KR20050062458A - 완전-유전체 광학적 가변성 안료 - Google Patents

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Abstract

완전-유전체 광학적 가변성 안료(All-dielectric optically variable pigments)에 의해 투과되고 반사된 빛은 시선각에 따라 변한다. 완전-유전체 광학적 가변성 안료의 색 이동은 진폭 변화와 안료의 반사율 피크의 파장 편이에 의존한다. 반사율 피크의 폭과 중심 파장은 박막 스택에서 고굴절률 층과 저굴절률 층 사이의 두께의 비를 선택함으로써 조정할 수 있다. 반사율 피크는 재생되거나 억제될 수 있으며 경사각도에 따라 이동하므로 폭 넓게 다양한 색 궤적을 제공한다.

Description

완전-유전체 광학적 가변성 안료{All-dielectric optically variable pigments}
본 발명은 일반적으로 안료, 더욱 구체적으로 페인트, 잉크 및 그 밖의 제조물에 사용되는 광학적 가변성 이색 안료 플레이크(optically variable dichroic pigment flakes)에 관한 것이다.
간섭 안료(interference pigment) 및 디바이스는 잘 알려져 있다. 통상적으로, 광학적 가변성 박막 안료 플레이크(optically variable thin-film pigment flakes)는 다층 박막 간섭 구조(multi-layered thin film interference structure)를 형성하기 위하여 기판 플레이트(flaked substrate)에 유전체층을 화학적으로 증착시키거나 가요성있는 웹(flexible web)에 투명한 유전체층과 반투명한 금속층 및 금속 반사층으로된 조합을 증착시킴으로써 만들어진다. 상기 구조는 진공 속에서 증착된 후 웹으로부터 풀려 나와 연이어진 기술적 공정에서 크기가 정해진다. 금속-유전체 간섭구조(metal-dielectric interference structure)는 전형적으로 적어도 하나의 금속 반사층과, 적어도 하나의 투명 유전체층 및 적어도 하나의 반투명 금속층을 구비하는 반면에, 완전-유전체 간섭 구조는 서로 다른 굴절률을 가진 유전체층으로 만들어진다. 목적하는 광학적 가변 효과를 얻기 위하여 이러한 층들의 다양한 조합이 이용될 수 있다.
안료에서의 색 변화는 박막 스택으로부터 반사되는 광빔의 간섭으로부터 기인한다. 입사된 광빔이 금속-유전체-금속 간섭 안료의 첫 번째 층을 만날 때, 상기 광빔의 일부분은 반사되고, 상기 광빔의 나머지 부분은 상기 첫 번째 층을 지나 두 번째 층으로 간다. 다음으로, 상기 광빔의 투과된 부분은 세 번째 층에서 부분적으로 반사되고 두 번째 층을 재투과한다. 상기 반사파의 일부분은 첫 번째 층을 지난다. 이때 상기 반사파는 첫 번째 층에서 필터 표면에서 반사되는 빛과 보강되거나 상쇄되는 간섭을 할 수 있다. 최대 상쇄 반사광 간섭은 층의 두께가 1/4 파장의 홀수배일 때 일어나며, 최대 보강 광 간섭은 층의 두께가 1/4 파장의 짝수배일 때 일어난다.
상기 간섭 안료로부터 반사된 색은 상기 유전체층을 통과하는 광의 경로 길이에 의존한다. 수직하게 입사되는 상기 안료를 광으로 보면, 예를 들어 주황색 같은 특정 색이 보인다. 상기 간섭 안료 내의 입사각과 내부 반사각을 증가시키면 상기 유전체층을 통과하는 광 경로 길이는 수직 입사에 비하여 더 짧아지고, 표면으로부터 반사되는 색은 녹색으로 변한다. 수직 관찰각(normal observation angle)이나 입사광의 각에서, 안료의 반사율 스펙트럼 곡선(curve of spectral reflectance)은 가시광선 스펙트럼(visible spectrum)의 장파장 영역에서 한 개 혹은 수 개의 피크를 가질 수 있다. 상기 각이 증가할 때, 피크(들)는 주황색에서 녹색으로 반사되는 색의 변화를 일으키며 단파장의 영역으로 이동한다.
색-편이 광 간섭 디바이스(color-shifting optical interference devices)는 제조물과 서류를 인증하는데 사용되는데, 이는 통상적인 컬러프린터에 의하여 이루어지는 위와 같은 물품들의 복제는 색이 변하는 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 광 간섭 디바이스는 호일(foil)이나 인쇄된 형태로 응용된다. 일례로, 완전-유전체 또는 금속-유전체-금속 다층 광 스택(stack)은 광 호일로서 종이시트와 같은 기판(substrate)에 도포된다. 광 스택은 진공 증착된 저굴절률 및 고굴절률을 가진 금속 박막과 유전체 박막으로 만들어진다. 인증 디바이스는 수직하게 보았을 때 적색으로 보였다. 관찰각(the angle of observation)이 수직에서부터 증가함에 따라 반사율 피크도 점차 스펙트럼의 청색영역 쪽으로 이동한다.("다운-스펙트럼 편이(down-spectrum shift)")
또한 광학적 가변성 디바이스는 페인트 전색제(vehicle)나 잉크 전색제와 같은 적당한 전색제에 있는 색-편이 플레이크(color-shifting flakes)를 표면에 도포하여 만들 수도 있다. 금속-유전체-금속으로 된 색-편이 박막 플레이크(color-shifting thin film flakes)와 코팅은 가요성있는 웹에 반투명 금속층을 증착하고, 이어서 유전체층, 금속 반사층 및 또 다른 유전체층과 마지막으로 또 다른 반투명 금속층을 증착함으로써 형성된다. 상기 박막층들은 어느 측면이 입사광 방향으로 향하는지와 무관하게 동일한 의도한 색을 얻을 수 있도록 대칭적인 방식으로 배열된다.
완전-유전체 디자인은 그것이 대칭적이든 아니든 간에 양면으로부터 동일한 반사율을 갖는다. 완전-유전체 이색 페인트 플레이크(All-dielectric dichroic paint flakes)는 (L/2 H L/2)n 의 광학적 디자인을 가졌다. 여기서, L과 H는 각각 고굴절률 물질 및 저굴절률 물질의 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 의미하며, L/2는 저굴절률 물질의 1/8 파장 광학 두께를 나타낸다. 완전-유전체 플레이크의 반사색은 채도가 불포화되었다.
장식적이면서 위조를 방지하는 응용물에 쓰이는 페인트와 잉크에 사용될 수 있는 박막 플레이크의 광학적 특성에 있어서 보다 나은 개선이 이루어져 왔다. 대칭적인 다층 광학 디바이스(예를 들어, 플레이크와 호일)는 투명한 완전-유전체 스택이나 투명한 유전체층과 반투명한 금속층의 스택으로 구성된다. 완전-유전체 스택의 경우, 광학 코팅은 고굴절률 및 저굴절률을 가진 물질들이 교대로 된 층으로 구성된다. 적당한 물질로서 고굴절률 층의 경우 황화 아연이나 이산화티타늄을, 저굴절률 층의 경우 플루오르화마그네슘이나 이산화규소를 포함한다. 반사율 피크는 관찰각(observation angle)을 증가시킴에 따라 스펙트럼의 단파장의 영역으로 이동한다.
