專利名稱：全介質(zhì)光變顏料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及顏料，更具體地涉及用于油漆、油墨和其它產(chǎn)品的光變二色性顏料薄片。
背景技術(shù)：
干涉顏料和裝置是公知的。通常，通過(guò)在真空下在薄片狀襯底上化學(xué)淀積介質(zhì)層，或在真空下在柔性網(wǎng)上淀積透明介質(zhì)層、半透明金屬層和金屬反射層的組合形成多層薄膜干涉結(jié)構(gòu)而制備光變薄膜顏料薄片。在真空下淀積后從柔性網(wǎng)上去除所述結(jié)構(gòu)和在隨后的工藝過(guò)程中調(diào)整大小。金屬介質(zhì)干涉結(jié)構(gòu)典型地具有至少一個(gè)金屬反射層、至少一個(gè)透明介質(zhì)層和至少一個(gè)半透明金屬層，而全介質(zhì)干涉結(jié)構(gòu)由具有不同折射率的多個(gè)介質(zhì)層構(gòu)成?？衫眠@些層的不同組合實(shí)現(xiàn)期望的光變效果。
顏料中的變色源于從疊層件薄層反射的光束的干涉。當(dāng)入射光束遇到金屬-介質(zhì)-金屬干涉顏料的第一層時(shí)，一部分光反射，另一部分通過(guò)第一層進(jìn)入第二層。然后透射的光束部分由第三層部分反射和再次透射通過(guò)第二層。一部分反射波通過(guò)第一層，在其中其可與由濾光片表面反射的光進(jìn)行相長(zhǎng)干涉或相消干涉。當(dāng)層的厚度為奇數(shù)個(gè)四分之一波長(zhǎng)時(shí)，發(fā)生最大相消反射光干涉；而當(dāng)層的厚度為偶數(shù)個(gè)四分之一波長(zhǎng)時(shí)，發(fā)生最大相長(zhǎng)光干涉。
從干涉顏料反射色取決于光通過(guò)介質(zhì)材料的路徑長(zhǎng)度。當(dāng)在垂直入射光下觀察顏料時(shí)，看見(jiàn)某種顏色，例如橙色。當(dāng)入射角和干涉顏料中內(nèi)反射角增加時(shí)，通過(guò)介質(zhì)材料的光程長(zhǎng)度變得比垂直入射時(shí)短，且從表面反射色會(huì)變?yōu)榫G色。在垂直視角或垂直入射光的角度下，顏料的光譜反射曲線在可見(jiàn)光譜的長(zhǎng)波范圍可具有一個(gè)或幾個(gè)峰。當(dāng)角度增加時(shí)，峰移位到短波長(zhǎng)的區(qū)域，引起反射色從橙色變?yōu)榫G色。
使用色移光干涉設(shè)備鑒定產(chǎn)品和文件，是因?yàn)樵诔Ｒ?guī)彩色打印機(jī)上得到的這種制品的拷貝不能實(shí)現(xiàn)色移效果。光干涉設(shè)備作為箔片使用或進(jìn)行印刷。例如，將全介質(zhì)的或金屬-介質(zhì)-金屬多層光學(xué)疊層件施用于襯底如一張紙上作為光學(xué)箔片。光學(xué)疊層件由真空沉積的具有低和高折射率的金屬膜和介質(zhì)膜制成。當(dāng)垂直觀察時(shí)，鑒定結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)紅色。隨著視角離法線而增加，它們的峰反射逐漸朝光譜的藍(lán)色區(qū)域移位(“藍(lán)移(down-spectrum shift)”)。
還通過(guò)將在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)如油漆介質(zhì)或油墨介質(zhì)中的色移薄片施用于表面上制成光變裝置。已經(jīng)通過(guò)在柔性網(wǎng)上淀積半透明金屬層、然后淀積介質(zhì)層、金屬反射層、另一層介質(zhì)層、和最后淀積另一層半透明金屬層形成金屬-介質(zhì)-金屬色移薄膜薄片和涂層。將薄膜層以對(duì)稱的方式排序，以使無(wú)論哪個(gè)側(cè)面朝向入射輻射都實(shí)現(xiàn)相同的預(yù)定顏色。
全介質(zhì)設(shè)計(jì)在任何一側(cè)具有相同的反射率，無(wú)論它們是否對(duì)稱。全介質(zhì)二色性油漆薄片具有(L/2HL/2)n的光學(xué)設(shè)計(jì)，其中L和H分別表示低和高折射率材料的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，因此L/2表示低折射率材料的八分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度。全介質(zhì)薄片的反射色是不飽和的。
已經(jīng)對(duì)薄膜薄片的光學(xué)特征進(jìn)行了進(jìn)一步改善，所述薄膜薄片可用于裝飾用和防仿造用油漆和油墨中。對(duì)稱的多層光學(xué)裝置(如薄片和箔片)由透明的全介質(zhì)疊層件組成，或由透明介質(zhì)層和半透明金屬層的疊層件組成。在全介質(zhì)疊層件的情況中，光學(xué)涂層由高折射率材料和低折射率材料的交互層組成。用于高折射率層的適當(dāng)材料包括硫化鋅或二氧化鈦，用于低折射率層的適當(dāng)材料包括氟化鎂或二氧化硅。隨著視角增加，反射峰向光譜的短波區(qū)位移。
通常，干涉顏料的光譜反射圖具有一個(gè)或幾個(gè)反射峰負(fù)責(zé)產(chǎn)生顏色。如果所述圖具有一個(gè)峰，例如在650nm具有最大值，則從顏料反射色將為紅色。如果所述圖具有兩個(gè)峰，例如在650nm和450nm具有最大值，則從顏料反射色將為紫紅色，為紅色(650nm)和藍(lán)色(450納米)生成的混合色。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)改變疊層件的光學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)顏料的顏色和色移，以使光譜反射峰位于提供所需變色的方向上和朝向所述方向位移。
然而，調(diào)整薄片或箔片的光學(xué)設(shè)計(jì)在得到的顏色性能中具有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，顏料的光譜反射曲線的反射峰的位移不通過(guò)整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍。這是指干涉顏料的顏色不隨視角的增加覆蓋全部四個(gè)色域象限。另外的缺點(diǎn)是峰可以是寬的或是窄的。窄的高反射峰提供清晰、飽和的顏色，而寬的放射峰表示顏色的混和色。顏料的光譜反射曲線上存在第二個(gè)峰以至幾個(gè)峰使顏料的顏色較不飽和。
