DE102017107230A1

DE102017107230A1 - Omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma

Info

Publication number: DE102017107230A1
Application number: DE102017107230.6A
Authority: DE
Inventors: Debasish Banerjee; Li Qin Zhou
Original assignee: Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc
Current assignee: Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2017-11-02
Also published as: JP2017210605A; CN107340556A; CN107340556B; CN111458779B; JP7418486B2; CN111458779A; JP7053549B2; JP2022093349A; JP2020037692A

Abstract

Mehrschichtdünnfilm, der eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma reflektiert. Der Mehrschichtdünnfilm kann eine Reflektorschicht, wenigstens eine über der Reflektorschicht verlaufende Absorberschicht und eine über der wenigstens einen Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische Schicht umfassen. Der Mehrschichtdünnfilm reflektiert, wenn weißem Licht ausgesetzt, ein einzelnes schmales Band sichtbaren Lichts, und die äußere dielektrische Schicht weist eine Dicke von kleiner oder gleich 2,0 Viertelwellen (vW) einer Mittenwellenlänge des einzelnen schmalen Bands sichtbaren Lichts auf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-in-part (CIP) der sämtlich am 07. Juli 2015 eingereichten US-Patentanmeldungen Nr. 14/793,117; 14/793,123; 14/793,133, die sämtlich CIPs der am 28. Januar 2015 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/607,933 sind, die alle hierdurch vollumfänglich in Bezug genommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf Mehrschichtinterferenz-Dünnfilme zur Darstellung roter struktureller Farben hoher Chroma und insbesondere auf Mehrschichtinterferenz-Dünnfilme zur omnidirektionalen Darstellung roter struktureller Farben hoher Chroma.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Pigmente aus mehrschichtigen Strukturen sind bekannt. Darüber hinaus sind auch Pigmente bekannt, die eine omnidirektionale strukturelle Farbe hoher Chroma aufweisen oder bereitstellen. Bei solchen Pigmenten waren für die Erzeugung gewünschter Farbeigenschaften ganze 39 dielektrische Schichten erforderlich, und die Kosten in Verbindung mit der Produktion von Mehrschichtpigmenten sind proportional zur Anzahl der Dünnfilmschichten. Die Produktion von omnidirektionalen strukturellen Farben hoher Chroma mit Hilfe von mehrschichtigen Dünnfilmen dielektrischer Materialien kann dementsprechend unwirtschaftlich sein. Bei der Auslegung roter Farbpigmente, anders als bei Pigmenten anderer Farben wie blau, grün usw., gibt es ein zusätzliches Problem. Hier ist insbesondere die Kontrolle der Winkelabhängigkeit einer roten Farbe schwierig, da dickere dielektrische Schichten erforderlich sind, was zu einer stark harmonischen Konstruktion führt, d. h. das Vorliegen der zweiten und eventuell dritten Harmonischen ist unvermeidbar. Der Farbtonraum für dunkle rote Farben im Lab-Farbraum ist sehr schmal, und ein mehrschichtiger Dünnfilm, der eine rote Farbe darstellt, weist eine höhere Winkelvarianz auf.
Entsprechend besteht ein Bedarf an alternativen Mehrschichtinterferenz-Dünnfilmen, die eine reduzierte Anzahl von Schichten aufweisen und rote strukturelle Farben hoher Chroma omnidirektional reflektieren.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform kann ein Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm, der eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma reflektiert, einen mehrschichtigen Dünnfilm umfassen, der eine Reflektorschicht, wenigstens eine über der Reflektorschicht verlaufende Absorberschicht und eine über der wenigstens einen Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische Schicht aufweist. Die äußere dielektrische Schicht hat eine Dicke von kleiner oder gleich 2,0 Viertelwellen (vW) einer Mittenwellenlänge eines einzelnen schmalen Bands sichtbaren Lichts, das vom Mehrschichtdünnfilm reflektiert wird. Das einzelne schmale Band sichtbaren Lichts hat eine sichtbare Halbwertsbreite (sichtbare FWHM) von unter 300 Nanometern (nm), eine rote Farbe zwischen 0 und 30° in einem Lab-Farbraum und eine Farbtonverschiebung von unter 30° im Lab-Farbraum bei Betrachtung des Mehrschichtdünnfilms aus Winkeln von 0–45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Mehrschichtdünnfilm omnidirektionaler roter struktureller Farbe zum Reflektieren einer roten Farbe, die bei Betrachtung aus verschiedenen Winkeln ihr Erscheinungsbild für das menschliche Auge nicht ändert, einen Mehrschichtdünnfilm mit einer Reflektorschicht, einer über der Reflektorschicht verlaufenden dielektrischen Absorberschicht, einer über der dielektrischen Absorberschicht verlaufenden transparenten Absorberschicht und einer über der transparenten Absorberschicht verlaufenden äußeren dielektrischen Schicht umfasst. Die äußere dielektrische Schicht hat eine Dicke von kleiner oder gleich 2,0 vW einer Mittenwellenlänge eines einzelnen schmalen Bands sichtbaren Lichts, das vom Mehrschichtdünnfilm reflektiert wird. Das einzelne schmale Band sichtbaren Lichts hat eine sichtbare Halbwertsbreite (FWHM) von unter 200 nm, eine rote Farbe zwischen 0 und 30° in einem Lab-Farbraum und eine Farbtonverschiebung von unter 30° im Lab-Farbraum bei Betrachtung des Mehrschichtdünnfilms aus Winkeln von 0–45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht. Die dielektrische Absorberschicht ist aus einem Oxid und/oder einem Nitrid hergestellt und hat eine Dicke von 5–500 nm. Die transparente Absorberschicht ist aus wenigstens einem der Elemente Chrom (Cr), Germanium (Ge), Nickel (Ni), nichtrostender Stahl, Titan (Ti), Silizium (Si), Vanadium (V), Titannitrid (TiN), Wolfram (W), Molybdän (Mo), Niob (Nb) und Eisenoxid (Fe₂O₃) hergestellt und hat eine Dicke von 5–20 nm.