보통 간섭 안료의 반사율 스펙트럼 도표(plots of spectral reflectance)는 하나의 색의 외관을 설명하는 한 개 또는 수 개의 반사율 피크를 갖는다. 예를 들어 650 nm에서 최고점을 갖는 한 개의 피크를 갖는 도표의 경우, 안료로부터 반사된 빛의 색의 적색일 것이다. 예를 들어 650 nm와 450 nm에서 최고점이 있어 두 개의 피크를 갖는 도표의 경우, 안료로부터 반사된 빛의 색은 적색(650 nm)와 청색(450 nm)의 결과적인 혼합으로 자홍색(magenta)일 것이다. 당해 분야의 기술을 가진 자는 스택의 광학적 디자인을 변화시킴으로써 원하는 색 변화를 제공하는 방향으로 굴절률 스펙트럼의 피크(들)의 위치를 정하거나 이동시켜 안료의 색이나 색 편이(color shift)를 조정한다.
그러나 플레이크나 호일의 광학적 디자인의 조정은 결과적인 색채 성능(color performance)에 몇 가지 제한을 가지고 있다. 무엇보다도 먼저, 안료의 반사율 스펙트럼 곡선에서 반사율의 피크는 가시광선 스펙트럼 전범위에 걸쳐 이동할 수 없다. 이것은 관찰각을 증가시키더라도 간섭 안료의 색이 색역의 4사분면 네 개 모두를 포괄하지 못한다는 것을 의미한다. 또 다른 제한은 피크가 넓거나 좁을 수 있다는 것이다. 좁고 높은 반사 피크(reflective peaks)는 선명하고 채도가 포화된(saturated) 색채를 제공하며, 반면에 넓은 피크는 색채 혼합을 나타낸다. 안료의 반사율 스펙트럼 곡선에서 두 번째 피크 또는 심지어 수 개의 피크의 존재는 안료의 색채를 덜 포화되게 한다.
또 다른 기술은 유전체 스페이서(dielectric spacer)-금속성 흡수체(metal absorber)의 다주기(multiple periods)에 기초하며 반사 금속층 위에 형성된다. 상기 구조의 광학적 디자인은 추가적인 색채 효과를 주기 위하여 반사율 피크의 의도적인 억제(purposeful suppression)를 제공한다. 둘 또는 그 이상의 주기를 이용하여 단일 주기 디자인(single period design)에서 얻을 수 있는 것들과 다른 색 편이 효과를 얻기 위하여 파형에서 피크를 억제하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다.
물체의 색가(color values)를 정확하게 기술하기 위하여 XYZ 삼중 색 좌표 시스템(CIE XYZ)을 사용하는 것이 유용하다. 상기 XYZ 삼중 색 좌표 시스템(CIE XYZ)은 국제 조명 위원회(the Commission Internationale de l'Elclairage;CIE)에 의하여 개발되었으며, 현재 당해 산업계에서 표준으로 사용되고 있다. 이 시스템에서 색들은 변수 X, Y 및 Z를 통해 완전하고 정밀하게 설명될 수 있다. 상기 변수 X, Y 및 Z는 반사율 또는 투과율 곡선과 광원의 에너지 분포를 이용하여 대략 380 nm 내지 대략 770 nm 범위의 가시광선 스펙트럼을 포괄하는 세 개의 분포함수의 적분으로 수학적으로 결정된다. 변수 x, y 및 z는 각각 상기 변수 X, Y 및 Z의 정규화된 값으로 당해 기술분야에서 색도 좌표(chromaticity coordinates)로서 알려져 있으며, 당해 산업계에서 채도(purity), 색상(hue) 및 명도(brightness)와 같은 색의 외관을 정량화하기 위하여 통상적으로 사용된다.
당해 산업계에서 사용되는 또 다른 표준은 CIE에 의해 정의된 L*a*b* 색 공간으로 알려져 있다. 이 색 공간에서, L* 는 밝기(lightness)를 가리키며, a* 와 b * 는 색도 좌표(chromaticity coordinates)이다. (CIE XYZ) 좌표 시스템에서 볼 때, CIE L*a*b* 방정식은 :
L* = 116 (Y/YW)1/3 - 16
a* = 500 [(X/XW)1/3 - (Y/YW)1/3 ]
b* = 200 [(Y/YW)1/3 - (Z/ZW)1/3 ]
이며, XW, YW, 및 ZW 는 특정 발광체 하에서 흰색 기준에 대한 X, Y 및 Z 값이다.
상기 L*a*b* 색도 도표에서, a*축은 b*축에 수직하며, a*의 양으로 증가하는 값은 녹색의 채도(chroma)가 깊어지는 것을 나타낸다. b*축을 따라, b*의 양으로 증가하는 값은 황색의 채도가 깊어지는 것을 나타내는 반면에, b*의 음으로 증가하는 값은 청색의 채도가 깊어지는 것을 나타낸다. a*축과 b*축과 함께 L*축은 물체의 색 속성의 완벽한 묘사를 규정한다. 어떤 색의 색상(hue) h* 는 적색, 황색, 녹색과 청색 중 어느 하나 또는 닫힌 링 안에서 고려되는 이들 색의 인접한 쌍의 조합에 유사하게 보이는 영역의 시각적 인식의 속성이다. 어떤 색의 채도 C* 는 동일한 밝기(lightness)의 그레이(gray)에서 상기 색이 벗어난 정도를 나타내는데 사용되는 색의 속성이다. 채도는 다음과 같이 계산될 수 있다.
C* = ( a*2 + b*2 )1/2
채도는 좌표 중심에서 영(zero)과 같고 중심에서의 거리에 따라 증가한다.
본 발명의 실시예는 고유한 색 특성을 갖는 완전-유전체 광학 안료를 가능케 한다. 본 발명의 실시예에 따르는 광학적 디자인은 큰 색 이동(color travel)을 갖는 잉크, 페인트와 다른 제조물의 생산을 가능하게 한다. 여기서, 큰 색 이동은 어떤 경우에는 색 평면의 4사분면 4개 모두를 포괄하며, 또 다른 경우에는 어떤 색에서 다른 색으로 순식간에 이동한다. 어떤 실시예는 근적외선("NIR") 영역과 같은 인간 시각의 범위 밖에서의 반사도(reflectivity)의 중요한 변화를 갖는 안료를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르는 잉크는 장식적인 목적용과 함께 가치 있는 서류, 패키징 및 물품에 대한 위조 방지의 보호를 제공하는데 사용한다.
본 발명의 실시예에 따르는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake)는 (aH bL)n aH 와 같이 정렬되는 복수개의 박막층을 구비하고 있다. 여기서, n은 정수이고, a와 b는 승수(multipliers)이며, H는 2.0 보다 작지 않은 제1 상대 굴절률을 가지고 중심 파장 λ0에서 1/4 파장 광학 두께를 가지는 고굴절률 물질로 된 층을 나타내며, L은 1.6 보다 크지 않은 제2 상대 굴절률을 가지고 λ0에서 1/4 파장 광학 두께를 가지는 저굴절률 물질로 된 층을 나타낸다. 그리고 a + b = 2 이고, λ0가 파장이라고 할 때 a:b 의 비는 1:4 와 4:1 사이의 정수비이다. 이색 안료 플레이크의 바깥층은 페인트 전색제나 잉크 전색제와 같은 저굴절률 운반체(carrier)나 매질에 안료 플레이크의 이용을 용이하게 하기 위하여 고굴절률 매질로 만든다. 선택된 파장 λ0과 상기 a:b 비의 적절한 선택은 폭넓은 색 이동이나 빠른 색 이동을 달성할 수 있게 한다. 상기 안료의 반사율 스펙트럼 곡선에서 m차 피크는 수직한 관찰각에 대하여 스택의 과학적 디자인에 의해 억제되고 시선각이 변함에 따라(즉, 플레이크가 기울어짐에 따라) 재생된다.
