CN117647856A - 彩色涂层 - Google Patents

Abstract

本公开涉及彩色涂层。电子设备可设置有导电结构，诸如导电外壳结构。可见光反射涂层可形成于该导电结构上。该涂层可具有粘附和过渡层、处于该粘附和过渡层上的不透明着色层以及处于该不透明着色层上的三层薄膜干涉滤光片。该三层薄膜干涉滤光片可具有最上SiC层、最下SiCrCN层和插置在该SiC层和该SiCrCN层之间的CrC层。该不透明着色层可以是CrSiCN层。该涂层可呈现出浅紫色，即使当底层导电结构具有三维形状时，该浅紫色也具有相对均匀的视觉响应。

Description

彩色涂层

本申请要求2023年8月3日提交的美国专利申请18/364,760号以及2022年9月2日提交的美国临时专利申请63/403,499号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及用于电子设备结构的涂层，并且更具体地，涉及用于导电电子设备结构的可见光反射涂层。

背景技术

诸如蜂窝电话、计算机、手表和其他设备的电子设备包含导电结构，诸如导电外壳结构。该导电结构设置有涂层，该涂层反射特定波长的光，使得导电部件呈现出期望的可见颜色。

提供诸如具有期望的色彩亮度的涂层之类的涂层可能具有挑战性。此外，如果不小心，则涂层可在不同的操作环境和导电结构几何形状下呈现出令人不满意的光学性能。

发明内容

一种电子设备可包括导电结构诸如导电外壳结构。可见光反射涂层可形成于该导电结构上。该涂层可具有粘附和过渡层、位于该粘附和过渡层上的不透明着色层以及位于该不透明着色层上的多层薄膜干涉滤光片。该多层薄膜干涉滤光片可以是三层薄膜干涉滤光片。该三层薄膜干涉滤光片可具有最上SiC层、最下SiCrCN层和插置在该SiC层和该SiCrCN层之间的CrC层。该不透明着色层可以是CrSiCN层。该涂层可呈现出浅紫色，即使当底层导电结构具有三维形状时，该浅紫色也具有相对均匀的视觉响应。

本公开的一个方面提供了一种装置。该装置可包括导电衬底。该装置可包括位于导电衬底上且具有颜色的涂层。该涂层可包括粘附和过渡层。该涂层可包括薄膜干涉滤光片，该薄膜干涉滤光片位于这些粘附和过渡层上，其中该薄膜干涉滤光片包括形成该薄膜干涉滤光片的最上层的SiC层、形成该薄膜干涉滤光片的最下层的SiCrCN层以及插置在该SiCrCN层和该SiC层之间的CrC层。

本公开的另一个方面提供了一种装置。该装置可包括导电衬底。该装置可包括位于导电衬底上且具有颜色的涂层。该涂层可包括粘附和过渡层。该涂层可包括位于这些粘附和过渡层上的不透明层。该涂层可包括位于该不透明层上的三层薄膜干涉滤光片，该三层薄膜干涉滤光片具有包含SiC的最上层。

本公开的又一方面提供了一种电子设备。该电子设备可包括导电结构。该电子设备可包括位于导电结构上且具有颜色的涂层。该涂层可包括粘附和过渡层。该涂层可包括位于这些粘附和过渡层上的不透明层。该涂层可包括位于该不透明层上的双层薄膜干涉滤光片。

附图说明

图1是根据一些实施方案的可设置有导电结构和可见光反射涂层的类型的例示性电子设备的透视图。

图2是根据一些实施方案的具有可以设置有可见光反射涂层的导电结构的例示性电子设备的横截面侧视图。

图3是根据一些实施方案的可以设置有可见光反射涂层的例示性导电外壳侧壁的分解横截面侧视图。

图4是根据一些实施方案的具有多层干涉膜和底层不透明着色层的例示性可见光反射涂层的横截面侧视图。

图5是根据一些实施方案的具有三层干涉膜的例示性可见光反射涂层的横截面侧视图，该三层干涉膜具有最上SiC层、CrC层和处于底层CrSiCN不透明着色层上的最下SiCrCN层。

图6是根据一些实施方案的示出了穿过图5所示类型的例示性可见光反射涂层的不同深度处的示例性组成(原子百分比)的曲线图。

图7是根据一些实施方案的图5所示类型的例示性可见光反射涂层的L*a*和L*b*颜色空间的曲线图。

图8是根据一些实施方案的具有三层干涉膜的例示性可见光反射涂层的横截面侧视图，该三层干涉膜具有最上SiC层、CrN层和最下SiC层。

图9至图14是根据一些实施方案的在底层不透明着色层上具有双层干涉膜的例示性可见光反射涂层的横截面侧视图。

具体实施方式

电子设备和其他物项可设置有导电结构。可在导电结构上形成涂层以反射特定波长的可见光，使得导电结构呈现出期望的颜色。可见光反射涂层可沉积在导电衬底上。该涂层可包括处于该衬底上的粘附和过渡层、处于这些粘附和过渡层上的不透明着色层以及处于该不透明着色层上的三层薄膜干涉滤光片。该薄膜干涉滤光片可具有最上SiC层。该薄膜干涉滤光片可具有最下SiCrCN层。该薄膜干涉滤光片可具有中间CrC层。该不透明着色层可以是CrSiCN层。该涂层可呈现出稳健的浅紫色，当底层导电结构具有三维形状时，该浅紫色呈现出相对均匀的视觉响应。

