[發(fā)明專利]光學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611264146.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN106842394A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·理查德·帕克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安德魯·理查德·帕克
• 主分類號(hào): G02B5/02
• 分類號(hào): G02B5/02
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司44224
• 代理人: 劉培培

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)，特別是光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述結(jié)構(gòu)應(yīng)用至物體表面或形成的結(jié)構(gòu)，或應(yīng)用至黑色/彩色著色物體上，所述結(jié)構(gòu)用于賦予物體所需顏色或亞光效果，從而在環(huán)境-物體界面增強(qiáng)透射，或者使僅在窄部分可觀察到全方位反射時(shí)。

背景技術(shù)

光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)由一個(gè)或多個(gè)材料薄層堆疊而成，所述材料以某種方式沉積在基片或物體上，從而改變了物體反射和透射光的方式。所述薄層沉積的厚度通常在10-200nm之間。

例如，已知四分之一波長(zhǎng)多層反射體是光學(xué)薄膜產(chǎn)品的組件。這種多層反射體通常包括兩個(gè)或多個(gè)具有不同折射率的電介質(zhì)材料的交替層，其中每層具有與反射光的四分之一主波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光學(xué)厚度(例如，所述層的幾何厚度乘以所述層材料的折射率)。這里，反射光的波長(zhǎng)隨入射角和反射角而改變，從而人們從不同視角可觀察到不同顏色；被稱為彩虹色的視覺效果。

以這種方式，可將光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)構(gòu)造為準(zhǔn)確地并有選擇性地反射可見光的某些波長(zhǎng)，從而賦予物體所需顏色。不像油漆，其中顏色是由粘合劑結(jié)合在一起的色素或染料決定的，而光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)可在非常窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)從接近全反射到最大透射的轉(zhuǎn)變，能在不同波長(zhǎng)產(chǎn)生精確差異。從而，盡管每種顏色僅在一個(gè)非常窄的范圍內(nèi)可被觀察到，涂有這種結(jié)構(gòu)的物體能呈現(xiàn)明顯和清晰的顏色。

已知JP-A-2005/153192提供一種光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)基本結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會(huì)被刻蝕用于提供具有大量小裂縫(小于500nm)的表面，該表面具有沿垂直于所述結(jié)構(gòu)的表面延伸的側(cè)面。在所述基本結(jié)構(gòu)的頂部是由交替沉積在基片上的兩種聚合物層構(gòu)成的涂層，其中一種聚合物層具有高折射率，另一種具有低折射率。沉積所述層，使其仿效所述基本結(jié)構(gòu)的最上層表面，從而使包括所述結(jié)構(gòu)的最上層的每層都具有相同的裂縫輪廓，側(cè)面沿垂直于所述結(jié)構(gòu)的表面延伸。

JP-A-2005/153192公開的結(jié)構(gòu)提供了顏色隨視角而改變的色原體，且提供了柔和的波長(zhǎng)色散、深色調(diào)和高反射率。該裝置產(chǎn)生的視覺效果至少部分地由所述裝置的頂層與其它層上形成的裂縫引起的衍射效應(yīng)產(chǎn)生。

然而，仍希望提供一種光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠提供足夠明亮顏色和表現(xiàn)最小或有限彩虹色效果，即，在廣泛的視角范圍內(nèi)顏色保持基本相同。

還期望提供能改變物體表面反射率的光學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供具有散射結(jié)構(gòu)的光學(xué)效應(yīng)結(jié)構(gòu)及其制造方法。

根據(jù)第一方面，可以看出本發(fā)明提供用于物體表面、包括散射結(jié)構(gòu)，優(yōu)選細(xì)長(zhǎng)散射結(jié)構(gòu)的光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)。所述光學(xué)涂層結(jié)構(gòu)可包括多層反射體，所述多層反射體優(yōu)選包括較高折射率材料和較低折射率材料交替堆疊的多個(gè)層。所述散射結(jié)構(gòu)主要是亞微米級(jí)的尺寸。這是指散射結(jié)構(gòu)的主要尺寸，例如，由結(jié)構(gòu)的寬度和高度提供的橫截面尺寸應(yīng)小于1.5μm，優(yōu)選小于1μm。所述散射結(jié)構(gòu)可被引入多層反射體的基底層、上層或中間層，從而在所述多層反射體中產(chǎn)生一定程度的散射。計(jì)算散射程度，從而預(yù)先確定并設(shè)置散射程度，以便于在涂層中產(chǎn)生所需光學(xué)效應(yīng)。選擇散射結(jié)構(gòu)的具體排列以及所述散射結(jié)構(gòu)的高度、長(zhǎng)度、寬度、橫截面的輪廓以及間距，與選定的多層反射體(或物體)共同使用，以減少彩虹色和/或產(chǎn)生將在下面詳細(xì)描述的另外的光學(xué)效應(yīng)。

所述散射結(jié)構(gòu)優(yōu)選包括輪廓元件，所述輪廓元件誘導(dǎo)多層反射體的圓形或弧形彎曲。這些元件小、且具有引入其它平面發(fā)射層的細(xì)微的彎曲。優(yōu)選在連續(xù)的反射體層中無(wú)中斷，且與JP-A-2005/153192中已知的排列相比，輪廓元件設(shè)置為避免衍射效應(yīng)。

所述輪廓元件優(yōu)選排列成二維圖形(pattern)，沿平行于物體的表面延伸。在某些情況下，所述圖形可被描述為2.5D，也就是它代表介于2D和3D之間的某物。所述輪廓元件可以隨機(jī)、偽隨機(jī)和非周期的方式排列。例如，在輪廓元件一種圖形中，輪廓元件平行排列，所述散射結(jié)構(gòu)具有不同的長(zhǎng)度，且間隔距離不等，從而在至少在尺寸小于1.5μm的方向上避免重復(fù)或周期性模式。從而能防止所述輪廓元件引起的顯著衍射。類似的，在所述輪廓元件不平行的實(shí)施例中，它們呈角度排列且彼此間隔開，從而在小于1.5μm的水平內(nèi)基本沒有周期性。所述輪廓元件的任何周期性或重復(fù)元件應(yīng)至少間隔2μm，從而使它們的距離足夠遠(yuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生衍射效應(yīng)。