어떤 실시예에 있어서, a:b 의 비는 1:4 와 4:1 사이의 정수비이며 (a + b)는 2와 같고 λ0는 수직한 시선각(normal viewing angle)에서 10%의 반사율보다 작은 2차 반사도 대역(reflectivity band)와 10%의 반사율보다 작은 4차 반사도 대역을 갖는 400 nm와 2,200 nm사이의 파장이다.
본 발명의 실시예에 따르는 이색 안료 플레이크는 m차 반사도 피크(mth-order reflectivity peak)의 광 간섭 구조를 형성하는 복수개의 박막층을 구비한다. 여기에서 m은 1보다 큰 정수이며, m차 반사도 피크는 제1 시선각에서 제1 반사도를 갖고, 제2 시선각에서 제2 반사도를 가지며, 상기 제1 반사도와 제2 반사도는 총 반사도의 백분율로 표시되는데, 여기에서 상기 제1 반사도(reflectivity)는 상기 제2 반사도보다 적어도 20% 차이만큼 작다.
특정한 실시예에서, 상기 제1 반사도는 제1 시선각에서 상기 m차 반사도 대역 내에서 5% 보다 크지 않으며, 상기 제2 반사도는 제2 시선각에서 60%보다 작지 않다.
I. 서론
진공 증착 기술(vacuum deposition techniques)로 달성할 수 있는 공정조작은 예측할 수 있는 광학적 가변성 안료(optically variable pigments)와 호일(foils)의 가능성을 제공한다. 반사율 대 파장의 컴퓨터 모델링은 개시되어 있으며, 공기 내에서 또는 바람직하게는 페인트와 같이 공기보다 큰 굴절률을 가진 운반체(carrier) 내에서 색 이동(color travel)은 불필요한 시행착오의 실험작업 없이 특정 색 특징을 갖는 안료 플레이크를 디자인하는데 사용될 수 있다. 조작 가능한 진공 박막 증착 기술(thin-film deposition technique)의 이용은 선택된 광학적 특성을 가진 안료 플레이크를 일관되게 얻을 수 있는데 사용될 수 있다. 특히, 원하지 않은 색의 반사도 피크(reflectivity peak)의 억제를 통하여 고유한 색-편이 특성을 갖는 간섭 안료를 생산할 수 있다는 것이 발견되었다. 이러한 색채 성능은 통상적인 광학 디자인에 의하여 얻어지기 힘들다.
진공 증착 기술의 한 가지 측면으로 층 두께는 화학적 증착법에 의한 것처럼 안료 입자의 중량 백분율에 따르기 보다 광학적 두께(optical thickness)에 따라 가 특유하게 고려된다. 유전체층의 광학적 두께는 상기 층의 물리적 두께 d를 상기 물질의 굴절률 n으로 곱한 것으로 정의된다. 진공 증착법에 의해 형성된 광학적 박막층의 전형적인 측정치는 상기 층의 1/4 파장 광학두께(quarterwave optical thickness;"QWOT")이다. 상기 QWOT는 층의 광학적 두께가 파장의 1/4과 같아지는 파장으로서 정의되며, 일반적으로 하기의 식과 같이 정의된다.
QWOT = 4nd
전형적으로 동일한 파장에 동일한 QWOT를 갖는 서로 다른 물질로 된 층들은 서로 다른 물리적 두께를 갖는다. 일반적으로 고굴절률 물질의 층은 동일한 QWOT를 갖는 저굴절률 물질의 층보다 더 얇을 것이다. 심지어 주어진 물질에 대하여 동일한 QWOT를 갖는 층들은 굴절률의 차이를 유도할 수 있는 박막의 화학량론(stoichiometry)이나 밀도의 차이에 기인하여 두께가 차이날 수 있다. 박막층의 반사 및 투과 성질은 상기 박막의 물리적 두께보다는 그것의 광학적 두께에 가장 강하게 의존한다. 그러므로 박막의 물리적 두께보다는 그것의 QWOT로서 박막을 특징짓는 것이 흔히 바람직하다. 박막이 증착될 때 상기 박막의 광학적 또는 물리적 두께를 측정하는 데에는 다양한 방법이 존재한다. 일반적으로 광학적 두께를 직접적으로 측정하는 광학적 방법의 사용이 바람직하다. 이러한 목적으로 위하여 박막층이 증착될 때 상기 박막층에 투과 또는 반사 측정이 이루어질 수 있다.
완전-유전체 간섭 안료(all-dielectric interference pigment)는 고굴절률 및 저굴절률 물질의 층이 교대로 된 스택으로 구성된다. 상기 스택은 고굴절률 또는 저굴절률 물질의 층으로 시작되거나 끝날 수 있다. 특정 파장(λ0)에서 각 층의 QWOT는 원하는 광학적 성능을 주도록 선택된다. 많은 안료들은 모든 고굴절률 층이 동일한 QWOT를 갖고 모든 저굴절률 층이 동일한 QWOT를 가지는 주기적인 스택으로 구성된다. 여기서 저굴절률 층의 QWOT는 고굴절률 층의 QWOT와 같거나 다를 수 있다.
예를 들어 통상적인 간섭 안료는 ( 0.5L H 0.5L )n 디자인을 가졌다. 여기서, n은 반복되는 횟수이고 L 및 H는 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 나타내며 각각 특정한 QWOT를 갖는다. 바꾸어 말하면, L 및 H로 표시된 층은 광학적으로 디자인된 파장 λ0에서 1/4 파장 광학 두께이다. 0.5L 기호는 λ0에서 1/8 파장의 두께(1/4 파장 두께의 반)인 층을 나타낸다. 그러므로, 기본적인 주기는 저굴절률 물질로 된 1/8파장 두께의 층, 고굴절률 물질로 된 1/4 파장 두께의 층, 및 저굴절률 물질로 된 1/8 파장 두께의 층으로 구성되었다. 이 주기는 n회 반복된다. 이러한 안료는 디자인된 파장 주변의 스펙트럼 영역에서 높은 반사율을 가지며, 디자인된 파장 λ0보다 짧은 파장의 스펙트럼 영역에 걸쳐 낮은 반사율과 높은 투과율을 가진다.