图1示出了可以设置有导电结构和可见光反射涂层的类型的例示性电子设备。图1的电子设备10可为诸如膝上型计算机的计算设备、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、诸如腕表设备(例如，带有腕带的手表)的较小设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户头部上的其他装备(例如，头戴式设备)，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备被安装在信息亭或汽车中的系统)、无线基站、家庭娱乐系统、无线扬声器设备、无线接入点、实现这些设备中的两种或更多种的功能的装备，或者其他电子装备。在图1的例示性构型中，设备10是具有大致矩形横向轮廓的便携式设备，诸如蜂窝电话或平板电脑。如果需要，可将其他构型用于设备10。图1的示例仅为例示性的。

在图1的示例中，设备10包括显示器，诸如显示器14。显示器14可安装在外壳(诸如外壳12)中。有时可称为壳体或箱体的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可以利用一体式构型形成，在一体式构型中，外壳12的一部分或全部被机加工或模制成单个结构，或者可以利用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。外壳12可具有金属侧壁或者由其他材料形成的侧壁。可用于形成外壳12的金属材料的示例包括不锈钢、铝、银、金、钛、金属合金或任何其他所需的导电材料。

显示器14可在设备10的前侧(正面)上形成(例如，安装在其上)。外壳12可具有与设备10的正面相对的设备10后侧(后面)上的后外壳壁。外壳12中的导电外壳侧壁可围绕设备10的周边。外壳12的后外壳壁可由导电材料和/或绝缘材料形成。

外壳12的后外壳壁和/或显示器14可跨越设备10的长度(例如，平行于图1的X轴)和宽度(例如，平行于Y轴)的一些或全部延伸。外壳12的导电侧壁可跨设备10的高度(例如，平行于Z轴)的一些或全部延伸。

显示器14可为并入导电电容性触摸传感器电极层或其他触摸传感器部件(例如，电阻性触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。

显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管(OLED)显示器像素阵列、电润湿显示器像素阵列，或者基于其他显示技术的显示器像素。

显示器14可使用显示器覆盖层来保护。显示器覆盖层可由透明材料诸如玻璃、塑料、蓝宝石或其他晶态绝缘材料、陶瓷或其他透明材料形成。例如，显示器覆盖层可跨设备10的基本上全部长度和宽度延伸。

设备10可包括一个或多个按钮。按钮可由导电按钮构件形成，该导电按钮构件位于(例如，突出穿过)外壳12中的开口或显示器14中的开口内(作为示例)。按钮可以是旋转按钮、滑动按钮、通过按压可动按钮构件而致动的按钮等。

图2中示出了显示器14具有显示器覆盖层的例示性配置中的设备10的横截面侧视图。如图2所示，显示器14可具有形成像素阵列18的一个或多个显示层。在操作期间，像素阵列18在显示器14的有效区域中为用户形成图像。显示器14还可具有不含像素并且不产生图像的非有效区域(例如，沿像素阵列18的边界的区域)。图2的显示器覆盖层16与有效区域中的像素阵列18重叠并且与设备10中的电子部件重叠。

显示器覆盖层16可以由诸如玻璃、塑料、陶瓷或晶态材料(例如，蓝宝石)的透明材料形成。在本文中有时描述设备10中的显示器覆盖层和其他透明构件(例如，形成于外壳12的开口内的用于相机或者其他基于光的设备的窗口)由硬透明晶态材料(诸如蓝宝石，有时称为刚玉或晶态氧化铝)形成的例示性配置，以作为示例。由于其硬度(9莫氏硬度)的原因，蓝宝石构成了用于显示器覆盖层和窗口的令人满意的材料。然而，一般来讲，这些透明构件可由任何合适的材料形成。

显示器14的显示器覆盖层16可为平面的或曲面的，并且可具有矩形轮廓、圆形轮廓或其他形状的轮廓。如果需要，可在显示器覆盖层中形成开口。例如，可在显示器覆盖层中形成开口以容纳按钮、扬声器端口或其他部件。可在外壳12中形成开口，以形成通信或数据端口(例如，音频插孔端口、数字数据端口、用于用户身份模块(SIM)卡的端口等)，形成用于按钮的开口，或者形成音频端口(例如，用于扬声器和/或麦克风的开口)。

如果需要，设备10可耦接到带诸如带28(例如，在设备10为腕表设备的情况下)。带28可用于将设备10保持在用户的手腕上(作为示例)。带28在本文中有时可被称为腕带28。在图2的示例中，腕带28在设备10的相对侧处连接到外壳12中的附接结构30。附接结构30可包括凸耳、销、弹簧、夹具、支架和/或将外壳12配置为接收腕带28的其他附接机构。不包括带的配置也可用于设备10。

