JP2020060800A - Omnidirectional high-chroma red structural color with combination metal absorber and dielectric absorber layers - Google Patents

Omnidirectional high-chroma red structural color with combination metal absorber and dielectric absorber layers Download PDF

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Abstract

To provide a high-chroma red omnidirectional structural color pigment with a minimum number of layers.SOLUTION: A high-chroma omnidirectional red structural color pigment is in a form of a multilayer stack that has a reflective core layer, a metal absorber layer extending across the reflective core layer and a dielectric absorber layer extending across the metal absorber layer. The multilayer stack reflects a single band of visible light with a hue between 0° and 40°, preferably between 10° and 30°, on an abLab color map. The single band of visible light has a hue shift of less than 30° on the abLab color map when viewed from all angles between 0° and 45° normal to an outer surface of the multilayer stack.SELECTED DRAWING: Figure 8A

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2015年1月28日出願の米国特許出願第14/607933号明細書の一部継続出願(CIP)であり、これはさらに、2014年8月28日出願の米国特許出願第14/471834号明細書のCIPであり、これはさらに、2014年8月15日出願の米国特許出願第14/460511号明細書のCIPであり、これはさらに、2014年4月1日出願の米国特許出願第14/242429号明細書のCIPであり、これはさらに、2013年12月23日出願の米国特許出願第14/138499明細書のCIPであり、これはさらに、2013年6月8日出願の米国特許出願第13/913402明細書のCIPであり、これはさらに、2013年2月6日出願の米国特許出願第13/760699明細書のCIPであり、これはさらに、2012年8月10日出願の米国特許出願第13/572071明細書のCIPであり、これらのすべては、その全内容が参照により援用される。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a continuation-in-part application (CIP) of US patent application Ser. No. 14 / 607,933 filed Jan. 28, 2015, which is further incorporated by CIP of U.S. patent application Ser. No. 14 / 471,834, which is further CIP of U.S. patent application Ser. No. 14 / 460,511, filed Aug. 15, 2014, which is also Apr. 2014. CIP of U.S. patent application Ser. No. 14/242429 filed on 1st December, which is further CIP of U.S. patent application Ser. No. 14/138499 filed Dec. 23, 2013, which is further 2013 CIP of US patent application Ser. No. 13/913402 filed June 8, 2013, which is further incorporated by reference in US patent application Ser. No. 13/7606 filed February 6, 2013. 99 CIP, which is also the CIP of US patent application Ser. No. 13/572071, filed August 10, 2012, all of which are incorporated by reference in their entireties.

本発明は、広帯域電磁放射線に暴露され、様々な角度から観察された際に、最小限の又は知覚されない色シフトで高彩度の赤色を呈する多層積層体構造に関する。   The present invention relates to a multilayer laminate structure that exhibits a highly saturated red color when exposed to broadband electromagnetic radiation and observed from various angles with minimal or imperceptible color shift.

多層構造から作られる顔料は知られている。加えて、高彩度全方向構造色を呈する、又は提供する顔料も知られている。しかし、そのような先行技術の顔料では、所望される色特性を得るために、39もの薄膜層が必要であった。   Pigments made from multilayer structures are known. In addition, pigments that exhibit or provide highly saturated omnidirectional structural colors are also known. However, such prior art pigments required as many as 39 thin film layers to obtain the desired color characteristics.

薄膜多層顔料の生産に伴うコストが、必要とされる層の数に比例することは理解される。従って、誘電性材料の多層積層体を用いての高彩度全方向構造色の生産に伴うコストは、非常に高くなり得る。従って、必要とされる薄膜層の数が最小限である高彩度全方向構造色が望ましい。   It is understood that the costs associated with producing thin film multilayer pigments are proportional to the number of layers required. Thus, the costs associated with producing highly saturated omnidirectional structural colors using multilayer stacks of dielectric materials can be prohibitive. Therefore, a high saturation omnidirectional structural color with a minimal number of thin film layers required is desirable.

上記に加えて、赤色顔料の設計が、青色、緑色などの他の色の顔料の場合に加えて追加の困難に直面することも理解される。特に、赤色の場合の角度非依存性(angular independence)の制御は、より厚い誘電体層が必要とされ、そしてその結果として、高次高調波設計となる、すなわち、二次及び場合によっては三次高調波の存在が避けられないことから、困難である。また、暗赤色の色相空間は非常に狭い。従って、赤色多層積層体は、より高い角度変動(angular variance)を有する。   In addition to the above, it is also understood that the design of red pigments faces additional difficulties in addition to those of pigments of other colors such as blue, green, etc. In particular, controlling the angular independence for the red case requires thicker dielectric layers and, as a result, higher order harmonic designs, ie second order and possibly third order. This is difficult because the presence of harmonics is unavoidable. Also, the dark red hue space is very narrow. Thus, the red multi-layer stack has a higher angular variance.

上記から考えて、層の数が最小限である高彩度赤色全方向構造色顔料が望ましい。   In view of the above, a high chroma red omnidirectional structural color pigment with a minimum number of layers is desirable.

全方向高彩度赤色構造色顔料が提供される。この全方向構造色顔料は、反射性コア層、反射性コア層にわたって延在している金属吸収体層、及び金属吸収体層にわたって延在している誘電体吸収体層を有する多層積層体の形態である。多層積層体は、a**Labカラーマップ上での0〜40°の間、好ましくは10〜30°の間の色相を有する可視光の単一帯域を反射する。加えて、この可視光の単一帯域は、多層積層体の外側面に対する垂直方向0〜45°の間のすべての角度から見た場合に、a**Labカラーマップ上での30°未満の色相シフトを有し、このため、生ずる色シフトは、人間の眼には知覚されない。 An omnidirectional high chroma red structural color pigment is provided. This omnidirectional structural color pigment is a multilayer laminate having a reflective core layer, a metal absorber layer extending over the reflective core layer, and a dielectric absorber layer extending over the metal absorber layer. It is a form. The multilayer stack reflects a single band of visible light having a hue between 0 and 40 ° on the a * b * Lab color map, preferably between 10 and 30 °. In addition, this single band of visible light is less than 30 ° on the a * b * Lab color map when viewed from all angles between 0 and 45 ° perpendicular to the outer surface of the multilayer stack. Of the hue shift so that the resulting color shift is not perceptible to the human eye.

反射性コア層は、下限上限値を含めて50〜200ナノメートル(nm)の間の厚さを有し、反射性金属、例えばアルミニウム(Al)、銀(Ag)、白金(Pt)、スズ(Sn)、これらの組み合わせ、及び同種のものなどから作られてよい。反射性コア層はまた、有色の金属(colorful metal)、例えば金(Au)、銅(Cu)、真鍮、青銅、及び同種のものなどから作られてもよい。   The reflective core layer has a thickness between 50 and 200 nanometers (nm) inclusive of the lower and upper limits, and is made of a reflective metal such as aluminum (Al), silver (Ag), platinum (Pt), tin. (Sn), combinations of these, and the like, and the like. The reflective core layer may also be made of a colorful metal, such as gold (Au), copper (Cu), brass, bronze, and the like.

金属吸収体層は、下限上限値を含めて5〜500nmの間の厚さを有してよく、有色の金属、例えば銅(Cu)、金(Au)、青銅(Cu−Zn合金)、真鍮(Cu−Sn合金)、アモルファスシリコン(Si)、又は有色の窒化物材料、例えば窒化チタン(TiN)などの材料から作られてよい。誘電体吸収体層は、上限下限を含めて5〜500nmの間の厚さを有してよく、有色の誘電体材料、これらに限定されないが、例えば酸化鉄(Fe)から作られてよい。 The metal absorber layer may have a thickness between 5 and 500 nm inclusive of the lower and upper limits and may be colored metals such as copper (Cu), gold (Au), bronze (Cu-Zn alloy), brass. It may be made from a material such as (Cu-Sn alloy), amorphous silicon (Si), or a colored nitride material such as titanium nitride (TiN). The dielectric absorber layer may have a thickness, including upper and lower limits, between 5 and 500 nm and is made of a colored dielectric material, such as, but not limited to, iron oxide (Fe 2 O 3 ). You may

反射性コア層、金属吸収体層、及び/又は誘電体吸収体層は、乾式堆積層であってよい。しかしながら、誘電体吸収体層は、湿式堆積層であってよい。加えて、反射性コア層は、中心反射性コア層であってよく、金属吸収体層は、中心反射性コア層の両側にわたって延在する1対の金属吸収体層であってよく、すなわち、中心反射性コア層は、1対の金属吸収体層の間に挟まれている。さらに、誘電体吸収体層は、1対の誘電体吸収体層であってよく、それによって、中心反射性コア層及び1対の金属吸収体層は、1対の誘電体吸収体層の間に挟まれている。   The reflective core layer, metal absorber layer, and / or dielectric absorber layer may be a dry deposited layer. However, the dielectric absorber layer may be a wet deposited layer. In addition, the reflective core layer may be a central reflective core layer and the metal absorber layer may be a pair of metallic absorber layers extending over opposite sides of the central reflective core layer, ie, The central reflective core layer is sandwiched between a pair of metal absorber layers. Further, the dielectric absorber layer may be a pair of dielectric absorber layers, whereby the central reflective core layer and the pair of metal absorber layers are between the pair of dielectric absorber layers. Sandwiched between.

そのような全方向高彩度赤色構造色を作るためのプロセスは、反射性コア層を乾式堆積すること、反射性コア層にわたって延在する金属吸収体層を乾式堆積すること、及び金属吸収体層にわたって延在する誘電体吸収体層を乾式堆積又は湿式堆積することによって多層積層体を製造することを含む。この方法により、ハイブリッド製造プロセスを用いて、顔料、コーティング、及び同種のものに用いることができる全方向高彩度赤色構造色は作製されることができる。   A process for making such an omnidirectional high saturation red structural color includes dry depositing a reflective core layer, dry depositing a metal absorber layer that extends over the reflective core layer, and over the metal absorber layer. Producing the multilayer stack by dry or wet deposition of the extending dielectric absorber layer. By this method, a hybrid manufacturing process can be used to create omnidirectional high chroma red structural colors that can be used for pigments, coatings, and the like.