안료의 반사율 스펙트럼(spectral reflectance) 곡선 상에서 높은 반사율의 스펙트럼 영역(region of high spectral reflectance)은 거부 대역(rejection band)라 부르며, 반사도 피크(reflectivity peak)로도 알려졌다. 거부 대역의 위치는 보통은 안료의 디자인된 파장에 의하여 결정된다. 예를 들어, λ0 = 620 nm에서 (0.5L H 0.5L)3으로 디자인된 단파장-통과 안료(short-wave-pass pigment)는 620 nm 근방의 스펙트럼 영역에 있는 적색, 주황색 및 황색 빛을 반사시킨다. 그러므로 반사된 빛은 황색으로 나타날 것이다. 보다 짧은 파장의 빛은 통과하므로, 그 통과된 빛은 청색으로 나타날 것이다. 스택에 있어서 반복되는 횟수(the number of periods)의 증가는 상기 반사율이 100%에 근접하는 지점까지 반사광 및 투과광의 더욱 짙은 색을 만들게 된다.
다층 유전체 광학 안료(multilayered dielectric optical pigments)는 다양한 굴절률을 갖는 물질로부터 만들어진다. 편의상, 코팅 물질은 그들의 굴절률에 따라 세 그룹으로 나누어진다: 저굴절률(대략 1.6 미만), 중굴절률(대략 1.6과 2.0 사이) 및 고굴절률(대략 2.0 초과). 저굴절률을 갖는 물질은 플루오르화마그네슘(MgF2), 이산화규소(SiO2), 및 빙정석(Na2AlF6)을 포함한다. 중굴절률 물질은 산화알루미늄(AL2O3), 산화란타늄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd 2O3), 산화이트늄(Y2O3) 및 산화스칸듐(Sc2O3)을 포함한다. 고굴절률 물질은 이산화티타늄(TiO2), 오산화탄탈(Ta 2O5) 및 황화아연(ZnS)을 포함한다. 각 카테고리마다 많은 다른 예의 물질들이 존재한다.
당해 기술의 기술을 가진 자는 광 박막 스택에서 "유전체"를 가리키는 몇몇 물질이 다른 응용에서는 다르게 기술될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 황화아연은 전자적 응용에서 반도체로서 기술되고 사용될 수 있다. 비슷하게 게르마늄과 실리콘과 같은 물질은 층이 예를 들어 대략 20 nm와 같이 충분히 얇다면 광 박막 스택에 있어서 가시광선 영역에서 투명한 물질로서 사용될 수 있을 것이다. 가령 적외선 영역에서처럼, 이러한 물질들이 투명한 곳에서는 보다 두꺼운 층이 사용될 수 있다. 이러한 물질들의 상대적으로 높은 굴절률은 원하는 QWOT에 대해 물리적으로 보다 얇은 층을 허용하며, 이는 차례대로 보다 적은 물질의 사용과 보다 적은 증착시간을 낳게 된다.
II. 전형적인 플레이크 구조와 형태(formulation)
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 선명하거나 연한(tinted) 페인트 베이스나 잉크 전색제와 같은 운반체(99)에 의하여 둘러싸인 이색 안료 플레이크(101)의 개략적인 단면도를 포함하는 형태(formulation)(100)를 개략적으로 나타낸 것이다. 안료 플레이크는 직경 20-50 미크론과 전형적으로 약 0.5-2 미크론의 두께의 크기를 가지며, 예를 들어 서류, 제조물 및 패키징에 광학적 가변성 이미지를 인쇄하는데 사용될 수 있다.
이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake)(101)는 일반적으로 5-층 스택으로 알려져 있으며 고-저-고-저-고의 일반적인 배열을 갖는다. 여기서 "고"란 고굴절률을 갖는 물질로 된 박막층("고굴절률 층")을 나타내며, "저"란 저굴절률을 갖는 물질로 된 박막층("저굴절률 층")을 나타낸다. 상기 층은 동일한 광학적 두께를 가지거나 서로 다른 광학적 두께를 가질 수 있다. 대칭적인 디자인에 있어서 바깥쪽 고굴절률 층들(103,105)은 동일한 광학적 두께를 가지며, 저굴절률 층들(107,109)은 동일한 광학적 두께를 가진다. 중심의 고굴절률 층(111)은 두 개의 바깥쪽 고굴절률 층들(103,105)과 동일한 광학적 두께를 가지거나 다른 광학적 두께를 가질 수 있다.
또한 비대칭 디자인도 완전-유전체 광 스택(all-dielectric optical stacks)에 있어서 가능할 수 있다. 비대칭 완전-유전체 디자인에서 광학적 성능은 양면으로부터 동일하다. 졸-젤 법(sol-gel methods)과 같은 화학적 증착 기술은 일반적으로 대칭적인 디자인을 생산한다. 비대칭 디자인은 예를 들어 (aH bL)n cH 와 같은 일반적인 배열을 가질 수 있다. 여기서 a, b 및 c는 중심 파장에서 각각 고-, 저- 및 고굴절률 층의 1/4 파장 광학 두께의 승수(multipliers)이다.
고굴절률 층은 서로 다른 고굴절률 물질로 만들어질 수 있으며, 또는 고굴절률 층 모두가 동일한 고굴절률 물질로 만들어질 수 있다. 비슷하게 저굴절률 층은 동일한 저굴절률 물질로 만들어질 수 있으며, 또는 다른 굴절률 물질로 만들어질 수 있다. 디자인은 고-저-고와 같은 3개의 층, 또는 5개의 층 이상으로 만들어질 수 있다. 특정한 실시예의 경우 고굴절률 층 모두의 두께가 같고, 저굴절률 층 모두의 두께가 같다. a:b의 비는 전형적으로 대략 1:4와 4:1 사이에 있다. 박막 스택이 증착 기판으로부터 분리되고 플레이크로 처리된 후, 안료 플레이크는 "지지하는 것이 없는 상태(free-standing)"이다. 즉, 이색 박막 스택(dichroic thin film stack)이 개별적인 플레이크 기판에 의해 지지되지 않는다.(예, 마이카 플레이크(a flake of mica))
5-층 디자인은 단순히 전형적인 예이며, 다른 실시예는 보다 많은 층 또는 보다 적은 층을 구비할 수 있으나, 일반적으로 가능한 한 적은 층을 가지고 안료에서 원하는 광학적 성능을 얻는 것이 바람직하다. 스테이지 조명 필터나 통신 응용을 위한 파장-분할 다중방식(wavelength-division multiplexing;"WDM") 광학 필터와 같은 응용에서 사용되는 완전-유전체 이색 필터(all-dielectric dichroic filters)는 정교한 필터 특성을 얻기 위하여 열 개 혹은 심지어 백 개 이상의 박막층을 가질 수 있으며 매질-굴절률의 물질을 포함한 다양한 물질을 넣을 수 있다. 이러한 필터는 상대적으로 비싸서, 안료 플레이크는 종종 이러한 정교한 광학적 디자인의 비용을 정당화할 수 없다. 그러므로 적은 층을 갖는 안료 플레이크의 광학적 가변 특성을 얻는 것이 매우 바람직하다. 일 실시예에서 오직 고굴절률 및 저굴절률 층이 사용되었다. 다른 실시예에서, 안료 플레이크는 매질-굴절률 층을 포함한다.
반사율 스펙트럼 곡선 상의 피크의 존부에 관하여 일반적인 규칙이 있다. 광 스택 (aH bL)n aH 에서 "a"와 "b"의 비가 (1:N) 또는 (N:1)로 기술될 때, 수직하는 시선각에서 (N+1)의 모든 배수뿐만 아니라 (N+1)차 피크도 없다. 여기서 N은 정수이다. 예를 들어 λ0에서 (1:1) 광 스택의 경우, 존재하지 않는 반사도 피크 차수는 (1+1)= 2, 4, 6, 8,...이다. a:b = 1:2 인 스택의 경우 존재하지 않는 차수는 (2+1) = 3, 6, 9 등이다.