如果需要，基于光的部件诸如基于光的部件24可被安装成与外壳12中的开口20对准。开口20可为圆形的，可为矩形的，可具有椭圆形形状，可具有三角形形状，可具有带有直边缘和/或弯曲边缘的其他形状，或可具有其他合适的形状(当从上面观察时的轮廓)。窗口构件26可安装在外壳12的窗口开口20中，使得窗口构件26与部件18重叠。衬垫、垫圈、粘合剂、螺钉或其他紧固机构可用于将窗口构件26附接到外壳12。窗口构件26的表面22可与外壳12的外表面23齐平，可凹进外表面23下方，或可如图3所示突出于外表面23(例如，表面22可位于沿-Z方向远离表面23突出的平面中)。换句话讲，窗口构件26可安装到外壳12的突出部分。表面23可例如形成外壳12的背面。

设备10中的导电结构可设置有可见光反射涂层，该可见光反射涂层反射某些波长的光，使得导电结构呈现出期望的美学外观(例如，期望的颜色、反射率等)。设备10中的导电结构可包括例如外壳12的导电部分(例如，设备10的导电侧壁、设备10的导电后壁、外壳12的用于安装窗口构件26的突出部分等)、附接结构30、腕带28的导电部分、导电网孔、导电部件32和/或设备10上的任何其他期望的导电结构。导电部件32可包括内部部件(例如，内部外壳构件、导电框架、导电底座、导电支撑板、导电支架、导电夹具、导电弹簧、输入-输出部件或设备等)、位于设备10的内部和外部的部件(例如，导电SIM卡托或SIM卡端口、数据端口、麦克风端口、扬声器端口、用于振铃器按钮、电源按钮、音量按钮或其他按钮的导电按钮构件等)、或安装在设备10的外部处的部件(例如，带28的导电部分，诸如用于带28的扣钩)、和/或设备10上的任何其他期望的导电结构。

图3是设备10中可以设置有可见光反射涂层的导电侧壁的分解横截面侧视图。如图3所示，外壳12可包括外围导电外壳结构诸如导电侧壁12W。导电侧壁12W可以例如在X-Y平面中围绕设备10的横向外围延伸(例如，导电侧壁12W可以围绕图2的显示器14的外围延伸，并且可以用作显示器的导电边框)。

导电侧壁12W可以包括一个或多个壁架34。壁架34可以用于支撑设备10的导电和/或介电后壁(例如，在设备10的背面处)和/或支撑图2的显示器覆盖层16(例如，在设备10的正面处)。为了向导电侧壁12W提供所期望的可见颜色，可以在导电侧壁12W(例如，所有导电侧壁12W、导电侧壁12W在设备10外部处的部分等)上沉积诸如涂层36的可见光反射涂层。也可以在设备10中的其他导电结构(例如，图2的导电部件32、外壳12的其他导电部分等)上沉积涂层36。

在实践中，由于导电结构的底层几何形状的变化(例如，由于涂层沉积装备在整个底层几何形状上沉积均匀涂层的限制)，涂层在其表面区域上可能具有不同的厚度。例如，图3的涂层36可以在导电侧壁12W的底部和顶部边缘处呈现第一厚度T1(例如，导电侧壁12W呈现弯曲的三维形状)，但是可以沿导电侧壁12W的中心呈现第二厚度T2(例如，导电侧壁12W呈现基本平坦的形状)。厚度T2可表示涂层36在其整个表面区域的最大厚度(例如，100％厚度)。厚度T1可小于厚度T2(例如，为厚度T2的30％至70％)。如果不小心，沿涂层36的表面区域的厚度变化会不期望地改变由涂层反射的可见光的颜色，从而改变底层导电结构的美学外观。

图4是具有多层薄膜干涉滤光片的可见光反射涂层的横截面图，该可见光反射涂层可设置在设备10中的导电结构(例如，图1和图2的外壳12的部分、图2的导电部件32、图3的导电侧壁12W等)上。如图4所示，可见光反射涂层诸如涂层36可设置(例如，沉积、层叠、形成等)在导电衬底诸如衬底35上。衬底35可以是设备10中的导电结构，诸如外壳12(图1和图2)的导电部分、导电部件32(图2)或导电侧壁12W(图3)。衬底35可比涂层36厚。衬底35的厚度可以是0.1mm至5mm，大于0.3mm，大于0.5mm，介于5mm和20mm之间，小于5mm，小于2mm，小于1.5mm或者小于1mm(作为示例)。衬底35可包含不锈钢、铝、钛或其他金属或合金。在其他合适的布置中，衬底35可以是绝缘衬底，诸如陶瓷衬底、玻璃衬底或由其他材料形成的衬底。

