CN106873064A

CN106873064A - 幻彩膜

Info

Publication number: CN106873064A
Application number: CN201710288895.7A
Authority: CN
Inventors: 张文远
Original assignee: Shenzhen Jin Yaolai Science And Technology Ltd
Current assignee: Shenzhen Jin Yaolai Science And Technology Ltd
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2017-06-20

Abstract

本发明公开了幻彩膜。本发明的幻彩膜，包括至少一第一镀层和至少一第二电镀层，第一镀层和第二镀层交替间隔地叠加，第一镀层和第二镀层的折射率不同，这样使得可见光在第一镀层和第二镀层之间经过多次反射折射形成多个的相干光，这样提高了光的反射率，使得干涉图案更加清晰明显，由此提高了幻彩膜的装饰效果。

Description

幻彩膜

技术领域

本发明涉及装饰材料的技术领域，具体而言，涉及幻彩膜。

背景技术

为了增强钟表饰品的装饰效果，以提高其外观视觉效果，通常会在其表面进行镀上幻彩膜。幻彩膜是从不同的角度观察而呈现不同的颜色的彩膜。

现有技术中，幻彩膜由于光其表面具有较低的反射率从而导致反射所形成的干涉图案不够明显，降低了幻彩膜的装饰效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种幻彩膜，该幻彩膜能提高可见光的反射干涉效果。

一种幻彩膜，包括至少一可反射可见光的第一镀层和至少一可反射可见光的第二镀层，所述第一镀层和第二镀层交替间隔地叠加，所述第一镀层的折射率大于第二镀层的折射率。

进一步地，所述第一镀层和第二镀层均为PVD镀层。

进一步地，所述第一镀层的折射率为1.8～2.5。

进一步地，所述第二镀层的折射率为1.3～1.6。

进一步地，所述第一镀层为二氧化钛层、二氧化锆层、五氧化钽层、五氧化铌层或氧化铪层。

进一步地，所述第二镀层为二氧化硅层。

进一步地，所述第一镀层和第二镀层的厚度均相同并且均为可见光波长的1/4。

进一步地，多层所述第一镀层的厚度均不相同，多层所述第二镀层的厚度均不相同，第一镀层和第二镀层的厚度均非为可见光波长的1/4。

进一步地，所述第二镀层的厚度为70～120nm。

进一步地，所述第一镀层的厚度为50～100nm。

本发明的幻彩膜，包括至少一第一镀层和至少一第二电镀层，第一镀层和第二镀层交替间隔地叠加，第一镀层和第二镀层的折射率不同，这样使得可见光在第一镀层和第二镀层之间经过多次反射折射形成多个的相干光，这样提高了光的反射率，使得干涉图案更加清晰明显，由此提高了幻彩膜的装饰效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解地是，以下附图仅示出了本发明的幻彩膜的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的幻彩膜的结构示意图。

主要元件符号说明：

100—幻彩膜；20—第一镀层；30—第二镀层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对幻彩膜进行更全面的描述。附图中给出了幻彩膜的首选实施例。但是，幻彩膜可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对幻彩膜的公开内容更加透彻全面。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

此外，本文要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

请参阅图1。本发明实施例的幻彩膜100，包括至少一可反射可见光的第一镀层20和至少一可反射可见光的第二镀层30，所述第一镀层20和第二镀层30交替间隔地叠加，所述第一镀层20的折射率大于第二镀层30的折射率。

上述“叠加设置”可以理解的是指多个具有层结构的物件(例如薄膜等)采用一者贴合于另一者表面的堆叠方式。以A、B、C、D依次叠加设置为例，是指A的一个表面设置B、B的表面设置C、C的表面设置D，即按照某一方向(例如从上至下)，A、B、C、D依次排列。

