化硅的沉積。
[0069] 可以使用氧或臭氧代替水以形成氧化物。為了改變氧化條件，并避免在氣體相上 而不是在片的表面上均質(zhì)核化，可以使用出和0) 2的混合物代替水或氧氣。在這種情況下，氣 體的化學(xué)反應(yīng)會(huì)是：
[0070]H2+C0^H20+C0
[0071] 其它可能的前體是可以用于Si02封裝的例如三氯氫硅(SiHCl3)的烷基硅烷。此外， 在一些情況下，在氣相中的原始前體反應(yīng)，以形成其它的化學(xué)氣體，例如三氯化鈦，當(dāng)使用 四氯化鈦?zhàn)鳛榍绑w用于二氧化鈦的沉積時(shí)，在氣相中通常觀察到三氯化鈦。
[0072]例如氯化鋁A1C13和四氯化鋯的其它氯化物可以用于沉積它們各自的氧化物。 [0073]與他或懸反應(yīng)物的反應(yīng)生成了相應(yīng)的金屬氮化物。與為反應(yīng)提供碳(例如甲烷）的 反應(yīng)物氣體的反應(yīng)導(dǎo)致了金屬碳化物的形成。
[0074]鹵化物可以用于與提供氧氣，氮?dú)夂?或碳的反應(yīng)物氣體結(jié)合，以沉積氧化物，氮 化物，碳化物或例如氮氧化物，碳氮化物，碳氧化物（oxycarbides)和碳氮氧化物 (oxycarbonitrides)的化合物組合。
[0075]醇鹽前體可以含有足夠的氧氣，以形成氧化物而無需額外的氧。但是，通常使用 〇2,以將碳被引入到沉積層的可能減到最小?？梢允褂盟嫜鯕庾鳛榉磻?yīng)物，以降低反應(yīng) 溫度。
[0076]用于二氧化硅沉積的有機(jī)金屬前體的例子包括正硅酸乙酯（TE0S)硅酸（[Si(0C2H5)4])，二甲基二乙氧基硅烷(DMDE0S)二甲基二乙氧基硅烷（[(CH3)2SI(0C2H5)2])， 六甲基二硅氧烷（HMDS0)六甲基二硅醚（[(CH3)3Si0Si(CH3)3])，四甲基二硅氧烷 (TMDS0)，1，1，3,3-四甲基二硅氧烷（[(CH3)2HSi0SiH(CH3)2)])，三氯乙基硅烷(ETE0S)乙 基三乙氧基硅烷（[02!153以(^2!15)3])，三甲基乙氧基硅烷（了1^03)三甲基乙氧基硅烷 ([(CH3)3Si0C2H5)])〇
[0077]用于沉積二氧化鈦的有機(jī)金屬前體的例子包括鈦酸乙酯，異丙醇和叔丁醇。
[0078] 鈦異丙醇四異丙醇鈦(Tiiso-propoxideTi{0CH(CH3)2}4)的分解也可以用于 FBCVD：
[0079] 四異丙醇鈦Ti{0CH(CH3)2}4-二氧化鈦(Ti02)+丙烷(C3H8)+丙醇(C3H7〇H)+7K，高 于450°C。
[0080]乙醇鉭(Ta(0C2H5) 5)可以和氧氣一起使用，用于另一種高折射率材料Ta205的生 長(zhǎng)。
[0081]三異丁基鋁（TIBA)是在高于200°C的溫度在鋁和異丁烯上分解的引火液體，并且 可以用于沉積中等折射率(折射率η大約為1.65)的三氧化二鋁層。
[0082]值得注意的是，沉積的封裝層可以沒有被完全氧化(例如金屬氫氧化物），并且因 此可能需要在400°C到900°C范圍內(nèi)的高溫退火，以達(dá)到需要的化學(xué)計(jì)量。
[0083]例如羰基的其它前體在相對(duì)低溫分解，并沉積氧化物。通過舉例，可以使用鐵羰基 鐵Fe(C0)5來沉積氧化鐵：
[0084] 2Fe(CO)5+〇2-Fe2〇3+5C〇2
[0085]圖7A-10顯示了電介質(zhì)衍射片，通過將微結(jié)構(gòu)化的二氧化硅核心提供到流化床，并 且通過使用與水蒸氣反應(yīng)的四氯化鈦前體的化學(xué)氣相沉積法封裝處于該流化床中的微結(jié) 構(gòu)化的電介質(zhì)核心，以形成封裝了該微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心的二氧化鈦封裝層來形成該電 介質(zhì)衍射片。
[0086]圖7A-7D顯示了在從250倍（圖7A)到25000倍（圖7D)的各種放大倍數(shù)下使用掃描電 子顯微鏡(SEM)獲得的衍射顏料片的顯微照片；圖7A-7C中的顯微照片顯示了在下一幅圖片 中被進(jìn)一步地放大的小矩形。該片具有對(duì)稱的三層Ti02/Si02/Ti02結(jié)構(gòu)，通過用二氧化鈦封 裝層將由二氧化硅形成的微結(jié)構(gòu)化的單層核心進(jìn)行封裝形成該結(jié)構(gòu)。該核心是成形的25X 25微米的預(yù)制片，具有14001/mm頻率的衍射光柵。
[0087]圖8A-8C顯示了例如圖7A-7D中顯示的典型的封裝片的橫截面圖像，用于通過使用 具有25000倍的放大倍數(shù)的透射電子顯微鏡(TEM)的超薄切片法對(duì)該圖像進(jìn)行分析。二氧化 硅核心的厚度為大約120nm;該封裝的二氧化鈦層具有大約30納米的厚度，并且優(yōu)選與核心 片的微結(jié)構(gòu)非常適形。