"존재하지 않는"이란 그와 같은 파장에서 어떠한 측정할 수 있는 반사율도 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 왜냐하면 코팅 두께와 굴절률에서의 약간의 변화가 하나 또는 그 이상의 층에서 발생하여 이론적인 반사율로부터 이탈을 가져올 수 있기 때문이다. 그렇지만, "존재하지 않는"이란 존재하지 않는 차수에서의 반사율이 플레이크의 인식되는 색에 두드러지게 기여하지 않는다는 것을 의미한다. 특정한 실시예에서 존재하지 않는 피크(들)에서의 반사율은 대략 20% 미만이다.
III.전형적인 플레이크 디자인과 광학적 성능
도 2a 내지 도 5에서 도시된 반사도 및 색 이동 도표는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 생성되었으며, 많은 예들의 광 필터 시뮬레이션 프로그램은 상업적으로 입수될 수 있다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션은 안료(들)를 제조하는 생산 공정이 적절하게 조정될 수 있고 반복될 수 있다면, 색-편이 안료 플레이크의 색채 성능을 정교하게 예측할 수 있다는 것이 알려져 있다. 특히, 컴퓨터 시뮬레이션은 박막 두께와 조성을 제공하는 진공 박막 증착법에 대한 뛰어난 공정 컨트롤 때문에 진공 박막 증착기술과 결합할 때 상당히 유용하다는 것이 알려져 있다.
도 2a는 0도의 시선각(수직한 시선각)에서 1750 nm에 대해 디자인된 H-L-H-L-H의 광학적 스택을 갖는 완전-유전체 안료 플레이크에 대해 기대되는 반사도 도표이다. 1차 피크(120)는 1750 nm에서 발생하며, 3차 피크(122)는 583 nm에서 발생한다. 2차 및 4차 피크는 본질적으로 875 nm와 437 nm에 각각 존재하지 않는다. 1차 피크(120)는 스펙트럼의 적외선 영역에서 반사하고 인간의 눈에는 보이지 않는다. 3차 피크(122)는 583 nm에서 황색 빛을 반사하며 수직한 시선각에서 안료의 색은 황색으로 보인다.
스택이 기울어짐에 따라 광 스택의 층들 사이에서 복잡한 상호작용은 통상적인 색-편이 안료 플레이크와 함께 발생하듯이 반사도 피크의 파장을 단파장 영역으로 이동시키게 할 뿐만 아니라, 반사도 피크의 의도적인 억제나 재생을 초래하게 할 수 있다고 생각되었다. 다시 말하면, 샘플이 기울어짐에 따라 통상적인 색-편이 안료 플레이크와 함께 발생하듯이 반사도 피크가 단파장으로 이동할 뿐만 아니라 반사도의 진폭 또한 변화한다. 어떤 시선각에서 상대적으로 작은 반사도를 갖고, 그러므로 샘플의 색에 거의 기여하지 않는 고차 반사도 피크는 또 다른 시선각에서 (파장의 편이와 함께) 진폭이 증가하여 새롭고 원하는 색-편이 효과를 제공할 것이라고 생각되었다.
도 2b는 수직에서 30 도인 시선각에서 도 2a의 완전-유전체 색-편이 안료 플레이크에 대해 예상되는 반사도 도표이다. 보다 높은 시선각으로 안료를 기울이는 것은 통상적인 색-편이 안료 플레이크에서 알려진 것처럼 피크(120),(122)를 단파장 영역으로 이동시키게 된다. 상기 안료의 경사가 30도가 된 뒤라도 1차 피크(120)는 아직 적외선 영역에 있고 보이지 않으나, 3차 피크(122)는 530 nm로 이동하고 녹색광을 반사한다. 안료는 30도 시선각에서 녹색으로 보인다.
도 2c는 수직에서 45도인 시선각에서 도 2a와 도 2b의 색-편이 완전-유전체 안료 플레이크에 대해 예상되는 반사도 도표이다. 낮은 시선각에서 억제된 2차 및 4차 피크는 (수직한 시선각에서 대응하는 피크에 비교하여) 재생되기 시작한다. λ0 = 1750 nm를 가지는 안료 H-L-H-L-H 가 45도 기울어진다면, 안료 플레이크의 인식되는 색에 두드러지게 기여하면서 1차 피크(120)는 1285 nm로 이동하고, 3차 피크(122)는 460 nm로 이동하며, 2차 피크(124)는 625 nm에서 재생한다. 3차 피크(122)는 청색광을 반사하며 2차 피크(124)는 주황색광을 반사하여 자홍색(magenta color)을 만든다.
도 2d는 도 2a-2c에서 보여진 λ0 = 1750 nm에서 H-L-H-L-H의 광학적 디자인을 갖는 완전-유전체 색-편이 안료 플레이크에 대해 기대되는 색-이동 도표(color-travel plot)이다. 상기 색은 수직한 시선각에서 황색으로 시작(0도)하여 안료가 기울어짐에 따라 녹색과 청색으로 이동하며, 45도의 시선각에서 자홍색을 얻는다. 상기 색은 L*a*b* 공간의 4사분면 3개를 포괄한다. 곡선상의 "다이아몬드"로 나타낸 데이터 포인트들은 1도 단계에서 계산된다. 채도(chroma) C*는 색 궤도 전체에 걸쳐 매우 높다(즉, 채색(coloration)은 모든 색에 대하여 강하다). 0도에서의 황색 채도(chroma)는 89 단위이고, 30도에서의 녹색의 채도는 107 단위이며, 45도에서의 자홍색의 채도는 62단위이다. 이는 통상적인 마이카 베이스의(mica-based) 완전-유전체 안료에 대조하여 바람직하게 높다. 2차 피크의 재생 때문에 이러한 색 궤도가 얻어지는 것으로 여겨진다.(도 2a-2c의 참조번호 124 참조) 여기에서 2차 피크는 수직한 시선각에서 대략 5%의 반사를 가지며, 45도의 시선각에서 대략 75%의 반사를 가진다.
이러한 피크 재생이 없다면, 583 nm의 최초 파장에서 대략 460 nm의 최종 파장으로 3차 피크에서의 다운-스펙트럼 편이(도 2a-2c의 참조번호 122 참조)에 대부분 기인하여 색 궤도는 매우 짧아질 것이라고 여겨진다. 서로 다른 시선각에서 피크 반사도(peak reflectivity) 사이의 최소한 대략 20%의 차이는 플레이크의 인식되는 색에 주되게 기여한다. 예를 들어, 상대적으로 억제되어 한 시선각에서 제1 반사도를 가지며, 제1 반사도보다 최소한 대략 20% 이상의 제2 반사도로 재생되는 피크는 상기 색 궤도에 주되게 기여할 수 있다. 다른 실시예에서, 피크 재생은 가시광선 스펙트럼 바깥에서 일어난다. 어떤 시선각에서 5%보다 작은 반사도를 갖는 피크는 전형적으로 안료 플레이크의 인식되는 색에 두드러지게 기여하지 못한다; 그러나, 피크가 20% 이상 재생한다면, 심지어 보다 높은 반사도를 가진 피크라도 색 궤도에 두드러지게 기여할 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 한 시선각에서 가능한 한 낮게 피크의 반사도를 억제하고, 제2 시선각에서 가능한 한 높은 반사도로 피크를 재생하는 것이 일반적으로 바람직하다.
