CH717781B1 - Mehrschichtfolien - Google Patents

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CH717781B1
CH717781B1 CH000039/2022A CH392022A CH717781B1 CH 717781 B1 CH717781 B1 CH 717781B1 CH 000039/2022 A CH000039/2022 A CH 000039/2022A CH 392022 A CH392022 A CH 392022A CH 717781 B1 CH717781 B1 CH 717781B1
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CH
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dielectric layer
layer
multilayer film
direct contact
metal layer
Prior art date
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CH000039/2022A
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English (en)
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Malay Robert
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Vdi Llc
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Abstract

Es werden Mehrschichtfolien einschließlich dünner Beschichtungsstrukturen bereitgestellt, die durch bestimmte Reflexionsmechanismen Farben erzeugen. Es werden sowohl undurchsichtige als auch transparente Anwendungen gezeigt. Eine Beschichtung mit einer dünnen Metallschicht (110) bietet eine reflektierende Oberfläche, auf der eine oder mehrere Farben erzeugt werden, wobei die Metallschicht den allgemeinen Grad der Transparenz des gesamten Mehrschichtfilms steuern kann. Die Einbeziehung mehrerer dielektrischer Schichten (115, 120, 125); die Einstellung ihrer Dicken, sowie die Anzahl und die Reihenfolge, in der diese dielektrischen Schichten in der Mehrschichtfolie erscheinen, können maßgeschneidert werden, um einzigartige Farben mit einzigartigen Eigenschaften zu erzeugen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
[0001] Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Application Nr 62/871,240, die am 8. Juli 2019 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der oben genannten Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme enthalten.
FELD
[0002] Die vorliegende Technologie bezieht sich auf Mehrschichtfolien, die eine reflektierende Farberzeugung ermöglichen, einschließlich Mehrschichtfolien mit bestimmten Schichten aus Metallen und Dielektrika, die je nach Beobachterwinkel bestimmte Farbverschiebungen hervorrufen.
EINFÜHRUNG
[0003] Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung, die nicht unbedingt zum Stand der Technik gehören.
[0004] Es gibt eine Vielzahl von Methoden zur Erzeugung von Farbe auf Polymerfolien. Bei vielen wird die Folie selbst mit organischen oder anorganischen Pigmenten und Farbstoffen eingefärbt oder die Oberfläche beschichtet. Dabei wird jedoch häufig ein teures Material verwendet, das nicht umweltfreundlich ist und dessen Farbe mit der Zeit verblasst, insbesondere bei Sonneneinstrahlung.
[0005] Die wellenlängenselektive Reflexion wurde vor allem auf starren Substraten nachgewiesen. So beschreibt beispielsweise das US-Patent Nr. 4185894A die Verwendung eines dielektrischen Stapels mit abstimmbaren Farben in Abhängigkeit von der Schichtdicke zur Verwendung in Flüssigkristallanzeigetafeln. In diesem Fall dienen die reflektierenden Stapel als Elektrode für die Übertragung der gewünschten Farbe.
[0006] Das US-Patent Nr. 6236510B1 beschreibt einen dielektrischen Stapel, der auf eine Trennfolie aufgebracht wird, die auf eine Polymerbahn aufgetragen wird. Die dünne Folie wird dann von der Polymerbahn entfernt und zu Pigmenten unterschiedlicher Farbe gemahlen, je nach Dicke und Zusammensetzung des Dielektrikums.
[0007] Das US-Patent Nr. 5877895A beschreibt eine mehrfarbige Interferenzbeschichtung, die die gleiche Technik verwendet. Ein dielektrischer Stapel mit einer metallischen Interferenzschicht auf jeder Seite erzeugt eine Farbe, die von der Dicke und Zusammensetzung des Dielektrikums abhängt.
ZUSAMMENFASSUNG
[0008] Die vorliegende Technologie umfasst Herstellungsgegenstände, Systeme und Verfahren, die sich auf die wellenlängenselektive Reflexion beziehen, um einen oder mehrere Farbeffekte zur Verwendung in Fensterfolienlaminaten zu erzeugen, einschließlich verschiedener mehrschichtiger Metall- und dielektrischer Stapelstrukturen, die verschiedene Farben erzeugen, wobei solche Strukturen eine Polymerbahn-Basisschicht, eine Dünnfilm-Metallbeschichtung und mindestens dreidielektrische Schichten umfassen. Die hier beschriebenen Mehrschichtfolien können eine Farbe aus einem Betrachterwinkel reflektieren, während sie aus einem anderen Betrachterwinkel eine neutrale Tönung beibehalten. Die hier beschriebenen Mehrschichtfolien können auch in verschiedenen Sandwich-Folienstrukturen konfiguriert werden, um die gleichen, ähnliche oder unterschiedliche Farben aus verschiedenen Betrachterwinkeln zu reflektieren.
[0009] Mehrschichtfolien und Verfahren zur Herstellung und Verwendung solcher Folien umfassen die Bereitstellung einer Basisschicht, einer Metallschicht und einer ersten, zweiten und dritten dielektrischen Schicht. Die Basisschicht hat eine Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern, die Metallschicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, und die erste, zweite und dritte dielektrische Schicht haben jeweils eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern. Die Metallschicht kann so gestaltet sein, dass sie sichtbares Licht reflektiert. Die Abstimmung der Zusammensetzungen der verschiedenen Schichten, ihrer jeweiligen Dicken, die Bereitstellung zusätzlicher dielektrischer Schichten (z. B. vierter usw. dielektrischer Schichten) und die Anordnung und Aneinanderreihung der verschiedenen Schichten relativ zueinander können eine selektive reflektierende Farberzeugung bei bestimmten Beobachterwinkeln ermöglichen. Zur Herstellung solcher Mehrschichtfolien können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, darunter verschiedene physikalische und/oder chemische Abscheidetechniken. Auf diese Weise können die Mehrschichtfolien auf verschiedenen Oberflächen, wie z. B. Fahrzeug- oder Gebäudefenstern, aufgebracht werden, um besondere optische Effekte zu erzielen und sichtbares Licht in bestimmten Winkeln zu reflektieren, um Tönungs- und Kühleffekte zu erzielen.