[0088]圖9顯示了用掃描透射電子顯微鏡（STEM)獲得的片邊緣的圖像;和圖10顯示了來 自STEM圖像中的標(biāo)記區(qū)域1，2，3和4的光譜的能量色散X射線光譜儀(EDS)元素分析。表1以 原子百分比的形式顯示了相應(yīng)的定量元素分析。氯在TiOx層被檢測(cè)到。V信號(hào)在大多數(shù)Ti膜 中被發(fā)現(xiàn)。Ti和02的存在證實(shí)了封裝二氧化鈦層的本質(zhì)。
[0089]表1
[0092]在四氯化鈦前體的存在下，使用流化床化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行封裝。但是，可以使用 其它的前體。通過舉例的方式，例如鈦-異丙醇(TI(0C3H7)4)的有機(jī)金屬可以用于二氧化鈦 封裝層的沉積。
[0093]在另一個(gè)實(shí)施例中，全電介質(zhì)片可以具有多于一個(gè)的封裝層。舉例來說，通過交替 將二氧化鈦，二氧化硅和二氧化鈦沉積到二氧化硅的微結(jié)構(gòu)化的核心來獲得7層的對(duì)稱設(shè) 計(jì)。可以使用SiC14的硅鹵化物前體例如SiCl4或使用例如四乙氧基硅烷TE0S(Si(0C2H5)4 或六甲基二硅氧烷HMDS0(Si20(C2H3)3)來沉積Si02層;二氧化鈦層和核心可以如上所述被形 成。
[0094]另一種可能的設(shè)計(jì)可以起始于高折射率層(例如二氧化鈦），隨后封裝沉積的二氧 化硅和二氧化鈦。二氧化硅和二氧化鈦材料具有與化妝品行業(yè)兼容的優(yōu)勢(shì)。但是，可以在全 電介質(zhì)設(shè)計(jì)中使用具有高和低折射率的其它材料。
[0095]流化床化學(xué)氣相沉積(FBCVD)和化學(xué)沉淀是涂覆核心顆粒的兩種更加適合的技 術(shù)。但是，例如美國(guó)第6,241，858號(hào)專利中公開的濕法化學(xué)法需要固體核心片之間的廣泛的 分離，使得反應(yīng)液可以盡可以多的與片的表面接觸。此外，它需要干燥和干燥步驟之后的片 的瓦解(disagglomeration)。作為類似技術(shù)，F(xiàn)BCVD避免了這些額外的步驟。由于傳質(zhì)和傳 熱以及固體混合，F(xiàn)BCVD技術(shù)避免了與濕法化學(xué)方法相關(guān)的結(jié)塊問題。有利地，使用FBCVD技 術(shù)涂覆的層與衍射核心片的表面微結(jié)構(gòu)完全適形，從而使片具有更高性能。當(dāng)常規(guī)方法用 于涂覆微結(jié)構(gòu)化的片時(shí)，封裝層的較低的適形性導(dǎo)致由該衍射顏料的微結(jié)構(gòu)所帶來的衍射 效應(yīng)的變壞或者甚至完全損失。適形的層由化學(xué)沉淀或任何其它形式的濕法化學(xué)法都非常 難于獲得，相反，往往會(huì)產(chǎn)生不適形的平面化的涂覆層。此外，F(xiàn)BCVD技術(shù)可以被用于高金屬 吸收層一一即含有高百分比的金屬層一一的沉積，而一般的化學(xué)沉淀不能產(chǎn)生高百分比含 量的金屬層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種全電介質(zhì)的衍射顏料片，所述衍射顏料片包括衍射核心和一層或多層適形的封 裝層，其中在所述衍射顏料片位于流化床中時(shí)，使用化學(xué)氣相沉積法提供所述封裝層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括電介質(zhì)核心的微結(jié)構(gòu)化的顏料，該電介質(zhì)核心具有衍射光柵。用一個(gè)或多個(gè)封裝層對(duì)該微結(jié)構(gòu)化的電介質(zhì)核心進(jìn)行封裝，使用化學(xué)氣相沉積法在流化床中沉積該封裝層。該流化條件提供了均勻的并且非常適形的封裝層。
【IPC分類】C09C1/00, C09C3/06
【公開號(hào)】CN105419392
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510819522
【發(fā)明人】阿爾博特·阿革帝亞
【申請(qǐng)人】Jds 尤尼弗思公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2012年8月16日
【公告號(hào)】CN102952418A, CN102952418B, EP2559739A1, EP2559739B1, US20130045338