另一個(gè)技術(shù)基于多個(gè)周期的介質(zhì)墊板-金屬吸收劑和構(gòu)建在反射金屬層上。所述結(jié)構(gòu)的光學(xué)設(shè)計(jì)提供對(duì)反射峰有目的抑制，以產(chǎn)生額外的彩色效果。據(jù)表明，使用兩個(gè)或更多周期有可能抑制波形中的峰，以實(shí)現(xiàn)不同于在單一周期設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的色移效果。
為了精確描述物體的色值，使用由Commission Internationale de l′Elclairage(CIE)開(kāi)發(fā)的XYZ三刺激色坐標(biāo)系統(tǒng)(CIE XYZ)，目前其在工業(yè)中被用作標(biāo)準(zhǔn)。在這一系統(tǒng)中，使用反射曲線或透射曲線和光源的能量分布，顏色可以完全和精確地通過(guò)變量X、Y和Z表述，顏色被數(shù)學(xué)地測(cè)定為覆蓋從約380nm到約770nm的可見(jiàn)光譜的三個(gè)分布函數(shù)的集合。將X、Y、和Z歸一化得到的數(shù)值x、y、和z在本領(lǐng)域已知為色度坐標(biāo)，其通常在工業(yè)中用于量化顏色的各個(gè)方面，如純度、色調(diào)和亮度。
工業(yè)中另一個(gè)已知標(biāo)準(zhǔn)為CIE定義的L*a*b*色空間。在這一色空間中，L*表示光亮度，a*和b*為色度坐標(biāo)。相對(duì)于(CIE XYZ)坐標(biāo)系統(tǒng)，CIE L*a*bu*方程為L(zhǎng)*＝116(Y/Yw)1/3-16a*＝500[(X/Xw)1/3-(Y/Yw)1/3]b*＝200[(Y/Yw)1/3-(Z/Zw)1/3]其中Xw、Yw、和Zw為在特定的光源下相對(duì)于白色基準(zhǔn)的X、Y、和Z值。
在L*a*b*色度圖中，a*軸垂直于b*軸，a*逐漸變?yōu)檎当硎炯t色色飽和度變深，a*逐漸變?yōu)樨?fù)值表示綠色色飽和度變深。沿b*軸，b*逐漸變?yōu)檎当硎军S色色飽和度變深，而b*逐漸變?yōu)樨?fù)值表示藍(lán)色色飽和度變深。表示光亮度的L*軸垂直于a*軸和b*軸的平面。L*軸與a*軸和b*軸一起提供對(duì)物體顏色屬性的完整描述。顏色的色調(diào)h*為視覺(jué)屬性，其中區(qū)域表現(xiàn)出類似于紅色、黃色、綠色、和藍(lán)色中的一個(gè)顏色，或類似于被認(rèn)為處于閉環(huán)中的相鄰一對(duì)所述顏色的組合。顏色的色飽和度C*是顏色的屬性，用于表示顏色偏離同樣光亮度的灰色的程度。色飽和度可以如下計(jì)算C*＝(a*2+b*2)1/2在坐標(biāo)中心色飽和度等于零，并隨距離中心的距離增加而增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方案使全介質(zhì)光學(xué)顏料具有獨(dú)特的顏色性質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施方案的顏料的光學(xué)設(shè)計(jì)能夠制造具有較大色移的油墨、油漆和其它產(chǎn)品，在某些情況中其覆蓋全部四個(gè)色域象限，和在其它情況中其從一個(gè)顏色迅速地位移到另一個(gè)的顏色。一些實(shí)施方案包括的顏料具有在人類視覺(jué)范圍以外顯著變化的反射率，如在近紅外(“NIR”)范圍。本發(fā)明實(shí)施方案的油墨用于為有價(jià)證券、包裝、和制品提供防偽保護(hù)，以及用于裝飾的目的。
本發(fā)明實(shí)施方案的二色性顏料薄片具有多個(gè)薄膜層，其為(aHbL)naH設(shè)置，其中n為整數(shù)，a和b為乘數(shù)，H表示具有第一相對(duì)折射率最小為2.0和在中心波長(zhǎng)λ0下為四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度的高折射率材料層，L表示具有第二相對(duì)折射率最大為1.6和在λ0下為四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度的低折射率材料層，其中比值a∶b為1∶4到4∶1之間的整數(shù)比，且a+b＝2，λ0為波長(zhǎng)。二色性顏料薄片的外層由高折射率材料制成，以便于在低折射率載體或介質(zhì)如油漆介質(zhì)或油墨介質(zhì)中使用所述顏料薄片。適當(dāng)?shù)剡x擇比值a∶b和所選波長(zhǎng)λ0可實(shí)現(xiàn)寬的顏色移位或迅速的顏色移位。通過(guò)疊層件的光學(xué)設(shè)計(jì)，在垂直視角下顏料的光譜反射曲線的第m級(jí)峰被抑制和當(dāng)視角改變(或?qū)⒈∑瑑A斜)時(shí)第m級(jí)峰再生。
在某些實(shí)施方案中，比值a∶b為1∶4到4∶1之間的整數(shù)比，且(a+b)等于2和λ0為400nm到2,200nm之間的波長(zhǎng)，在垂直視角下具有低于10％反射率的第二級(jí)反射譜帶和低于10％反射率的第四級(jí)反射譜帶。
本發(fā)明實(shí)施方案的二色性顏料薄片具有多個(gè)薄膜層，形成具有第m級(jí)反射峰的光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)，其中m為大于1的整數(shù)，第m級(jí)反射峰在第一視角具有第一反射率和在第二視角具有第二反射率，第一反射率和第二反射率表示為以總反射率計(jì)的百分比，其中第一反射率比第二反射率小至少20％。
在具體的實(shí)施方案中，在第一視角下第m級(jí)反射譜帶內(nèi)的第一個(gè)反射率最多為5％，在第二視角下第二反射率最少為60％。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為實(shí)施方案的組件100的簡(jiǎn)圖，其包括簡(jiǎn)化的二色性顏料薄片101的橫截面，所述二色性顏料薄片101由載體99如澄清的或著色的油漆基(base)或油墨介質(zhì)所圍繞。