[0010] Weitere Anwendungsbereiche werden sich aus der vorliegenden Beschreibung ergeben. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
ZEICHNUNGEN
[0011] Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
[0012] Abbildung 1 ist eine Querschnittsansicht einer unidirektionalen Mehrschichtfolienstruktur, die eine Basispolymerbahn, eine Beschichtung aus entweder opakem oder transparentem Metall und eine oder mehrere dielektrische Dünnschichten, die auf das Metall aufgetragen sind, umfasst, wobei die Gesamtdicke der Mehrschichtfolienstruktur in Abhängigkeit von den gewünschten Dicken der einzelnen Schichten und der ausgewählten Anzahl der einzelnen Schichten variieren kann.
[0013] Abbildung 2 ist eine Querschnittsansicht einer bidirektionalen Mehrschichtfolienstruktur, wobei die Schichten getrennt und durch die Art der Schicht und die Funktion innerhalb einer Mehrschichtfolienstruktur gekennzeichnet sind, wobei die Gesamtdicke der Mehrschichtfolienstruktur in Abhängigkeit von den gewünschten Dicken der einzelnen Schichten und der gewählten Anzahl der einzelnen Schichten variieren kann.
[0014] Abbildung 3 ist ein Foto eines Demonstrations-Mehrschicht-Folienkonstrukts, das auf die Innenseite einer Fahrzeugscheibe laminiert ist, wobei die reflektierende Farbe von außen gesehen hellblau ist.
[0015] Abbildung 4 ist ein Foto eines weiteren Demonstrations-Mehrschicht-Folienkonstrukts, das auf die Innenseite eines Fahrzeugfensters laminiert ist, wobei die reflektierende Farbe von außen gesehen ein schwaches Orange ist.
[0016] Abbildung 5 zeigt ein Modell der Farbverschiebung eines 4-Schicht-Stapels von 90 Grad auf 0 Grad einfallendes Licht, wie in Beispiel 1 dargestellt.
[0017] Abbildung 6 zeigt eine Darstellung der Korrelationen zwischen Farbton und Chroma bei den verschiedenen Beobachtungswinkeln, wie in Beispiel 1 dargestellt.
[0018] Abbildung 7 zeigt ein Modell der Farbverschiebung eines 4-Schicht-Stapels von 90 bis 0 Grad einfallendem Licht, wie in Beispiel 2 dargestellt.
[0019] Abbildung 8 zeigt eine Darstellung der Korrelationen zwischen Farbton und Chroma bei den verschiedenen Beobachtungswinkeln, wie in Beispiel 2 dargestellt.
[0020] Abbildung 9 zeigt ein Reflexionsspektrum für die Filmstapel aus den Beispielen 1 und 2.
[0021] Abbildung 10 zeigt ein Modell der Farbverschiebung eines 4-Schicht-Stapels von 90 bis 0 Grad einfallendem Licht, wie in Beispiel 3 dargestellt.
[0022] Abbildung 11 zeigt eine Darstellung der Korrelationen zwischen Farbton und Chroma bei den verschiedenen Beobachtungswinkeln, wie in Beispiel 3 dargestellt.
[0023] Abbildung 12 zeigt Spektraldaten für die Reflexion, die Rückreflexion und die Transmission von Licht durch den Mehrschichtfolienstapel aus Beispiel 3.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[0024] Die folgende Beschreibung der Technologie ist lediglich beispielhaft für den Gegenstand, die Herstellung und die Verwendung einer oder mehrerer Erfindungen und soll nicht den Umfang, die Anwendung oder die Verwendung einer bestimmten Erfindung einschränken, die in dieser Anmeldung oder in anderen Anmeldungen beansprucht wird, die eine Priorität dieser Anmeldung oder daraus hervorgehenden Patente beanspruchen. Die Reihenfolge der dargestellten Verfahren ist beispielhaft und kann daher in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich sein, auch wenn bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt werden, „ein“ bedeutet, dass „mindestens ein“ Element vorhanden ist; wenn möglich, können mehrere solcher Elemente vorhanden sein. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, sind alle numerischen Größen in dieser Beschreibung so zu verstehen, dass sie durch das Wort „ungefähr“ modifiziert werden, und alle geometrischen und räumlichen Deskriptoren sind so zu verstehen, dass sie durch das Wort „im Wesentlichen“ modifiziert werden, wenn es darum geht, den weitesten Anwendungsbereich der Technologie zu beschreiben. „Ungefähr“ bedeutet bei der Anwendung auf numerische Werte, dass die Berechnung oder Messung eine gewisse Ungenauigkeit des Wertes zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Genauigkeit des Wertes; ungefähr oder einigermaßen nahe am Wert; fast). Wenn aus irgendeinem Grund die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ und/oder „im Wesentlichen“ gegeben ist, auf dem technischen Gebiet mit dieser gewöhnlichen Bedeutung nicht anderweitig verstanden wird, dann weist „ungefähr“ und/oder „im Wesentlichen“, wie hier verwendet, zumindest auf Abweichungen hin, die durch gewöhnliche Methoden der Messung oder Verwendung solcher Parameter entstehen können.
[0025] Alle Dokumente, einschließlich Patente, Patentanmeldungen und wissenschaftliche Literatur, die in dieser ausführlichen Beschreibung zitiert werden, sind hierin durch Verweis enthalten, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Bei Widersprüchen oder Unklarheiten zwischen einem durch Verweis einbezogenen Dokument und dieser ausführlichen Beschreibung gilt die vorliegende ausführliche Beschreibung.