上述交替间隔是指A—B—A—B—A—A—B—A—B—A—……的排列方式。更较为优选的是，此处A为第一镀层，B为第二镀层。

第一镀层20和第二镀层30所具有的可反射可见光的特性，可以使得入射的可见光分别在第一镀层20和第二镀层30经反射形成薄膜干涉。可见光的波长为400～760nm。普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动中的分子或原子彼此独立，各自有自己的振动方向、振幅及发光的起始时间。每个原子每一次振动所发出的光波只有短短的一列，持续时间约为10^-8秒。我们通常观察到的光都是光源内大量分子或原子振动辐射出来的结果，而观察不到其作为一种波动在传播过程中所能表现出来的特征——干涉、衍射和偏振等现象。这是因为实现光的干涉是需要条件的，即只有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的两列光波才是相干光波，这样的两列波辐射到同一点上，彼此叠加，产生稳定的干涉抵消(产生暗影)或者干涉加强(产生比两束光能简单相加更强的光斑)图像，才是我们观察到的光的干涉现象。薄膜干涉是指入射的可见光在薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光。

本发明中，第一镀层20和第二镀层30的折射率不同，相比于单层薄膜干涉而言，这样可使得入射的可见光在第一镀层20和第二镀层30之间经过多次反射折射形成多个(多于单层薄膜的二个)的相干光。以第一镀层20和第二镀层30各只有一层为例，具体而言，入射光在第一镀层20的上表面进行反射形成第一束光，在经第一镀层20的折射后在第一镀层20的下表面反射并最终从第一镀层20的上表面出射形成第二束光，在依次经第一镀层20、第二镀层30折射后从第二镀层30的下表面反射并最终出射的第三束光，由此可产生多于单层薄膜干涉的相干光。可以理解的是，在第一镀层20和第二镀层30的层数多于一层情况下，所产生的相干光变多。从而，这样增强了干涉效果，使得干涉图案更加清晰明显，由此提高了幻彩膜100的装饰效果。

第一镀层20的折射率可以为1.8～2.5，优选为2.0或2.4。此处，折射率是指相对折射率。

第一镀层20的材料可列举出二氧化钛(折射率为2.4)或二氧化锆(折射率为2.0)等。除此，第一镀层20的材质还可以为五氧化钽、五氧化铌或氧化铪等。

第二镀层30的折射率优选为1.3～1.6。第二镀层30的材料可为二氧化硅(折射率为1.46)层。

不可误解的是，在第一镀层20和第二镀层30均为多层的情况下，第一镀层20的厚度可以完全相同，所有第二镀层30的厚度可以完全相同。当然，所有第一镀层20的厚度可以不完全相同，所有第二镀层30的厚度可以不完全相同。

具体地，第一镀层20和第二镀层30的厚度均相同并且均为可见光波长的1/4。此处，可见光的波长根据需要呈现的颜色进行选择。

作为另一种实施方式，第一镀层20和第二镀层30的厚度均非为可见光波长的1/4，多层第一镀层20的厚度均不相同，多层第二镀层30的厚度均不相同。

第一镀层20和第二镀层30的层数可较佳地为3～9层。

第一镀层20的厚度可以为70～1200nm。第二镀层30的厚度可以为50～120nm。

第一镀层20和第二镀层30中“镀”指沉积，其镀的方式可以是化学镀、PVD、PECVD等，优选为PVD。

此处，PVD是指物理气相沉积，是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上，使得母体具有更好的性能。

PVD可以为真空蒸发、溅射、离子镀(空心阴极离子镀、热阴极离子镀、电弧离子镀、活性反应离子镀、射频离子镀、直流放电离子镀)，优选为磁控溅射。

此处，磁控溅射是指在二极溅射中增加一个平行于靶表面的封闭磁场，借助于靶表面上形成的正交电磁场，把二次电子束缚在靶表面特定区域来增强电离效率，增加离子密度和能量，从而实现高速率溅射的过程。磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。

本发明的第一镀层20和第二镀层30的获得优选为中频双回转孪生靶磁控溅射。这里，中频双回转孪生靶磁控溅射是采用中频电源并且双回转方式的靶转的孪生靶磁控溅射。孪生靶磁控溅射是指将双向交变电压施加于磁控溅射两个相邻的靶上的磁控溅射。中频孪生靶溅射技术有以下作用：1)有高的沉积速率。中频溅射时靶功率密度是直流时的三倍情况下可以得到十倍的沉积速率；2)膜内缺陷低。由于消除了打火现象膜内缺陷比直流溅射时低几个数量级；3)膜内应力低，与基体结合力强。由于中频溅射时到达基体的原子能量高于直流溅射，因此沉积时基体温升高，形成的膜较致密；4)连接简单。中频溅射时电源与靶的连接比射频(13.56MHz)溅射容易，后者需要复杂的阻抗匹配。