図1は、誘電体層、選択性吸収層(SAL)、及び反射体層から作られる全方向構造色多層積層体の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an omnidirectional structural color multilayer stack made from a dielectric layer, a selective absorption layer (SAL), and a reflector layer. 図2Aは、500nmの波長を有する電磁放射線(EMR)に暴露されたZnS誘電体層内のゼロ又はゼロに近い電場点の概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram of a zero or near-zero electric field point in a ZnS dielectric layer exposed to electromagnetic radiation (EMR) having a wavelength of 500 nm. 図2Bは、300、400、500、600、及び700nmの波長を有するEMRに暴露された場合の、図2Aに示したZnS誘電体層の厚さに対する電場の絶対値の二乗(|E|2)をグラフで示したものである。FIG. 2B shows the square of the absolute value of the electric field versus the thickness of the ZnS dielectric layer shown in FIG. 2A (| E | 2 when exposed to EMR having wavelengths of 300, 400, 500, 600, and 700 nm. ) Is shown in the graph. 図3は、基材又は反射体層上に広がり、誘電体層の外側面に対しての垂直方向に対する角度θで電磁放射線に暴露された誘電体層の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a dielectric layer that extends over a substrate or reflector layer and is exposed to electromagnetic radiation at an angle θ with respect to a direction normal to the outer surface of the dielectric layer. 図4は、434nmの波長を有する入射EMRの場合における、ZnS誘電体層内のゼロ又はゼロに近い電場点に位置するCr吸収体層を有するZnS誘電体層の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a ZnS dielectric layer with a Cr absorber layer located at zero or near zero electric field point in the ZnS dielectric layer in the case of an incident EMR having a wavelength of 434 nm. 図5は、白色光に暴露されたCr吸収体層を有しない多層積層体(例:図2A)及びCr吸収体層を有する多層積層体(例:図4)における、反射EMR波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 5 shows the reflectance with respect to the reflected EMR wavelength in a multilayer laminate having no Cr absorber layer exposed to white light (Example: FIG. 2A) and a multilayer laminate having a Cr absorber layer (Example: FIG. 4). This is a graph showing the percentage. 図6Aは、Al反射体層上に延在しているZnS誘電体層(例:図2A)が見せる一次高調波及び二次高調波を示すグラフである。FIG. 6A is a graph showing the first and second harmonics of a ZnS dielectric layer (eg, FIG. 2A) extending over an Al reflector layer. 図6Bは、Al反射体層にわたって延在しているZnS誘電体層に加えて、図6Aに示す二次高調波が吸収されるようにZnS誘電体層内に配置されるCr吸収体層を有する多層積層体における、反射EMR波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 6B shows a ZnS dielectric layer extending over the Al reflector layer as well as a Cr absorber layer disposed within the ZnS dielectric layer to absorb the second harmonic shown in FIG. 6A. 3 is a graph showing the reflectance percentage with respect to the reflected EMR wavelength in the multilayer laminate having the above. 図6Cは、Al反射体層にわたって延在しているZnS誘電体層に加えて、図6Aに示す一次高調波が吸収されるようにZnS誘電体層内に配置されるCr吸収体層を有する多層積層体における、反射EMR波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 6C has a ZnS dielectric layer extending over the Al reflector layer plus a Cr absorber layer disposed within the ZnS dielectric layer such that the first harmonic shown in FIG. 6A is absorbed. 6 is a graphical representation of reflectance percentage for reflected EMR wavelength in a multilayer stack. 図7Aは、0及び45度の入射光への暴露におけるCr吸収体層の電場の角度依存性を示す、誘電体層厚さに対する電場の二乗をグラフで示したものである。FIG. 7A is a graphical depiction of the electric field squared versus the dielectric layer thickness showing the angular dependence of the electric field of the Cr absorber layer upon exposure to incident light of 0 and 45 degrees. 図7Bは、外側面の垂直方向に対して0及び45°の角度(0°は面に対して垂直)の白色光に暴露された場合の、反射EMR波長に対するCr吸収体層による吸収率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 7B shows the percent absorptance of the Cr absorber layer for reflected EMR wavelength when exposed to white light at angles of 0 and 45 ° (0 ° is normal to the plane) with respect to the vertical direction of the outer surface. Is shown in the graph. 図8Aは、本明細書で開示される態様における赤色全方向構造色多層積層体の概略図である。FIG. 8A is a schematic diagram of a red omnidirectional structural color multilayer laminate in an embodiment disclosed herein. 図8Bは、0及び45°の入射角で図8Aに示した多層積層体を白色光に暴露した場合の、反射EMR波長に対する図8Aに示したCu吸収体層の吸収率パーセントをグラフで示したものである。8B graphically illustrates the percent absorptance of the Cu absorber layer shown in FIG. 8A versus reflected EMR wavelength when the multilayer stack shown in FIG. 8A is exposed to white light at angles of incidence of 0 and 45 °. It is a thing. 図9は、0°の入射角の白色光に暴露された概念実証赤色全方向構造色多層積層体における、反射EMR波長に対する反射率パーセントについての計算/シミュレーションデータと実験データとの比較を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a comparison of calculated / simulated and experimental data for percent reflectance versus reflected EMR wavelength in a proof-of-concept red omnidirectional structural color multilayer stack exposed to white light at an incident angle of 0 °. Is. 図10は、本明細書で開示される態様における全方向構造色多層積層体の場合の波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 10 is a graphical representation of percent reflectance with respect to wavelength for an omnidirectional structural color multilayer stack in the embodiments disclosed herein. 図11は、本明細書で開示される態様における全方向構造色多層積層体の場合の波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 11 is a graphical representation of percent reflectance with respect to wavelength for an omnidirectional structural color multilayer stack in accordance with the embodiments disclosed herein. 図12は、CIELAB(Lab)色空間を用いたa**カラーマップの一部をグラフで示したものであり、従来の塗料及び本明細書で開示される態様における顔料から作られた塗料(サンプル(b))の彩度並びに色相のシフトが比較される。FIG. 12 is a graphical representation of a portion of an a * b * color map using the CIELAB (Lab) color space, where a paint made from conventional paints and pigments in embodiments disclosed herein. The chroma and hue shifts of (Sample (b)) are compared. 図13は、本明細書で開示されるもう一つの態様における赤色全方向構造色多層積層体の概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a red omnidirectional structural color multilayer laminate according to another embodiment disclosed herein. 図14は、図13で示される態様における波長に対する反射率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 14 is a graph showing the reflectance percentage with respect to the wavelength in the embodiment shown in FIG. 図15は、図13で示される態様における波長に対する吸収率パーセントをグラフで示したものである。FIG. 15 is a graph showing the absorptance percentage with respect to the wavelength in the embodiment shown in FIG. 図16は、図13で示される態様における反射率パーセント対波長対観察角度をグラフで示したものである。FIG. 16 is a graphical representation of reflectance percent vs. wavelength vs. viewing angle for the embodiment shown in FIG. 図17は、図13で示される態様における観察角度に対する彩度及び色相をグラフで示したものである。FIG. 17 is a graph showing the saturation and the hue with respect to the observation angle in the mode shown in FIG. 図18は、a**Labカラーマップに関して、図13に示される態様によって反射される色をグラフで示したものである。FIG. 18 is a graphical representation of the colors reflected by the embodiment shown in FIG. 13 for an a * b * Lab color map. 図19は、本明細書で開示される態様における全方向赤色構造色多層積層体を製造するためのプロセスの概略図である。FIG. 19 is a schematic diagram of a process for making an omnidirectional red structural color multilayer laminate in an aspect disclosed herein.

全方向高彩度赤色構造色顔料が提供される。この全方向高彩度赤色構造色顔料は、反射性コア層、金属吸収体層、及び誘電体吸収体層を有する多層積層体の形態である。金属吸収体層は、反射性コア層にわたって延在し、いくつかの例では、反射性コア層に直接接して又はその上に位置する。誘電体吸収体層は、金属吸収体層にわたって延在し、いくつかの例では、金属吸収体層に直接接して又はその上に配置される。多層積層体は、対称積層体であってよく、すなわち、反射性コア層が、1対の金属吸収体層に隣接する中心反射性コア層であり、この1対の金属吸収体層は、1対の誘電体吸収体層に隣接している。   An omnidirectional high chroma red structural color pigment is provided. This omnidirectional high chroma red structural color pigment is in the form of a multilayer stack having a reflective core layer, a metal absorber layer, and a dielectric absorber layer. The metal absorber layer extends over the reflective core layer and, in some examples, is located directly on or over the reflective core layer. The dielectric absorber layer extends over the metal absorber layer, and in some examples is located directly in contact with or on the metal absorber layer. The multilayer stack may be a symmetric stack, that is, the reflective core layer is a central reflective core layer adjacent to a pair of metal absorber layers, the pair of metal absorber layers being one. Adjacent to the pair of dielectric absorber layers.

多層積層体は、a**Labカラーマップ上での0〜40°の間、好ましくは10〜30°の間の色相の赤色を有する可視光の単一帯域を反射する。加えて、この可視光の単一帯域の色相シフトは、多層積層体の外側面に対する垂直方向0〜45°の間のすべての角度から多層積層体を見た場合に、a**Labカラーマップ上での30°未満、好ましくは20°未満、より好ましくは10°未満である。従って、反射可視光の単一帯域の色相シフトは、a**Labカラーマップ上での0〜40°の領域及び/又は10〜30°の領域内であり得る。 The multilayer stack reflects a single band of visible light having a red color hue between 0 and 40 °, preferably between 10 and 30 ° on the a * b * Lab color map. In addition, this single-band hue shift of visible light is a * b * Lab color when viewed from all angles between 0 and 45 ° perpendicular to the outer surface of the multilayer stack. It is less than 30 ° on the map, preferably less than 20 °, more preferably less than 10 °. Thus, the single band hue shift of reflected visible light may be in the 0-40 ° region and / or in the 10-30 ° region on the a * b * Lab color map.