[0026] Obwohl der offene Begriff „umfassend“ als Synonym für nicht einschränkende Begriffe wie „einschließend“, „enthaltend“ oder „habend“ hier verwendet wird, um Ausführungsformen der vorliegenden Technologie zu beschreiben und zu beanspruchen, können Ausführungsformen alternativ auch mit einschränkenderen Begriffen wie „bestehend aus“ oder „im Wesentlichen bestehend aus“ beschrieben werden. Somit schließt die vorliegende Technologie für jede beliebige Ausführungsform, in der Materialien, Komponenten oder Verfahrensschritte beschrieben werden, auch ausdrücklich Ausführungsformen ein, die aus solchen Materialien, Komponenten oder Verfahrensschritten bestehen oder im Wesentlichen aus ihnen bestehen, wobei zusätzliche Materialien, Komponenten oder Verfahren ausgeschlossen sind (wenn sie aus ihnen bestehen) und zusätzliche Materialien, Komponenten oder Verfahren ausgeschlossen sind, die die wesentlichen Eigenschaften der Ausführungsform beeinflussen (wenn sie im Wesentlichen aus ihnen bestehen), auch wenn solche zusätzlichen Materialien, Komponenten oder Verfahren in dieser Anmeldung nicht ausdrücklich beschrieben werden. Die Erwähnung einer Zusammensetzung oder eines Verfahrens, das die Elemente A, B und C nennt, sieht beispielsweise ausdrücklich Ausführungsformen vor, die aus den Elementen A, B und C bestehen und im Wesentlichen aus ihnen bestehen, wobei ein Element D, das im Stand der Technik erwähnt werden kann, ausgeschlossen wird, auch wenn das Element D hier nicht ausdrücklich als ausgeschlossen beschrieben wird.
[0027] Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle Prozentangaben auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung. Angaben von Bereichen umfassen, sofern nicht anders angegeben, alle Endpunkte und schließen alle unterschiedlichen Werte und weiter unterteilten Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs ein. So schließt z. B. ein Bereich von „von A bis B“ sowohl A als auch B ein. Die Angabe von Werten und Wertebereichen für bestimmte Parameter (wie z. B. Mengen, Gewichtsprozentsätze usw.) schließt andere hier nützliche Werte und Wertebereiche nicht aus. Es ist vorgesehen, dass zwei oder mehr spezifische, beispielhafte Werte für einen bestimmten Parameter Endpunkte für einen Wertebereich definieren können, der für den Parameter beansprucht werden kann. Wenn der Parameter X beispielsweise den Wert A und den Wert Z hat, kann der Parameter X einen Wertebereich von A bis Z haben. Ebenso ist vorgesehen, dass die Offenlegung von zwei oder mehr Wertebereichen für einen Parameter (unabhängig davon, ob diese Bereiche verschachtelt, überlappend oder unterschiedlich sind) alle möglichen Kombinationen von Wertebereichen umfasst, die unter Verwendung der Endpunkte der offengelegten Bereiche beansprucht werden können. Wenn der Parameter X hier beispielsweise Werte im Bereich von 1-10, 2-9 oder 3-8 hat, kann er auch andere Wertebereiche haben, einschließlich 1-9, 1-8, 1-3, 1-2, 2-10, 2-8, 2-3, 3-10, 3-9 usw.
[0028] Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf, in Eingriff mit, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu kann ein Element, das als „direkt auf“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten aufweisen. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in gleicher Weise interpretiert werden (z. B. „zwischen“ im Gegensatz zu „direkt zwischen“, „angrenzend“ im Gegensatz zu „direkt angrenzend“ usw.). Wie hier verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente ein.
[0029] Obwohl die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente, Bauteile, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Bauteile, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um ein Element, ein Bauteil, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Begriffe implizieren keine Reihenfolge, es sei denn, dies geht eindeutig aus dem Kontext hervor. So könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, von dem im Folgenden die Rede ist, auch als zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne dass dies von den Lehren der Ausführungsbeispiele abweicht.
[0030] Räumlich relative Begriffe wie „innen“, „außen“, „unter“, „unterhalb“, „unter“, „oberhalb“, „oberhalb“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal zu beschreiben, wie es in den Abbildungen dargestellt ist. Räumlich relative Begriffe können dazu dienen, verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung zu umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Abbildungen beispielsweise umgedreht wird, wären Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ anderer Elemente oder Merkmale beschrieben werden, dann „oberhalb“ der anderen Elemente oder Merkmale ausgerichtet. Der beispielhafte Begriff „unten“ kann also sowohl eine Ausrichtung „oben“ als auch „unten“ umfassen. Das Gerät kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) und die hier verwendeten räumlich relativen Deskriptoren entsprechend interpretiert werden.
[0031] Die vorliegende Technologie bezieht sich auf verschiedene mehrschichtige Dünnfilmstapel, die auf einen Polymerfilm aufgebracht sind, um eine reflektierende Farbe zu erzeugen, einschließlich einer selektiven reflektierenden Farbe auf der Grundlage des Beobachterwinkels. Genauer gesagt umfasst die vorliegende Technologie bestimmte mehrschichtige Dünnfilmstapel, Verfahren zur Herstellung solcher Stapel und damit verbundene Beschichtungstechniken und -verfahren. Wie hierin vorgesehen, ist es möglich, bestimmte Farben durch solche Strukturen und Prozesse zu erhalten, einschließlich der Erzeugung günstiger physikalischer Eigenschaften der Beschichtung unter verschiedenen Belastungen, wie z. B. Thermoformbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsbrüche, Farbunterschiede bei Dehnung usw. Zu den besonderen Verwendungszwecken der mehrschichtigen Dünnfilmstapel gehören verschiedene Anwendungen auf Substraten, einschließlich der Laminierung auf verschiedene Oberflächen, wobei in bestimmten Fällen ein oder mehrere mehrschichtige Dünnfilmstapel als Fensterfolien angebracht werden können.
[0032] Gezeigt sind Mehrschichtfolien, die eine Basisschicht, eine Metallschicht und mindestens drei dielektrische Schichten, z. B. eine erste, eine zweite und eine dritte dielektrische Schicht, enthalten. Die Basisschicht hat eine Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern. Die Metallschicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern und ist so konfiguriert, dass sie sichtbares Licht reflektiert. Die erste, zweite und dritte dielektrische Schicht haben jeweils eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern. Die weiteren dielektrische Schichten können ebenfalls unabhängig voneinander Dicken von 5 nm bis 10 Mikrometer aufweisen.