涂层36可包括处于衬底35上的粘附和过渡层40。涂层36可包括处于粘附和过渡层40上的不透明着色层，诸如不透明着色层42。涂层36可包括处于不透明着色层42上的多层薄膜干涉滤光片，诸如薄膜干涉滤光片(TFIF)38。如果需要，任选的疏油性涂层或其他膜、涂层或层(例如，基本上无助于涂层的颜色响应的层)可层叠在薄膜干涉滤光片38上。不透明着色层42可例如具有直接接触粘附和过渡层40的第一横向表面，并且可具有与第一横向表面相对的第二横向表面。薄膜干涉滤光片38可例如具有直接接触第二横向表面的第三横向表面，并且可具有与第三横向表面相对的第四横向表面(例如，第四横向表面可形成涂层36的最上或最外层)。薄膜干涉滤光片38可包括堆叠在不透明着色层42上的多个层(膜)。在一些具体实施中，薄膜干涉滤光片38可包括三个堆叠层(膜)。在其他具体实施中，薄膜干涉滤光片38可包括两个堆叠层(膜)。这仅是例示性的，并且如果需要，薄膜干涉滤光片38可包括其他数量的层(例如，四层、五层、多于五层等)。

涂层36的各层可使用任何合适的沉积技术沉积在衬底35上。可用于沉积涂层36中各层的技术的示例包括物理气相沉积(例如，蒸镀和/或溅镀)、阴极电弧沉积、化学气相沉积、离子电镀、激光烧蚀等。例如，涂层36可在具有沉积装备(例如，阴极)的沉积系统中沉积在衬底35上。在沉积装备(例如，阴极)沉积涂层36的各层时，衬底35可在沉积系统内移动(例如，旋转)。如果需要，衬底35可在沉积期间相对于与沉积装备(例如，阴极)有关的速度和/或取向动态地移动/旋转。这可有助于使涂层36在其整个区域具有尽可能均匀的厚度，即使在衬底35具有三维形状的情况下也是如此(例如，最小化图3的厚度T1和T2之间的差值)。

薄膜干涉滤光片38可以由诸如具有不同折射率值的无机介电层的材料叠层形成。薄膜干涉滤光层可以具有较高的折射率值(有时被称为“高”折射率值)和较低的折射率值(有时被称为“低”折射率值)。如果需要，高折射率层可以与低折射率层交错。入射光可透射通过薄膜干涉滤光片38中各层中的每一层，同时也从各层中的每一层之间的界面反射，以及在薄膜干涉滤光片和不透明着色层42之间的界面处和薄膜干涉滤光片和空气之间的界面处反射。通过控制薄膜干涉滤光片38中的每个层的厚度和折射率(例如，组成)，在每个界面处反射的光可在选定的一组波长处相消和/或相长干涉，使得从薄膜干涉滤光片38传出的反射光在对应视角范围(入射角，例如，相对于导电结构的法线轴从0度到60度)内，以期望的颜色和亮度被观察者感知，同时即使当沉积在具有三维(例如，弯曲)形状的底层衬底35上时，也在涂层的整个横向区域呈现出相对不变的响应。

与薄膜干涉滤光片38的各层不同，不透明着色层42基本上是不透明的并且不透射入射到涂层36上的光。另一方面，不透明着色层42可将通过薄膜干涉滤光片38接收的入射光朝向并通过薄膜干涉滤光片38反射回来。不透明着色层42的厚度和/或组成可有助于光在离开涂层36时的颜色响应，如用户所观察到的(例如，与由薄膜干涉滤光片38赋予透射和反射光的干涉效应相结合)。不透明着色层42在本文中有时也可称为非干涉滤光层或固有着色层。

图5是示出了用于涂层36的一种例示性组成的横截面侧视图。为了清楚起见，图5省略了衬底35以及粘附和过渡层40(图4)。一般来讲，粘附和过渡层40可包括处于衬底35上的晶种(粘附)层和处于晶种层上的一个或多个过渡层。晶种层可将衬底35耦接到过渡层(例如，过渡层可插置在晶种层和不透明着色层42之间)。在一个示例中，晶种层可由铬(Cr)形成，而过渡层由氮化铬硅(CrSiN)形成。这仅为例示性的。如果需要，晶种层和/或过渡层可包含氮化铬(CrN)、铬硅(CrSi)、钛(Ti)、氮化铬硅(CrSiN)、碳氮化铬硅(CrSiCN)、碳化铬硅(CrSiC)、碳氮化铬(CrCN)、其他金属、金属合金和/或其他材料。

在图5的示例中，薄膜干涉滤光片38是具有三个层(例如，层44、46和48)的三层干涉滤光片。如图5所示，薄膜干涉滤光片38可包括层叠到不透明着色层42上的最下(底部)层48。层48可具有厚度54。薄膜干涉滤光片38可包括层叠到层48上的中间层46。层46可具有厚度52。薄膜干涉滤光片38可包括层叠到层46上的最上层44。层44可具有厚度50。厚度54可大于厚度52和50。