反射性コア層は、下限上限値を含めて50〜200nmの間の厚さの乾式堆積層であってよい。「乾式堆積」の用語は、電子ビーム蒸着を含む物理蒸着(PVD)法、スパッタリング、化学蒸着(CVD)、プラズマCVD、及び同種のものなどの乾式堆積法を意味する。いくつかの例では、反射性コア層は、反射性金属、例えばAl、Ag、Pt、Sn、これらの組み合わせ、及び同種のものなどから作られる。他の例では、反射性コア層は、有色金属、例えばAu、Cu、真鍮、青銅、これらの組み合わせ、及び同種のものなどから作られる。「真鍮」及び「青銅」の用語は、それぞれ、当業者に公知の銅‐亜鉛合金及び銅‐スズ合金を意味することは理解される。   The reflective core layer may be a dry deposited layer with a thickness between 50 and 200 nm inclusive of the lower and upper limits. The term "dry deposition" means dry deposition methods such as physical vapor deposition (PVD) methods including electron beam evaporation, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), plasma CVD, and the like. In some examples, the reflective core layer is made of a reflective metal such as Al, Ag, Pt, Sn, combinations thereof, and the like. In other examples, the reflective core layer is made from colored metals such as Au, Cu, brass, bronze, combinations thereof, and the like. It is understood that the terms "brass" and "bronze" refer to copper-zinc and copper-tin alloys known to those skilled in the art, respectively.

金属吸収体層はまた、反射性コア層上に堆積された乾式堆積層であってもよい。もう一つの選択肢として、反射性コア層は、金属吸収体層上に堆積されてもよい。金属吸収体層は、下限上限値を含めて5〜500nmの間の厚さを有していてよく、有色の金属、例えばCu、青銅、若しくは真鍮、又はアモルファスシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、TiN、及び同種のものなどの材料から作られてよい。本開示の目的について、用語「金属吸収体層」は、通常は金属としては知られていない材料、例えばアモルファスSi、Ge、TiN及び同種のものを含むと理解される。   The metal absorber layer may also be a dry deposited layer deposited on the reflective core layer. As another option, the reflective core layer may be deposited on the metal absorber layer. The metal absorber layer may have a thickness between 5 and 500 nm inclusive of the lower and upper limits, and is a colored metal such as Cu, bronze or brass, or amorphous silicon (Si), germanium (Ge). , TiN, and the like. For the purposes of this disclosure, the term "metal absorber layer" is understood to include materials not normally known as metals, such as amorphous Si, Ge, TiN and the like.

誘電体吸収体層は、さらに金属吸収体層上に堆積される乾式堆積層又は湿式堆積層であってよい。もう一つの選択肢として、金属吸収体層は、誘電体吸収体層上に堆積されてよい。誘電体吸収体層は、上限下限を含めて5〜500nmの間の厚さを有していてよく、かつ誘電体材料、例えば酸化鉄(Fe)及び同種のものから作られてよい。また、「湿式堆積」の用語は、ゾルゲル法、スピンコーティング法、湿式化学堆積法(wet chemistry deposition techniques)、及び同種のものなどの湿式堆積法を意味する。 The dielectric absorber layer may be a dry or wet deposited layer further deposited on the metal absorber layer. As another option, the metal absorber layer may be deposited on the dielectric absorber layer. The dielectric absorber layer may have a thickness between 5 and 500 nm inclusive, including upper and lower limits, and may be made of a dielectric material such as iron oxide (Fe 2 O 3 ) and the like. . The term "wet deposition" also means wet deposition methods such as sol-gel methods, spin coating methods, wet chemistry deposition techniques, and the like.

多層積層体の全体厚さは、3ミクロン未満、好ましくは2ミクロン未満、より好ましくは1.5ミクロン未満、なおより好ましくは1.0ミクロン以下であってよい。加えて、多層積層体は、合計で9以下の層、好ましくは合計で7以下の層、より好ましくは合計で5以下の層を有してよい。   The total thickness of the multilayer stack may be less than 3 microns, preferably less than 2 microns, more preferably less than 1.5 microns, and even more preferably less than 1.0 micron. In addition, the multi-layer laminate may have a total of 9 or less layers, preferably a total of 7 or less layers, more preferably a total of 5 or less layers.

図1を参照すると、下層反射体層(RL)がそれにわたって延在している第一の誘電性材料層DL1、及びDL1層にわたって延在している選択性吸収層SALを有する設計が、示される。加えて、もう一つのDL1層が備えられて、選択性吸収層にわたって広がっていてもよく、又は備えられていなくてもよい。この図にはさらに、すべての入射電磁放射線は、多層構造によって反射されるか、又は選択的に吸収されるかのいずれかであることも示される。 Referring to FIG. 1, a design having a first dielectric material layer DL 1 over which a lower reflector layer (RL) extends and a selective absorption layer SAL extending over the DL 1 layer is shown. , Shown. In addition, another DL 1 layer may be provided and extended over the selective absorption layer, or it may not be provided. The figure further shows that all incident electromagnetic radiation is either reflected by the multilayer structure or selectively absorbed.

図1に示されるような設計は、所望される多層積層体の設計及び製造のための用いられる異なる手法に対応する。特に、誘電体層におけるゼロ又はゼロに近いエネルギー点の厚さ(zero or near-zero energy point thickness)が用いられ、以下で考察される。   The design as shown in FIG. 1 corresponds to the different techniques used for the desired multilayer stack design and manufacture. In particular, a zero or near-zero energy point thickness in the dielectric layer is used and will be discussed below.

例えば、図2Aは、Al反射体コア層にわたって延在しているZnS誘電体層の概略図である。ZnS誘電体層は、143nmの総厚さを有し、波長500nmの入射電磁放射線について、ゼロ又はゼロに近いエネルギー点は、77nmに存在する。言い換えると、ZnS誘電体層は、500nmの波長を有する入射電磁放射線(EMR)について、Al反射体層から77nmの距離において、ゼロ又はゼロに近い電場を示す。加えて、図2Bでは、いくつかの異なる入射EMR波長における、ZnS誘電体層にわたるエネルギー場をグラフで示したものを提供する。グラフに示されるように、誘電体層は、500nmの波長について、77nmの厚さにゼロ電場を有するが、300、400、600、及び700nmのEMR波長について、77nmの厚さの電場はゼロではない。   For example, FIG. 2A is a schematic diagram of a ZnS dielectric layer extending across an Al reflector core layer. The ZnS dielectric layer has a total thickness of 143 nm, and for incident electromagnetic radiation with a wavelength of 500 nm the zero or near zero energy point is at 77 nm. In other words, the ZnS dielectric layer exhibits zero or near zero electric field at a distance of 77 nm from the Al reflector layer for incident electromagnetic radiation (EMR) having a wavelength of 500 nm. In addition, Figure 2B provides a graphical representation of the energy field across the ZnS dielectric layer at several different incident EMR wavelengths. As shown in the graph, the dielectric layer has a zero electric field at a thickness of 77 nm for a wavelength of 500 nm, but for an EMR wavelength of 300, 400, 600, and 700 nm, a zero electric field at a thickness of 77 nm is zero. Absent.

ゼロ又はゼロに近い電場点の計算に関して、図3は、屈折率nsを有する基材又はコア層2上の、総厚さ「D」、増分厚さ「d」、及び屈折率「n」を有する誘電体層4を示す。入射光は、外側面5に対して垂直であるライン6に対する角度θで誘電体層4の外側面5に当たり、同じ角度θで外側面5から反射する。入射光は、ライン6に対する角度θFで外側面5を通って誘電体層4の中へと透過し、角度θsで基材層2の面3に当たる。 Regarding the calculation of the electric field point of zero or near zero, FIG. 3 shows that the total thickness “D”, the incremental thickness “d”, and the refractive index “n” on the substrate or core layer 2 having the refractive index n s. Shows a dielectric layer 4 having Incident light strikes the outer surface 5 of the dielectric layer 4 at an angle θ with respect to a line 6 that is perpendicular to the outer surface 5 and is reflected from the outer surface 5 at the same angle θ. Incident light is transmitted through the outer surface 5 into the dielectric layer 4 at an angle θ F with respect to the line 6 and strikes the surface 3 of the substrate layer 2 at an angle θ s .

単一の誘電体層においては、θs=θFであり、エネルギー/電場(E)は、E(z)として表すことができ、この場合z=dである。マクスウェルの式から、電場は、s偏光について: In a single dielectric layer, θ s = θ F and the energy / electric field (E) can be expressed as E (z), where z = d. From Maxwell's equation, the electric field is for s-polarized light:

として表すことができ、p偏光について:   Can be expressed as, for p-polarized light:

として表すことができ、式中、k=2π/λであり、λは、反射されることが所望される波長である。また、α=nssinθsであり、ここで、「s」は、図5の基材に対応し、 Where k = 2π / λ, where λ is the wavelength desired to be reflected. Also, α = n s sin θ s , where “s” corresponds to the substrate of FIG.

は、zの関数としての層の誘電率である。従って、s偏光について、   Is the dielectric constant of the layer as a function of z. Therefore, for s-polarized light,

であり、p偏光について、   And for p-polarized light,

である。   Is.

誘電体層4のZ方向に沿った電場の変動は、未知のパラメータu(z)及びv(z)の計算によって推定することができることは理解され、ここで、それは、以下のように示すことができる:   It is understood that the variation of the electric field along the Z direction of the dielectric layer 4 can be estimated by calculation of the unknown parameters u (z) and v (z), where it is shown as Can:

当然、「i」は−1の平方根である。境界条件   Of course, "i" is the square root of -1. boundary condition

及び、以下の関係式:
s偏光について、qs=nscosθs (6)
p偏光について、qs=ns/cosθs (7)
s偏光について、q=ncosθF (8)
p偏光について、q=n/cosθF (9)
φ=k・n・dcos(θF) (10)
を用いることで、u(z)及びv(z)は、
And the following relational expression:
For s-polarized light, q s = n s cos θ s (6)
For p-polarized light, q s = n s / cos θ s (7)
For s-polarized light, q = ncos θ F (8)
For p-polarized light, q = n / cos θ F (9)
φ = k ・ n ・ dcos (θ F ) (10)
By using u (z) and v (z),

として表すことができる。従って、s偏光について:   Can be expressed as Therefore, for s-polarized light:

であり、ここで、φ=k・n・dcos(θF)であり、p偏光について: Where φ = k · n · dcos (θ F ), and for p-polarized light:

であり、ここで:
α=nssinθs=nsinθF (15)
s=ns/cosθs (16)及び
s=n/cosθF (17)
である。
And here:
α = n s sin θ s = n sin θ F (15)
q s = n s / cos θ s (16) and q s = n / cos θ F (17)
Is.