圖2A為預(yù)期的全介質(zhì)顏料薄片在零度視角(垂直視角)的反射圖，所述全介質(zhì)顏料薄片具有為1750nm設(shè)計(jì)的H-L-H-L-H的光學(xué)疊層件。
圖2B為預(yù)期的圖2A的全介質(zhì)色移顏料薄片離法線為30度視角的反射圖。
圖2C為預(yù)期的圖2A和2B的全介質(zhì)色移顏料薄片離法線為45度視角的反射圖。
圖2D為預(yù)期的圖2A-圖2C中所示的在λ0＝1750nm具有光學(xué)設(shè)計(jì)為H-L-H-L-H的全介質(zhì)色移干涉顏料的色移圖。
圖3A-圖3D說(shuō)明與在垂直入射時(shí)具有類似反射率的金屬-介質(zhì)-金屬光學(xué)設(shè)計(jì)相比，預(yù)期的本發(fā)明實(shí)施方案的另一個(gè)薄膜干涉顏料實(shí)施例的顏色性能。
圖4A-圖4C說(shuō)明預(yù)期的在多種顏料之間光學(xué)性能的差別。
圖5為預(yù)期的不對(duì)稱全介質(zhì)顏料薄片設(shè)計(jì)的色移圖。
具體實(shí)施方案I.使用真空淀積技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的工藝控制為可預(yù)測(cè)的光變顏料和箔片提供了可能性。根據(jù)發(fā)現(xiàn)，在空氣或優(yōu)選折射率大于空氣的載體如油漆中，對(duì)反射率對(duì)波長(zhǎng)和色移的計(jì)算機(jī)模擬可用于設(shè)計(jì)具有特定的彩色特征的顏料薄片，而無(wú)需不適當(dāng)?shù)脑囌`實(shí)驗(yàn)。可控制的真空薄膜淀積技術(shù)的使用可用于穩(wěn)定地得到具有選定光學(xué)性質(zhì)的顏料薄片。具體地，發(fā)現(xiàn)對(duì)不希望有的顏色的反射峰的抑制可制造具有獨(dú)特的色移特征的干涉顏料。很難通過(guò)常規(guī)的光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)這種顏色性能。
真空淀積技術(shù)的一個(gè)方面為層的厚度典型地根據(jù)其光學(xué)厚度考察，而不是如同化學(xué)淀積技術(shù)中根據(jù)顏料粒子的重量百分?jǐn)?shù)考察。介質(zhì)層的光學(xué)厚度定義為材料的折射率n乘以層的物理厚度d。對(duì)真空淀積形成的光學(xué)薄膜層的典型測(cè)量為層的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度(“QWOT”)。QWOT定義為在層的光學(xué)厚度等于四分之一波長(zhǎng)時(shí)的波長(zhǎng)，并通常通過(guò)以下方程式定義QWOT＝4nd。
在相同波長(zhǎng)具有相同QWOT的不同材料的層典型具有不同的物理厚度。通常，高折射率材料的層會(huì)比具有相同QWOT的低折射率材料的層薄。甚至對(duì)于給定的材料，具有相同QWOT的層可能由于化學(xué)計(jì)量或膜的密度的差別(所述差別可引起折射率的差別)，其厚度不同。薄膜層的反射性質(zhì)和透射性質(zhì)最大限度地強(qiáng)烈地取決于其光學(xué)厚度，而不是其物理厚度。因此，經(jīng)常優(yōu)選通過(guò)層的QWOT表征層，而不是使用其物理厚度表征。在淀積形成膜時(shí)有多種方法用于測(cè)量膜的光學(xué)厚度或物理厚度。通常優(yōu)選使用光學(xué)技術(shù)直接測(cè)量光學(xué)厚度。為此，可在淀積形成的薄膜層上進(jìn)行透射或反射測(cè)量。
全介質(zhì)干涉顏料由高折射率材料和低折射率材料的交互層的疊層件組成。所述疊層件可以以高折射率材料或低折射率材料的層開(kāi)始或結(jié)束。選擇各個(gè)層的在一定波長(zhǎng)(λ0)下的QWOT以給出理想的光學(xué)性能。許多顏料由多個(gè)層的周期性疊層件組成，其中所有的高折射率層具有相同的QWOT和所有的低折射率層具有相同的QWOT，所述低折射率層的QWOT可以與高折射率層的QWOT相同或不同。
例如，常規(guī)的干涉顏料的設(shè)計(jì)為(0.5LH0.5L)n，其中n為周期數(shù)，L和H分別表示具有特定QWOT的低折射率和高折射率層。換句話說(shuō)，由L和H表示的層在光學(xué)設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)λ0時(shí)為四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度。符號(hào)0.5L表示該層在λ0為八分之一波長(zhǎng)的厚度(四分之一波長(zhǎng)的厚度的一半)。由此，基本的周期由八分之一波長(zhǎng)厚度的低折射率材料層、四分之一波長(zhǎng)厚度的高折射率材料層、和八分之一波長(zhǎng)厚度的低折射率材料層組成。這一周期重復(fù)n次。這一顏料在設(shè)計(jì)波長(zhǎng)附近的光譜區(qū)具有高的反射率，和在比設(shè)計(jì)波長(zhǎng)λ0短的波長(zhǎng)的光譜區(qū)具有低的反射率和高的透射率。
在顏料的光譜反射曲線上的高光譜反射區(qū)域被稱為阻帶，也稱為反射峰。阻帶的位置通常通過(guò)顏料的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)確定。例如，為λ0＝620nm設(shè)計(jì)的短波通(short-wave-pass)顏料(0.5LH0.5L)3在620nm附近的光譜區(qū)反射紅色、橙色、和黃色光。因此，反射光將表現(xiàn)為黃色。短波長(zhǎng)的光被透射，因此透射光將表現(xiàn)為藍(lán)色。增加疊層件中的周期數(shù)使反射光和透射光的顏色更強(qiáng)烈，直到反射率接近100％。