层44可包含碳化硅(SiN)，并且因此有时在本文中可称为SiC层44。层46可包含碳化铬(CrC)，并且因此有时在本文中可称为CrC层46。层48可包含硅铬碳氮化物(SiCrCN)，并且因此有时在本文中可称为SiCrN层48。层76可包含SiH，并且因此有时在本文中可称为SiH层76。换句话说，薄膜干涉滤光片38可包括最上SiC层44、最下SiCrCN层48以及插置在层44和48之间的中间CrC层46。图5的示例仅为例示性的。薄膜干涉滤光片38的各层可按其他顺序设置和/或可具有其他组成。不透明着色层42可包含铬硅碳氮化物(CrSiCN)，并且因此有时在本文中可称为CrSiCN层42。CrSiCN层42可包含相比Si原子更高百分比的Cr，而SiCrCN层48包含相比Cr原子更高百分比的Si原子。

可选择薄膜干涉滤光片38的各层的组成和厚度，使得涂层36在预定入射角范围内呈现出紫色。SiCrCN层48的厚度54可例如被选择为50nm-100nm、40nm-120nm、80nm-100nm、75nm-95nm、30nm-150nm、80nm-90nm、70nm-95nm、60nm-70nm、50nm-80nm、45nm-85nm、大于30nm、大于50nm、大于80nm、大于60nm、小于70nm、小于100nm、小于150nm或其他厚度。CrC层46的厚度52可被选择为20nm-30nm、15nm-25nm、15nm-30nm、10nm-30nm、10nm-40nm、20nm-24nm、18nm-26nm、5nm-35nm、8nm-28nm、大于10nm、大于15nm、大于20nm、小于25nm、小于30nm、小于35nm、小于40nm或其他厚度。SiC层44的厚度50可被选择为20nm-30nm、20nm-35nm、15nm-35nm、25nm-31nm、18nm-33nm、10nm-40nm、5nm-50nm、大于10nm、大于15nm、大于20nm、大于25nm、小于25nm、小于30nm、小于35nm、小于40nm或其他厚度。不透明着色层42的厚度可大于厚度54和/或大于整个薄膜干涉滤光片38的厚度(例如，400nm-600nm、500nm、300nm-700nm、200nm-800nm或其他厚度)。

在本文中作为示例描述的第一具体实施中，厚度50大于厚度52(例如，大1nm-10nm、大5nm-15nm、大5nm以上、大10nm以下、大20nm以下等)并且小于厚度54的一半。在本文中作为示例描述的第二具体实施中，厚度52大于厚度50(例如，大1nm-10nm、大2nm-6nm、大5nm、大10nm以下、大15nm以下、大1nm以上等)并且在第一具体实施中，厚度52小于厚度54(例如，小20nm、小10nm-30nm、小30nm等)。

图6是涂层36的组成的曲线图。图6的曲线可使用能量色散光谱(EDS)线扫描来生成，该能量色散光谱(EDS)线扫描测量了从外表面到涂层36整个厚度的不同深度处的不同元素的原子百分比。

如图6所示，曲线56绘出了铬(Cr)原子在涂层36整个厚度上的原子百分比(％)。曲线58绘出了硅(Si)原子在涂层36整个厚度上的原子百分比。曲线60绘出了氮(N)原子在涂层36整个厚度上的原子百分比。曲线62绘出了碳(Si)原子在涂层36整个厚度上的原子百分比。

如曲线56所示，涂层36在图5的CrC层46内(例如，在涂层的跨厚度52位于比SiC涂层44深且比SiCrCN涂层48浅的中间层内)表现出相对高百分比(例如，峰值)的Cr原子。涂层36在不透明着色层(例如，图5的CrSiCN层42)内也表现出相对高百分比(例如，峰值)的Cr原子。

如曲线58所示，涂层36在图5的SiC层44内(例如，在涂层的跨厚度50位于比CrC层46浅的最上层内)表现出相对高百分比(例如，峰值)的Si原子。涂层36在图5的SiCrCN层48内(例如，在涂层的跨厚度54位于比CrC层46深且比不透明着色层浅的最下层内)和不透明着色层42(例如，图5的CrSiCN层42)内也表现出高百分比(例如，峰值)的Si原子。

如曲线60所示，在图5的SiCrCN层48内，涂层36表现出相对高百分比(例如，峰值)的N原子。涂层36在不透明着色层42(例如，图5的CrSiCN层42)内也表现出相对高百分比(例如，峰值)的N原子。如曲线62所示，涂层36在SiC层44、CrC层46、SiCrCN层48和不透明着色层42内表现出相对高百分比(例如峰值)的C原子。

涂层36可在各层中的每一层中表现出不同量的Cr、Si、N和C原子。例如，图4的SiC层44的组成可选择成使得SiC层44中Cr原子的原子百分比为40％-50％、30％-60％、25％-52％、30％-57％、大于30％、大于40％、大于20％、小于50％、小于60％或为其他值。CrC层46的组成可选择成使得CrC层46中Cr原子的原子百分比为40％-50％、30％-60％、25％-52％、30％-57％、大于30％、大于40％、大于20％、小于50％、小于60％或为其他值。

