衍射方面,考慮經(jīng)歷一次衍射互相作用的波。標記為RHd的反射光束是唯一一 個來自空氣/高折射率界面的光束。穿過該層并已經(jīng)歷了一次衍射的其它三個波是 THdRLsTHs,THsRLdTHs和THsRLsTHd。這三個波互相干涉并且與標記為RHd的波干涉。請注 意,定義干涉所涉及的光路與鏡面光束的光路是不一樣的。
[0031]來自高/低折射率界面的鏡面透射光束(雙箭頭所示),其之前跟隨空氣/高折射率 界面處的鏡面和衍射干涉,被分別標記為ThsTLs和THdTIs。
[0032]來自高/低折射率界面的衍射透射光束(雙箭頭所示),其之前跟隨空氣/高折射率 界面處的鏡面和衍射干涉,被分別標記為THsTId和THdUd。
[0033]即使對這些最初的一些波的考慮是復雜的。例如,僅僅顯示了來自低反射率/高反 射率界面的第一反射光束,其之前跟隨來自低折射率層和高折射率層的鏡面和衍射透射。 當光束通過透射和與空氣的界面,和/或處于低/高折射率界面處,進入并離開該第二高折 射率材料時,這些光束中的每一個自身將跟隨來自鏡面和衍射干涉的多個復合的層間和層 內(nèi)反射和透射。
[0034]圖4顯示了如果該多層涂層非常符合核心薄片的光柵化微結(jié)構(gòu)時發(fā)生的光路。在 封裝層與核心的衍射結(jié)構(gòu)不適形的情況時,衍射效應不出現(xiàn),并且顏料主要顯示薄膜干涉。 [0035]我們已經(jīng)注意到了傳統(tǒng)的封裝技術(shù),例如溶膠-凝膠法或濕化學法,所述溶膠-凝 膠法包括在水的存在下金屬醇鹽的分解,以及隨后的干燥并退火;所述濕化學法基于從金 屬鹽的水溶液中的沉淀,隨后進行干燥和焙燒;上述方法都不能產(chǎn)生充分適形的涂層。我們 的試驗顯示,流化床化學氣相沉積技術(shù)(FBCVD)提高了微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)預制片(核心)的 封裝層的適形性。參考圖7A-10進一步地討論了試驗結(jié)果。
[0036]參考圖5A,形成微結(jié)構(gòu)化的顏料片的方法包括核心提供步驟210和封裝步驟220, 其中在核心提供步驟210,將微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心提供進入流化床,其中在封裝步驟220, 用封裝該微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心的一層或多層封裝層對微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心進行封裝; 使用化學氣相沉積法,同時微結(jié)構(gòu)化的核心處于流化床中。核心提供步驟210可以包括在微 結(jié)構(gòu)化的沉積基底上沉積電介質(zhì)涂層的步驟212,脫離(removing)該電介質(zhì)涂層的步驟 214,并且將該電介質(zhì)涂層破碎成包括該微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心的多個核心的步驟216。
[0037]微結(jié)構(gòu)化的顏料片可以包括電介質(zhì)核心和一個或多個封裝層。片核心可以具有形 成在其中的微結(jié)構(gòu),并且通過在微結(jié)構(gòu)化的沉積基底上沉積一個或多個電介質(zhì)薄膜層(例 如塑料薄膜)的沉積步驟212進行制造,將該薄膜層從基底分離214,并且加工該分離的薄膜 層,例如通過銑削和篩分分成預制片的破碎步驟216。在封裝步驟220中,用薄膜層對預制片 或核心進行封裝??蛇x地,可以進行額外的封裝步驟222,以產(chǎn)生多于一個的封裝層。由此產(chǎn) 生的顏料片通常大約5-100微米寬,并且通常大約20-100微米寬。
[0038]核心可以包括單一的電介質(zhì)層,或包括具有在核心表面形成的衍射結(jié)構(gòu)的多個電 介質(zhì)層。根據(jù)需要的光的顏色和效應,選擇適合的光柵化微結(jié)構(gòu),用于具有衍射效應的衍射 片的生產(chǎn)。例如,顏料片可以包括光柵頻率范圍從每毫米大約400光柵線(In/毫米)到 40001η/毫米的衍射光柵微結(jié)構(gòu),以產(chǎn)生廣泛的光學效應。
[0039]在一個實施例中,預制片包括微結(jié)構(gòu)化的標記,例如符號,通常是直徑大約0.5-20 微米。在一個特定的實施例中,符號是直徑大約700納米,而在另一實施例中,符號是直徑大 約15微米。