Diese und zusätzliche Merkmale, die von den hier beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt werden, werden unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen besser und umfassender verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind veranschaulichender und beispielhafter Natur und nicht zur Einschränkung des von den Ansprüchen definierten Gegenstands gedacht. Die folgende detaillierte Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen ist zum besseren Verständnis im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen zu lesen, wo die gleiche Struktur mit gleichen Bezugszeichen angegeben ist und wo gilt:
1A zeigt einen Mehrschichtdünnfilm mit einer über einer Reflektorschicht (R) verlaufenden dielektrischen Schicht (D), der in der Ausgestaltung eines Mehrschichtdünnfilms omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird;
1B zeigt einen Mehrschichtdünnfilm mit einer über einer Reflektorschicht (R) verlaufenden Halbleiterabsorberschicht (SA), der in der Ausgestaltung eines Mehrschichtdünnfilms omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird;
1C zeigt einen Mehrschichtdünnfilm mit einer über einer Reflektorschicht (R) verlaufenden dielektrischen Absorberschicht (DA), der in der Ausgestaltung eines Mehrschichtdünnfilms omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird;
2 zeigt die Reflexionseigenschaften der in den 1A bis 1C dargestellten Mehrschichtdünnfilme in einem Lab-Farbraum;
3A ist eine grafische Darstellung der Buntheitswerte (Chroma) und Farbtonwerte (hue) in Abhängigkeit von der Dicke der dielektrischen Schicht (D) für den in 1A dargestellten Mehrschichtdünnfilm;
3B ist eine grafische Darstellung der Chroma- und Farbtonwerte in Abhängigkeit von der Dicke der Halbleiterabsorberschicht (SA) für den in 1B dargestellten Mehrschichtdünnfilm;
3C ist eine grafische Darstellung der Chroma- und Farbtonwerte in Abhängigkeit von der Dicke der dielektrischen Absorberschicht (DA) für den in 1C dargestellten Mehrschichtdünnfilm;
4 zeigt einen Mehrschichtdünnfilm mit einer dielektrischen Schicht, die über einer Substratschicht verläuft und einer elektromagnetischen Strahlung mit einem Winkel θ im Verhältnis zu einer senkrecht zur Außenfläche der dielektrischen Schicht stehenden Richtung ausgesetzt ist.
5 ist eine grafische Darstellung elektrischer Feldwerte (|elektrisches Feld|²) in Abhängigkeit von der Schichtdicke für zwei Mehrschichtdünnfilme, die einem Licht einer Wellenlänge von 550 nm ausgesetzt sind, wobei einer der Mehrschichtdünnfilme eine über einer Reflektorschicht verlaufende dielektrische Absorberschicht, eine über der dielektrischen Absorberschicht verlaufende transparente Absorberschicht und eine über der transparenten Absorberschicht verlaufende dielektrische Schicht aufweist (R/DA/TA/D) und einer der Mehrschichtdünnfilme eine über einer Reflektorschicht verlaufende dielektrische Absorberschicht und eine über der dielektrischen Absorberschicht verlaufende dielektrische Schicht (R/DA/D) aufweist;
6 ist eine grafische Darstellung eines elektrischen Felds (|elektrisches Feld|²) in Abhängigkeit von der Schichtdicke beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D, wenn dieser einem Licht der Wellenlängen 550 nm und 650 nm ausgesetzt ist;
7 zeigt einen Mehrschichtdünnfilm gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen;
8 zeigt einen Mehrschichtdünnfilm gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen;
9 ist eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads in Prozent in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen Mehrschichtdünnfilm gemäß einer oder mehreren dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen bei Beleuchtung mit weißem Licht und Betrachtung mit 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms steht;
10 ist eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads in Prozent in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen Mehrschichtdünnfilm gemäß einer oder mehreren dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen bei Beleuchtung mit weißem Licht und Betrachtung mit 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms steht; und
11 ist eine grafische Darstellung der Farbe im Lab-Farbraum bei einem Mehrschichtdünnfilm gemäß einer oder mehreren dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen bei Beleuchtung mit weißem Licht und Betrachtung aus verschiedenen Winkeln im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms steht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
7 veranschaulicht allgemein eine Ausführungsform eines Mehrschichtdünnfilms, der ein omnidirektionaler Reflektor für das Reflektieren einer roten strukturellen Farbe hoher Chroma sein kann. Der Mehrschichtdünnfilm kann allgemein eine Reflektorschicht, wenigstens eine über der Reflektorschicht verlaufende Absorberschicht und eine über der wenigstens einen Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische Schicht aufweisen. Die wenigstens eine Absorberschicht absorbiert Licht mit Wellenlängen von allgemein unter 550 nm, und die dielektrische Schicht weist eine Dicke auf, die eine Reflexion von Licht mit Wellenlängen im roten Farbspektrum gewährleistet. Die Struktur und die Eigenschaften verschiedener Mehrschichtdünnfilme mit omnidirektionaler Reflektivität für rote strukturelle Farben hoher Chroma, Verfahren zum Gestalten von mehrschichtigen Dünnfilmstrukturen und Anwendungen, in denen die Strukturen eingesetzt werden können, werden hier noch näher beschrieben.
Die hier beschriebenen mehrschichtigen Dünnfilmstrukturen können verwendet werden, um Wellenlängen innerhalb des Rotspektrums des sichtbaren Lichts omnidirektional über einen Bereich von Einfalls- oder Betrachtungswinkeln zu reflektieren. Es versteht sich, dass die Begriffe „elektromagnetische Welle”, „elektromagnetische Strahlen” und „Licht” nach vorliegendem Sprachgebrauch in gegenseitiger Austauschbarkeit sich auf verschiedene Wellenlängen eines auf eine mehrschichtige Dünnfilmstruktur einfallenden Lichts beziehen können und dass dieses Licht Wellenlängen in den ultravioletten (UV), infraroten (IR) und sichtbaren Bereichen des elektromagnetischen Spektrums aufweisen kann.