SiCrCN层48的组成可选择成使得SiCrCN层48中Si原子的原子百分比为10％-20％、5％-25％、12％-27％、5％-30％、大于5％、大于10％、大于15％、小于20％、小于25％、小于30％或为其他值。SiCrCN层48的组成可选择成使得SiCrCN层48中C原子的原子百分比大于Si原子的原子百分比(例如，为20％-40％、10％-50％、大于10％、大于20％、大于30％、小于40％、小于50％或为其他值)。SiCrCN层48的组成可选择成使得SiCrCN层48中N原子的原子百分比大于SiCrCN层48中C原子、Si原子和Cr原子的原子百分比(例如，为40％-50％、30％-60％、35％-65％、大于30％、大于40％、大于45％、小于50％、小于60％或为其他值)。

不透明着色层42的组成可选择成使得不透明着色层42中Cr原子的原子百分比大于不透明着色层42中Si、C和N原子的原子百分比(例如，为50％-60％、40％-70％、35％-65％、大于30％、大于40％、大于50％、小于60％、小于70％或为其他值)。不透明着色层42的组成可选择成使得不透明着色层42中Si原子的原子百分比大于不透明着色层42中C和N原子的原子百分比(例如，为10％-20％、5％-25％、12％-27％、5％-30％、大于5％、大于10％、大于15％、小于20％、小于25％、小于30％或为其他值)。不透明着色层42的组成可选择成使得不透明着色层42中N原子的原子百分比大于不透明着色层42中C原子的原子百分比。这些示例仅是例示性的，并且一般来讲，涂层36的各层可具有其他组成。

在实践中，很难在其整个表面(横向)区域提供厚度均匀的涂层36，特别是当沉积在具有非平面三维形状的衬底35上时。图5的具有底层不透明着色层的三层薄膜干涉滤光片可在涂层36的整个表面区域提供相对稳定的颜色响应，即使当涂层的总体厚度由于底层衬底35中的几何形状变化而变化时。图7包括L*a*颜色空间的曲线图64和L*b*颜色空间的曲线图66，示出了图5中的涂层36在不同总体涂层厚度下的颜色响应。

如图7所示，曲线68和72绘出了对于图5的涂层36的第一具体实施的涂层36的从最大(100％)厚度(例如，如图3所示的厚度T2)的位置到最小厚度(例如，图3的厚度T1，其可低至最大厚度的30％)的位置的颜色响应。曲线70和74绘出了对于图5的涂层36的第二具体实施的涂层36的从最大厚度的位置到最小厚度的位置的颜色响应。如曲线68-74所示，当厚度在涂层的整个表面区域从厚度T2变化到厚度T1时(例如，当底层衬底35的几何形状改变时)，涂层36呈现出相对稳定的颜色响应。涂层36的第二具体实施可(例如)呈现出比涂层36的第一具体实施更稳定(例如，更紧密)的颜色响应。曲线68-74在实践中可具有其他形状。

图5的涂层36的各层的层厚度和组成可将涂层36配置为呈现出紫色(例如，可赋予衬底35紫色)。在最大厚度(例如，厚度T2)的位置处和零度的入射角下，涂层36(例如，在L*a*b*颜色空间或另一颜色空间中)的L*值可以是例如50-60、50-55、45-55、40-60、52-55、51-54、大于40、大于45、大于50、小于55、小于60、小于65、大于30或其他值。在最大厚度的位置处和零度的入射角下，涂层36(例如，在L*a*b*颜色空间或另一颜色空间中)的a*值可以是例如0-5、3-4、1-4、1-6、0-10、-5-15、3.1-4.2、大于3、大于2、大于1、大于0、小于4、小于5、小于10或其他值。在最大厚度的位置处和零度的入射角下，涂层36(例如，在L*a*b*颜色空间或另一颜色空间中)的b*值可以是例如介于-15和-10之间、介于-5和-20之间、介于-14和-15之间、介于-13和-16之间、介于-13和-15之间、小于0、小于-5、小于-10、小于-13、大于-15、大于-20、大于-25或其他值。

图5的其中层46是CrC层并且层48是SiCrCN层的示例仅是例示性的。在其他具体实施中，图5的CrC层46可用CrN层78替换并且图5的SiCrCN层48可用另一SiC层80替换，如图8所示。为了清楚起见，图8省略了不透明着色层42(图5)、粘附和过渡层40(图4)以及衬底35(图4)。在图8的示例中，SiC层44的厚度可近似等于层78和80的厚度(例如，为10nm-30nm、15nm-25nm、5nm-25nm、18nm-34nm、5nm-35nm、大于10nm、大于15nm、大于5nm、小于25nm、小于30nm或为其他厚度)。作为一个示例，图8的涂层36的底层不透明着色层42(未示出)可以是CrN不透明着色层。

图5和图8的其中薄膜干涉滤光片38是三层薄膜干涉滤光片的示例仅是例示性的。如果需要，薄膜干涉滤光片38可以是双层薄膜干涉滤光片。图9至图14例示了具有双层薄膜干涉滤光片的涂层36的六个示例。为了清楚起见，图9至图11省略了底层不透明着色层42。为了清楚起见，图9至图14省略了底层粘附和过渡层40以及衬底35(图4)。