多層介質(zhì)光學(xué)顏料由具有不同折射率的材料構(gòu)成。為方便起見(jiàn)，根據(jù)涂層材料的折射率將其分為三組低折射率(低于約1.6)、中等折射率(在約1.6到2.0之間)、和高折射率(大于約2.0)。低折射率的材料包括氟化鎂(MgF2)、二氧化硅(SiO2)、和冰晶石(Na2AlF6)。中等折射率材料包括氧化鋁(Al2O3)、氧化鑭(La2O3)、氧化釹(Nd2O3)、氧化釔(Y2O3)、和氧化鈧(Sc2O3)。高折射率材料包括二氧化鈦(TiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、和硫化鋅(ZnS)。在每個(gè)分類中存在許多其它材料的例子。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在光學(xué)薄膜疊層件中表示為“介質(zhì)”的某些材料在其它應(yīng)用中有不同的描述。例如，在電子應(yīng)用中硫化鋅可被描述和用作半導(dǎo)體。類似地，如果層充分薄，例如為約20nm，可使用材料如鍺和硅作為光學(xué)薄膜疊層件中可見(jiàn)區(qū)內(nèi)的透明材料。對(duì)在如IR區(qū)為透明的材料可使用較厚的層。這些材料的相對(duì)高折射率使得對(duì)于期望的QWOT而言可使用物理上更薄的層，其反過(guò)來(lái)可使用較少材料和較短的淀積時(shí)間。
II.示例性的薄片結(jié)構(gòu)和組成圖1為本發(fā)明的組件100的簡(jiǎn)圖，其包括簡(jiǎn)化的二色性顏料薄片101的橫截面，所述二色性顏料薄片101由載體99如澄清或著色的油漆基或油墨介質(zhì)圍繞。所述顏料薄片為約20-50微米寬和典型地為約0.5-2微米厚的水平，并可用于在例如文件、產(chǎn)品、和包裝上印刷光變圖象。
二色性顏料薄片101通常被稱為五層疊層件，其具有高-低-高-低-高的一般結(jié)構(gòu)，其中“高”表示具有高折射率的材料的薄膜層(“高折射率層”)，而“低”表示具有低折射率的材料的薄膜層(“低折射率層”)。所述各層可具有相同的光學(xué)厚度，或具有不同的光學(xué)厚度。在對(duì)稱的設(shè)計(jì)中，外層的高折射率層103、105具有相同的光學(xué)厚度，低折射率層107、109具有相同的光學(xué)厚度。中間的高折射率層111可具有與兩個(gè)外層高折射率層103、105相同的光學(xué)厚度，或?yàn)椴煌墓鈱W(xué)厚度。
在全介質(zhì)光學(xué)疊層件中也可能進(jìn)行不對(duì)稱的設(shè)計(jì)。在不對(duì)稱全介質(zhì)設(shè)計(jì)中，從兩側(cè)來(lái)說(shuō)光學(xué)性能是相同的?；瘜W(xué)淀積技術(shù)如溶膠-凝膠法通常產(chǎn)生對(duì)稱的設(shè)計(jì)。不對(duì)稱的設(shè)計(jì)可具有例如(aH bL)ncH的一般結(jié)構(gòu)，其中a、b、和c分別為在中心波長(zhǎng)時(shí)高、低、和高折射率層四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度的乘數(shù)。
可使用不同的高折射率材料制造高折射率層，或使用相同的高折射率材料制造所有的高折射率層。類似地，可使用不同的低折射率材料制造低折射率層，或使用相同的低折射率材料制造低折射率層。設(shè)計(jì)可由三層制成，如高-低-高，或多于五層。在具體實(shí)施方案中，所有高折射率層的厚度相同且所有低折射率層厚度相同。比值a∶b典型地為約1∶4到4∶1。在將薄膜疊層件從淀積襯底分離并加工為薄片之后，使顏料薄片為“獨(dú)立式”(“free-standing”)的，即，二色性薄膜疊層件不再由單獨(dú)的薄片襯底(例如云母薄片)支持。
五層的設(shè)計(jì)只示例性的，其它實(shí)施方案可具有更多的層或更少的層，通常期望使用盡可能少的層實(shí)現(xiàn)顏料中的理想的光學(xué)性能。在其它應(yīng)用中使用的全介質(zhì)二色性濾光片如舞臺(tái)照明濾光片和用于遠(yuǎn)程通信應(yīng)用的波分復(fù)用傳輸“WDM”光學(xué)濾光片可具有十層，甚至超過(guò)一百層薄膜層，并包括多種材料(包括中等折射率材料)以實(shí)現(xiàn)精確的濾光片特征。這種濾光片可以是相對(duì)昂貴的，與這種復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)的成本相比，顏料薄片通常是不合理的。因此，特別希望能夠使用很少的層數(shù)實(shí)現(xiàn)顏料薄片的光變性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，只使用高折射率和低折射率的層。在選擇性的實(shí)施方案中，顏料薄片包括中等折射率層。
對(duì)于光譜反射曲線上存在和不存在峰有一個(gè)一般規(guī)則。當(dāng)光學(xué)疊層件(aH bL)naH中的“a”和“b”的比值被描述為(1∶N)或(N∶1)時(shí)，則在垂直視角下(N+1)級(jí)的峰不存在，所有的(N+1)級(jí)的乘數(shù)的峰也不存在，其中N為整數(shù)。例如，在λ0的(1∶1)的光學(xué)疊層件中不存在的反射峰的級(jí)數(shù)為(1+1)＝2、4、6、8、等。在其中a∶b＝1∶2的疊層件中，不存在的級(jí)數(shù)為(2+1)＝3、6、9、等。
“不存在”不表示在所述波長(zhǎng)沒(méi)有可測(cè)量的反射率，因?yàn)榭稍谝粋€(gè)或多個(gè)層中發(fā)生涂層厚度和折射率的輕微變化，因此引起與理論反射率的偏離。然而，“不存在”是指在不存在的級(jí)數(shù)下的反射率不對(duì)感知的薄片的顏色產(chǎn)生顯著的影響。在具體的實(shí)施方案中，不存在的峰的反射率小于約20％。
III.示例性的薄片設(shè)計(jì)和光學(xué)性能以下圖2A-圖5中所示的反射率和色移圖使用計(jì)算機(jī)模擬生成，市售有許多濾光片模擬程序。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果制造顏料的制造工藝為適當(dāng)可控制和可重復(fù)的，則這種計(jì)算機(jī)模擬能夠精確地預(yù)測(cè)色移顏料薄片的顏色性能。具體地，由于優(yōu)異的程序控制真空薄膜淀積提供膜厚度和組成，當(dāng)計(jì)算機(jī)模擬與真空薄膜沉積技術(shù)結(jié)合時(shí)，認(rèn)為其非常實(shí)用。