可列举出一种中频双回转孪生靶磁控溅射的具体实现形式：中频双回转孪生靶磁控溅射可采用本领域熟知的操作方式进行，较好地，以Ti和Si靶作为中频孪生靶，成膜时的靶电流在16～24A，成膜时间根据膜层厚度不同而不同，可参考性地为40～60min。

第一镀层20和第二镀层30的基材可以为玻璃材质等不作限定。为了提高第一镀层20和第二镀层30同基材的结合力，可以使用真空弧源对基材预处理。真空弧源对基材预处理是指在真空条件下使用低电压、大电流的电弧靶放电产生能量很强的金属离子对基材进行轰击，改变基材表面形貌。

为了进一步地提高第一镀层20和第二镀层30同基材的结合力，可对基材进行以弧源真空离子清洗。弧源真空离子清洗是采用弧源(金属靶材)产生的高能金属离子。

实施例1

以玻璃为基材，从最靠近基材的那一层编号为1，依次对层数进行编号。

实施例2

实施例3

层号	镀层材料	折射率	厚度(nm)
				1	二氧化锆	2.4	98
2	二氧化硅	1.46	159
				3	二氧化锆	2.4	195
4	二氧化硅	1.46	182
				5	二氧化锆	2.4	190
6	二氧化硅	1.46	204
				7	二氧化锆	2.4	223

本发明的幻彩膜具有以下优势：

1：实现可重复工艺的幻彩膜，是利用光学相位原理，采用光学干涉薄膜技术。为此对于膜组每一层光学薄膜的光学厚度(即折射率和物理厚度)进行精密的监控(每层的光学厚度误差<10纳米)。

2:采用中频双回转孪生靶磁控溅射技术使得膜层致密、附着力牢固、耐摩擦、耐腐蚀(耐盐雾、人工汗>48小时)。物理化学稳定性良好。

中频双回转孪生靶磁控溅射：即采用两对中频孪生Ti和Si靶，转靶方式采用双回转，成膜时的靶电流在16～24A，成膜时温度在90～130℃，成膜时间根据膜层厚度不同而不同，大概在40～60min.

3：采用弧源对工件表面进行真空离子清洗，保证表面的活化使得幻彩膜层的附着力超强。

4：光学薄膜要求材料有尽可能小的吸收，绝大多数为金属氧化物。金属氧化物的内应力较大，膜层硬度较之氮化物、碳化物(如氮化钛、氮化铬、碳化钨、碳化铬)相差很远。本发明的幻彩膜的内部的应力进行测试分析，使膜层的内应力降到最低保证了氧化物光学薄膜的硬度和牢固度。

上述未述及之处，适用于现有技术。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“第一镀层”、“第二镀层”、等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种幻彩膜，其特征在于，包括至少一可反射可见光的第一镀层和至少一可反射可见光的第二镀层，所述第一镀层和第二镀层交替间隔地叠加，所述第一镀层的折射率大于第二镀层的折射率。

2.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第一镀层和第二镀层均为PVD镀层。

3.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第一镀层的折射率为1.8～2.5。

4.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第二镀层的折射率为1.3～1.6。

5.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第一镀层为二氧化钛层、二氧化锆层、五氧化钽层、五氧化铌层或氧化铪层。

6.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第二镀层为二氧化硅层。

7.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，所述第一镀层和第二镀层的厚度均相同并且均为可见光波长的1/4。

8.根据权利要求1所述的幻彩膜，其特征在于，多层所述第一镀层的厚度均不相同，多层所述第二镀层的厚度均不相同，第一镀层和第二镀层的厚度均非为可见光波长的1/4。

9.根据权利要求7所述的幻彩膜，其特征在于，所述第二镀层的厚度为70～120nm。

10.根据权利要求7所述的幻彩膜，其特征在于，所述第一镀层的厚度为50～100nm。