如图9所示，涂层36的薄膜干涉滤光片38可包括层叠到底层不透明着色层上(接触底层不透明着色层)的最下层84和处于层84上的最上层82。层84可包含硅化铬(CrSi)，并且因此有时在本文中可称为CrSi层84。层82可包含钛硅碳氮化物(TiSiCN)，并且因此有时在本文中可称为TiSiCN层82。层84可具有第一厚度(例如，50nm-90nm、60nm-80nm、65nm-75nm、大于60nm、大于50nm、小于80nm、小于90nm或其他厚度)，而层82具有小于第一厚度的第二厚度(例如，40nm-60nm、30nm-70nm、20nm-80nm、45nm-55nm、大于40nm、大于30nm、小于60nm、小于70nm或其他厚度)。

如图10所示，涂层36的薄膜干涉滤光片38可包括层叠到底层不透明着色层上(接触底层不透明着色层)的最下层88和处于层88上的最上层86。层88可包含CrC，并且因此有时在本文中可称为CrC层88。层86可包含SiC，并且因此有时在本文中可称为SiC层86。层88和86可具有近似相等的厚度(例如，10nm-30nm、5nm-35nm、15nm-25nm、大于15nm、大于10nm、小于25nm、小于30nm、小于40nm或其他厚度)。作为一个示例，图10的涂层36的底层不透明着色层42(未示出)可以是氮化钛硅(TiSiN)不透明着色层。

如图11所示，涂层36的薄膜干涉滤光片38可包括层叠到底层不透明着色层上(接触底层不透明着色层)的最下层92和处于层92上的最上层90。层92可包含TiSiCN，并且因此有时在本文中可称为TiSiCN层92。层90可包括任何期望的材料。层92可具有第一厚度(例如，30nm-50nm、20nm-60nm、35nm-45nm、大于30nm、大于20nm、小于50nm、小于60nm或其他厚度)，而层90具有小于第一厚度的第二厚度(例如，10nm-30nm、5nm-25nm、15nm-25nm、大于15nm、大于10nm、小于30nm、小于40nm或其他厚度)。在其他具体实施中，层90和92可具有近似相等的厚度(例如，10nm-30nm、5nm-35nm、15nm-25nm、大于15nm、大于10nm、小于25nm、小于30nm、小于40nm或其他厚度)。

如图12所示，涂层36的薄膜干涉滤光片38可包括层叠到不透明着色层42上(接触该不透明着色层)的最下层96和处于层96上的最上层94。层94和96两者可包含CrC(例如，在各层之间具有不同量的Cr和C以将各层配置为呈现出不同的折射率)。层94和96可具有近似相等的厚度(例如，10nm-30nm、5nm-35nm、15nm-25nm、大于15nm、大于10nm、小于25nm、小于30nm、小于40nm或其他厚度)。在此具体实施中，不透明着色层42是碳氮化钛(TiCN)不透明着色层。在另一具体实施中，图12的TiCN不透明着色层42可用TiN不透明着色层替换，如图13的示例所示。

如图14所示，涂层36的薄膜干涉滤光片38可包括层叠到不透明着色层42上(接触该不透明着色层)的最下层104和处于层104上的最上层102。层102和104两者可包含SiC(例如，在各层之间具有不同量的Si和C以将各层配置为呈现出不同的折射率)。层102可比层104厚(例如，厚两倍以上)。作为示例，层102可具有50nm-100nm、40nm-60nm、50nm-70nm、30nm-70nm的厚度或其他厚度。层104可具有10nm-30nm、5nm-35nm、15nm-25nm、12nm-23nm的厚度或其他厚度。在此具体实施中，不透明着色层42是厚度大于层102和104的厚度(例如，200nm或更厚)的CrSiN不透明着色层。图5和图8至图14中的涂层36中的每个涂层可呈现出基本上紫色的形状，尽管厚度从厚度T2到厚度T1变化，但该形状在涂层的整个表面区域的颜色响应相对恒定。

图4至图14的示例仅是例示性的。另外的元件可包括在涂层36的各层的一层或多层中。这些层可以按其他顺序排列。这些层可具有不同的厚度或组成。该涂层可具有其他颜色分布和角度响应。本文所述的各层有时也可称为膜。

根据一个实施方案，提供了一种装置，该装置包括导电衬底和涂层，该涂层处于该导电衬底上并且具有颜色，该涂层包括：粘附和过渡层，以及薄膜干涉滤光片，该薄膜干涉滤光片处于这些粘附和过渡层上，该薄膜干涉滤光片包括形成该薄膜干涉滤光片的最上层的SiC层、形成该薄膜干涉滤光片的最下层的SiCrCN层以及插置在该SiCrCN层和该SiC层之间的CrC层。