圖2A為預(yù)期的全介質(zhì)顏料薄片在零度視角(垂直視角)的反射圖，所述全介質(zhì)顏料薄片具有為1750nm設(shè)計(jì)的H-L-H-L-H的光學(xué)疊層件。在1750nm存在第一級(jí)峰120和在583nm存在第三級(jí)峰122。分別在875nm和437nm的第二和第四級(jí)峰基本上不存在。第一級(jí)峰120在光譜的紅外區(qū)中反射，人眼不可見(jiàn)。第三級(jí)峰122在583nm反射黃色光，在垂直視角，所述顏料的顏色為黃色。
認(rèn)為當(dāng)將疊層件傾斜時(shí)，光學(xué)疊層件中各層之間復(fù)雜的相互作用不僅可導(dǎo)致反射峰的波長(zhǎng)朝向短波區(qū)位移，如常規(guī)的色移顏料薄片中所發(fā)生的那樣，而且可導(dǎo)致對(duì)反射峰被有目的地抑制或再生。換句話說(shuō)，當(dāng)將樣品傾斜時(shí)，不僅反射峰位移到短波，如常規(guī)的色移顏料中所發(fā)生的那樣，而且反射率的波幅(反射率％)也發(fā)生改變。認(rèn)為在某一視角下更高級(jí)的反射峰的反射率相對(duì)低，由此對(duì)樣品顏色的貢獻(xiàn)很少，其在另一個(gè)視角下波幅(以及波長(zhǎng)的位移)“增加”，產(chǎn)生新的和希望的色移效果。
圖2B為預(yù)期的圖2A的全介質(zhì)色移顏料薄片在離法線為30度視角下的反射圖。顏料傾斜到更高的視角引起峰120和122位移到較短的波長(zhǎng)區(qū)域，如在常規(guī)的色移顏料薄片中已知的。在將顏料傾斜到30度之后第一級(jí)峰120在IR區(qū)域內(nèi)仍是不可見(jiàn)的，而第三級(jí)峰122位移到530nm，并反射綠色光。在30度視角顏料表現(xiàn)為綠色。
圖2C為預(yù)期的圖2A和2B的全介質(zhì)色移顏料薄片在與法線成45度視角下的反射圖。在低視角被抑制的第二和第四級(jí)峰開(kāi)始再生(與在垂直視角的相應(yīng)的峰相比)。當(dāng)λ0＝1750nm的顏料H-L-H-L-H傾斜到45度時(shí)，第一級(jí)峰120位移到1285nm，第三級(jí)峰122位移到460nm，第二級(jí)峰124在625nm再生，其對(duì)觀察到的顏料薄片的顏色有顯著的貢獻(xiàn)。第三級(jí)峰122反射藍(lán)色光和第二級(jí)峰124反射黃色光，產(chǎn)生品紅色。
圖2D為預(yù)期的圖2A-圖2C中所示的在λ0＝1750nm下光學(xué)設(shè)計(jì)為H-L-H-L-H的全介質(zhì)色移干涉顏料的色移圖。顏色在垂直視角開(kāi)始(0度)時(shí)為黃色，并在將薄片傾斜時(shí)移動(dòng)到綠色和藍(lán)色，在45度視角得到品紅色，其覆蓋L*a*b*空間的三個(gè)象限。由沿曲線以“菱形”表示的數(shù)據(jù)點(diǎn)以1度梯度計(jì)算。在整個(gè)顏色軌跡中色飽和度C*很高(即，所有顏色都很強(qiáng)烈)。在0度，黃色的色飽和度為89單位，在30度，綠色的色飽和度為107單位，在45度，品紅色的色飽和度為62單位，其與常規(guī)的云母基全介質(zhì)顏料相比都是理想地高。相信這些顏色軌跡的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)榈诙?jí)峰(參見(jiàn)圖2A-圖2C，參考數(shù)字124)的再生，其反射率在垂直視角為約5％的，和在45度視角為約75％。
缺少這一峰再生，相信顏色軌跡會(huì)短許多，主要由于第三級(jí)峰(參見(jiàn)圖2A-圖2C，參考數(shù)字122)從其原始波長(zhǎng)583nm藍(lán)移到其最終波長(zhǎng)約460nm。在不同視角的峰反射率之間至少約20％的差別對(duì)觀察到的薄片的顏色有顯著的貢獻(xiàn)。例如，在某一視角被相對(duì)抑制并具有第一反射率的峰再生到比第一反射率多至少約20％的第二反射率，可對(duì)顏色軌跡產(chǎn)生顯著的貢獻(xiàn)。在選擇性的實(shí)施方案中，峰再生發(fā)生在可見(jiàn)光譜之外。在垂直視角下反射率小于5％的峰對(duì)感知的顏料薄片的顏色沒(méi)有顯著的貢獻(xiàn)；然而如果再生多于20％，具有較高反射率的峰也可對(duì)顏色軌跡有顯著的貢獻(xiàn)。在具體實(shí)施方案中，通常期望在某一視角抑制峰的反射率盡可能低，和在第二視角使該反射峰再生，使反射率盡可能高。
反射峰的存在與否取決于光學(xué)疊層件的角度位置。對(duì)色移(藍(lán)移)的常規(guī)解釋為其發(fā)生是因?yàn)閭鞑ス獾墓獬屉S薄膜疊層件的傾斜而改變。這一理論預(yù)言顏色軌跡通常以基本上良好的方式隨反射峰的中心頻率的位移沿逆時(shí)針?lè)较虻幕∫苿?dòng)。在具有不同折射率材料中的增加的光程和不同的光傳播的組合使得能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)。
圖3A-圖3D說(shuō)明在垂直入射時(shí)，與具有類似反射率的金屬-介質(zhì)-金屬光學(xué)設(shè)計(jì)相比，預(yù)期的本發(fā)明的薄膜干涉顏料的另一個(gè)實(shí)施方案的顏色性能。在這一例子中，低折射率材料層的厚度為高折射率材料層厚度的三倍。顏料在λ0＝1950nm的光學(xué)設(shè)計(jì)為0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H。根據(jù)規(guī)則，在垂直角度下被抑制的峰應(yīng)為(N+1)＝(3+1)＝4，其可在圖3A中看見(jiàn)。將這一全介質(zhì)薄膜干涉顏料的顏色性能與金屬-介質(zhì)-金屬(“MDM”)光學(xué)設(shè)計(jì)的顏色性能進(jìn)行比較，所述金屬-介質(zhì)-金屬(″MDM″)光學(xué)設(shè)計(jì)具有7nm厚度的鉻層作為第一金屬(吸收劑)層，在3900nm為QWOT的低折射率介質(zhì)材料，和不透光的鋁層作為第二金屬(反射層)層。
圖3A表示在垂直視角下，與以上剛剛描述的MDM顏料相比，預(yù)期的全介質(zhì)薄膜干涉顏料的反射圖。在光譜反射圖中，對(duì)于全介質(zhì)薄膜干涉顏料，第一級(jí)峰132在1900nm，第二級(jí)峰134在約975nm，第三級(jí)峰136在約650nm，而在約500nm的第四級(jí)峰138基本上看不到。在這一角度下顏料的顏色為綠色(參見(jiàn)圖3D)。對(duì)于MDM顏料，相應(yīng)的第一級(jí)峰133、第二級(jí)峰135、第三級(jí)峰137和第四級(jí)峰139具有更高的反射率。