従って、θF=0、又は垂直入射光である単純な状況の場合、φ=k・n・d、及びα=0であり: Therefore, in the simple case of θ F = 0, or normal incident light, φ = k · n · d and α = 0.

であり、これによって、厚さ「d」に関して、すなわち、電場がゼロである誘電体層内の位置又は場所に関して式を解くことが可能となる。   This allows the equation to be solved for the thickness “d”, ie for the position or location in the dielectric layer where the electric field is zero.

ここで図4を参照し、式19を用いて、434nmの波長を有するEMRに暴露された場合における図2Aに示したZnS誘電体層中のゼロ又はゼロに近い電場点を計算した。ゼロ又はゼロに近い電場点は、70nmであると算出された(波長500nmについての77nmとは異なって)。さらに、Al反射体コア層から70nmの厚さ又は距離に15nm厚のCr吸収体層を挿入して、ゼロ又はゼロに近い電場のZnS‐Cr界面を得た。そのような本発明の構造では、434nmの波長を有する光はCr‐ZnS界面を透過させるが、434nmの波長を有しない光は吸収する。言い換えると、Cr‐ZnS界面は、434nmの波長を有する光に関してゼロ又はゼロに近い電場を有し、従って、434nmの光はこの界面を透過する。しかし、Cr‐ZnS界面は、434nmの波長を有しない光に対してはゼロ又はゼロに近い電場を有しておらず、従って、そのような光は、Cr吸収体層及び/又はCr‐ZnS界面によって吸収され、Al反射体層によって反射されない。   Referring now to FIG. 4, Equation 19 was used to calculate the zero or near-zero electric field point in the ZnS dielectric layer shown in FIG. 2A when exposed to EMR having a wavelength of 434 nm. The electric field point at or near zero was calculated to be 70 nm (unlike 77 nm for a wavelength of 500 nm). In addition, a 15 nm thick Cr absorber layer was inserted at a thickness or distance of 70 nm from the Al reflector core layer to obtain a ZnS-Cr interface with zero or near-zero electric field. In such a structure of the present invention, light having a wavelength of 434 nm is transmitted through the Cr-ZnS interface, but light having no wavelength of 434 nm is absorbed. In other words, the Cr-ZnS interface has an electric field of zero or close to zero for light with a wavelength of 434 nm, so light of 434 nm is transmitted through this interface. However, the Cr-ZnS interface does not have a zero or near-zero electric field for light that does not have a wavelength of 434 nm, and thus such light is present in the Cr absorber layer and / or Cr-ZnS. It is absorbed by the interface and not reflected by the Al reflector layer.

所望される434nmの±10nm以内の光のある程度のパーセントは、Cr‐ZnS界面を透過することは理解される。しかし、そのような狭い帯域の反射光、例えば434±10nmは、それでも、人間の眼に鮮明な構造色をもたらすことも理解される。   It is understood that some percentage of the desired light within ± 10 nm of 434 nm is transmitted through the Cr-ZnS interface. However, it is also understood that such narrow band reflected light, eg, 434 ± 10 nm, still provides a vivid structural color to the human eye.

図4の多層積層体中のCr吸収体層の結果を、反射EMR波長に対する反射率パーセントが示される図5に示す。Cr吸収体層なしの図4に示されるZnS誘電体層に対応する破線によって示されるように、狭い反射ピークが、約400nmに存在するが、それよりも非常に広いピークが、約550+nmに存在する。加えて、500nm波長域中にも、著しい量の反射光が依然として存在する。従って、多層積層体が構造色を有する又は呈することを妨げる二重ピークが存在する。   The results for the Cr absorber layer in the multi-layer stack of FIG. 4 are shown in FIG. 5 where the percent reflectance for reflected EMR wavelength is shown. There is a narrow reflection peak at about 400 nm, but a much broader peak at about 550 + nm, as shown by the dashed line corresponding to the ZnS dielectric layer shown in FIG. 4 without the Cr absorber layer. To do. In addition, there is still a significant amount of reflected light in the 500 nm wavelength range. Therefore, there are double peaks that prevent the multilayer laminate from having or exhibiting a structural color.

対照的に、図5の実線は、Cr吸収体層を持つ図4に示される構造に対応する。図に示されるように、およそ434nmに鋭いピークが存在し、434nmを超える波長に対する反射率の急な減少が、Cr吸収体層によって得られている。実線によって表される鋭いピークが、視覚的には鮮明な/構造色として見えることは理解される。図5にはまた、反射ピーク又は帯域の幅が測定される位置も示されており、すなわち、帯域の幅は、最大反射波長の50%反射率で特定され、これは、半値全幅(FWHM)としても知られる。   In contrast, the solid line in FIG. 5 corresponds to the structure shown in FIG. 4 with the Cr absorber layer. As shown, there is a sharp peak at approximately 434 nm and a sharp decrease in reflectance for wavelengths above 434 nm is obtained with the Cr absorber layer. It is understood that the sharp peaks represented by the solid lines appear visually as vivid / structural colors. Also shown in FIG. 5 is the position where the reflection peak or band width is measured, ie, the band width is specified by the 50% reflectance of the maximum reflection wavelength, which is the full width at half maximum (FWHM). Also known as

図4に示される多層積層体の全方向挙動に関して、反射光の一次高調波のみが得られるようにZnS誘電体層の厚さは設計又は設定することができる。これは、「青」色については充分であるが、「赤」色の発生には、さらなる考慮が必要であることは理解される。例えば、より厚い誘電体層が必要とされ、そしてその結果として、高次高調波設計、すなわち、二次及び場合によっては三次高調波の存在が避けられないことから、赤色についての角度非依存性の制御は、困難である。また、暗赤色の色相空間は非常に狭い。従って、赤色多層積層体は、より高い角度変動を有する。   Regarding the omnidirectional behavior of the multilayer stack shown in FIG. 4, the thickness of the ZnS dielectric layer can be designed or set so that only the first harmonic of the reflected light is obtained. While this is sufficient for the "blue" color, it is understood that additional consideration is needed for the generation of the "red" color. For example, a thicker dielectric layer is required and, as a result, higher order harmonic designs, i.e., the presence of second and possibly third order harmonics, is unavoidable, thus resulting in angular independence for red. Is difficult to control. Also, the dark red hue space is very narrow. Therefore, the red multilayer laminate has a higher angular variation.

赤色について角度変動が高くなることを克服するため、本出願は、角度非依存性である赤色をもたらす独特で新規な設計/構造を開示する。例えば、図6Aは、誘電体層の外側面が、外側面の法線に対して0及び45°から観察されたときに、入射白色光に対して一次及び二次高調波を示す誘電体層を示している。グラフによる図示で示されるように、誘電体層の厚さによって低い角度依存性(小Δλc)が得られるが、そのような多層積層体は、青色(一次高調波)及び赤色(二次高調波)の組み合わせを有し、従って、所望される「赤のみ」の色の場合には適さない。従って、不要な高調波系列を吸収するために吸収体層を用いるという概念/構造が開発されてきた。図6Aはまた、サンプルが0及び45°から観測された場合の、ある反射ピークに対する反射帯域の中心波長(λc)の位置、及びその中心波長の分散(dispersion)又はシフト(Δλc)の例も示す。 To overcome the high angular variation for red, this application discloses a unique and novel design / structure that results in a red that is angle independent. For example, FIG. 6A shows that the outer surface of the dielectric layer exhibits first and second harmonics for incident white light when observed from 0 and 45 ° to the normal of the outer surface. Is shown. As shown in the graphical illustration, the thickness of the dielectric layer provides a low angular dependence (small Δλ c ), but such multilayer stacks have blue (first harmonic) and red (second harmonic) Wave) and is therefore not suitable for the desired "red only" color. Therefore, the concept / structure of using an absorber layer to absorb unwanted harmonic sequences has been developed. FIG. 6A also shows the position of the central wavelength (λ c ) of the reflection band with respect to a certain reflection peak and the dispersion or shift (Δλ c ) of the central wavelength when the sample is observed from 0 and 45 °. Examples are also given.

ここで図6Bを参照すると、図6Aに示される二次高調波は、適切な誘電体層厚さ(例:72nm)にあるCr吸収体層によって吸収され、鮮明な青色が得られる。また、図6Cは、異なる誘電体層厚さ(例:125nm)にあるCr吸収体によって一次高調波を吸収することにより、赤色が得られることを示している。しかし、図6Cはまた、Cr吸収体層の使用が、多層積層体によって所望されるよりも大きい角度依存性、すなわち、所望されるよりも大きいΔλcという結果になり得ることも示している。 Referring now to FIG. 6B, the second harmonic shown in FIG. 6A is absorbed by the Cr absorber layer at the appropriate dielectric layer thickness (eg, 72 nm), resulting in a clear blue color. Further, FIG. 6C shows that a red color is obtained by absorbing the first harmonic by Cr absorbers having different dielectric layer thicknesses (for example, 125 nm). However, FIG. 6C also shows that the use of a Cr absorber layer can result in greater angular dependence than desired by the multilayer stack, ie, greater than desired Δλ c .