반사도 피크의 존부는 광 스택의 각 위치에 의존한다. 색 이동의 통상적인 설명(다운-스펙트럼 편이)은 박막 스택이 기울어지면서 진행하는 광의 광학적 경로가 변하기 때문에 발생한다는 것이다. 이 이론은 색 궤도가 본질적으로 양호한 방식으로 반사도 피크의 중심 주파수가 이동함에 따라 일반적으로 반시계 방향의 원호를 따른다고 예상한다. 다른 굴절률을 가지는 물질에서 증가되는 광 경로와 다른 광 진행의 조합은 고유한 광학적 디자인을 가능하게 한다.
도 3a-3d는 수직한 입사에서 비슷한 반사도를 갖는 금속-유전체-금속의 광학적 디자인과 비교한 본 발명의 실시예에 따른 박막 간섭 안료의 또 다른 실시예에 예상되는 색채 성능을 도시한다.
본 예에서, 저굴절률 물질로 된 층은 고굴절률 물질로 된 층에 비하여 3배의 두께를 가진다. 상기 안료의 광학적 디자인은 λ0 = 1950에서 0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H 이다. 상기 규칙에 따르면, 수직한 각에서 억제된 피크는 (N+1) = (3+1) = 4가 되어야 하며, 이는 도 3a에서 볼 수 있다. 이 완전-유전체 박막 간섭 안료의 색채 성능은 제1 금속 (흡수체) 층으로서 크롬으로 된 7 nm 두께의 층, 3900 nm에서 QWOT의 저굴절률 유전체 물질과 제2 금속 (반사체) 층으로서 불투명한 알루미늄으로 된 층이 구비된 금속-유전체-금속("MDM") 광학적 디자인과 비교된다.
도 3a는 바로 위에서 기술한 MDM 안료에 비교하여 완전-유전체 박막 간섭 안료에 대하여 기대되는 수직한 시선각에서의 반사도 도표이다. 완전-유전체 박막 간섭 안료에 대하여 1900 nm에서 1차 피크(132), 대략 975 nm에서 2차 피크(134), 대략 650 nm에서 3차 피크(136)가 있는 반면, 대략 500 nm에서의 4차 피크(138)는 본질적으로 사라진다. 이 각도에서 상기 안료의 색은 녹색이다( 도 3d 참조). 상기 MDM 안료에 대하여 대응되는 1차 피크(133), 2차 피크(135), 3차 피크(137) 및 4차 피크(139)는 높은 반사도를 가진다.
도 3b는 도 3a에서의 안료에 대하여 30도 시선각에서 기대되는 반사도 도표를 보여준다. 보다 높은 시선각으로 안료를 기울이는 것은 단파장 영역으로 반사율 피크의 다운-스펙트럼 편이를 야기한다. 상기 완전-유전체 박막 간섭 안료에서 3차 피크(136)의 억제와 4차 피크(138)의 재생이 일어나기 시작한다. 상기 안표가 30도 기울어진 후, 1차 피크(132)는 대략 1650 nm로 이동하고 2차 피크(134)는 대략 850 nm로 이동한다. 3차 피크(136)는 대략 550 nm로 이동하고 그것의 반사율 진폭은 대략 62%(도 3a 참조)에서 대략 43%로 감소한다. 4차 피크(138)는 대략 420 nm에서 재생하기 시작한다. 1차 피크(132)는 스펙트럼의 근적외선 영역에서 반사하며 눈에 보이지 않는다. 상기 안료의 색은 시선각을 증가시킴에 따라 반시계 방향으로(도 3d 참조) 이동한다.
도 3c는 도 3a와 도 3b에서의 안료에 대하여 45도 시선각에서 기대되는 반사도 도표를 보여준다. 시선각을 45도로 더 기울이는 것은 피크(132,134)를 반사율 스펙트럼 도표에서 왼쪽으로 이동시킨다. 1차 피크(132)의 최대치는 1015 nm로 이동하고 2차 피크(134)의 최대치는 522 nm로 이동한다. 3차 피크는 억제되는 반면에, 4차 피크(138)가 300 nm에서 최대의 반사율이 된다. 더 낮은 각도에 대하여 도시된 바와 같이, 1차 및 4차 피크는 45도 각도에서 눈에 보이지 않는다. 그에 더하여 수직한 입사에서 존재하는 3차 피크는 억제된다. 2차 피크는 반사율 스펙트럼 곡선에서 가장 크다. 그것은 녹색광을 반사시키며 상기 안료의 색은 녹색이 된다. 상기 안료가 0도에서 45도로 기울어짐에 따라 오른쪽으로 이동하는 2차 피크(134)의 전체 길이는 228 nm(750 nm - 522 nm)이다.
도 3d는 MDM 안료와 비교하여 본 발명의 실시예에 따르는 안료의 기대되는 색-이동 도표이다. 개별적인 데이터 포인트들은 도해의 선명성을 높이기 위하여 색-이동 곡선에 도시되지 않는다. 제1 곡선(160)은 원점근처에 있어 본질적으로 흰색인 0도의 시선각(162)에서 45도의 시선각(164)까지의 도3a-3c의 MDM 안료의 색 이동을 (실선으로) 보여준다. 상기 MDM 안료에 대한 색 이동은 원점 둘레로 반시계 방향이며, 이는 통상적인 색-편이 안료의 전형이다.
제2 곡선(166)은 도 3a-3c에서의 완전-유전체 박막 간섭 안료의 색 이동을 (점선으로) 나타낸다. 이 완전-유전체 안료에 대한 색 이동도 0도의 시선각(168)에서 45도의 시선각(170)까지 반시계 방향이나, 상기 MDM 안료에 대한 제1 곡선(160)에서의 색 이동이 하듯이 원점을 중심으로 이동하지는 않는다. 이 완전-유전체 안료의 색은 적색에서 녹색으로 이동하며 다시 색 도표에서 청색 영역을 통과함이 없이 적색으로 돌아간다. 이것은 상기 MDM 안료의 색-편이 특성과 차별된 색-편이 특성을 가능하게 한다.
제3 곡선(172)은 λ0 = 1950 nm에서 (1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H)의 디자인을 갖는 완전-유전체 박막 간섭 안료의 기대되는 색 이동을 (파선으로) 나타낸다. 이 디자인에서 3:1인데, 제2 곡선(166)에 의해 표시되는 광학적 디자인의 경우 a:b는 1:3이다. 상기 3:1 디자인의 총 색 이동은 1:3 디자인의 색 이동(적색→녹색→적색)의 겨우 반정도(적색→녹색)이다. 상기 3:1 디자인의 색 이동은 관찰각이 증가함에 따라 적색에서 녹색으로 재빨리 이동하며, 또한 색 도표에서 청색 영역을 가로지르지는 않는다. 도 3a-3d는 비교되는 MDM 디자인에 대한 것보다 총 색 이동이 작을 수 있음에도 불구하고, 본 발명의 실시예에 의하여 얻을 수 있는 고유한 색 이동을 도시하고 있다.