[0033] Die Basisschicht kann die folgenden Aspekte umfassen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Basisschicht ein Substrat auf organischer Basis, wie z. B. Polyester, Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polycarbonat, Polyimid, Polyamid, Nylon, Polyvinylchlorid, Kombinationen solcher Substrate auf organischer Basis, einschließlich deren Mischungen, sowie Mehrschichtlaminate aus solchen Substraten auf organischer Basis. Die Basisschicht der Mehrschichtfolie kann auf verschiedene Substrate und Oberflächen wie Glas, Kunststoff und andere Folien aufgebracht werden. Eine Trennschicht kann auf die Basisschicht und/oder auf die äußerste der Basisschicht gegenüberliegenden Schicht der Mehrschichtfolie aufgebracht werden.
[0034] Die Metallschicht kann die folgenden Aspekte umfassen. Die Metallschicht kann durch einen oder mehrere physikalische Abscheidungsprozesse und/oder einen oder mehrere chemische Abscheidungsprozesse aufgebracht werden. Solche Verfahren können selektiv angewandt werden, um eine Metallschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern zu erzeugen, wobei die Oberfläche der Schicht gleichmäßig strukturiert sein kann, um sichtbares Licht zu reflektieren. Die Reflexion des sichtbaren Lichts kann in verschiedenen Bereichen erreicht werden, wobei das gesamte oder ein Teil des sichtbaren Lichtspektrums von der Metallschicht reflektiert werden kann. Darüber hinaus kann der Grad der Reflexion durch die Metallschicht oder der Prozentsatz der reflektierten optischen Leistung variiert werden, so dass in einigen Ausführungsformen weniger als die Hälfte des einfallenden sichtbaren Lichts reflektiert wird und in anderen Ausführungsformen mehr als die Hälfte des einfallenden sichtbaren Lichts reflektiert wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die Metallschicht eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 aufweisen. Durch physikalische und/oder chemische Abscheidung der Metallschicht auf eine andere Schicht (z. B. die Basisschicht, die dielektrische Schicht) kann die Metallschicht direkt mit der betreffenden Schicht in Kontakt kommen, ohne dass dazwischen eine oder mehrere Zwischenschichten und/oder Zwischenmaterialien vorhanden sind. Solche Abscheideverfahren können auch dazu führen, dass die Metallschicht direkt mit einer dielektrischen Schicht in Kontakt kommt, wobei die Metallschicht dabei im Wesentlichen nicht oxidiert wird. Beispielsweise kann die Metallschicht ein Metall (z. B. Titan) und eine dielektrische Schicht ein Oxid des Metalls (z. B. ein Titanoxid) enthalten, aber das Abscheideverfahren ermöglicht, dass die Metallschicht im Wesentlichen unoxidiert bleibt, wenn sie auf das Oxid des Metalls aufgebracht wird, das die dielektrische Schicht bildet. Beispiele für Metalle, die als Metallschicht verwendet werden können, beinhalten ein oder mehrere von Aluminium, Titan, Chrom, rostfreier Stahl, Silber, Gold, Kupfer und Molybdän.
[0035] Die dielektrischen Schichten können die folgenden Aspekte umfassen. Einzelne dielektrische Schichten, die in der Mehrschichtfolie verwendet werden, können einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die Verwendung dielektrischer Schichten mit bestimmten Brechungsindizes kann die gerichtete Farberzeugung der Mehrschichtfolie verändern. Beispiele für dielektrische Schichten beinhalten ein oder mehrere von Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titannitrid, Magnesiumfluorid, Zirkoniumoxid und Hafniumoxid. Die Mehrschichtfolie kann mehr als drei dielektrische Schichten enthalten; z. B. kann die Mehrschichtfolie zusätzlich eine vierte dielektrische Schicht und so weiter enthalten. Die dielektrischen Schichten können die gleiche Zusammensetzung, aber unterschiedliche Dicken haben, und die dielektrischen Schichten können aus unterschiedlichen Zusammensetzungen bestehen. Die erste dielektrische Schicht kann eine andere Zusammensetzung als die zweite dielektrische Schicht haben. Es kann vorkommen, dass die Metallschicht mit der Basisschicht direkt in Kontakt steht, dass die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht durch die Metallschicht voneinander getrennt sind und dass die erste dielektrische Schicht mit der zweiten dielektrischen Schicht direkt in Kontakt steht. Die Mehrschichtfolie umfasst ferner eine dritte dielektrische Schicht, wobei in bestimmten Ausführungsformen zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der dritten dielektrischen Schicht die zweite dielektrische Schicht eingefügt ist, die erste dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht aus derselben Zusammensetzung bestehen und die erste dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht unterschiedliche Dicken aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen der Mehrschichtfolie steht die Metallschicht direkt mit der Basisschicht, die erste dielektrische Schicht direkt mit der Metallschicht, die zweite dielektrische Schicht direkt mit der ersten dielektrischen Schicht und die dritte dielektrische Schicht direkt mit der zweiten dielektrischen Schicht in Kontakt. Bestimmte Ausführungsformen der Mehrschichtfolie umfassen ferner eine vierte dielektrische Schicht, wobei die erste dielektrische Schicht direkt mit der Basisschicht in Kontakt steht, die zweite dielektrische Schicht direkt mit der ersten dielektrischen Schicht in Kontakt steht, die Metallschicht direkt mit der zweiten dielektrischen Schicht in Kontakt steht, die dritte dielektrische Schicht direkt mit der Metallschicht in Kontakt steht und die vierte dielektrische Schicht direkt mit der dritten dielektrischen Schicht in Kontakt steht.
[0036] Die Mehrschichtfolie umfasst eine Basisschicht, eine Metallschicht, eine erste dielektrische Schicht, eine zweite dielektrische Schicht und eine dritte dielektrische Schicht. Die Basisschicht hat eine Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern. Die Metallschicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, wobei die Metallschicht so konfiguriert ist, dass sie sichtbares Licht reflektiert, die Basisschicht direkt berühren kann und eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 haben kann. Die erste dielektrische Schicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die Metallschicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die zweite dielektrische Schicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die erste dielektrische Schicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die dritte dielektrische Schicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die zweite dielektrische Schicht direkt berühren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer solchen Mehrschichtfolie 100 ist in Figur 1 gezeigt, die eine Basisschicht 105, eine Metallschicht 110, eine erste dielektrische Schicht 115, eine zweite dielektrische Schicht 120 und eine dritte dielektrische Schicht 125 umfasst.