赤色についてのλcのシフトが青色と比較して相対的に大きいことは、暗赤色色相空間が非常に狭いこと、及びCr吸収体層がゼロではない電場に伴う波長を吸収すること、すなわち、電場がゼロ又はゼロに近い場合に光を吸収しないことに起因することは理解される。従って、図7Aは、異なる入射角度では、光波長に対するゼロ又はゼロではない電場点が異なることを示している。このような因子の結果、図7Bに示される角度依存性の吸収、すなわち、0°及び45°の吸収曲線の相違がもたらされる。従って、多層積層体の設計及び角度非依存性の性能をさらに改良するために、電場がゼロであるか又はゼロでないかとは関係なく、例えば青色光を吸収する吸収体層が用いられる。 The relatively large shift of λ c for red compared to blue is that the dark red hue space is very narrow and that the Cr absorber layer absorbs wavelengths associated with a non-zero electric field: It is understood that it is due to not absorbing light when the electric field is zero or close to zero. Thus, FIG. 7A shows that at different angles of incidence, the zero or non-zero field point for the light wavelength is different. Such a factor results in the angle-dependent absorption shown in FIG. 7B, ie the difference between the 0 ° and 45 ° absorption curves. Therefore, in order to further improve the design and the angle-independent performance of the multilayer stack, an absorber layer is used which absorbs, for example, blue light, whether the electric field is zero or not.

特に、図8Aは、Cr吸収体層の代わりにCu吸収体層が誘電体ZnS層にわたって延在している多層積層体を示す。このような「有色」又は「選択的」吸収体層を用いた結果を図8Bに示し、これは、図8Aに示される多層積層体における0°及び45°の吸収曲線が、非常に「より緊密に」まとまっていることを示している。従って、図8Bと図7Bとの比較から、非選択的吸収体層ではなく選択的吸収体層を用いた場合に、吸収の角度非依存性が大きく向上することが示される。   In particular, FIG. 8A shows a multilayer stack in which a Cu absorber layer instead of a Cr absorber layer extends across the dielectric ZnS layer. The results with such "colored" or "selective" absorber layers are shown in Figure 8B, which shows that the 0 ° and 45 ° absorption curves in the multilayer stack shown in Figure 8A are very "more". It shows that they are "close" together. Therefore, a comparison between FIG. 8B and FIG. 7B shows that the angle independence of absorption is greatly improved when the selective absorber layer is used instead of the non-selective absorber layer.

上記に基づいて、概念立証多層積層体を設計し、製造した。加えて、概念立証サンプルについての計算/シミュレーション結果及び実際の実験データを比較した。特に、図9のグラフのプロットで示されるように、鮮明な赤色が発生し(700nmを超える波長は、通常は人間の眼では見えない)、計算/シミュレーションと実際の試料から得られた実験光データとは、非常に良好に一致した。言い換えると、計算/シミュレーションは、本明細書で開示される1つ以上の実施形態における多層積層体設計及び/若しくは先行技術の多層積層体の結果をシミュレートすることができ、並びに/又はシミュレートに用いられる。   Based on the above, a proof-of-concept multilayer laminate was designed and manufactured. In addition, the calculation / simulation results and actual experimental data for the proof-of-concept sample were compared. In particular, as shown in the plot of the graph in FIG. 9, a bright red color is generated (wavelengths above 700 nm are usually not visible to the human eye), and the experimental light obtained from the calculation / simulation and the actual sample. The data were in very good agreement. In other words, the calculations / simulations can and / or simulate the results of multilayer stack designs and / or prior art multilayer stacks in one or more embodiments disclosed herein. Used for.

図10は、反射体の外側面の垂直方向に対して0及び45°の角度から白色光に暴露された場合の、もう一つの全方向反射体設計における反射EMR波長に対する反射率パーセントのプロットを示す。このプロットから示されるように、550nm未満の波長において、0°及び45°の曲線はいずれも、この全方向反射体によって非常に低い反射率、例えば10%未満の反射率が得られていることを示している。しかし、これらの曲線から示されるように、反射体は、560〜570nmの間の波長にて急激な反射率の増加を見せ、700nmにておよそ90%の最大値に達している。曲線の右側(IR側)のグラフの部分又は領域が、反射体によって提供される反射帯域のIR部分を表すことは理解される。   FIG. 10 is a plot of percent reflectivity versus reflected EMR wavelength for another omnidirectional reflector design when exposed to white light from angles of 0 and 45 ° with respect to the vertical direction of the outer surface of the reflector. Show. As shown from this plot, at wavelengths below 550 nm, both 0 ° and 45 ° curves show that this omnidirectional reflector gives very low reflectance, eg less than 10%. Is shown. However, as shown by these curves, the reflector shows a sharp increase in reflectance at wavelengths between 560 and 570 nm, reaching a maximum of approximately 90% at 700 nm. It is understood that the portion or region of the graph to the right of the curve (IR side) represents the IR portion of the reflection band provided by the reflector.

全方向反射体によって提供される反射率の急激な増加は、550nm未満の波長における低反射率部分から、高反射率部分まで延びる各曲線のUV側端部(UV-sided edge)、例えば>70%によって特徴付けられる。UV側端部の直線部分200は、x軸に対して60°を超える角度(β)で傾き、反射率軸上でおよそ40である長さL及び1.4の傾きを有する。この直線部分は、x軸に対して70°を超える角度で傾く場合もあり、βが75°を超える場合もある。また、反射帯域は、200nm未満の可視FWHMを有し、いくつかの例では、150nm未満の可視FWHMであり、他の例では、100nm未満の可視FWHMである。加えて、図10に示される可視反射帯域の中心波長λcは、可視FWHMにおける反射帯域のUV側端部とIRスペクトルのIR端部とから等距離にある波長として定義される。 The sharp increase in reflectance provided by the omnidirectional reflector is due to the UV-sided edge of each curve extending from the low reflectance portion to the high reflectance portion at wavelengths below 550 nm, eg> 70. Characterized by%. The straight portion 200 at the UV end has a length L and a slope of 1.4 which is tilted at an angle (β) of more than 60 ° to the x-axis and is approximately 40 on the reflectance axis. This straight line portion may be inclined at an angle of more than 70 ° with respect to the x-axis, and β may be more than 75 °. The reflection band also has a visible FWHM of less than 200 nm, in some examples a visible FWHM of less than 150 nm, and in other examples a visible FWHM of less than 100 nm. In addition, the central wavelength λ c of the visible reflection band shown in FIG. 10 is defined as the wavelength equidistant from the UV side end of the reflection band in the visible FWHM and the IR end of the IR spectrum.

「可視FWHM」の用語が、この曲線のUV側端部と、これを超えると全方向反射体によって提供される反射は人間の眼には見えないIRスペクトル範囲の端部との間の反射帯域の幅を意味することは理解される。この方法により、本明細書で開示される本発明の設計品及び多層積層体は、電磁放射線スペクトルの不可視IR部分を用いることで、鮮明な又は構造色を提供する。言い換えると、本明細書で開示される全方向反射体は、反射体がIR領域にまで延在する電磁放射線のもっと非常に広い帯域を反射し得るという事実にも関わらず、狭い帯域の反射可視光を提供するために、電磁放射線スペクトルの不可視IR部分を利用している。   The term "visible FWHM" refers to the reflection band between the UV-side end of this curve and the end of the IR spectral range beyond which the reflection provided by the omnidirectional reflector is not visible to the human eye. Is understood to mean the width of. By this method, the inventive designs and multilayer laminates disclosed herein use the invisible IR portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide a vivid or structural color. In other words, the omnidirectional reflectors disclosed herein provide a narrow band of reflective visible light despite the fact that the reflector may reflect a much wider band of electromagnetic radiation extending into the IR region. It utilizes the invisible IR portion of the electromagnetic radiation spectrum to provide light.

ここで図11を参照すると、反射体の面に対して0及び45°の角度からの白色光に暴露された場合の、もう一つの7層設計全方向反射体における波長に対する反射率パーセントのプロットが示される。加えて、本明細書で開示される全方向反射体によって提供される全方向特性の定義又は特性決定も示される。特に、本発明の反射体によって提供される反射帯域が、図に示されるように、最大値、すなわちピークを有する場合、各曲線は、最大反射率を示す又は起こす波長として定義される中心波長(λc)を有する。最大反射波長の用語が、λcに対して用いられてもよい。 Referring now to FIG. 11, a plot of percent reflectance versus wavelength for another seven-layer design omnidirectional reflector when exposed to white light from angles of 0 and 45 ° to the face of the reflector. Is shown. In addition, the definition or characterization of the omnidirectional features provided by the omnidirectional reflectors disclosed herein is also provided. In particular, if the reflection band provided by the reflector of the present invention has a maximum, or peak, as shown in the figure, each curve has a central wavelength (defined as the wavelength at which it exhibits or causes maximum reflectance). λ c ). The term maximum reflection wavelength may be used for λ c .

図11に示されるように、全方向反射体の外側面が、角度45°から観察される場合、例えば、外側面が、面を見る人間の眼に対して45°傾斜される場合(λc(45o))、面が、0°の角度、すなわち、面に対して垂直方向から観察される場合((λc(0o))と比較して、λcのシフト又は変位(displacement)が生ずる。このλcのシフト(Δλc)は、全方向反射体の全方向特性の尺度を提供する。当然、ゼロシフト、すなわち、シフトがまったく生じない場合、完全に全方向性の反射体ということになる。しかし、本明細書で開示される全方向反射体は、50nm未満のΔλcを提供することができ、これは、人間の眼には、反射体の面が色を変化させていないかのように見え、従って、実用上の観点から、この反射体は、全方向性である。いくつかの例では、本明細書で開示される全方向反射体は、40nm未満のΔλcを提供することができ、他の例では、30nm未満のΔλcであり、さらに他の例では、20nm未満のΔλcであり、なおさらに他の例では、15nm未満のΔλcである。そのようなΔλcのシフトは、反射体における波長に対する実際の反射率のプロットによって、及び/又はもう一つの選択肢として、材料及び層の厚さが既知である場合は、反射体のモデリングによって特定することができる。 As shown in FIG. 11, when the outer surface of the omnidirectional reflector is viewed from an angle of 45 °, for example, when the outer surface is tilted at 45 ° with respect to the human eye viewing the surface (λ c (45 o )), if the plane is viewed from an angle of 0 °, ie perpendicular to the plane ((λ c (0 o )), shift or displacement of λ c. This shift in λ c (Δλ c ) provides a measure of the omnidirectional properties of the omnidirectional reflector, which is, of course, a zero shift, that is, if no shift occurs, it is a fully omnidirectional reflector. However, the omnidirectional reflectors disclosed herein can provide a Δλ c of less than 50 nm, which means to the human eye that the face of the reflector changes color. It looks as if it weren't, so from a practical point of view, this reflector is omnidirectional In some examples, the omnidirectional reflectors disclosed herein can provide a Δλ c of less than 40 nm, in other examples a Δλ c of less than 30 nm, and in yet other examples. , Δλ c less than 20 nm, and in yet another example, Δλ c less than 15 nm, such a shift in Δλ c is due to a plot of actual reflectance versus wavelength at the reflector and / or As an option, if the materials and layer thicknesses are known, they can be specified by modeling the reflector.