Bezug nehmend auf die 1A bis 1C und 2 wird die Wirksamkeit verschiedener Arten von über einer Reflektorschicht verlaufenden Schichten in Bezug auf das Erreichen eines gewünschten Farbtonwertes in einem Rotbereich des sichtbaren Lichtspektrums mit Darstellung in einem Lab-Farbraum veranschaulicht. 1A zeigt eine über einer Reflektorschicht verlaufende dielektrische ZnS-Schicht, 1B zeigt eine über einer Reflektorschicht verlaufende Si-Halbleiterabsorberschicht, und 1C zeigt eine über einer Reflektorschicht verlaufende dielektrische Fe₂O₃–Absorberschicht. Simulationen des Grades der Reflexion von jedem der in den 1A bis 1C dargestellten Mehrschichtdünnfilme werden in Abhängigkeit von unterschiedlichen Dicken für die dielektrische Schicht, die Halbleiterabsorberschicht und die dielektrische Absorberschicht durchgeführt. Die Ergebnisse der Simulationen sind in einem in 2 dargestellten Lab-Farbraum eingetragen, der auch als a*b*-Farbraum bezeichnet wird. Jeder in 2 dargestellte Datenpunkt stellt eine Buntheit (Chroma) und einen Farbton (hue) für eine spezielle Dicke der dielektrischen Schicht für den in 1A dargestellten Mehrschichtdünnfilm, der Halbleiterabsorberschicht für den in 1B dargestellten Mehrschichtdünnfilm bzw. der dielektrischen Absorberschicht für den in 1C dargestellten Mehrschichtdünnfilm bereit. Die Chroma kann definiert werden als C = √(a*² + b*²), und der Farbton kann definiert werden als tan^–1(a*/b*). Der Farbton kann auch als Winkel zur positiven a*-Achse eines gegebenen Datenpunktes bezeichnet werden. Ein Farbtonwert stellt ein Maß für die von einem Objekt ausgehende Farbe, z. B. rot, grün, blau usw. bereit, und ein Chroma-Wert stellt ein Maß für die „Helligkeit” der Farbe bereit. Wie in 2 zu sehen, stellt der in 1A dargestellte Mehrschichtdünnfilm im Vergleich zu den in den 1B bis 1C dargestellten Mehrschichtdünnfilmen eine geringe Chroma bereit. Entsprechend wird von den 1A bis 1C und 2 aufgezeigt, dass eine Absorberschicht, z. B. eine Halbleiterschicht oder eine dielektrische Absorberschicht, als erste über einer Reflektorschicht verlaufende Schicht gegenüber einer dielektrischen Schicht bevorzugt wird, wenn eine hohe Chroma gewünscht ist.
In den 3A bis 3C werden Chroma und Farbton in Abhängigkeit von der Schichtdicke dargestellt. Insbesondere zeigt die grafische Darstellung von 3A die Chroma und den Farbton in Abhängigkeit von der Dicke der über der Al-Reflektorschicht verlaufenden, in 1A dargestellten dielektrischen ZnS-Schicht. 3B zeigt Chroma und Farbton in Abhängigkeit von der Dicke der über der Al-Reflektorschicht verlaufenden, in 1B dargestellten Si-Halbleiterabsorberschicht. 3C zeigt Chroma und Farbton in Abhängigkeit von der Dicke der über der Al-Reflektorschicht verlaufenden, in 1C dargestellten dielektrischen Fe₂O₃-Absorberschicht. Die gestrichelten Linien in den 3A bis 3C entsprechen gewünschten Farbtonwerten zwischen 10 und 30° im Lab-Farbraum. Die 3A bis 3C verdeutlichen, dass innerhalb des Farbtonbereichs von 10–30° höhere Chromawerte für Mehrschichtdünnfilme erzielt werden, bei denen eine Halbleiterabsorberschicht oder dielektrische Absorberschicht über einer Reflektorschicht verläuft. In Ausführungsformen verläuft eine äußere dielektrische Schicht über der Absorberschicht, z. B. der Halbleiterabsorberschicht oder der dielektrischen Absorberschicht.
In Ausführungsformen verläuft eine zusätzliche transparente Absorberschicht zwischen der Absorberschicht und der äußeren dielektrischen Schicht. Der Einbauort der transparenten Absorberschicht ist so gewählt, dass die Absorption von Lichtwellenlängen kleiner oder gleich 550 nm erhöht wird, aber Lichtwellenlängen von ca. 650 nm reflektiert werden. Dementsprechend wird die transparente Absorberschicht bei einer Dicke platziert, bei der das elektrische Feld (|E|²) bei der Wellenlänge 550 nm kleiner ist als bei der Wellenlänge 650 nm. Das lässt sich mathematisch wie folgt ausdrücken: |E₅₅₀|² << |E₆₅₀|² (1) und vorzugsweise: |E₆₅₀|² ≈ 0 (2)
Ausführungsformen stellen gemäß 4 und der nachfolgenden Erörterung ein Verfahren zum Berechnen der Dicke eines elektrischen Feldpunkts von null oder nahe null bei einer gegebenen Lichtwellenlänge bereit. Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung ist der Begriff ”nahe null” definiert als |E|² ≤ 10. 4 veranschaulicht einen Mehrschichtdünnfilm mit einer dielektrischen Schicht 4 mit einer Gesamtdicke ,D', einer inkrementellen Dicke ,d' und einem Brechungsindex ,n' auf einer Substratschicht 2 mit einem Brechungsindex n_s. Die Substratschicht 2 kann eine Kernschicht oder eine Reflektorschicht eines Mehrschichtdünnfilms sein. Einfallendes Licht trifft auf die äußere Oberfläche 5 der dielektrischen Schicht 4 mit einem Winkel θ relativ zur senkrecht zur äußeren Oberfläche 5 stehenden Linie 6 auf und wird von der äußeren Fläche 5 mit dem gleichen Winkel θ reflektiert. Einfallendes Licht gelangt durch die äußere Oberfläche 5 in die dielektrische Schicht 4 mit einem Winkel θ_F relativ zur Linie 6 und trifft auf die Oberfläche 3 der Substratschicht 2 mit einem Winkel θ_s auf. Für eine einzelne dielektrische Schicht mit θ_s = θ_F kann das Energiefeld/elektrische Feld (E) ausgedrückt werden als E(z), wenn z = d. Ausgehend von der Maxwellschen Gleichung kann das elektrische Feld für die s-Polarisierung ausgedrückt werden als: E ⇀(d)= {u(z), 0‚ 0) exp (ikαy)|_z=d (3) und für die p-Polarisierung als:
wobei k = 2π / λ und λ eine zu reflektierende gewünschte Wellenlänge ist. Ferner gilt α = n_ssinθ_s, wobei ,s' dem Substrat in 5 entspricht und ε ~(z) die Permittivität der Schicht in Abhängigkeit von z ist. Daraus folgt |E(d)|² = |u(z)|² exp (2ikαy)|_z=d (5) für die s-Polarisierung und
für die p-Polarisierung.
