此外，根据其组成和厚度，这些层或多或少是半透明的，并且其色彩多少是不饱和的。

凭借通过堆叠不同薄层获得的干涉色可获得较大范围的色彩和更饱和的色彩，该薄层通常由半透明介电材料制成并沉积在由金属镜形成的反射层上。

然而，这些堆的色彩密切取决于薄层的光学厚度（通常约为可见光范围波长的四分之一），这需要精确控制沉积厚度并限制其在呈平面形式（即在二维上）的基质上的应用。此外，由于光路长度改变，根据其视角，由使用者感知到的这些薄层的色彩变化相当大，这对于一些美学应用来说是主要缺点。

上文所述的所有薄层都是单色的，并且多色装饰需要与期望的色彩一样多的沉积步骤，所述沉积步骤之后是中间结构化步骤，其通常是凭借光刻和化学蚀刻执行的，即所谓的“剥离（lift-off）”、“掩膜（shadow mask）”或激光烧蚀工艺。

为了满足公差要求，这些结构化步骤通常证明是繁复且昂贵的。此外，这些结构化步骤会造成污染，特别是因为其使用化学浴或者其产生气体、灰尘和其他残留物。因此，结构化步骤之后是在表中组装所产生的构件之前的清洗步骤。

因此，存在对在广泛的色彩范围内提供具有明亮且饱和色彩的构件的需要，其中外观对构件上的视角的依赖少或完全不依赖于构件上的视角，并且其中这些色彩的结构化不造成污染或导致释放气体、灰尘或其他残留物。

发明内容

本发明涉及表壳，该表壳包括中心件，表玻璃和底盖紧固到中心件以形成内部容积，在所述内部容积中，所述壳包括外部构件，成堆薄层沉积在外部构件上。

成堆薄层包括基质层、插入在透明的封装层和间隔层之间的固态相转换层，间隔层将所述相转换层与基质层分开。

由于成堆薄层的具体布置，外部构件具有产生干涉色的光学特性。

在此，“干涉色”是指由光学干涉现象产生的色彩。

相转换层构造为通过热效应展现出晶体学相变，特别是暴露于局部吸收的光线下。晶体学相变涉及其折射率的改变，从而在暴露于光线的区域和未暴露于光线的区域之间赋予成堆薄层至少两个不同的干涉色。

因此，特别是通过使相转换层和间隔层的厚度变化，可产生大范围的饱和且强烈的色彩，并且可获得外部构件的多色装饰。

值得注意的是，光线穿过表玻璃或底盖（如果底盖包括表玻璃的话），并且取决于外部构件设置的位置。

由于相转换不产生任何气体、固体或液体排放，因此产生至少两个干涉色并因此装饰外部构件并不需要后续清洁操作。

因此，可在表壳制作结束时、当销售表壳时或在售后期间装饰外部构件。该方面允许对外部构件的装饰的任何定制。

在具体实施例中，本发明还可包括以下特征中的一个或多个，不论是单独地或根据任何技术上可能的组合。

在具体实施例中，相转换层构造为具有两个可逆可转换的相态，所述相态是晶相和非晶相。

外部构件的装饰因此是可逆的。

在具体实施例中，封装层在暴露于光线下的相转换层的折射率能够变化的光线的波长处是透明的。

在具体实施例中，基质层由透明或半透明材料制成。

在具体实施例中，成堆薄层沉积在由外部构件的全部或部分形成的支撑件上，基质层或封装层由该支撑件形成。

在具体实施例中，外部构件是表盘、钟表机芯的结构、表玻璃、指针、镶字块、标识、盘或摆轮锤。

本发明的另一方面涉及用于装饰如上所述的表壳的外部构件的方法，包括在预定暴露区域上使成堆薄层暴露于光线，从而局部改变相转换层的相并且因此改变其折射率，并且因此还改变在所述暴露区域中的堆的干涉色，并且因此在所述外部构件上产生双色调图案。