反射体の全方向特性のもう一つの定義又は特性決定は、ある一式の角度反射帯域に対する側端部のシフトによって特定することができる。例えば、図11を参照して、0°から観察された全方向反射体からの反射に対するUV側端部(SUV(0o))の、45°から観察された同じ反射体による反射に対するUV側端部(SUV(45o))と比較したシフト又は変位(ΔSUV)は、全方向反射体の全方向特性の尺度を提供する。UV側端部のシフト(ΔSUV)が、可視FWHMにおいて測定される、及び/又はされてよいことは理解される。 Another definition or characterization of the omnidirectional characteristic of a reflector can be specified by a shift of the side edges relative to a set of angular reflection bands. For example, referring to FIG. 11, the UV side edge (S UV (0 o )) for the reflection from the omnidirectional reflector observed from 0 °, the UV for the reflection by the same reflector observed from 45 °. The shift or displacement (ΔS UV ) compared to the side edges (S UV (45 o )) provides a measure of the omnidirectional properties of the omnidirectional reflector. It is understood that the UV edge shift (ΔS UV ) may and / or may be measured in the visible FWHM.

当然、ゼロシフト、すなわち、シフトがまったく生じないことは(ΔSUV=0nm)、完全に全方向性の反射体であると特性決定することになる。しかし、本明細書で開示される全方向反射体は、50nm未満のΔSUVを提供することができ、これは、人間の眼には、反射体の面が色を変化させていないかのように見え、従って、実用上の観点から、この反射体は、全方向性である。いくつかの例では、本明細書で開示される全方向反射体は、40nm未満のΔSUVを提供することができ、他の例では、30nm未満のΔSUVであり、さらに他の例では、20nm未満のΔSUVであり、なおさらに他の例では、15nm未満のΔSUVである。そのようなΔSUVのシフトは、反射体における波長に対する実際の反射率のプロットによって、及び/又はもう一つの選択肢として、材料及び層の厚さが既知である場合は、反射体のモデリングによって特定することができる。 Naturally, a zero shift, ie no shift at all (ΔS UV = 0 nm), would be characterized as a perfectly omnidirectional reflector. However, the omnidirectional reflectors disclosed herein can provide a ΔS UV of less than 50 nm, which will appear to the human eye as if the face of the reflector did not change color. , And thus from a practical point of view, this reflector is omnidirectional. In some examples, the omnidirectional reflectors disclosed herein can provide a ΔS UV of less than 40 nm, in other examples a ΔS UV of less than 30 nm, and in yet other examples, ΔS UV less than 20 nm, and in yet another example, ΔS UV less than 15 nm. Such a ΔS UV shift is identified by plotting the actual reflectivity versus wavelength at the reflector and / or, alternatively, by modeling the reflector if the material and layer thickness are known. can do.

全方向反射のシフトはまた、低色相シフトによって評価することもできる。例えば、本明細書で開示される態様における多層積層体から製造された顔料の色相シフトは、図12に示されるように(例えば、Δθ1参照)、30°以下であり、ある例では、色相シフトは、25°以下であり、好ましくは20°未満、より好ましくは15°未満、なおより好ましくは10°未満である。対照的に、従来の顔料は、45°以上の色相シフトを示す(例えば、Δθ2参照)。Δθ1に伴う色相シフトは、一般的には、赤色に相当するが、低色相シフトは、本明細書で開示されるハイブリッド全方向構造色顔料によって反射されるいかなる色に対しても適切であることは理解される。 The shift in omnidirectional reflection can also be evaluated by the low hue shift. For example, the hue shift of the pigment produced from the multilayer laminate in the embodiments disclosed herein is 30 ° or less, as shown in FIG. 12 (see, for example, Δθ 1 ), and in one example, the hue is The shift is less than or equal to 25 °, preferably less than 20 °, more preferably less than 15 °, even more preferably less than 10 °. In contrast, conventional pigments exhibit a hue shift of 45 ° or more (see, eg, Δθ 2 ). The hue shift with Δθ 1 generally corresponds to red, but the low hue shift is suitable for any color reflected by the hybrid omnidirectional structural color pigments disclosed herein. It is understood.

本明細書で開示されるもう一つの態様における全方向多層積層体の概略図が、図13の符号10で示される。多層積層体10は、第一の層110及び第二の層120を有する。所望に応じて反射体層100が含まれてよい。反射体コア層と称される場合もある反射体層100のための材料の例としては、これらに限定されないが、Al、Ag、Pt、Cr、Cu、Zn、Au、Sn、及びこれらの組み合わせ又は合金が挙げられ得る。従って、反射体層100は、金属反射体層であってよいが、これは必要条件ではない。加えて、コア反射体層の代表的厚さは、30から200nmの間の範囲である。   A schematic view of an omnidirectional multilayer stack according to another aspect disclosed herein is shown at 10 in FIG. The multilayer laminate 10 has a first layer 110 and a second layer 120. A reflector layer 100 may be included if desired. Examples of materials for the reflector layer 100, which may also be referred to as a reflector core layer, include, but are not limited to, Al, Ag, Pt, Cr, Cu, Zn, Au, Sn, and combinations thereof. Or an alloy may be mentioned. Therefore, the reflector layer 100 may be a metallic reflector layer, but this is not a requirement. In addition, the typical thickness of the core reflector layer ranges between 30 and 200 nm.

対称である1対の層が、反射体層100の両側に存在してよく、すなわち、反射体層100は、反射体層100が1対の第一の層の間に挟まれるように、第一の層110とは反対側に配置されるもう一つの第一の層を有してよい。加えて、もう一つの第二の層120が、5層構造が提供されるように、反射体層100の反対側に配置されてよい。従って、本明細書で提供される多層積層体の考察が、1つ又は複数の中心層に対して鏡像構造の可能性も含むことは理解されるべきである。従って、図13は、5層多層積層体の半分の図であり得る。   There may be a pair of symmetrical layers on either side of the reflector layer 100, that is, the reflector layer 100 may be a first layer such that the reflector layer 100 is sandwiched between a pair of first layers. It may have another first layer disposed opposite the one layer 110. In addition, another second layer 120 may be placed on the opposite side of the reflector layer 100 so that a five layer structure is provided. Therefore, it should be understood that the discussion of multilayer stacks provided herein also includes the possibility of mirror image structures for one or more central layers. Thus, FIG. 13 may be a half-view of a five-layer multi-layer stack.

上記で考察した態様とは対照的に、第一の層110は、吸収体層であってよく、例えば、下限上限値を含めて5〜500nmの間の厚さを有する金属吸収体層である。さらに、第2の層は、上限下限を含めて5〜500nmの間の厚さを有する誘電体吸収体層であってよい。金属吸収体層110は、有色の金属材料、例えばCu、青銅、真鍮、又はアモルファスSi、Ge、TiN、及びこれらの組合せなどの材料から作られてよい。誘電体吸収体層120は、Feから作られてよい。 In contrast to the embodiments discussed above, the first layer 110 may be an absorber layer, eg, a metal absorber layer having a thickness between 5 and 500 nm inclusive inclusive. . Further, the second layer may be a dielectric absorber layer having a thickness between 5 and 500 nm inclusive of the upper and lower limits. The metal absorber layer 110 may be made of a colored metallic material such as Cu, bronze, brass, or amorphous Si, Ge, TiN, and combinations thereof. The dielectric absorber layer 120 may be made of Fe 2 O 3 .

図13に示され、かつ下記の表1に示される寸法を有している態様は、図14に示される反射率スペクトルを示した。この図において示されるように、表1に示される厚さを有する、Cu又はその合金、又は他の有色の反射体、例えばTiN層110及びFe2O3誘電体吸収体層120は、15〜20%未満の反射率を有する概して550〜575nm未満の波長、及びa**Lab色空間マップ上での0〜40°の間、好ましくは10〜30°の間の色相に相当する概して575〜600nmを超える波長を有する反射率スペクトルをもたらした。加えて、可視光の反射帯域に対する彩度は、70超、好ましくは80超、より好ましくは90又は超である。 The embodiment shown in FIG. 13 and having the dimensions shown in Table 1 below exhibited the reflectance spectrum shown in FIG. As shown in this figure, Cu or its alloys, or other colored reflectors, such as TiN layer 110 and Fe2O3 dielectric absorber layer 120, having the thickness shown in Table 1, are less than 15-20%. A wavelength of generally less than 550-575 nm with a reflectance of 550 nm and a wavelength of generally 575-600 nm corresponding to a hue between 0-40 °, preferably between 10-30 ° on the a * b * Lab color space map. It provided a reflectance spectrum with wavelengths above. In addition, the saturation for the visible light reflection band is more than 70, preferably more than 80, more preferably 90 or more.

図13に示されるような多層積層体の反射スペクトルを、0°及び45°の0の観察角度について図14に図で示す。図に示されるように、FWHMのUV側端のシフト(ΔSUV=SUV(0)−SUV(45))は、50nm未満、好ましくは30nm未満、さらにより好ましくは20nm未満、さらにいっそうより好ましくは10未満である。可視スペクトルにおける帯域の幅と合わせると、0及び45°の角度間の反射帯域のシフトは、人間の眼には知覚されない色変化に相当している。 The reflection spectrum of a multilayer stack as shown in FIG. 13 is shown graphically in FIG. 14 for 0 ° and 45 ° 0 viewing angles. As shown in the figure, the shift of the UV side edge of the FWHM (ΔS UV = S UV (0 o ) −S UV (45 o )) is less than 50 nm, preferably less than 30 nm, even more preferably less than 20 nm, Even more preferably it is less than 10. Together with the width of the band in the visible spectrum, the shift of the reflection band between the 0 and 45 ° angles corresponds to a color change that is not perceptible to the human eye.