[0037] Weitere Konstruktionen der Mehrschichtfolie können eine Basisschicht, eine erste dielektrische Schicht, eine zweite dielektrische Schicht, eine Metallschicht, eine dritte dielektrische Schicht und eine vierte dielektrische Schicht umfassen. Die Basisschicht hat eine Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern. Das erste Dielektrikum hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die Basisschicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die zweite dielektrische Schicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die erste dielektrische Schicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die Metallschicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, wobei die Metallschicht so konfiguriert ist, dass sie sichtbares Licht reflektiert, die zweite dielektrische Schicht direkt kontaktieren kann und eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 haben kann. Die dritte dielektrische Schicht hat eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer, kann die Metallschicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Die vierte dielektrische Schicht kann eine Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometer haben, kann die dritte dielektrische Schicht direkt kontaktieren und kann einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 haben. Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer solchen Mehrschichtfolie 200 ist in Figur 2 gezeigt, die eine Basisschicht 205, eine erste dielektrische Schicht 210, eine zweite dielektrische Schicht 215, eine Metallschicht 220, eine dritte dielektrische Schicht 225 und eine vierte dielektrische Schicht 230 umfasst.
[0038] Zu den für die Mehrschichtfolie verwendeten Polymerbahnen gehören Substrate auf organischer Basis, die von Natur aus flexibel sind und im Rolle-zu-Rolle-Verfahren verarbeitet werden können. Zu solchen Substraten auf organischer Basis gehören optisch klare Folien wie verschiedene Polyester und biaxial orientierte Polypropylene. Dielektrika und Metalle können jedoch in verschiedene Substratfolien eingearbeitet oder auf diese aufgetragen werden, einschließlich transparenter, durchscheinender und getönter Folien, zu denen unter anderem Polycarbonate, Polyimide, Polyamide, Nylon, Polyvinylchlorid und Polypropylene gehören.
[0039] Die Polymerbahn kann als Basisschichtmaterial dienen, auf das eine Vielzahl physikalischer und chemischer Aufdampfverfahren angewendet werden kann, um den mehrschichtigen Filmstapel mit selektiver reflektierender Farbe zu erzeugen. Diese Abscheidetechniken sind gleichbedeutend mit früheren und aktuellen Dünnschichtabscheidetechniken und umfassen Technologien, die fein abgestimmte und kontrollierte Dünnschichten mit einer bestimmten Zusammensetzung ermöglichen. Solche Abscheidungstechniken können zum Beispiel die Verwendung von einem oder mehreren der folgenden Verfahren umfassen: RF- und DC-Magnetron-Sputterabscheidung, thermische Verdampfung, Elektronenstrahlverdampfung, gepulste Laserabscheidung, Atomlagenabscheidung, Molekularstrahlepitaxie, Sol-Gel-Abscheidung, galvanische Abscheidung, stromlose Abscheidung, chemische Niederdruck-Dampfabscheidung und plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung. Diese Techniken können entweder in einem Wafer- oder Batch-Prozess oder als kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Beschichtungstechniken durchgeführt werden.
[0040] Eine oder mehrere dieser Abscheidetechniken können verwendet werden, um nacheinander einen gewünschten Filmstapel auf die Polymerbahn der Basisschicht aufzubringen. Um eine gewünschte Farbe zu erzeugen, muss in erster Linie eine Metallschicht aufgebracht werden. Es können eine oder mehrere solcher Metallschichten aufgebracht werden, die entweder undurchsichtig oder teilweise transparent sind und eine optische Dichte von 0,2 bis über 3,0 aufweisen. Eine Anforderung an die eine oder mehrere Metallschichten ist, dass mindestens eine Metallschicht eine relativ glatte Oberfläche hat und spiegelähnliche Eigenschaften in Bezug auf die Reflexion im sichtbaren Lichtspektrum aufweist.
[0041] Die Metallschicht muss nicht die erste Beschichtung sein, die aufgebracht wird. In bestimmten Varianten der vorliegenden Technologie kann die Metallschicht zwischen zwei dielektrischen Schichten eingebettet werden, so dass die selektive Farberzeugung von beiden Seiten erfolgen kann. In ähnlicher Weise kann die Metallschicht undurchsichtig oder transparent sein, solange die Oberfläche der Metallschicht spiegelnd ist und das Licht im sichtbaren Spektrum deutlich reflektiert.
[0042] Eine Vielzahl von Metallen kann in der vorliegenden Technologie verwendet werden, solange sich zwischen dem Metall und den angrenzenden dielektrischen Schichten wenig bis gar keine Oxide bilden, da Oxidation den Mechanismus der Farberzeugung stören kann. Als dünne Metallschichten können eines oder mehrere der folgenden Metalle verwendet werden: Aluminium, Titan, Chrom, Edelstahl, Silber, Gold, Kupfer und Molybdän.
[0043] Die nächsten für die Farberzeugung erforderlichen Schichten sind die dielektrischen Schichten. Drei oder mehr dielektrische Schichten können auf beiden Seiten der Metallschicht angebracht werden. Dielektrische Schichten können eine Vielzahl von Brechungsindizes aufweisen, die z. B. von 1,5 bis 4,0 und höher reichen. Dielektrische Dünnschichten, die verwendet werden können, umfassen eines oder mehrere der folgenden Materialien: Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titannitrid, Magnesiumfluorid, Zirkoniumoxid und Hafniumoxid.
[0044] Bei den mehrschichtigen Filmstapeln der vorliegenden Technologie können mehrere dielektrische Schichten in unterschiedlicher Reihenfolge und Anordnung aufgebracht und verwendet werden. Unterschiedliche dielektrische Schichten und unterschiedliche Dicken können eine komplexere Farberzeugung ermöglichen, z. B. winkelabhängige Farbverschiebungen und einstellbare Farbtontexturen. Eine einzige dielektrische Schicht kann eine einzige Farbe in fast allen Winkeln ermöglichen. Eine Reihe von drei dielektrischen Schichten kann jedoch einen Farbwechsel bei unterschiedlichen Einfallswinkeln ermöglichen. Auf diese Weise können unterschiedliche Effekte und Farbreflexionen erzielt werden. Abbildung 3 zeigt ein Farbfoto einer Demonstration eines mehrschichtigen Folienaufbaus, der auf die Innenseite eines Fahrzeugfensters laminiert wurde, wobei die reflektierende Farbe von außen gesehen ein helles Blau ist. Abbildung 4 zeigt ein Farbfoto einer anderen Demonstrations-Mehrschichtfolie, die auf die Innenseite eines Fahrzeugfensters laminiert wurde, wobei die reflektierende Farbe von außen gesehen ein schwaches Orange ist.