Es ist ersichtlich, dass die Schwankung des elektrischen Feldes entlang der Z-Richtung der dielektrischen Schicht 4 durch Berechnung der unbekannten Parameter u(z) und v(z) schätzungsweise bestimmt werden kann, wobei gezeigt werden kann, dass:
wobei ,i' die Quadratwurzel von –1 ist. Mit Hilfe der Randbedingungen u|_z=0 = 1,v|_z=0 = q_s und der folgenden Beziehungen: q_s = n_scosθ_s für die s-Polarisierung (8) q_s = n_s/cosθ_s für die p-Polarisierung (9) q = ncosθ_F für die s-Polarisierung (10) q = n/cosθ_F für die p-Polarisierung (11) φ = k·n·dcos(θ_F) (12) können u(z) und v(z) wie folgt ausgedrückt werden:
und v(z)|_z=d = iqu|_z=0sinφ + v|_z=0cosφ = iqsinφ + q_scosφ (14)
Das bedeutet
für die s-Polarisierung mit φ = k·n·dcos(θ_F) und
für die p-Polarisierung, wobei gilt: α = n_ssinθ_s = nsinθ_F (17)
und
Das heißt für eine einfache Situation mit θ_F = 0 oder senkrechten Einfall, φ = k·n·d, und α = 0:
wodurch nach Dicke ,d' aufgelöst werden kann, d. h. nach Position oder Ort innerhalb der dielektrischen Schicht, wo das elektrische Feld null beträgt. Es ist ersichtlich, dass die Dicke ,d' auch die Dicke einer über einer Absorberschicht verlaufenden dielektrischen Schicht sein kann, die an der Grenzfläche zwischen der dielektrischen Schicht und dem Absorber ein elektrisches Feld von null oder nahe null bereitstellt.
5 zeigt das elektrische Feld als durchgehende Linie in Abhängigkeit von der Schichtdicke für Ausführungsformen eines Mehrschichtdünnfilms mit einem elektrischen Feld von null oder nahe null an der Grenzfläche zwischen der transparenten Absorberschicht und der äußeren dielektrischen Schicht, wie durch die vertikale Linie leicht rechts von 200 nm auf der X-Achse dargestellt. Der Mehrschichtdünnfilm, der das mit durchgehender Linie in 5 dargestellte elektrische Feld bereitstellt, weist eine Al-Reflektorschicht (R) mit einer Dicke von 100 nm, eine über der Al-Reflektorschicht R verlaufende dielektrische Fe₂O₃-Absorberschicht (DA) mit einer Dicke von 199 nm, eine über der dielektrischen Fe₂O₃-Absorberschicht DA verlaufende transparente Cr-Absorberschicht (TA) mit einer Dicke von 14 nm und eine über der transparenten Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische ZnS-Schicht (D) mit einer Dicke von 30 nm auf. Die Struktur des Mehrschichtdünnfilms, der das in 5 mit durchgehender Linie dargestellte elektrische Feld bereitstellt, kann gemäß Abbildung mit D/DA/TA/D beschrieben werden. Es ist ersichtlich, dass der Begriff ”transparente Absorberschicht” sich auf eine Absorberschicht bezieht, deren Dicke den augenscheinlichen Durchgang von Licht durch die Schicht gestattet. Zum Vergleich weist ein Mehrschichtdünnfilm, der ein mit der gestrichelten Linie in 5 dargestelltes elektrisches Feld bereitstellt, eine Al-Reflektorschicht R mit einer Dicke von 100 nm, eine über der Al-Reflektorschicht R verlaufende dielektrische Absorberschicht (DA) mit einer Dicke von 200 nm und eine über der dielektrischen Absorberschicht DA verlaufende äußere dielektrische ZnS-Schicht D mit einer Dicke von 30 nm auf (R/DA/D). Wie in 5 dargestellt, liegt an der Grenzfläche zwischen der dielektrischen Absorberschicht und der äußeren dielektrischen Schicht beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/D ein höheres elektrisches Feld vor als an der Grenzfläche zwischen der dielektrischen Absorberschicht und der transparenten Absorberschicht beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D. Beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D erreicht dementsprechend eine größere Menge an Licht der Wellenlänge 550 nm (nicht reflektiert) die dielektrische Absorberschicht und wird absorbiert als beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/D. Zudem ist das elektrische Feld an der Grenzfläche zwischen der äußeren dielektrischen Schicht und der Luft beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D geringer als an der Grenzfläche zwischen der äußeren elektrischen Schicht und der Luft beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/D. Dementsprechend wird an der Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D weniger Licht der Wellenlänge 550 nm reflektiert als an der Außenfläche der äußeren dielektrische Schicht beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/D.
6 zeigt ein elektrisches Feld in Abhängigkeit von der Schichtdicke beim Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D, der einem Licht der Wellenlängen 550 nm und 650 nm ausgesetzt ist. Der Mehrschichtdünnfilm weist die gleiche Struktur und die gleichen Materialien wie der oben in Bezug auf 5 erörterte Mehrschichtdünnfilm R/DA/TA/D auf, d. h. eine Al-Reflektorschicht (R) mit einer Dicke von 100 nm, eine über der Al-Reflektorschicht R verlaufende dielektrische Fe₂O₃-Absorberschicht (DA) mit einer Dicke von 199 nm, eine über der dielektrischen Fe₂O₃-Absorberschicht DA verlaufende transparente Cr-Absorberschicht (TA) mit einer Dicke von 14 nm und eine über der transparenten Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische ZnS-Schicht (D) mit einer Dicke von 30 nm. Wie in 6 dargestellt, ist das elektrische Feld an der Grenzfläche zwischen der dielektrischen Absorberschicht und der transparenten Absorberschicht, wie durch die vertikale Linie knapp unterhalb der 200 nm auf der X-Achse dargestellt, beim Licht der Wellenlänge 550 nm (durchgehende Linie) weitaus geringer als beim Licht der Wellenlänge 650 nm (gestrichelte Linie). Dementsprechend absorbiert die dielektrische Absorberschicht viel mehr Licht der Wellenlänge 550 nm als Licht der Wellenlänge 650 nm und reflektiert viel mehr Licht der Wellenlänge 650 nm als Licht der Wellenlänge 550 nm.