因此，可在组装表壳时在表壳的外部构件上产生双色调装饰，并且因此可在所述表壳的使用寿命的任何阶段定制外部构件的装饰。

在本发明的实施方式中，光线由控制单元控制的激光束产生，以便控制相转换层的局部温度升高、暴露时间和预定暴露区域的形状。

由于该特征，可非常精确地产生图案，从而允许可构想的非常多样化的装饰并且能够实现这些装饰的高制作质量。

附图说明

参考所附附图，通过阅读以非限制性示例的方式给出的以下详细描述，本发明的其他特征和优点将显而易见，其中：

- 图1示意性地示出了根据本发明的表壳的剖视图；

- 图2示意性地示出了图1中表壳的外部构件的剖视图；

- 图3示意性地示出了图1中表壳的外部构件的剖视图，其中外部构件形成支撑件，该支撑件形成封装层；

- 图4示意性地示出了图1中表壳的外部构件的剖视图，其中支撑件形成基质层；

- 图5示意性地示出了根据本发明实施例的另外示例的图4中表壳的外部构件的剖视图，其中基质层是透明的；

- 图6示意性地示出了根据本发明实施例的另外示例的图3中表壳的外部构件的剖视图，其中基质层是透明的。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的表壳10的剖视图的示意表示。表壳10包括中心件11，表玻璃12和底盖13紧固到中心件11以形成内部容积。

在所述内部容积中，表壳10包括外部构件14，在该外部构件14上沉积有成堆薄层15。换言之，成堆薄层15形成外部构件14的涂层。

如下文更详细描述，成堆薄层15构造为在外部构件14的旨在为使用者可见的表面上赋予其若干预定干涉色。

有利地，外部构件14可由表盘形成（如图1中可见的）、由钟表机芯17的结构（例如杆或板）形成、由摆轮锤、卡圈、或由容纳在表壳10的内部容积中的或在所述表壳10上的任何其他构件（诸如底盖13、表玻璃12、表框等）形成。

值得注意的是，在本文中，下面使用的术语表玻璃是指表玻璃12或底盖13的任何表玻璃。

成堆薄层15包括基质层150、插入在透明的封装层152和间隔层153之间的固态相转换层151，间隔层153将所述相转换层151与基质层150分开。

值得注意的是，术语“透明”在本文中是指材料允许所有或部分光辐射（特别是肉眼可见光）通过的能力。

根据所讨论的本发明的实施例的示例，干涉色通过干涉效应产生，通过封装层152、相转换层151、间隔层153和基质层150的布置以反射或透射方式产生该干涉效应。

在图2中示出的本发明的实施例的示例中，成堆薄层15可沉积在由任何合适的材料制成的支撑件上，所述支撑件由外部构件14的全部或部分形成。换言之，基质层150靠着支撑件布置并将间隔层153与支撑件分开。

例如，支撑件可由金属材料、带有自然氧化的硅、玻璃、石英、蓝宝石、聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，例如以膜的形式。

在图2中示出的实施例示例中，基质层150可由反射层形成，例如由金属镜产生，优选由具有高反射系数的材料制成，例如铂、铑、银、铝等。该层可具有约100 nm的厚度，厚度在此定义为沿薄层彼此叠置的方向的尺寸。

间隔层153由透明介电材料制成。这样的材料可是氧化铟锡、二氧化硅或硫化锌。优选地，间隔层153具有的厚度在50 nm和200 nm之间。

由于其构成材料，相转换层151具有暴露于适当光线下从晶相或非晶相变为相应的非晶相或晶相的能力。

这样的光线在图1中由虚线箭头表示。

特别是，相转换层151构造为具有优选以可逆方式的两个可转换相态。换言之，相转换层151构造为能够在暴露于光线之后从初始晶相或非晶相分别改变为最终非晶相或晶相，并返回其初始相。

更具体地，成堆薄层15暴露于光线则局部地产生相转换层151的局部温度升高。应用达相对长的时间（例如若干秒或几十秒）的处于玻璃转化点之上的温度则诱导相转换层151的结晶，即从非晶相到晶相的改变；并且应用达足够短的时间的处于熔点以上的温度以固定非晶相（而没有再结晶）则诱导相转换层151的非晶化，即从晶相到非晶相的改变。

以优选示例的方式，相转换层151在已经沉积之后具有非晶相，使得初始相是非晶相。

取决于相转换层151具有晶相或是非晶相，相转换层151不具有相同的折射率。因此，相转换层151的相的改变使其折射率变化，并且因此在使用者对其视觉外观的感知的程度上，堆的干涉色取决于相转换层151的折射率。