図15は、図13に示される設計における波長に対する吸収を示す。この図に示されるように、多層積層体10は、およそ575nmまでの波長において、80%を超える可視光スペクトルを吸収する。加えて、態様10は、およそ660nmまでのすべての波長の40%超を吸収する。従って、金属吸収層110及び誘電体吸収層120の組み合わせは、a**Lab色空間上での0〜40°の間、好ましくは10〜30°の間の色相を有する可視反射帯域、すなわち、赤色スペクトルの反射波長を提供する。 FIG. 15 shows the absorption for wavelength in the design shown in FIG. As shown in this figure, the multilayer stack 10 absorbs over 80% of the visible light spectrum at wavelengths up to approximately 575 nm. In addition, embodiment 10 absorbs more than 40% of all wavelengths up to approximately 660 nm. Therefore, the combination of the metal absorption layer 110 and the dielectric absorption layer 120 has a visible reflection band having a hue in the a * b * Lab color space of 0 to 40 °, preferably 10 to 30 °, that is, , Provides a reflection wavelength in the red spectrum.

態様10の場合を、反射率パーセント、反射される波長、及び観察角度の関数としてグラフで表したものを図16に示す。この3D等高線プロットに示されるように、400〜550〜575nmの間の波長及び0から45〜50°の間の観察角度において、反射率は非常に低く、すなわち、20%未満である。しかし、およそ550〜600nmの間の波長において、反射率パーセントの急激な上昇が見られる。   A graphical representation of aspect 10 as a function of percent reflectance, reflected wavelength, and viewing angle is shown in FIG. As shown in this 3D contour plot, at wavelengths between 400-550 nm and 575 nm and viewing angles between 0 and 45-50 °, the reflectance is very low, ie less than 20%. However, at wavelengths between approximately 550 and 600 nm, a sharp increase in reflectance percent is seen.

本明細書で開示される本発明の多層積層体の全方向特性を述べるためのもう一つの方法又は技術は、図17に示されるように、観察角度に対する彩度及び色相のプロットである。図17は、図13に示される態様の反射特性を示しており、ここで、0から45°の間の角度に対する色相は、20〜30の間であり、その変化又はシフトは10°未満、好ましくは5°未満である。加えて、彩度は、0〜45°の間のすべての観察角度に対して80〜90の間であり、ここで、彩度(C*)は、 Another method or technique for describing the omnidirectional properties of the inventive multilayer laminate disclosed herein is a plot of saturation and hue versus viewing angle, as shown in FIG. FIG. 17 shows the reflection properties of the embodiment shown in FIG. 13, where the hue for angles between 0 and 45 ° is between 20 and 30 and its change or shift is less than 10 °, It is preferably less than 5 °. In addition, the saturation is between 80 and 90 for all viewing angles between 0 and 45 °, where the saturation (C * ) is

として定義され、a*及びb*は、白色光を例とする広帯域電磁放射線に暴露された場合に多層積層体によって反射される色に対するLab色空間又はマップ上の座標である。 , A * and b * are the coordinates in the Lab color space or map for the colors reflected by the multilayer stack when exposed to broadband electromagnetic radiation, such as white light.

図18は、図13に示される態様の色相(矢印で示されるデータ点を参照)を、a**Lab色空間マップ上で示すか、又はプロットしたものである。マップ上には、15〜40°の間の領域も示される。これら2つの点が、多層積層体の外側面に垂直な方向に対して0°の観察角度の場合について示されたものであることは理解される。加えて、0〜45°の観察角度において、図13に示される態様の場合の色相が、15〜40°の色相領域から外れないことも理解される。言い換えると、これらの態様は、低い色相シフト、例えば、30°未満、好ましくは20°未満、なおより好ましくは10°未満のシフトを示している。なおさらに、図13に示される態様が、0〜40°の間の色相を有する可視光の単一帯域が提供され、図18上にプロットすることができるように設計されてもよいことも理解され、好ましくは10〜30°の間の色相を有する可視光の単一帯域である。 FIG. 18 shows or plots the hue of the embodiment shown in FIG. 13 (see data points indicated by arrows) on the a * b * Lab color space map. Areas between 15-40 ° are also shown on the map. It is understood that these two points have been shown for a viewing angle of 0 ° with respect to the direction perpendicular to the outer surface of the multilayer stack. In addition, it is also understood that at the observation angle of 0 to 45 °, the hue in the case of the embodiment shown in FIG. 13 does not deviate from the hue region of 15 to 40 °. In other words, these embodiments exhibit low hue shifts, for example less than 30 °, preferably less than 20 ° and even more preferably less than 10 °. Still further, it is understood that the embodiment shown in FIG. 13 may be designed such that a single band of visible light having a hue between 0 and 40 is provided and can be plotted on FIG. A single band of visible light having a hue of between 10 and 30 °.

ここで図19を参照すると、全方向高彩度赤色構造色を製造するためのプロセスが、符号20で概略的に示される。プロセス20は、工程202で反射性コア層を乾式堆積すること、及びそれに続いて、工程210で、乾式堆積反射性コア層上に金属吸収体層を乾式堆積することを含む。そして、工程220で、金属吸収体層上に誘電体吸収体層が乾式堆積又は湿式堆積される。乾式堆積反射性コア層上に追加の層を作製するために、工程210及び220が繰り返されてよいことは理解される。加えて、乾式堆積反射性コア層は、湿式堆積誘電体層と同様に、金属吸収体層上に堆積されてもよい。   Referring now to FIG. 19, a process for making an omnidirectional high saturation red structured color is indicated generally by the numeral 20. Process 20 includes dry depositing a reflective core layer at step 202, and subsequent dry deposition of a metal absorber layer on the dry deposited reflective core layer at step 210. Then, in step 220, a dielectric absorber layer is dry or wet deposited on the metal absorber layer. It is understood that steps 210 and 220 may be repeated to create additional layers on the dry-deposited reflective core layer. In addition, the dry deposited reflective core layer may be deposited on the metal absorber layer as well as the wet deposited dielectric layer.