7 zeigt einen Mehrschichtdünnfilm 10, der eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma reflektiert, gemäß vorliegend offenbarten Ausführungsformen. Der Mehrschichtdünnfilm 10 umfasst eine Reflektorschicht 110, wenigstens eine über der Reflektorschicht 110 verlaufende Absorberschicht 120 und eine über der wenigstens einen Absorberschicht 120 verlaufende äußere dielektrische Schicht 130. In Ausführungsformen weist die „äußere dielektrische Schicht” eine äußere freie Oberfläche auf, d. h. eine Außenfläche, die nicht mit einer Absorberschicht oder anderen dielektrischen Schicht, die kein Teil einer Schutzbeschichtung ist, in Kontakt steht. Es ist ersichtlich, dass eine zweite wenigstens eine Absorberschicht und eine zweite äußere dielektrische Schicht auf einer anderen Seite der Reflektorschicht 110 angeordnet sein können, so dass die Reflektorschicht 110 eine Kernschicht ist, die zwischen einem Paar von Absorberschichten und einem Paar von äußeren dielektrischen Schichten eingebettet ist. Ein solcher Mehrschichtdünnfilm mit einer zwischen zwei Absorberschichten und zwei äußeren dielektrischen Schichten eingebetteten Kernschicht kann als fünfschichtiger Dünnfilm bezeichnet werden. Die Reflektorschicht kann eine Dicke von 5–200 nm aufweisen und aus wenigstens einem „metallisch grauen” Material wie Al, Ag, Pt, Sn usw., wenigstens einem „metallisch farbigen” Material wie Au, Cu, Messing usw., wenigstens einem farbigen dielektrischen Material wie Fe₂O₃, TiN oder einer Kombination derselben hergestellt sein. Die wenigstens eine Absorberschicht 120 kann eine Dicke zwischen 5 und 500 nm aufweisen und aus wenigstens einem metallischen Absorbermaterial wie Cr, Cu, Au Messing usw., wenigstens einem farbigen dielektrischen Material wie Fe₂O₃, TiN usw., wenigstens einem Halbleiterabsorbermaterial wie amorphem Si, Ge usw. oder einer Kombination derselben hergestellt sein. Die äußere dielektrische Schicht kann eine Dicke von kleiner als 2 vW einer Mittenwellenlänge (z. B. 650 nm) für ein schmales Band sichtbaren Lichts, das vom Mehrschichtdünnfilm reflektiert wird, aufweisen. Die äußere dielektrische Schicht kann aus einem dielektrischen Material mit einem Brechungsindex von über 1,6, wie aus ZnS, MgF₂ usw. hergestellt sein.
8 zeigt einen Mehrschichtdünnfilm 12, der eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma reflektiert, gemäß vorliegend offenbarten Ausführungsformen. Der Mehrschichtdünnfilm 12 umfasst eine Reflektorschicht 110, eine über der Reflektorschicht 110 verlaufende Absorberschicht 122, eine über der Absorberschicht 122 verlaufende transparente Absorberschicht 124 und eine über der transparenten Absorberschicht 124 verlaufende äußere dielektrische Schicht 130. Die Absorberschicht 122 kann eine Metallabsorberschicht, eine dielektrische Absorberschicht oder eine Halbleiterabsorberschicht sein. Es ist ersichtlich, dass eine zweite Absorberschicht, eine zweite transparente Absorberschicht und eine zweite äußere dielektrische Schicht auf einer anderen Seite der Reflektorschicht 110 angeordnet sein können, so dass die Reflektorschicht 110 eine Kernschicht ist, die zwischen einem Paar von Absorberschichten, einem Paar von transparenten Absorberschichten und einem Paar von äußeren dielektrischen Schichten eingebettet ist. Ein solcher Mehrschichtdünnfilm mit einer zwischen zwei Absorberschichten, zwei transparenten Absorberschichten und zwei äußeren dielektrischen Schichten eingebetteten Kernschicht kann als siebenschichtiger Dünnfilm bezeichnet werden. Die Reflektorschicht kann eine Dicke von 5–200 nm aufweisen und aus wenigstens einem „metallisch grauen” Material wie Al, Ag, Pt, Sn usw., wenigstens einem „metallisch farbigen” Material wie Au, Cu, Messing usw., wenigstens einem farbigen dielektrischen Material wie Fe₂O₃, TiN oder einer Kombination derselben hergestellt sein. Die Absorberschicht 120 kann eine Dicke zwischen 5 und 500 nm aufweisen und aus wenigstens einem metallischen Absorbermaterial wie Cr, Cu, Au Messing usw., einem dielektrischen Absorbermaterial wie Fe₂O₃, TiN usw., einem Halbleiterabsorbermaterial wie amorphem Si, Ge usw. oder einer Kombination derselben hergestellt sein. Die transparente Absorberschicht kann eine Dicke zwischen 5 und 20 nm aufweisen und aus wenigstens einem der Materialien Cr, Ge, Ni, nichtrostender Stahl, Ti, Si, V, TiN, W, Mo, Nb und Fe₂O₃ hergestellt sein. Die äußere dielektrische Schicht kann eine Dicke von kleiner als 2 vW einer Mittenwellenlänge (z. B. 650 nm) für ein schmales Band sichtbaren Lichts, das vom Mehrschichtdünnfilm reflektiert wird, aufweisen und aus einem dielektrischen Material mit einem Brechungsindex größer als 1,6 wie ZnS, MgF₂ usw. hergestellt sein.