根据另一实施方案，该涂层包括CrSiCN层，该CrSiCN层插置在该薄膜干涉滤光片和该粘附和过渡层之间。

根据另一实施方案，该CrSiCN层是不透明的。

根据另一实施方案，该CrSiCN层比该薄膜干涉滤光片厚。

根据另一实施方案，这些粘附和过渡层包括处于该导电衬底上的晶种层以及处于该晶种层上的过渡层，该晶种层包含CrSiN，该过渡层包含Cr。

根据另一实施方案，该SiCrCN层比该SiC层和该CrC层厚。

根据另一实施方案，该SiCrCN层的厚度介于50nm和100nm之间。

根据另一实施方案，该SiC层的厚度介于10nm和30nm之间。

根据另一实施方案，该涂层具有大于40的L*值、大于-5的a*值和小于-5的b*值。

根据另一实施方案，该SiC层中Si原子的原子百分比大于20％，该CrC层中Cr原子的原子百分比大于30％，并且该SiCrCN层中N原子的原子百分比大于30％。

根据一个实施方案，提供了一种装置，该装置包括导电衬底和涂层，该涂层处于该导电衬底上且具有颜色，该涂层包括：粘附和过渡层；不透明层，该不透明层处于这些粘附和过渡层上；以及三层薄膜干涉滤光片，该三层薄膜干涉滤光片处于该不透明层上，该三层薄膜干涉滤光片具有包含SiC的最上层。

根据另一实施方案，该三层薄膜干涉滤光片具有包含SiCrCN的最下层和包含CrC的中间层。

根据另一实施方案，该不透明层包含CrSiCN。

根据另一实施方案，该三层薄膜干涉滤光片具有包含SiC的最下层和包含CrN的中间层。

根据另一实施方案，该不透明层包含CrN。

根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括导电结构和涂层，该涂层处于该导电结构上且具有颜色，该涂层包括：粘附和过渡层、处于这些粘附和过渡层上的不透明层以及处于该不透明层上的双层薄膜干涉滤光片。

根据另一个实施方案，该双层薄膜干涉滤光片包括第一CrC层和处于该第一CrC层上的第二CrC层，并且该不透明层包括TiN层或TiCN层。

根据另一实施方案，该双层干涉滤光片包括最上TiSiCN层和最下CrSi层。

根据另一实施方案，该双层干涉滤光片包括最上SiC层和最下CrC层。

根据另一实施方案，该双层干涉滤光片包括最下TiSiCN层。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

导电衬底；以及

涂层，所述涂层位于所述导电衬底上且具有颜色，所述涂层包括：

粘附和过渡层，和

薄膜干涉滤光片，所述薄膜干涉滤光片位于所述粘附和过渡层上，其中所述薄膜干涉滤光片包括形成所述薄膜干涉滤光片的最上层的SiC层、形成所述薄膜干涉滤光片的最下层的SiCrCN层以及插置在所述SiCrCN层和所述SiC层之间的CrC层。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述涂层还包括：

CrSiCN层，所述CrSiCN层插置在所述薄膜干涉滤光片与所述粘附和过渡层之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述CrSiCN层是不透明的。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述CrSiCN层比所述薄膜干涉滤光片厚。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述粘附和过渡层包括：

晶种层，所述晶种层位于所述导电衬底上，所述晶种层包含CrSiN；以及

过渡层，所述过渡层位于所述晶种层上，所述过渡层包含Cr。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述SiCrCN层比所述SiC层和所述CrC层厚。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述SiCrCN层的厚度介于50nm和100nm之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述SiC层的厚度介于10nm和30nm之间。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述涂层具有大于40的L*值、大于-5的a*值和小于-5的b*值。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述SiC层中Si原子的原子百分比大于20％，所述CrC层中Cr原子的原子百分比大于30％，并且所述SiCrCN层中N原子的原子百分比大于30％。

11.一种装置，包括：

导电衬底；以及

涂层，所述涂层位于所述导电衬底上且具有颜色，所述涂层包括：

粘附和过渡层，

不透明层，所述不透明层位于所述粘附和过渡层上，以及

三层薄膜干涉滤光片，所述三层薄膜干涉滤光片位于所述不透明层上，所述三层薄膜干涉滤光片具有包含SiC的最上层。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述三层薄膜干涉滤光片具有包含SiCrCN的最下层和包含CrC的中间层。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述不透明层包含CrSiCN。

14.根据权利要求11所述的装置，其中所述三层薄膜干涉滤光片具有包含SiC的最下层和包含CrN的中间层。

15.根据权利要求12所述的装置，其中所述不透明层包含CrN。

16.一种电子设备，包括：

导电结构；以及

涂层，所述涂层位于所述导电结构上并具有颜色，所述涂层包括：

粘附和过渡层，

不透明层，所述不透明层位于所述粘附和过渡层上，以及

双层薄膜干涉滤光片，所述双层薄膜干涉滤光片位于所述不透明层上。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述双层薄膜干涉滤光片包括第一CrC层和位于所述第一CrC层上的第二CrC层，并且其中所述不透明层包括TiN层或TiCN层。

18.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述双层干涉滤光片包括最上TiSiCN层和最下CrSi层。

19.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述双层干涉滤光片包括最上SiC层和最下CrC层。

20.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述双层干涉滤光片包括最下TiSiCN层。