(aH bL)n aH 의 광학적 디자인을 가진 완전-유전체 안료는 a가 b보다 크거나 작던지 간에 위에서 기술된 방식으로 반사율 피크가 억제되거나 재생된다. 그러나, a>b인 경우 관찰각의 변화에 따른 다운-스펙트럼 편이는 (aH bL)n aH 이고 a<b 인 광학적 디자인을 가지는 안료의 피크에 대한 다운-스펙트럼 편이보다 더 작다. 저굴절률에서의 빛의 진행이 동일한 광학적 두께를 가지는 고굴절률 물질에서보다 빨리 일어나기 때문에 저굴절률 물질의 두꺼운 층을 가지는 안료의 큰 편이(shift)가 스택 내부에서 일어난다. 결과적으로, 고굴절률로 된 물질의 층이 두꺼운 안료의 색 이동은 빈번히 소위 "빠른 색 편이체(fast color shifters)"를 만들며 L*a *b* 공간의 4사분면 2개를 포괄한다.
도 2a-2c에서 보여준 예들을 참조하면, 2차 피크는 재생된다. 도 3a-3c의 예들을 참조하면, 3차 피크는 억제된다. 그러므로 피크 재생 및 피크 억제 양자가 실시예들의 상기 색 이동을 조정하는데 사용된다.
입사각이 증가함에 따라 효과적인 a:b 의 비는 증가한다. 그러므로 만약 수직한 입사(이 경우 2차, 4차 및 6차는 존재하지 않는다.)에서 a:b 가 1:1(예를 들어, 도 2a-2c)이라면, 상기 각이 증가함에 따라 a:b는 2:1을 향하여 증가한다. a:b 가 2:1에서 3차, 6차 및 9차는 존재하지 않고, 그러므로 상기 각이 증가함에 따라 2차가 나타나거나 또는 "재생"되며, 3차는 사라지거나 "억제"된다.
수직한 입사에서 a:b 비가 1:3(예를 들어, 도 3a-3c)인 디자인에서 4차 반사율 피크는 존재하지 않는다. 상기 각이 증가함에 따라 a:b 비는 1:2를 향하여 증가하며 3차 반사율 피크는 억제된다. 4차 피크가 재생된다는 사실은 그것이 상기 스펙트럼의 자외선(UV) 부분에 있고, 상기 안료 플레이크의 색에 기여하지 못하기 때문에 도 3a-3c과 관련된 광학적 디자인에 특별하게 적절한 것은 아니다. a<b인 상기 예에서 증가하는 a:b 비는 b가 감소하는 것을 의미한다.
도 4a-4c는 두 패밀리의 안료 사이에서 광학적 성능의 예상되는 차이를 도시하고 있다. λ0 = 2000 nm에서 (0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H)의 디자인을 갖는 안료의 기대되는 반사율 스펙트럼이 도 4a에 보여진다. λ0 = 2000 nm에서 (1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H)의 안료의 기대되는 반사율 스펙트럼이 도 4b에 보여진다. 상기 두 안료의 색 궤적이 도 4c에서 비교되어 있다. 상기 규칙에 따르면, 두 예 모두의 경우 억제된 피크는 (N+1) = (3+1) = 4, 8, 및 12 이다. 상기 안료의 반사율은 0도, 30도 및 45도의 관찰각에서 해석된다.
도 4a는 상대적으로 보다 두꺼운 저굴절률 층을 갖는 안료 플레이크에 대한 반사도 도표를 보여준다. 실선은 0도의 시선각에서의 반사도를 보여주고, 점선은 30도의 시선각에서의 반사도를 보여주며, 파선은 45도의 시선각에서의 반사도를 보여준다. 시선각이 0도일 때, 0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H의 안료는 반사율 스펙트럼 곡선 상에서 910 nm에서 1차 피크(140), 500 nm에서 2차 피크(142) 및 350 nm에서 3차 피크(144)를 갖는다. 1차 피크(140)는 시선각이 30도로 기울 때 840 nm(140'), 시선각이 45도로 기울 때 685 nm(140'')으로 이동한다.
2차 피크(142)는 시선각이 30도로 기울 때 440 nm(142')으로 이동하며, 시선각이 45도로 기울 때 370 nm(142'')으로 이동한다. 3차 피크(144)는 수직한 시선각에서 볼 때 자외선(UV) 영역에서 부분적으로 억제되며 상기 안료의 인식되는 색에 기여하지 못한다.
시선각을 증가시키는 것은 피크를 좌측으로 좀더 이동시키게 한다: 피크(140')은 685 nm의 새로운 위치(140'')로 이동하며, 피크(142')는 370 nm의 새로운 위치(142'')로 이동한다. 상기 안료의 색은 가시광선 영역의 반사율 피크의 위치에 달려 있다. 수직한 시선각에서 1차 피크는 보이지 않으며 2차 피크(142)가 505 nm에서 녹색을 반사하므로 상기 안료의 색은 녹색이다(도 4c, 0도 참조). 시선각을 30도 기울이는 것은 1차 피크(140')가 840 nm에서 아직 보이지 않은데 반하여, 2차 피크(142')가 440 nm에서 청색을 반사시키기 때문에 녹색에서 청색으로 색 이동을 야기한다.45도로 경사를 증가시키는 것은 1차 피크를 스펙트럼의 보이지 않는 근적외선 부분으로부터 적색 영역으로 하향 이동하는데 반하여 2차 피크(142'')는 보이지 않는 자외선(UV) 영역으로 이동시킨다. 도 4c를 참조하면 상기 안료의 색은 시선각을 30도에서 45도로 증가시킴에 따라 청색에서 자홍색을 거쳐 황색으로 차츰 변화한다. 상기 안료에 대한 채도( C*)는 0도, 30도 및 45도에서 각각 74, 83 및 52이다.
도 4b는 상대적으로 더 두꺼운 고굴절률 층을 갖는 안료 플레이크에 대한 반사도 도표를 보여준다. 1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H의 안료에 대한 반사율 피크의 하향 편이는 도 4a에 도시된 샘플에 대한 것처럼 현저하지는 않다. 수직한 시선각에서 반사도 도표는 도 4a에 나타난 상기 안료에 대한 곡선과 매우 유사한 것으로 보인다.1차 피크(150)는 근적외선 영역에 있는 1000 nm에서 반사되고, 2차 피크(152)는 도 4a의 2차 피크(142)와 유사하게 500 nm에서 반사되며, 3차 피크(154)의 대부분은 상기 스펙트럼의 자외선 파트 안에 있어 보이지 않는다. 500 nm에서 빛이 반사된 결과, 상기 안료의 색은 녹색이다(도 4c 참조).