9 zeigt ein von einem oder mehreren vorliegend offenbarten Ausführungsformen bereitgestelltes repräsentatives Reflexionsspektrum in Form des prozentualen Reflexionsgrades versus der reflektierten Lichtwellenlänge bei Beleuchtung mit weißem Licht in Winkeln von 0 und 45° zur Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche eines Mehrschichtdünnfilms steht. Wie im Reflexionsspektrum zu sehen, zeigen sowohl die 0°-Kurve als auch die 45°-Kurve für Wellenlängen von unter 550 nm einen sehr niedrigen Reflexionsgrad, z. B. unter 10%. Es ist jedoch ein steiler Anstieg des Reflexionsgrads bei Wellenlängen von 560–570 nm zu beobachten, der bei 700 nm ein Maximum von ca. 90% erreicht. Es ist ersichtlich, dass der Abschnitt oder Bereich des Diagramms auf der rechten Seite (IR-Seite) der Kurve den IR-Bereich des von Ausführungsformen bereitgestellten Reflexionsbands darstellt. Der steile Anstieg des Reflexionsgrads ist gekennzeichnet durch eine UV-seitige Kante der 0°-Kurve (S_UV(0°)) und der 45°-Kurve (S_UV(45°)), die sich von einem Bereich mit niedrigem Reflexionsgrad bei Wellenlängen von unter 550 nm bis zu einem Bereich mit hohem Reflexionsgrad, zum Beispiel größer als 70%, bevorzugt größer als 80% und weiter bevorzugt größer als 90% Reflexion, erstrecken. Ein Maß für den von Ausführungsformen bereitgestellten Grad der Omnidirektionalität kann die Verschiebung (Shift) zwischen den Kanten S_UV(0°) und S_UV(45°) am Ort der sichtbaren Halbwertsbreite sein. Eine Nullverschiebung, d. h. eine nicht vorhandene Verschiebung zwischen den Kanten S_UV(0°) und SUV(45°), würde einen vollkommen omnidirektionalen Mehrschichtdünnfilm kennzeichnen. Eine Verschiebung zwischen den Kanten S_UV(0°) und S_UV(45°) ist jedoch bei hier offenbarten Ausführungsformen kleiner als 100 nm, bevorzugt kleiner als 75 nm, weiter bevorzugt kleiner als 50 nm und noch weiter bevorzugt kleiner als 25 nm, was für das menschliche Auge so aussehen kann, als ob die Oberfläche des Mehrschichtdünnfilms ihre Farbe nicht verändert, wenn sie aus Winkeln zwischen 0 und 45° betrachtet wird, und aus Sicht des menschlichen Auges ist der Mehrschichtdünnfilm omnidirektional. Ein Linearbereich 200 der UV-seitigen Kante ist im Verhältnis zur X-Achse um einen Winkel (β) größer als 60° geneigt, weist eine Länge L von ca. 40 auf der Reflexionsgrad-Achse und eine Steigung von 1,4 auf. In einigen Ausführungsformen ist der Linearbereich um einen Winkel größer als 70° im Verhältnis zur x-Achse geneigt. In anderen Ausführungsformen ist der Linearbereich um einen Winkel größer als 75° geneigt. Das Reflexionsband hat eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 300 nm, bevorzugt unter 200 nm, weiter bevorzugt unter 150 nm und noch weiter bevorzugt unter 100 nm. Die Mittenwellenlänge λc für das in 9 dargestellte sichtbare Reflexionsband ist definiert als die Wellenlänge mit gleichem Abstand zur UV-seitigen Kante des Reflexionsbands und zur IR-Kante des IR-Spektrums bei der sichtbaren Halbwertsbreite. Es ist ersichtlich, dass der Begriff „sichtbare Halbwertsbreite” (FWHM) sich auf die Breite des Reflexionsbands zwischen der UV-seitigen Kante der Kurve und der Kante des IR-Spektralbereichs bezieht, über die hinaus die durch den omnidirektionalen Reflektor bereitgestellte Reflexion für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Es dürfte ersichtlich sein, dass hier offenbarte Ausführungsformen den nicht sichtbaren IR-Bereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrum zur Bereitstellung einer scharfen oder strukturellen Farbe verwenden, d. h. dass hier offenbarte Ausführungsformen den nicht sichtbaren IR-Bereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums dazu ausnutzen, ein schmales Band von reflektiertem sichtbaren Licht bereitzustellen, obwohl sich ein weitaus breiteres Band elektromagnetischer Strahlung in den IR-Bereich erstrecken kann.
Wie in 10 dargestellt, zeigt ein Reflexionsspektrum für einen Mehrschichtdünnfilm gemäß hier offenbarten Ausführungsformen ein schmales Band von sichtbarem Licht mit einer Spitze im sichtbaren Spektrum. Die Spitze ist die Wellenlänge mit maximalem Reflexionsgrad und kann eine Mittenwellenlänge für die Reflexionskurve, die der Mehrschichtdünnfilm zeigt, wenn senkrecht zu einer Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms betrachtet (λc(0°)), und eine Mittenwellenlänge für die Reflexionskurve, die der Mehrschichtdünnfilm zeigt, wenn mit einem Winkel von 45° zur Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms betrachtet (λc(45°)), definieren. 10 zeigt eine Verschiebung bzw. Verlagerung von λc bei Betrachtung der Außenfläche des Mehrschichtdünnfilms aus einem Winkel von 45° (λc(45°)), z. B. wenn die Außenfläche im Verhältnis zum Auge des auf die Oberfläche schauenden menschlichen Betrachters 45° geneigt ist, im Vergleich zur Betrachtung der Oberfläche aus einem Winkel von 0° ((λc(0°)), d. h. bei einer Blickrichtung senkrecht zur Oberfläche. Die Verschiebung von λc (Δλc) stellt ein Maß für die omnidirektionale Eigenschaft des omnidirektionalen Reflektors dar. Eine Nullverschiebung von λc, d. h. Δλc ≈ 0, würde den Reflexionsgrad eines vollkommen omnidirektionalen Mehrschichtdünnfilms darstellen. Ausführungsformen offenbaren jedoch eine Δλc von kleiner als 100 nm, bevorzugt kleiner als 75 nm, weiter bevorzugt kleiner als 50 nm und noch weiter bevorzugt kleiner als 25 nm, was für das menschliche Auge so wirken kann, als ob die Oberfläche des Reflektors ihre Farbe nicht verändert hat, wenn sie aus Winkeln zwischen 0° und 45° betrachtet wird, und aus der Perspektive des menschlichen Auges ist der Mehrschichtdünnfilm omnidirektional. Die Verschiebung in Δλc kann durch ein Reflexionsgrad-Wellenlänge-Diagramm, gemessen an einem mit weißem Licht bestrahlten Mehrschichtdünnfilm, oder durch Modellierung des Mehrschichtdünnfilms bestimmt werden. Es ist ersichtlich, dass das in 10 dargestellte schmale Band reflektierten sichtbaren Lichts eine rote Farbe bereitstellt und dass die bei Betrachtung der Mehrschichtdünnfilmstruktur aus Winkeln zwischen 0° und 45° geringe Verschiebung bzw. Verlagerung der Mittenwellenlänge eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe bereitstellt, d. h. dass der Mehrschichtdünnfilm eine helle rote Farbe reflektiert, die für das menschliche Auge ihre Farbe nicht zu ändern scheint, wenn aus Winkeln zwischen 0° und 45° betrachtet.