上記の例及び態様は、単に説明することを目的とするものであり、変更、改変、及び同種のものは、当業者に明らかであり、なおさらに本発明の範囲内に含まれる。従って、本発明の範囲は、請求項及びそのすべての均等物によって定められる。
本発明は、さらに下記の実施形態を含む:
〈態様1〉
反射性コア層;
前記反射性コア層にわたって延在している金属吸収体層;及び
前記金属吸収体層にわたって延在している誘電体吸収体層
を有する多層積層体を有し、
前記多層積層体は、a**Labカラーマップ上での0〜40°の間の色相を有する可視光の単一帯域を反射し、前記可視光の単一帯域は、前記多層積層体の外側面に対する垂直方向0〜45°の間のすべての角度から見た場合に、前記a**Labカラーマップ上での前記0〜40°の範囲内の色相シフトを有する、
全方向高彩度赤色構造色。
〈態様2〉
前記a**Labカラーマップ上で、前記色相が、10〜30°の間であり、及び前記色相シフトが、前記10〜30°の範囲内である、前記1に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様3〉
前記反射性コア層が、下限上限を含めて50〜200ナノメートルの間の厚さを有する、前記1に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様4〉
前記反射性コア層が、Al、Ag、Pt、Sn、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される反射性金属から作られる、前記3に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様5〉
前記反射性コア層が、Au、Cu、真鍮、青銅、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される有色の金属から作られる、前記3に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様6〉
前記金属吸収体層が、下限上限を含めて5〜500ナノメートルの間の厚さを有する、前記3に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様7〉
前記金属吸収体層が、Cu、青銅、真鍮、アモルファスSi、Ge、TiN、及びこれらの組合せから成る群から作られる、前記6に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様8〉
前記誘電体吸収体層が、上限下限を含めて5〜550ナノメートルの厚さを有する、態様6に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様9〉
前記誘電体吸収体層が、Feから作られる、前記8に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様10〉
前記反射性コア層が、中心反射性コア層であり、前記金属吸収体層が、前記中心反射性コア層の両側にわたって延在している1対の金属吸収体層であり、前記中心反射性コア層が、前記1対の金属吸収体層の間に挟まれている、前記6に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様11〉
前記誘電体吸収体層が、1対の誘電体吸収体層であり、前記中心反射性コア層及び前記1対の金属吸収体層が、前記1対の誘電体吸収体層の間に挟まれている、前記10に記載の全方向高彩度赤色構造色。
〈態様12〉
反射性コア層を乾式堆積すること;
前記反射性コア層にわたって延在する金属吸収体層を乾式堆積すること;
前記金属吸収体層にわたって延在する誘電体吸収体層を乾式又は湿式堆積すること
によって多層積層体を製造することを含み、かつ
前記多層積層体は、a**Labカラーマップ上での0〜40°の間の色相を有する可視光を反射し、前記多層積層体の外側面に対する垂直方向0〜45°の間のすべての角度から見た場合に、前記a**Labカラーマップ上での前記0〜40°の範囲内の色相シフトを有する、
全方向高彩度赤色構造色を製造する方法。
〈態様13〉
前記多層積層体が、前記a**Labカラーマップ上で、10〜30°の間の色相を有し、かつ前記a**Labカラーマップ上で、前記10〜30°の範囲内の色相シフトを有する可視光を反射する、前記12に記載の方法。
〈態様14〉
反射性コア層が、上限下限を含めて50〜200ナノメートルの間の厚さを有する、前記12に記載の方法。
〈態様15〉
前記反射性コア層が、Al、Ag、Pt、Sn、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される反射性金属から作られる、前記14に記載の方法。
〈態様16〉
前記反射性コア層が、Au、Cu、真鍮、青銅、及びこれらの組み合わせから成る群より選択される有色の金属から作られる、前記14に記載の方法。
〈態様17〉
前記金属吸収体層が、下限上限を含めて5〜500ナノメートルの間の厚さを有する、前記14に記載の方法。
〈態様18〉
前記金属吸収体層が、Cu、青銅、真鍮、アモルファスSi、Ge、TiN、及びこれらの組み合わせから成る群から作られる、前記17に記載の方法。
〈態様19〉
前記誘電体吸収体層が、上限下限を含めて5〜500ナノメートルの厚さを有し、かつFeから作られる、前記17に記載の方法。
The above examples and aspects are for purposes of illustration only, and alterations, modifications, and the like will be apparent to those of ordinary skill in the art, and still fall within the scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the claims and their equivalents.
The invention further includes the following embodiments:
<Aspect 1>
Reflective core layer;
A multi-layer laminate having a metal absorber layer extending over the reflective core layer; and a dielectric absorber layer extending over the metal absorber layer,
The multilayer stack reflects a single band of visible light having a hue between 0 and 40 on the a * b * Lab color map, the single band of visible light being the single band of the multilayer stack. Having a hue shift in the range of 0-40 ° on the a * b * Lab color map when viewed from all angles between 0-45 ° perpendicular to the outer surface;
Highly saturated red structural color in all directions.
<Aspect 2>
The omnidirectional high-saturation red color according to 1 above, wherein the hue is in the range of 10 to 30 ° and the hue shift is in the range of 10 to 30 ° on the a * b * Lab color map. Structural color.
<Aspect 3>
The omnidirectional high-saturation red structural color according to 1 above, wherein the reflective core layer has a thickness between 50 and 200 nanometers inclusive of the lower and upper limits.
<Aspect 4>
An omnidirectional high-saturation red structural color as described in 3 above, wherein the reflective core layer is made of a reflective metal selected from the group consisting of Al, Ag, Pt, Sn, and combinations thereof.
<Aspect 5>
An omnidirectional high-saturation red structural color according to claim 3, wherein the reflective core layer is made of a colored metal selected from the group consisting of Au, Cu, brass, bronze, and combinations thereof.
<Aspect 6>
An omnidirectional high-saturation red structural color as described in 3 above, wherein the metal absorber layer has a thickness between 5 and 500 nanometers including the lower and upper limits.
<Aspect 7>
An omnidirectional high-saturation red structural color as described in 6 above, wherein the metal absorber layer is made from the group consisting of Cu, bronze, brass, amorphous Si, Ge, TiN, and combinations thereof.
<Aspect 8>
The omnidirectional high-saturation red structural color according to aspect 6, wherein the dielectric absorber layer has a thickness of 5 to 550 nanometers including the upper and lower limits.
<Aspect 9>
An omnidirectional high-saturation red structural color as described in 8 above, wherein said dielectric absorber layer is made of Fe 2 O 3 .
<Aspect 10>
The reflective core layer is a central reflective core layer, the metal absorber layer is a pair of metallic absorber layers extending over both sides of the central reflective core layer, 7. The omnidirectional high saturation red structural color according to 6 above, wherein a core layer is sandwiched between the pair of metal absorber layers.
<Aspect 11>
The dielectric absorber layer is a pair of dielectric absorber layers, and the central reflective core layer and the pair of metal absorber layers are sandwiched between the pair of dielectric absorber layers. The omnidirectional high-saturation red structural color described in 10 above.
<Aspect 12>
Dry depositing a reflective core layer;
Dry depositing a metal absorber layer extending over the reflective core layer;
Producing a multi-layer stack by dry or wet deposition of a dielectric absorber layer extending over the metal absorber layer, and the multi-layer stack comprising 0 on the a * b * Lab color map. On the a * b * Lab color map when reflecting visible light having a hue between ˜40 ° and viewed from all angles between 0 ° and 45 ° perpendicular to the outer surface of the multilayer stack. Having a hue shift in the range of 0-40 ° at
Method for manufacturing omnidirectional high saturation red structural color.
<Aspect 13>
Wherein the multilayer laminate, on the a * b * Lab color map has a hue between 10 to 30 °, and on the a * b * Lab color map, in the range of the 10 to 30 ° 13. The method according to 12 above, which reflects visible light having a hue shift.
<Aspect 14>
13. The method according to 12, wherein the reflective core layer has a thickness between 50 and 200 nanometers, including upper and lower limits.
<Aspect 15>
15. The method of 14, wherein the reflective core layer is made of a reflective metal selected from the group consisting of Al, Ag, Pt, Sn, and combinations thereof.
<Aspect 16>
15. The method of claim 14, wherein the reflective core layer is made of a colored metal selected from the group consisting of Au, Cu, brass, bronze, and combinations thereof.
<Aspect 17>
15. The method according to 14, wherein the metal absorber layer has a thickness of between 5 and 500 nanometers, including lower and upper limits.
<Aspect 18>
18. The method of claim 17, wherein the metal absorber layer is made from the group consisting of Cu, bronze, brass, amorphous Si, Ge, TiN, and combinations thereof.
<Aspect 19>
It said dielectric absorber layer has a thickness of 5 to 500 nm, including the upper and lower limits, and made of Fe 2 O 3, the method according to the 17.

Claims (14)

反射性コア層;
前記反射性コア層にわたって延在しており、かつ、前記反射性コア層に直接接している金属吸収体層;及び
前記金属吸収体層にわたって延在しており、かつ、前記金属吸収体層に直接接している誘電体吸収体層であって、Feから作られた誘電体吸収体層;
を有する多層積層体を備え、
前記多層積層体は、a**Labカラーマップ上での0〜40°の間の色相を有する可視光の単一帯域を反射し、前記可視光の単一帯域は、前記多層積層体の外側面に対する垂直方向0〜45°の間のすべての角度から見た場合に、前記a**Labカラーマップ上での前記0〜40°の範囲内の色相シフトを有する、
全方向高彩度赤色構造色顔料。
Reflective core layer;
A metal absorber layer extending over the reflective core layer and in direct contact with the reflective core layer; and extending over the metal absorber layer and on the metal absorber layer A direct contact dielectric absorber layer made of Fe 2 O 3 ;
Comprising a multilayer laminate having
The multilayer stack reflects a single band of visible light having a hue between 0 and 40 on the a * b * Lab color map, the single band of visible light being the single band of the multilayer stack. Having a hue shift in the range of 0-40 ° on the a * b * Lab color map when viewed from all angles between 0-45 ° perpendicular to the outer surface;
A highly saturated red structural color pigment in all directions.
前記a**Labカラーマップ上で、前記色相が、10〜30°の間であり、及び前記色相シフトが、前記10〜30°の範囲内である、請求項1に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。 The omnidirectional high saturation according to claim 1, wherein the hue is in the range of 10 to 30 ° and the hue shift is in the range of 10 to 30 ° on the a * b * Lab color map. Red structural color pigment. 前記反射性コア層が、50〜200ナノメートルの間の厚さを有する、請求項1又は2に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   An omnidirectional high chroma red structural color pigment according to claim 1 or 2, wherein the reflective core layer has a thickness between 50 and 200 nanometers. 前記反射性コア層が、反射性金属及び有色の金属のうちの少なくとも1つから作られる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high saturation red structural color pigment according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflective core layer is made of at least one of a reflective metal and a colored metal. 前記反射性金属が、Al、Ag、Pt、Sn、Cr、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、請求項4に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high-saturation red structural color pigment according to claim 4, wherein the reflective metal is at least one of Al, Ag, Pt, Sn, Cr, and combinations thereof. 前記有色の金属が、Au、Cu、真鍮、青銅、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つである、請求項4に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high-saturation red structural color pigment according to claim 4, wherein the colored metal is at least one of Au, Cu, brass, bronze, and a combination thereof. 前記金属吸収体層が、5〜500ナノメートルの間の厚さを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high chroma red structural color pigment according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal absorber layer has a thickness of between 5 and 500 nanometers. 前記金属吸収体層が、Cu、青銅、真鍮、アモルファスSi、Ge、TiN、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも1つから作られる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   Omni-directional high saturation according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal absorber layer is made from at least one of Cu, bronze, brass, amorphous Si, Ge, TiN, and combinations thereof. Red structural color pigment. 前記誘電体吸収体層が、5〜500ナノメートルの間の厚さを有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   An omnidirectional high chroma red structural color pigment according to any one of claims 1 to 8, wherein the dielectric absorber layer has a thickness between 5 and 500 nanometers. 前記反射性コア層が、中心反射性コア層であり、前記金属吸収体層が、前記中心反射性コア層の両側にわたって延在している1対の金属吸収体層であり、前記中心反射性コア層が、前記1対の金属吸収体層の間に挟まれている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The reflective core layer is a central reflective core layer, the metal absorber layer is a pair of metallic absorber layers extending over both sides of the central reflective core layer, The omnidirectional high chroma red structural color pigment according to any one of claims 1 to 9, wherein a core layer is sandwiched between the pair of metal absorber layers. 前記誘電体吸収体層が、1対の誘電体吸収体層であり、前記中心反射性コア層及び前記1対の金属吸収体層が、前記1対の誘電体吸収体層の間に挟まれている、請求項10に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The dielectric absorber layer is a pair of dielectric absorber layers, and the central reflective core layer and the pair of metal absorber layers are sandwiched between the pair of dielectric absorber layers. The omnidirectional high-saturation red structural color pigment according to claim 10. 前記反射性コア層が、乾式堆積層である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high chroma red structural color pigment according to any one of claims 1 to 11, wherein the reflective core layer is a dry deposition layer. 前記1対の金属吸収体層が、乾式堆積層である、請求項10に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high chroma red structural color pigment according to claim 10, wherein the pair of metal absorber layers are dry deposition layers. 前記1対の誘電体吸収体層が、乾式堆積層又は湿式堆積層である、請求項11に記載の全方向高彩度赤色構造色顔料。   The omnidirectional high chroma red structural color pigment of claim 11, wherein the pair of dielectric absorber layers are dry or wet deposited layers.
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