换言之，相转换层151构造为使得在暴露于光线之后其折射率具有两个值中的任一个。值得注意的是，产生光线以经由封装层152局部地影响（impacter）成堆薄层15，使得外部构件具有两个不同的干涉色。

有利地，相转换层151由诸如Ge2Sb2Te5或AgInSbTe的相变材料制成。优选地，相转换层151具有的厚度在5 nm和20 nm之间。

在用于装饰外部构件14的方法中，光线局部地应用于成堆薄层15的表面上的预定暴露区域16上，从而在外部构件14上产生预定图案。因此，这样的图案具有与外部构件的其余部分的不同的干涉色，并且可是以标识、文字或任何其他图形表示的形式。

换言之，相转换层151的部分具有非晶相或晶相，所述层的其余部分具有不同的相，并且因此具有不同的折射率，这使得能够产生两个不同的干涉色。

优选地由激光束产生光线，该激光束由本领域技术人员本身已知的控制单元控制，以便至少控制相转换层151的局部温度升高、暴露时间和在成堆薄层15的表面上的预定暴露区域16的形状。

优选地，激光束发射波长在红外范围内的光线，本发明还可通过激光器实施，其中光束发射波长在可见光范围内或紫外范围内的光线。激光器的工作功率相对低，优选为50mW左右并且脉冲持续时间为大约5 ms，即脉冲能量为大约250 μJ，以便使相转换层151的相发生转换而没有任何由于过热、烧蚀等的影响而对其造成损坏的风险。

封装层152使得可保护成堆薄层15并且特别是保护相转换层151免受特别是氧和湿气的影响。正是通过该封装层152，相转换层151对使用者可见。

此外，封装层152在相转换层151所暴露于的光线的波长处是透明的。

特别是，封装层152可由氧化铟锡、二氧化硅或硫化锌制成。

封装层152和间隔层153的厚度和材料根据成堆薄层15的期望色彩选择。实际上，封装层152和间隔层153的厚度和材料使其各自的折射率发生变化，并且因此使干涉色发生变化。

优选地，封装层152具有大约10 nm的厚度。

成堆薄层15有利地具有非常小的厚度，并且因此可应用在表壳10的外部构件14上，而无需修改所述表壳10或所述外部构件14的设计。

有利地，在图3中示出的本发明实施例的另外示例中，封装层152可由支撑件形成，该支撑件则由透明材料制成。

使用者则经由支撑件看到成堆薄层15。

在这种情况下，外部构件14由表玻璃或由透明材料制成的表盘形成。有利地，成堆薄层15因此位于表壳10的内部容积中并且不暴露于任何摩擦。

有利地，在图4中示出的本发明实施例的另外示例中，基质层150可由支撑件形成，即由外部构件14形成，外部构件14则由反射材料制成，例如铂、铑、银、铝等。

在图2和图3中示出的本发明实施例的示例中，由于基质层150由反射层形成，成堆薄层15可能反射成堆薄层15所暴露于的光，并且以产生具有不透明的单色的干涉色的美学外观。

在分别示出在图5和图6中的本发明实施例的另外示例中，与上文描述的并在图2至图4中图示的实施例示例不同，基质150不是由反射层形成的，而是透明或半透明的。更具体地，基质层150由透明或半透明的材料形成，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、玻璃、蓝宝石等。

更具体地，在图5中可见的本发明实施例示例中，基质层150由支撑件形成，并且在图6中可见的实施例示例中，封装层152由支撑件形成。

在本发明实施例的这些示例中，由相转换层151、间隔层153和基质层150的布置产生的干涉效应是透射型的。

在图5和图6中示出的实施例示例中，使用者可通过封装层152并且通过基质层150二者观察由成堆薄层15产生的装饰。

在本发明实施例的这些示例中，外部构件14可有利地由表玻璃或表盘组成。

更一般地，应注意的是，以上考虑的实施方式和实施例已经以非限制性示例的方式进行了描述，并且因此可想到其他变形。

作为一般规则，成堆薄层15的不同薄层可通过阴极溅射方法沉积或通过其他合适的沉积方法沉积。