Die in 10 dargestellten beiden Kurven von 0° und 45° zeigen für Wellenlängen von unter 550 nm jeweils einen sehr niedrigen Reflexionsgrad, z. B. unter 10%. Es ist jedoch ein steiler Anstieg des Reflexionsgrads bei Wellenlängen von 560–570 nm zu beobachten, der bei 700 nm ein Maximum von ca. 90% erreicht. Es ist ersichtlich, dass der Abschnitt oder Bereich des Diagramms auf der rechten Seite (IR-Seite) der Kurve den IR-Bereich des von Ausführungsformen bereitgestellten Reflexionsbands darstellt. Der steile Anstieg des Reflexionsgrads ist gekennzeichnet durch eine UV-seitige Kante der 0°-Kurve (S_UV(0°)) und der 45°-Kurve (S_UV(45°)), die sich von einem Bereich mit niedrigem Reflexionsgrad bei Wellenlängen von unter 550 nm bis zu einem Bereich mit hohem Reflexionsgrad, zum Beispiel größer als 70%, bevorzugt größer als 80% und weiter bevorzugt größer als 90% Reflexion, erstrecken. Das Reflexionsband hat eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 300 nm, bevorzugt unter 200 nm, weiter bevorzugt unter 150 nm und noch weiter bevorzugt unter 100 nm. Es ist ersichtlich, dass das in 10 dargestellte schmale Band reflektierten sichtbaren Lichts eine rote Farbe bereitstellt und dass die bei Betrachtung der Mehrschichtdünnfilmstruktur aus Winkeln zwischen 0° und 45° geringe Verschiebung bzw. Verlagerung der Mittenwellenlänge eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe bereitstellt, d. h. dass der Mehrschichtdünnfilm eine helle rote Farbe reflektiert, die für das menschliche Auge ihre Farbe nicht zu ändern scheint, wenn aus Winkeln zwischen 0° und 45° betrachtet.
Wie in 11 dargestellt, können die Reflexionseigenschaften von Mehrschichtdünnfilmen gemäß vorliegend offenbarten Ausführungsformen auch in einem Lab-Farbraum beschrieben werden. Der Lab-Farbraum hat eine X-Koordinate a* und eine Y-Koordinate b*. 11 veranschaulicht die Reflexionseigenschaften einer herkömmlichen Anstrichfarbe bei einem Betrachtungswinkel zwischen 0° und 45° mit einer als Δθ₂ dargestellten Farbtonverschiebung. Mehrschichtdünnfilme gemäß hier offenbarter Ausführungsformen stellen eine, im Vergleich dazu, geringe Farbtonverschiebung (Δθ₁) bei Betrachtung zwischen 0° und 45° bereit. Die Farbtonverschiebung, wie in 11 durch Δθ₁ dargestellt, liegt bei unter 30°, bevorzugt unter 25°, weiter bevorzugt unter 20°, und noch weiter bevorzugt unter 15°. 11 zeigt auch, dass die Mehrschichtdünnfilme gemäß hier offenbarter Ausführungsformen einen Farbton bereitstellen, der einer roten Farbe entspricht, d. h. einen Farbton zwischen θ_1L and θ_1H. In einigen Ausführungsformen stellen die Mehrschichtdünnfilme einen Farbton zwischen 0° und 30° im Lab-Farbraum, bevorzugt zwischen 5 und 25° im Lab-Farbraum, und weiter bevorzugt zwischen 10 und 22° im Lab-Farbraum, bereit. In einigen Ausführungsformen weisen die Mehrschichtdünnfilmstrukturen gemäß hier offenbarten Ausführungsformen bei Betrachtung aus 0° und 45° eine solche Farbtonverschiebung auf, dass die von den Mehrschichtdünnfilmstrukturen ausgehende beobachtete Farbe einen Farbton im dargestellten Bereich θ_1H – θ_1L aufweist. Es dürfte ersichtlich sein, dass die Chroma bei den Mehrschichtdünnfilmen hier offenbarter Ausführungsformen viel größer ist als bei herkömmlichen Anstrichfarben. In Ausführungsformen kann die Chroma für Mehrschichtdünnfilme im Bereich von 60–120, bevorzugt 80–110 und weiter bevorzugt 85–105 liegen.
Die Mehrschichtdünnfilme hier offenbarter Ausführungsformen können als Pigmente verwendet werden, z. B. als Farbpigmente für eine Anstrichfarbe zum Anstreichen eines Objekts oder für einen auf ein Objekt aufgebrachten kontinuierlichen dünnen Film. Bei Verwendung als Pigment können Bindemittel, Füllmittel usw. verwendet und mit den Pigmenten gemischt werden, um eine Anstrichfarbe bereitzustellen, die eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma anzeigt. Es sei angemerkt, dass die Ausdrücke „im Wesentlichen” und „etwa” hier gegebenenfalls gebraucht werden, um den inhärenten Unsicherheitsgrad zu bezeichnen, der bei Bedarf einem quantitativen Vergleich, einem Wert, einer Messung oder sonstigen Darstellung zuzuordnen ist. Die Ausdrücke können auch verwendet werden, um den Grad zu bezeichnen, um den eine quantitative Darstellung gegebenenfalls von einer Referenzangabe abweicht, ohne dass dies zu einer Änderung der grundlegenden Funktion des behandelten Gegenstands führt.
Während hier besondere Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene weitere Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Wesen und Umfang des beanspruchten Gegenstands abgewichen wird. Obwohl hier verschiedene Aspekte des beanspruchten Gegenstands beschrieben wurden, müssen zudem solche Aspekte nicht notwendigerweise in Kombination genutzt werden. Es ist daher davon auszugehen, dass die angehängten Ansprüche alle Änderungen und Abwandlungen mit erfassen, die im Umfang des beanspruchten Gegenstands liegen.