圖3B表示預(yù)期的圖3A的顏料在30度視角的反射圖。將顏料傾斜到更高的視角導(dǎo)致反射峰藍(lán)移到短波區(qū)域。在全介質(zhì)薄膜干涉顏料中開(kāi)始發(fā)生第三級(jí)峰136的抑制和第四級(jí)峰138的再生。在將顏料傾斜到30度之后，第一級(jí)峰132位移到約1650nm，第二級(jí)峰134位移到約850nm。第三級(jí)峰136位移到約550nm，且其反射率波幅從約62％(參見(jiàn)圖3A)減小到約43％。第四級(jí)峰138開(kāi)始在約420nm再生。第一級(jí)峰132在光譜的近紅外區(qū)中反射，是不可見(jiàn)的。顏料的顏色隨視角的增加沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)(參見(jiàn)圖3D)。
圖3C表示預(yù)期的圖3A和3B的顏料在45度視角的反射圖。將視角增加到45度，使峰132和134進(jìn)一步向光譜反射圖的左側(cè)位移。第一級(jí)峰132的最大值位移到1015nm，第二級(jí)峰134的最大值位移到522nm。第三級(jí)峰受到抑制，而第四級(jí)峰138在300nm達(dá)到峰反射率。如在較低角度中所示，第一和第四級(jí)峰在45度是不可見(jiàn)的。另外，在垂直入射時(shí)存在的第三級(jí)峰受到抑制。在光譜反射曲線上，第二級(jí)峰是最大的。其反射綠光，顏料的顏色變?yōu)榫G色。當(dāng)將顏料從0度傾斜到45度時(shí)，第二級(jí)峰134向左側(cè)位移的整個(gè)長(zhǎng)度為228nm(750nm-522nm)。
圖3D表示與MDM顏料相比，預(yù)期的本發(fā)明實(shí)施方案的顏料的色移圖。為改善說(shuō)明的清晰度，在色移曲線上沒(méi)有表示單獨(dú)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。第一曲線160(以實(shí)線)表示圖3A-圖3C的MDM顏料從0度162的視角到45度164的視角的色移，162靠近原點(diǎn)，因此基本上為白色。MDM顏料的色移在原點(diǎn)附近為逆時(shí)針?lè)较虻模浯沓Ｒ?guī)的色移顏料。
第二曲線166(以點(diǎn)線)表示圖3A-圖3C的全介質(zhì)薄膜干涉顏料的色移。這一全介質(zhì)顏料從0度168的視角到45度170的視角的色移也是逆時(shí)針?lè)较虻模幌驧DM顏料的第一曲線160中的色移那樣在原點(diǎn)附近移動(dòng)。這一全介質(zhì)顏料的顏色從紅色位移到綠色并回到紅色，而不經(jīng)過(guò)顏色圖的藍(lán)色區(qū)域。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)不同于MDM顏料的色移特征的色移特征。
第三曲線172(以短劃線)表示預(yù)期的在λ0＝1950nm的設(shè)計(jì)(1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H)的全介質(zhì)薄膜干涉顏料的色移。在這一設(shè)計(jì)中，a∶b為3∶1，其中對(duì)于由第二曲線166表示的光學(xué)設(shè)計(jì)，a∶b為1∶3。3∶1設(shè)計(jì)的總的色移(紅色到綠色)只是1∶3設(shè)計(jì)的色移曲線(紅色到綠色到紅色)的約一半。當(dāng)視角增加時(shí)，3∶1設(shè)計(jì)的色移迅速地從紅色位移到綠色，且也不進(jìn)入顏色圖的藍(lán)色區(qū)域。圖3A-圖3D說(shuō)明了本發(fā)明實(shí)施方案得到的獨(dú)特的色移，雖然總的色移可能小于可比的MDM設(shè)計(jì)。
無(wú)論a大于或小于b，光學(xué)設(shè)計(jì)為(aH bL)naH的全介質(zhì)顏料以上述方式使反射峰抑制或再生。然而，與具有光學(xué)設(shè)計(jì)(aH bL)naH，其中a＜b的顏料的峰的藍(lán)移相比，當(dāng)a＞b時(shí)，藍(lán)移小。具有厚層低折射率材料的顏料在疊層件內(nèi)發(fā)生較大的位移，是因?yàn)楣庠诘驼凵渎什牧蟽?nèi)部的傳播比在具有同樣光學(xué)厚度的高折射率材料中更快。因此，其中具有高折射率的材料層厚的顏料的色移經(jīng)常只是覆蓋L*a*b*空間的兩個(gè)象限，產(chǎn)生所謂的“快速顏色移位器(fast color shifters)”。
對(duì)于圖2A-圖2C中所示的例子，第二級(jí)峰再生。對(duì)于圖3A-圖3C中所示的例子，第三級(jí)峰被抑制。因此，使用峰的再生和峰的抑制來(lái)控制實(shí)施方案的色移。
隨著入射角增加，有效的比值a∶b增加。因此，如果在垂直入射時(shí)a∶b為1∶1(例如圖2A-圖2C)(其中級(jí)數(shù)2、4、和6不存在)，隨著角度增加，a∶b朝向2∶1增加。在a∶b為2∶1時(shí)，級(jí)數(shù)3、6、和9的峰不存在，因此隨著角度增加，級(jí)數(shù)2的峰出現(xiàn)或“再生”，而級(jí)數(shù)3的峰消失或“抑制”。
在垂直入射時(shí)比值a∶b為1∶3的設(shè)計(jì)(如圖3A-圖3C)中，第四級(jí)反射峰不存在。隨著角度增加，比值a∶b朝向1∶2增加，使第三級(jí)反射峰受到抑制。第四級(jí)峰再生的事實(shí)在圖3A-圖3C的光學(xué)設(shè)計(jì)中不是特別相關(guān)，因?yàn)槠涮幱诠庾V的UV部分，對(duì)顏料薄片的顏色沒(méi)有貢獻(xiàn)。在這一例子中，當(dāng)a＜b時(shí)，比值a∶b的增加表示b減小。