[0045] Weitere Aspekte der vorliegenden Technologie beziehen sich auf die hier beschriebenen Mehrschichtfolien, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können die Mehrschichtfolien Schichten aus Metallen und Dielektrika enthalten, die entweder undurchsichtig oder transparent sind und auf eine Basisschicht aus Polymerfolie aufgebracht werden, die keine Risse aufgrund von Biegespannungen, thermischen Spannungen oder Umwelteinflüssen aufweist. Solche Mehrschichtfolien können durch Biegen, Bewegen und Dehnen in ihrer selektiven reflektierenden Farberzeugungsleistung nicht beeinträchtigt werden. Solche Mehrschichtfolien können auch als Komponente in laminierte Stapel unterschiedlicher Polymersubstrate eingefügt werden, ohne ihre Farbechtheit zu verlieren. Bestimmte Anwendungen umfassen die Laminierung der Mehrschichtfolie auf Automobil- oder Architekturglas ohne wesentliche Änderung von ΔE (z. B. weniger als 1,5) und ohne wesentliche Änderung der wahrgenommenen Farbe. Mehrschichtfolien können außerdem eine oder mehrere Trennschichten enthalten, die von der Mehrschichtfolie abgetrennt werden können, einschließlich Trennschichten, die zum Entfernen in einer Lösung aufgelöst werden können. Es ist auch möglich, die Mehrschichtfolie auf eine mit einem Trennmittel beschichtete Folie aufzubringen, bei der nach dem Entfernen die Gesamtfarbbeständigkeit der Beschichtung durch die Agglomeration einer Lösungsmittelpaste intakt und sichtbar bleibt.
[0046] Mit den Mehrschichtfolien sind verschiedene Farberzeugungseffekte möglich. Unter anderem kann Farbe von einer Seite oder einem Beobachterwinkel aus erzeugt werden und eine neutrale Farbe wird von der gegenüberliegenden Seite oder einem anderen Beobachterwinkel aus beobachtet. Bei weiteren Ausführungsformen wird die Farbe von einer Seite der Mehrschichtfolie erzeugt und eine neutrale Farbe auf der anderen Seite der Mehrschichtfolie beobachtet. In noch weiteren Ausführungsformen wird die Farbe von beiden Seiten der Mehrschichtfolie erzeugt, wobei jede Seite in Abhängigkeit von der Dicke der Schichten auf beiden Seiten einer dazwischenliegenden Metallschicht einstellbar ist. Es ist auch möglich, dass die Farbe von beiden Seiten der Mehrschichtfolie erzeugt wird, wobei jede Seite in Abhängigkeit von der Dicke der Schichten auf beiden Seiten einer sandwichartigen Metallschicht abstimmbar ist, und außerdem eine Trennfolie oder -schicht enthält.
[0047] Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Technologie werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Beispiele und zugehörigen Abbildungen beschrieben.
BEISPIEL 1
[0048] Dieses Beispiel zeigt eine undurchsichtige Metallschicht, auf die drei dielektrische Schichten zur Farberzeugung aufgetragen sind. Abbildung 5 zeigt ein Modell der Farbverschiebung einer Mehrschichtfolie, der als 4-Schicht-Stapel aufgebaut ist, von 90 bis 0 Grad Lichteinfall, und Abbildung 6 zeigt eine Darstellung der entsprechenden Farbton- und Chromakorrelationen bei den verschiedenen Beobachtungswinkeln.
[0049] Der in den obigen Diagrammen verwendete Filmstapel sieht wie folgt aus, wobei die oberste Schicht als erste aufgeführt ist: • Titandioxid (dielektrische Schicht) - 30 nm • Siliziumoxid (dielektrische Schicht) - 85 nm • Titandioxid (dielektrische Schicht) - 58 nm • Titan (Metallschicht) - 100 nm • PET-Folie (Basisschicht) - 5 mil
[0050] Die unterschiedlichen Dicken des Stapels stehen in direktem Zusammenhang mit der beobachteten Farbe, die von der Oberfläche reflektiert wird, auch wenn die Reihenfolge und die Art der Materialien gleichbleiben.
BEISPIEL 2
[0051] Dieses Beispiel dient als Variante zu Beispiel 1. Es handelt sich um einen fast identischen mehrschichtigen Filmstapel mit einem sehr kleinen Unterschied. Wie in den Abbildungen 7-9 zu sehen ist, kann die Veränderung einer Schicht zu einer dramatischen Farbveränderung führen. Die Abbildungen 7-8 sind analoge Diagramme zu dem vorherigen Mehrschichtfolienstapel in Beispiel 1, wobei Abbildung 7 ein Modell der Farbverschiebung eines als Vierschichtstapel aufgebauten Mehrschichtfolie von 90 bis 0 Grad Lichteinfall zeigt und Abbildung 8 ein Diagramm der entsprechenden Farbton- und Chroma-Korrelationen bei den verschiedenen Beobachtungswinkeln darstellt. Bei dem Stapel aus Beispiel 2 besteht der einzige Unterschied jedoch darin, dass die Dicke der Siliziumoxidschicht um 20 nm verringert wurde. • Titandioxid (dielektrische Schicht) - 30 nm • Siliziumoxid (dielektrische Schicht) - 65 nm • Titandioxid (dielektrische Schicht) - 58 nm • Titan (Metallschicht) - 100 nm • PET-Folie (Basisschicht) - 5 mil
[0052] Wie in den zweifarbigen Simulationen zu sehen ist, gibt es einen großen Unterschied in der erzeugten Farbe, der bei hohen Einfallswinkeln am deutlichsten ist. Bei einem Beobachtungswinkel von 90 Grad erzeugt der erste Schichtstapel eine bläulich-violette Farbe, die bei niedrigeren Einfallswinkeln in Rosa/Magenta übergeht. Der zweite Schichtstapel hingegen zeigt bei 90 Grad eine leuchtend rosa Farbe und geht dann in eine orange Farbe über.