Claims

Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm, der eine omnidirektionale rote strukturelle Farbe hoher Chroma reflektiert, umfassend: einen Mehrschichtdünnfilm, der eine Reflektorschicht, wenigstens eine über der Reflektorschicht verlaufende Absorberschicht und eine über der wenigstens einen Absorberschicht verlaufende äußere dielektrische Schicht aufweist, wobei der Mehrschichtdünnfilm, wenn weißem Licht ausgesetzt, ein einzelnes schmales Band von sichtbarem Licht reflektiert und die äußere dielektrische Schicht eine Dicke von kleiner oder gleich 2,0 vW einer Mittenwellenlänge des einzelnen schmalen Bands von sichtbarem Licht aufweist, wobei das einzelne schmale Band von sichtbarem Licht aufweist: eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 200 nm; eine Farbe zwischen 0° und 30° in einem Lab-Farbraum; und eine Farbtonverschiebung von weniger als 30° im Lab-Farbraum bei Betrachtung des Mehrschichtdünnfilms aus Winkeln zwischen 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei die Reflektorschicht eine Dicke zwischen 5 und 200 nm aufweist und aus wenigstens einem der Elemente Al, Ag, Pt und Sn hergestellt ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Absorberschicht wenigstens eine zwischen der Reflektorschicht und der äußeren dielektrischen Schicht verlaufende dielektrische Absorberschicht ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 3, wobei die wenigstens eine dielektrische Absorberschicht aus wenigstens einem der Elemente Oxid und Nitrid hergestellt ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 4, wobei die wenigstens eine dielektrische Absorberschicht aus wenigstens einer der Verbindungen Fe₂O₃ und TiN hergestellt ist und eine Dicke zwischen 5 und 550 nm aufweist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei die äußere dielektrische Schicht einen Brechungsindex größer als 1,6 aufweist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 6, wobei die äußere dielektrische Schicht aus wenigstens einer der Verbindungen MgF₂, ZnS und TiO₂ hergestellt ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 7, wobei die Mittenwellenlänge des einzelnen schmalen Bands von reflektiertem sichtbaren Licht zwischen 600 und 700 nm beträgt und die Dicke der äußeren dielektrischen Schicht kleiner als 175 nm ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Absorberschicht eine dielektrische Absorberschicht und eine transparente Absorberschicht ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 9, wobei die transparente Absorberschicht über der dielektrischen Absorberschicht verläuft und zwischen der dielektrischen Absorberschicht und der äußeren dielektrischen Schicht angeordnet ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 9, wobei die dielektrische Absorberschicht aus wenigstens einer der Verbindungen Fe₂O₃ und TiN hergestellt ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 10, wobei die dielektrische Absorberschicht eine Dicke zwischen 5 und 500 nm aufweist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 9, wobei die transparente Absorberschicht aus wenigstens einem der Materialien Cr, Ge, Ni, nichtrostender Stahl, Ti, Si, V, TiN, W, Mo, Nb und Fe₂O₃ hergestellt ist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 13, wobei die transparente Absorberschicht eine Dicke zwischen 5 und 20 nm aufweist.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei das einzelne schmale Band sichtbaren Lichts eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 200 nm, eine Farbe zwischen 5° und 25° im Lab-Farbraum und eine Farbtonverschiebung von unter 20° im Lab-Farbraumdiagramm aufweist, wenn der Mehrschichtdünnfilm aus Winkeln zwischen 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht, betrachtet wird.
Mehrschichtinterferenz-Dünnfilm nach Anspruch 1, wobei das einzelne schmale Band sichtbaren Lichts eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 200 nm, eine Farbe zwischen 10° und 25° im Lab-Farbraum und eine Farbtonverschiebung von unter 15° im Lab-Farbraumdiagramm aufweist, wenn der Mehrschichtdünnfilm aus Winkeln zwischen 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht, betrachtet wird.
Mehrschichtdünnfilm von omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma, umfassend: einen Mehrschichtdünnfilm mit einer Reflektorschicht, einer über der Reflektorschicht verlaufenden dielektrischen Absorberschicht, einer über der dielektrischen Absorberschicht verlaufenden äußeren dielektrischen Schicht und einer zwischen der dielektrischen Absorberschicht und der äußeren dielektrischen Schicht verlaufenden transparenten Absorberschicht; wobei der Mehrschichtdünnfilm, wenn weißem Licht ausgesetzt, ein einzelnes schmales Band von sichtbarem Licht reflektiert und die äußere dielektrische Schicht eine Dicke von kleiner oder gleich 2,0 vW einer Mittenwellenlänge des einzelnen schmalen Bands von sichtbarem Licht aufweist, wobei das einzelne schmale Band von sichtbarem Licht aufweist: eine sichtbare Halbwertsbreite von unter 200 nm; eine Farbe zwischen 0° und 30° in einem Lab-Farbraum; und eine Farbtonverschiebung von weniger als 30° im Lab-Farbraum bei Betrachtung des Mehrschichtdünnfilms aus Winkeln zwischen 0° und 45° im Verhältnis zu einer Richtung, die senkrecht zu einer Außenfläche der äußeren dielektrischen Schicht steht.
Mehrschichtdünnfilm von omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma nach Anspruch 17, wobei die dielektrische Absorberschicht aus wenigstens einem der Elemente Oxid und Nitrid hergestellt ist und eine Dicke zwischen 5 und 500 nm aufweist.
Mehrschichtdünnfilm von omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma nach Anspruch 18, wobei die dielektrische Absorberschicht aus wenigstens einer der Verbindungen Fe₂O₃ und TiN hergestellt ist.
Mehrschichtdünnfilm von omnidirektionaler roter struktureller Farbe hoher Chroma nach Anspruch 17, wobei die transparente Absorberschicht aus wenigstens einem der Elemente Cr, Ge, Ni, nichtrostender Stahl, Ti, Si, V, TiN, W, Mo, Nb, und Fe₂O₃ hergestellt ist und eine Dicke zwischen 5 und 20 nm aufweist.