圖4A-圖4C說(shuō)明兩個(gè)顏料系列之間的光學(xué)性能的差別。圖4A表示預(yù)期的顏料0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H在λ0＝2000nm時(shí)的光譜反射圖。圖4B表示顏料1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H在λ0＝2000nm時(shí)的光譜反射圖。在圖4C中比較了兩種顏料的顏色軌跡。根據(jù)規(guī)則，在兩個(gè)例子中被抑制的峰為(N+1)＝(3+1)＝4、8、和12。在0度、30度、和45度視角分析顏料的反射率。
圖4A表示具有相對(duì)較厚的低折射率層的顏料薄片的反射圖。實(shí)線圖表示在0度視角的反射率，點(diǎn)線圖表示在30度視角的反射率，和短劃線圖表示在45度視角的反射率。當(dāng)視角為0度時(shí)，0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H顏料在光譜反射曲線上在910nm有第一級(jí)峰140、在500nm有第二級(jí)峰142和在350nm有第三級(jí)峰144。當(dāng)視角傾斜到30度時(shí)，第一級(jí)峰140位移到840nm(140’)，當(dāng)視角傾斜到45度時(shí)，其位移到685nm(140”)。
當(dāng)視角傾斜到30度時(shí)，第二級(jí)峰142位移到440nm(142′)，當(dāng)視角傾斜到45度時(shí)，其位移到370nm(142”)。在垂直視角下，在UV區(qū)域的第三級(jí)峰144被部分抑制，其對(duì)感知的顏料的顏色沒(méi)有貢獻(xiàn)。
視角的增加使峰進(jìn)一步向左側(cè)位移峰140′位移到新的位置140”(在685nm)，峰142′位移到新的位置142”(在370nm)。顏料的顏色取決于反射峰在可見(jiàn)區(qū)中的位置。在垂直視角下，第一級(jí)峰是不可見(jiàn)的，顏料的顏色為綠色(參見(jiàn)圖4C，0度)，因?yàn)榈诙?jí)峰142在505nm反射綠色光。視角傾斜到30度導(dǎo)致顏色從綠色移動(dòng)到藍(lán)色，因?yàn)榈诙?jí)峰142′反射藍(lán)色光，而第一級(jí)峰140′仍然在840nm，是不可見(jiàn)的。傾斜視角到45度，使第二級(jí)峰142”位移進(jìn)入不可見(jiàn)的UV區(qū)域內(nèi)，而第一級(jí)峰從光譜的不可見(jiàn)的近紅外線區(qū)域向左位移到紅色區(qū)域。參見(jiàn)圖4C，隨著視角從30度增加到45度，顏料的顏色逐漸變化，從藍(lán)色通過(guò)品紅色變?yōu)槌壬?。這一顏料在0度、30度、和45度的色飽和度(C*)分別為74、83、和52。
圖4B表示具有相對(duì)較厚的高折射率層的顏料薄片的反射圖。1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H顏料的反射峰的藍(lán)移不如圖4A中的樣品那樣明顯。在垂直視角，反射圖顯得與圖4A中所示顏料的曲線非常類似。第一級(jí)峰150在近紅外區(qū)內(nèi)的1000nm反射，第二級(jí)峰152在500nm反射，與圖4A中的第二級(jí)峰142類似，且第三級(jí)峰154的大部分在光譜的UV區(qū)域以內(nèi)，為不可見(jiàn)的。對(duì)于500nm處光的反射，該顏料的顏色為綠色(參見(jiàn)圖4C)。
更大的視角也使反射峰位移到更短波長(zhǎng)，但是位移距離比圖4A的例子少得多。隨著圖4B的顏料傾斜到30度，第一級(jí)峰位移到965nm(150′)，當(dāng)傾斜到45度時(shí)，其位移到880nm(150”)。在30度時(shí)，第二級(jí)峰位移到475nm(152′)，在45度時(shí)位移到440nm(152”)。第二級(jí)峰從0度傾斜到45度的總的藍(lán)移(152-152”)只有60nm(從500nm到440nm)，而在相同條件下，圖4A中的顏料的位移為130nm(從500納米到370nm)。反射峰藍(lán)移距離縮短的原因是因?yàn)閳D4B和4C中的顏料1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H的色移比圖4A和4C中的0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H顏料的色移短。隨著視角從0度增加到45度，圖4B中所示顏料的顏色改變?yōu)閺木G色通過(guò)藍(lán)綠色變?yōu)樗{(lán)色。
圖5為預(yù)期的不對(duì)稱全介質(zhì)顏料薄片設(shè)計(jì)的色移圖。真空淀積薄膜的優(yōu)點(diǎn)(與例如溶膠-凝膠膜相比)是有可能制造出賦予干涉顏料以獨(dú)特的光學(xué)性能的不對(duì)稱光學(xué)疊層件。例如，在λ0＝780為2.49H-0.87L-1.31H-0.67L-1.33H的光學(xué)設(shè)計(jì)，這一不對(duì)稱全介質(zhì)顏料薄片的色移基本上是線性的，從明亮的品紅色(0度)到嫩黃色(45度)。顏料的色飽和度在0度為94，在45度為96，其提供優(yōu)異的顏色。與使用重量百分?jǐn)?shù)表示層厚度的技術(shù)相比，真空淀積使得能夠?qū)崿F(xiàn)真空淀積技術(shù)提供的不對(duì)稱全介質(zhì)顏料薄片和精確的光學(xué)厚度控制，使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有燦爛顏色的各種色移顏料薄片。
在選擇性的實(shí)施方案中，在光譜的非可見(jiàn)區(qū)內(nèi)峰的再生或抑制使得能夠形成獨(dú)特的安全裝置。例如，使用在高的視角下在IR區(qū)域具有反射峰、但在垂直視角幾乎沒(méi)有IR反射的顏料薄片印刷的圖象，能夠形成不容易被檢測(cè)或復(fù)制的安全裝置。
權(quán)利要求
1.二色性顏料薄片，其包括多個(gè)薄膜層，其形成具有第m級(jí)反射峰的光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)，其中m為大于1的整數(shù)，第m級(jí)反射峰在第一視角具有第一反射率和在第二視角具有第二反射率，所述第一反射率和第二反射率表示為以總反射率計(jì)的百分比，其中第一反射率比第二反射率小至少20％。
2.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中第一反射率最大為5％，第二反射率最小為60％。