[0040]例如符號或光柵的微結(jié)構(gòu)通常是浮雕或澆注在沉積基底上的,并且在浮雕的沉積 基底上沉積薄膜電介質(zhì)層。基底表面上的微結(jié)構(gòu)在被沉積于該基底上的至少第一薄膜層 中,以正浮雕或負浮雕被復制。隨后,薄膜層的涂層被從該沉積基底分離,并被加工成為用 于封裝步驟220中的核心的微結(jié)構(gòu)化的預制片。
[0041]優(yōu)選地,微結(jié)構(gòu)化的核心由一個或多個電介質(zhì)材料形成,以產(chǎn)生當使用不透明的 金屬核心時不能實現(xiàn)的半透明的雙色顏料。
[0042]微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)片可以與例如油墨連結(jié)料或涂料連結(jié)料的載體混合,以形成組 合物,例如油墨或涂料或其混合物在透明的載體中以形成油漆。載體的例子包括聚乙烯醇, 聚乙酸乙烯酯,聚乙烯吡咯烷酮,聚(乙氧基乙烯),聚(甲氧基乙烯),聚(丙烯)酸,聚(丙烯 酰胺),聚(氧乙烯),聚(順酐),羥乙基纖維素,醋酸纖維素,例如阿拉伯樹膠和果膠的聚(多 糖),例如聚乙稀醇縮丁醛的聚(縮醛),例如聚氯乙稀和聚氯亞乙稀(polyvinylene)的聚 (乙烯基鹵化物),例如聚丁二烯的聚(二烯),例如聚乙烯的聚(烯烴),例如聚甲基丙烯酸甲 酯的聚(丙烯酸酯),例如聚甲基丙烯酸甲酯的聚(甲基丙烯酸酯),例如聚(羥基碳酰基 (oxycarbonyl)羥基己稀(oxyhexamethylene)的聚(碳酸鹽),例如聚對苯二甲酸的聚(酯), 聚(氨酯),聚(硅氧烷),聚硫醚(sulphides),聚(砜),聚乙稀腈(vinylnitriles),聚丙稀腈 (acrylonitriles),聚(苯乙?。?,例如2,5二羥基-1,4_亞苯基乙稀(phenyleneethylene)的 聚苯撐(phenylenes),聚(酰胺),天然橡膠,甲醛(formaldahyde)樹脂及其它聚合物。
[0043]在一個實施例中,將沉積基底用衍射光柵圖案進行浮雕。因此,通過將電介質(zhì)薄膜 層沉積到光柵化表面形成的片狀核心在其一側(cè)或兩側(cè)也具有光柵圖案??商鎿Q地,電介質(zhì) 核心可以包括多于一個的電介質(zhì)層,在脫離該涂層并將其分開成單獨的預制片之前,通過 在沉積基底上沉積薄膜層而形成所述電介質(zhì)層。
[0044]包括例如衍射光柵和/或符號的微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)化的沉積基底可以由例如聚氯乙 烯,聚碳酸酯,聚丙烯和聚酯型G的塑料材料制造。可以用于在沉積基底中形成表面浮雕圖 案的方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。例如,可以通過高壓下將其按壓接觸加熱的鎳 浮雕墊片來對基底的表面進行浮雕。其它的方法包括對緊靠圖案化的表面的塑料基底的光 刻和模制。
[0045]可以使用各種常規(guī)技術(shù)沉積微結(jié)構(gòu)化的片狀核心的層,這些技術(shù)例如使用電子束 或電阻加熱蒸發(fā)的物理氣相沉積法,反應直流磁控濺射法,射頻(RF)磁控濺射法,磁控濺射 法,化學氣相沉積法(CVD),等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)法等。
[0046]用于電介質(zhì)片狀核心的適合材料包括那些具有"高"折射率(在此被定義為大于約 1.65)的材料,以及那些具有"低"折射率(在此被定義為大約1.65或更?。┑牟牧?。
[0047] 用于電介質(zhì)核心的適合的高折射率材料的例子包括硫化鋅(ZnS),氧化鋅(ZnO), 氧化錯(Zr〇2),二氧化鈦(Ti〇2),碳(C),氧化銦(In2〇3),銦錫氧化物(ΙΤ0),五氧化二鉭 (Ta2〇5),氧化鈰(Ce02),氧化釔(Υ2〇3),氧化銪(Eu2〇3),例如(II)和(III)價的四氧化三鐵 (Fe3〇4)和(III)價的三氧化二鐵(Fe2〇3)的鐵氧化物,氮化鉿(HfN),鉿碳化物(HfC),氧化鉿 (Hf〇2),氧化鑭(La2〇3),氧化鎂(MgO),釹氧化物(Nd2〇3),氧化鐠(Pr6〇ii),氧化釤(Sm2〇3),三 氧化二銻(Sb2〇3),碳化硅(SiC),氮化硅(Si3N4),氧化硅((SiO),硒三氧化二砷(Se2〇3),氧化 錫(Sn02),三氧化鎢(W03),以及它們的組合物等。
[0048]用于電介質(zhì)核心的低折射率材料包括二氧化硅(Si02),氧化鋁(Al2〇3),例如氟化 鎂(MgF2),氟化鋁(A1F3),氟化鈰(CeF3),氟化鑭(LaF3)的金屬氟化物,鈉鋁氟化物(例如, Na3AlF6或Na5Al3Fi4),釹氟化物(NdF3),氟化釤(SmF3),氟化鋇((BaF2),氟化鈣(Ca