[0053] Abbildung 9 zeigt ein Reflexionsspektraldiagramm für die in den Beispielen 1 und 2 behandelten Folienstapel 900. Die Linie 905 bezieht sich auf den mehrschichtigen Filmstapel in Beispiel 1, die Linie 910 auf den Filmstapel in Beispiel 2. Die Reflexionsmessung erfolgt von der beschichteten Seite aus unter einem Einfallswinkel von 90 Grad. Aus dem Diagramm geht hervor, dass die Verringerung der Siliziumoxiddicke mit einer Linksverschiebung des gesamten Reflexionsspektrums korreliert, was zu einer Farbänderung führt.
BEISPIEL 3
[0054] Dieses Beispiel dient als Iteration der Erfindung unter Verwendung einer transparenten Metallschicht für eine unidirektionale Farbe. Die Diagramme in den Figuren 10 bis 12 zeigen einen transparenten Folienstapel zur Erzeugung einer unidirektionalen Farbe für Fensterfolienanwendungen. Der Folienstapel ist wie folgt aufgebaut, wobei die Reihenfolge der Schichten mit der obersten Schicht beginnt: • Titanoxid (dielektrische Schicht) - 30 nm • Siliziumoxid (dielektrische Schicht) - 85 nm • Titanoxid (dielektrische Schicht) - 58 nm • Titanmetall (Metallschicht) - 10 nm • PET-Folie (Basisschicht) - 2 mil
[0055] Dies kann als fast identisch mit dem Filmstapel in Beispiel 1 angesehen werden, mit Ausnahme der Titanbasisschicht, die auf ein Zehntel der Dicke reduziert wurde. Abbildung 10 zeigt eine Simulation der Farbe bei verschiedenen Einfallswinkeln, Abbildung 11 zeigt die Verschiebungen der Farbton- und Chromakorrelation bei verschiedenen Einfallswinkeln, und Abbildung 12 stellt die Spektraldaten 1200 für die Reflexion, die Rückreflexion und die Transmission von Licht durch Beispiel 3 grafisch dar.
[0056] Wie in der Farbsimulation zu sehen ist, ist die Farbe ein helles Violett, das mit abnehmendem Einfallswinkel langsam an Intensität zu Blau zunimmt. Dies ist auf die transparente Beschaffenheit des Metallfilms und eine Verringerung des für die Farbe erforderlichen Grads der konstruktiven Interferenz zurückzuführen.
[0057] Aus den Spektraldaten 1200 in Abbildung 12 lassen sich auch die Farbeigenschaften ableiten. Die Linie 1205 entspricht der Reflexion auf der beschichteten Seite und die Linie 1210 entspricht der Transmission des Lichts durch die Folie. Während es bei der Transmission aufgrund des Peaks bei etwa 400 nm eine leichte Farbschattierung gibt, bleibt die Farbe größtenteils neutral gefärbt.
[0058] Es werden beispielhafte Ausführungsformen angegeben, damit diese Offenbarung umfassend ist und den Umfang für Fachleute vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden dargelegt, wie z. B. Beispiele für spezifische Komponenten, Geräte und Verfahren, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Dem Fachmann wird klar sein, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Beispielsausführungen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden können und dass beides nicht so ausgelegt werden sollte, dass der Umfang der Offenbarung eingeschränkt wird. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Verfahren, bekannte Gerätestrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben. Äquivalente Änderungen, Modifikationen und Variationen einiger Ausführungsformen, Materialien, Zusammensetzungen und Verfahren können im Rahmen der vorliegenden Technologie mit im Wesentlichen ähnlichen Ergebnissen durchgeführt werden.

Claims (17)

1. Mehrschichtfolie, umfassend: eine Basisschicht mit einer Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern; eine Metallschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die Metallschicht so konfiguriert ist, dass sie sichtbares Licht reflektiert; sowie eine erste, zweite und dritte dielektrische Schicht mit einer Dicke von jeweils 5 nm bis 10 Mikrometern.
2. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Basisschicht ein Substrat auf organischer Basis enthält, das aus einer Gruppe ausgewählt ist bestehend aus: Polyester, Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polycarbonat, Polyimid, Polyamid, Nylon, Polyvinylchlorid und Kombinationen davon.
3. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht das Produkt einer physikalischen oder chemischen Abscheidung ist.
4. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 aufweist.
5. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht und die erste dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die Metallschicht im Wesentlichen nicht oxidiert ist.
6. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht einen Bestandteil enthält, der aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus: Aluminium, Titan, Chrom, rostfreiem Stahl, Silber, Gold, Kupfer, Molybdän und Kombinationen davon.
7. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist.
8. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht einen Bestandteil enthält, der aus einer Gruppe ausgewählt ist bestehend aus: Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titannitrid, Magnesiumfluorid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid und Kombinationen davon.
9. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die erste dielektrische Schicht von der zweiten dielektrischen Schicht verschieden ist.
10. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht und die Basisschicht direkt in Kontakt stehen.
11. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der zweiten dielektrischen Schicht die Metallschicht eingefügt ist.
12. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten dielektrischen Schicht und der dritten dielektrischen Schicht die zweite dielektrische Schicht eingefügt ist, die erste dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht aus der gleichen Zusammensetzung gebildet sind und die erste dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht unterschiedliche Dicken haben.
13. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht direkt mit der Basisschicht, die erste dielektrische Schicht direkt mit der Metallschicht, die zweite dielektrische Schicht direkt mit der ersten dielektrischen Schicht und die dritte dielektrische Schicht direkt mit der zweiten dielektrischen Schicht in Kontakt steht.