3.權(quán)利要求2的二色性顏料薄片，其中第一視角為垂直視角，第二視角偏離第一視角至少30度。
4.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中第一視角小于第二視角，第一視角和第二視角從所述二色性顏料薄片的法線測(cè)量。
5.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中第一視角大于第二視角，第一視角和第二視角從所述二色性顏料薄片的法線測(cè)量。
6.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中第m級(jí)峰在第一視角下位于300nm到1,000nm之間，和在第二視角下位于300nm到1,000nm之間。
7.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中第m級(jí)峰在第一視角下在大于770nm的波長(zhǎng)處出現(xiàn)，和在第二視角下在大于770nm的波長(zhǎng)處出現(xiàn)。
8.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中所述多個(gè)薄膜層為(aH bL)naH布置，其中n為整數(shù)，a和b為乘數(shù)，H表示高折射率材料的薄膜層，其具有最小為2.0的相對(duì)折射率和在某波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，L表示低折射率材料的薄膜層，其具有最大為1.6的相對(duì)折射率和在所述波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，其中比值a∶b為1∶4到4∶1之間的整數(shù)比。
9.權(quán)利要求8的二色性顏料薄片，其中所述波長(zhǎng)位于700nm到3,000nm之間。
10.權(quán)利要求8的二色性顏料薄片，其中各個(gè)H層包括第一高折射率材料和各個(gè)L層包括第一低折射率材料。
11.權(quán)利要求8的二色性顏料薄片，其中第一H層包括第一高折射率材料和第二H層包括第二高折射率材料。
12.權(quán)利要求8的二色性顏料薄片，其中n大于1，且第一L層包括第一低折射率材料和第二L層包括第二低折射率材料。
13.權(quán)利要求8的二色性顏料薄片，其中a＝b，且所述波長(zhǎng)位于900nm到1300nm之間。
14.權(quán)利要求13的二色性顏料薄片，其中所述二色性顏料薄片在垂直視角下具有特征性顏色。
15.權(quán)利要求1的二色性顏料薄片，其中所述多個(gè)薄膜層形成以(aH bL)naH布置的光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)，其中n為整數(shù)，a和b為乘數(shù)，H表示高折射率材料的薄膜層，其具有最小為2.0的相對(duì)折射率和在某波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，L表示低折射率材料的薄膜層，其具有最大為1.6的相對(duì)折射率和在所述波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，其中a∶b為1∶4到4∶1之間的整數(shù)比，第一反射率小于10％，第二反射率大于30％，第m級(jí)反射峰在第一視角下在第一波長(zhǎng)處出現(xiàn)，在第二視角下在第二波長(zhǎng)處出現(xiàn)，第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)之間的差最小為150nm。
16.權(quán)利要求15的二色性顏料薄片，其中比值a∶b為N∶1，N為整數(shù)，且其中第m級(jí)反射峰為(N+1)級(jí)反射峰。
17.權(quán)利要求15的二色性顏料薄片，其中aH層的物理厚度大于bL層的物理厚度。
18.顏料薄片，其包括以(aH bL)naH布置的多個(gè)薄膜層，其中n為整數(shù)，a和b為乘數(shù)，H表示高折射率材料層，其具有最小為2.0的第一相對(duì)折射率和在某波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，L表示低折射率材料層，其具有最大為1.6的第二相對(duì)折射率和在所述波長(zhǎng)下的四分之一波長(zhǎng)光學(xué)厚度，其中比值a∶b為1∶4到4∶1之間的整數(shù)比且(aH+bL)/2等于400nm和2,200nm之間的中心波長(zhǎng)，在垂直視角下具有低于10％反射率的第二級(jí)反射譜帶和低于10％反射率的第四級(jí)反射譜帶。
19.權(quán)利要求18的顏料薄片，其中所述光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)在零度到45度之間的視角下再生出反射率大于20％的第二級(jí)反射譜帶和第四級(jí)反射譜帶中的至少一個(gè)。
20.二色性顏料薄片，其包括形成光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)的多個(gè)介質(zhì)薄膜層，所述光學(xué)干涉結(jié)構(gòu)在垂直視角下具有最大反射率最大為5％的被抑制的第m級(jí)反射譜帶，在第二視角下具有最大反射率最小為60％的再生的第m級(jí)反射譜帶。
全文摘要
由全介質(zhì)光變顏料透射和反射的光根據(jù)視角的不同而不同。全介質(zhì)光變顏料的色移隨著顏料的反射峰中波幅的改變和波長(zhǎng)的位移而改變?？赏ㄟ^(guò)選擇薄膜疊層件中高折射率層和低折射率層之間的厚度比來(lái)控制反射峰的寬度和中心波長(zhǎng)。隨著角度傾斜，反射峰可再生或被抑制，因此提供多種多樣的顏色軌跡。
文檔編號(hào)C09C1/00GK1637078SQ20041010191
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者弗拉迪米爾·P·拉克沙, 鮑爾·T·科爾曼, 小理查德·A·布雷德利, 查爾斯·K·卡爾尼利亞, 阿爾貝托·阿戈伊蒂亞, 羅格·W·菲利普斯 申請(qǐng)人:福來(lái)克斯產(chǎn)品公司