14. Mehrschichtfolie nach Anspruch 1, die ferner eine vierte dielektrische Schicht umfasst.
15. Mehrschichtfolie nach Anspruch 14, wobei die erste dielektrische Schicht direkt mit der Basisschicht in Kontakt steht, die zweite dielektrische Schicht direkt mit der ersten dielektrischen Schicht in Kontakt steht, die Metallschicht direkt mit der zweiten dielektrischen Schicht in Kontakt steht, die dritte dielektrische Schicht direkt mit der Metallschicht in Kontakt steht, und die vierte dielektrische Schicht direkt mit der dritten dielektrischen Schicht in Kontakt steht.
16. Mehrschichtfolie gemäss Anspruch 1, umfassend: eine Basisschicht mit einer Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern; eine Metallschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die Metallschicht so konfiguriert ist, dass sie sichtbares Licht reflektiert, wobei die Metallschicht und die Basisschicht direkt in Kontakt stehen und die Metallschicht eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 aufweist; eine erste dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die erste dielektrische Schicht und die Metallschicht direkt in Kontakt stehen und die erste dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist; eine zweite dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die zweite dielektrische Schicht und die erste dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die zweite dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist; und eine dritte dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die dritte dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die dritte dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist.
17. Mehrschichtfolie gemäss Anspruch 14, umfassend: eine Basisschicht mit einer Dicke von 12 Mikrometern bis 2 Millimetern; eine erste dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die erste dielektrische Schicht und die Basisschicht direkt in Kontakt stehen und die erste dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist; eine zweite dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die zweite dielektrische Schicht und die erste dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die zweite dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist; eine Metallschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die Metallschicht so konfiguriert ist, dass sie sichtbares Licht reflektiert, wobei die Metallschicht und die zweite dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die Metallschicht eine optische Dichte von 0,2 bis 3,0 aufweist; eine dritte dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die dritte dielektrische Schicht und die Metallschicht direkt in Kontakt stehen und die dritte dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist; und eine vierte dielektrische Schicht mit einer Dicke von 5 nm bis 10 Mikrometern, wobei die vierte dielektrische Schicht und die dritte dielektrische Schicht direkt in Kontakt stehen und die vierte dielektrische Schicht einen Brechungsindex von 1,5 bis 4 aufweist.
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Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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US16/923,215 US11364708B2 (en) 2019-07-08 2020-07-08 Dielectric thin film coatings for unidirectional and bidirectional wavelength selective reflective color generation
PCT/US2020/041113 WO2021007274A1 (en) 2019-07-08 2020-07-08 Dielectric thin film coatings for unidirectional and bidirectional wavelength selective reflective color generation

Publications (1)

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH000039/2022A CH717781B1 (de) 2019-07-08 2020-07-08 Mehrschichtfolien

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Country Link
US (1) US11364708B2 (de)
JP (1) JP2022540483A (de)
KR (1) KR20220035157A (de)
CH (1) CH717781B1 (de)
DE (1) DE112020003272T5 (de)
PL (1) PL440097A1 (de)
WO (1) WO2021007274A1 (de)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4185894A (en) 1978-03-13 1980-01-29 Hughes Aircraft Company Dielectric reflector for selective wavelength reflection
DE3412463A1 (de) 1984-04-03 1985-10-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrischer kondensator mit polyethylenterephthalat als dielektrikum, insbesondere zur verwendung als loetfaehiges chip-bauelement
US4985321A (en) * 1988-12-13 1991-01-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Thermal mass transfer of metallic images
US5877895A (en) 1995-03-20 1999-03-02 Catalina Coatings, Inc. Multicolor interference coating
DE19520843A1 (de) 1995-06-08 1996-12-12 Leybold Ag Scheibe aus durchscheinendem Werkstoff sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19638708A1 (de) 1996-09-21 1998-04-16 Merck Patent Gmbh Mehrschichtige Interferenzpigmente
US6132873A (en) 1996-09-21 2000-10-17 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Multilayered interference pigments
DE19746067A1 (de) 1997-10-17 1999-04-22 Merck Patent Gmbh Interferenzpigmente
US6157489A (en) 1998-11-24 2000-12-05 Flex Products, Inc. Color shifting thin film pigments
KR100363084B1 (ko) 1999-10-19 2002-11-30 삼성전자 주식회사 박막 구조를 위한 다중막을 포함하는 커패시터 및 그 제조 방법
US6569529B1 (en) 2000-10-10 2003-05-27 Flex Product, Inc. Titanium-containing interference pigments and foils with color shifting properties
DE10137831A1 (de) 2001-08-02 2003-02-13 Merck Patent Gmbh Mehrschichtige Interferenzpigmente
JP3986304B2 (ja) 2001-12-06 2007-10-03 株式会社日本色材工業研究所 積層型干渉性紫外線遮蔽顔料及びそれを配合した化粧料
US7106516B2 (en) 2002-02-04 2006-09-12 Applied Films Gmbh & Co. Kg Material with spectrally selective reflection
US6875264B2 (en) 2003-01-17 2005-04-05 Engelhard Corporation Multi-layer effect pigment
JP4595687B2 (ja) 2004-07-20 2010-12-08 住友金属鉱山株式会社 吸収型多層膜ndフィルター
JP2013038450A (ja) * 2008-03-26 2013-02-21 Panasonic Corp 半導体発光素子およびそれを用いる照明装置
US9558888B2 (en) 2008-10-16 2017-01-31 The Government Of The United States Of America, As Represented By Secretary Of The Navy Multilayer polymer film having a charge-delocalizing interface
US20100279566A1 (en) 2009-05-01 2010-11-04 3M Innovative Properties Company Passive electrical article
JP5910274B2 (ja) * 2012-04-18 2016-04-27 コニカミノルタ株式会社 熱線遮断フィルムおよびその製造方法
US8889272B2 (en) 2012-11-19 2014-11-18 Guardian Industries Corp. Coated article with low-E coating including tin oxide inclusive layer(s) with additional metal(s)
US10816707B2 (en) * 2015-11-27 2020-10-27 Sony Corporation Gold color tone multilayer coat and reflector including the same
KR20200021938A (ko) * 2017-06-28 2020-03-02 맥셀 홀딩스 가부시키가이샤 투명 차열 단열 부재 및 그 제조 방법

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