또한 보다 높은 시선각은 반사율 피크를 보다 짧은 파장으로 이동시키나, 이동 거리는 도 4a의 상기 예들의 경우보다 훨씬 더 짧다. 도 4b의 상기 안료가 30도 기울어짐에 따라, 1차 피크는 965 nm(150')으로 이동하며, 45도로 기울 때 880 nm(150'')으로 이동한다. 2차 피크는 30도에서 475 nm(152')으로 이동하며, 45도에서 440 nm(152'')로 이동한다. 동일한 조건 하에 도 4a에서 도시된 상기 안료의 편이가 130 nm(500 nm에서 370 nm)인 것에 반하여 0도에서 45도의 경사를 갖는 2차 피크(152-152'')의 총 하향 편이는 단지 60 nm(500 nm에서 440 nm)에 불과하다. 반사율 피크의 짧은 하향 편이의 결과는 도 4b 및 4c에서 도시된 1.5H-0.5L-1.5H-0.5L-1.5H 안료의 색 이동이 도 4a 및 4c에서 도시된 0.5H-1.5L-0.5H-1.5L-0.5H 안료의 색 이동보다 짧다는 것이다. 도 4b에 나타난 상기 안료의 색은 시선각이 0도에서 45도로 증가함에 다라 녹색에서 청록색을 거쳐 청색으로 이동한다.
도 5는 비대칭적, 완전-유전체 안료 플레이크 디자인에 대해 기대되는 색 이동 도표이다. (예를 들어 졸-젤 박막에 반대되는 것으로서) 진공 증착된 박막의 이점은 상기 간섭 안료에 대하여 고유한 광학적 성능을 가능하게 하는 비대칭적 광 스택을 만드는 것이 가능하다는 것이다. 예를 들어, λ0 = 780 nm 이고 2.49H-0.87L-1.31H-0.67L-1.33H인 광학적 디자인을 가지는 비대칭적 완전-유전체 안료 플레이크의 색 이동은 밝은 자홍색(0도)에서 밝은 황색(45도)까지로 거의 직선이다. 상기 안료의 채도(chroma)는 0도에서 94이고 45도에서 96이며, 이는 뛰어난 색채를 제공한다. 진공 증착법은 비대칭적 완전-유전체 안료 플레이크를 가능하게 하며, 층 두께의 표시로서 중량-백분율을 사용하는 기술에 대조되게 진공 증착 기술에서 제공되는 정밀한 광학적 두께 조정은 선명한 색을 갖는 폭 넓게 다양한 색-편이 안료 플레이크를 가능하게 한다.
다른 실시예에서, 스펙트럼의 보이지 않는 부분에서의 피크 재생이나 억제는 고유한 보안 디바이스를 가능하게 한다. 예를 들어, 높은 시선각에서 적외선 영역에 반사율 피크를 갖지나, 수직한 시선각에서는 작은 적외선 반사(IR reflection)를 갖는 안료 플레이크로 인쇄된 이미지는 쉽게 감지하거나 복제할 수 없는 보안 디바이스를 가능하게 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 완전-유전체 광학적 가변성 안료는 고유한 색 특성을 가진 안료 플레이크를 가능하게 하며, 스텍트럼의 보이지 않는 부분에서의 피크 재생이나 억제는 고유한 보안 디바이스를 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 선명하거나 연한(tinted) 페인트 베이스나 잉크 전색제와 같은 운반체(99)에 의하여 둘러싸인 이색 안료 플레이크(101)의 개략적인 단면도를 포함하는 형태(formulation)(100)를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 0도의 시선각(수직한 시선각)에서 1750 nm에 대해 디자인된 H-L-H-L-H의 광학적 스택을 갖는 완전-유전체 안료 플레이크에 대해 기대되는 반사도 도표(reflectivity plot)이다.
도 2b는 수직에서 30 도인 시선각에서 도 2a의 완전-유전체 색-편이 안료 플레이크에 대해 기대되는 반사도 도표이다.
도 2c는 수직에서 45 도인 시선각에서 도 2a와 도 2b의 색-편이 완전-유전체 안료 플레이크에 대해 기대되는 반사도 도표이다.
도 2d는 도 2a 내지 도 2c에서 보여진 λ0 = 1750 nm에서 H-L-H-L-H의 광학적 디자인을 갖는 완전-유전체 색-편이 안료 플레이크에 대해 기대되는 색 이동 도표(color travel plot)이다.
도 3a 내지 도 3d는 수직한 입사에서 비슷한 반사도(reflectivity)를 갖는 금속-유전체-금속의 광학적 디자인과 비교한 본 발명의 실시예에 따른 박막 간섭 안료의 또 다른 실시예에 기대되는 색채 성능(color performance)을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 여러 타입의 안료 사이에서 광학적 성능의 기대되는 차이를 도시하고 있다.
도 5는 비대칭적인 완전-유전체 안료 플레이크 디자인에 대해 기대되는 색 이동 도표이다.

Claims (20)

  1. m차 반사도 피크(reflectivity peak),m은 1이상의 정수,를 가지는 광학적 간섭 구조를 형성하는 복수개의 박막층을 포함하며, 상기 m차 반사도 피크는 제1 시선각(viewing angle)에서 제1 반사도(reflectivity)를 갖고 제2 시선각에서 제2 반사도를 가지는 상기 m차 반사도 피크를 갖고, 상기 제1 반사도와 상기 제2 반사도는 총 반사도의 백분율로 표현되며 상기 제1 반사도는 제2 반사도보다 최소 20% 만큼 작은 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 반사도는 5%보다 크지 않고 상기 제2 반사도는 60%보다 작지 않은 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 시선각은 수직한 시선각이며 상기 제2 시선각은 상기 제1 시선각으로부터 적어도 30도인 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 시선각은 상기 제2 시선각보다 작으며, 상기 제1 시선각과 상기 제2 시선각은 상기 이색 안료 플레이크에 대해 수직으로부터 측정하는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 시선각은 상기 제2 시선각보다 크며, 상기 제1 시선각과 상기 제2 시선각은 상기 이색 안료 플레이크에 대해 수직으로부터 측정하는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 m차 피크는 제1 시선각에서는 300 nm와 1,000 nm 사이에 있고, 제2 시선각에서는 300 nm와 1,000 nm 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 m차 피크는 제1 시선각에서는 770 nm 보다 큰 파장에서 생기고, 제2 시선각에서는 770 nm 보다 큰 파장에서 생기는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 박막층은 (aH bL)n aH와 같이 배열되고, 여기서 n은 정수이며 a와 b는 승수(multipliers)이며, H는 2.0 보다 작지 않은 상대적인 굴절률과 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 고굴절률 물질로 된 박막층을 나타내며, L은 1.6 보다 크지 않은 상대적인 굴절률과 상기 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 저굴절률 물질로 된 박막층을 나타내고, 여기서 a:b 비는 1:4 와 4:1 사이의 정수비인 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 파장은 700 nm와 3,000 nm 사이인 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 H층 각각은 제1 고굴절률 물질을 포함하며, L층 각각은 제1 저굴절률 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  11. 제 8항에 있어서,
    제1 H층은 제1 고굴절률 물질을 포함하며 제2 H층은 제2 고굴절률 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  12. 제 8항에 있어서,
    n은 1보다 크고, 제1 L층은 제1 저굴절률 물질을 포함하고 제2 L층은 제2 저굴절률 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  13. 제 8항에 있어서,
    a=b이고 상기 파장은 900 nm와 1,300nm 사이에 있는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  14. 제 13항에 있어서,
    수직한 시선각에서 특징적인 색을 가지는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 박막층은 (aH bL)n aH와 같이 배열된 광 간섭 구조를 형성하고, 여기서 n은 정수이며 a와 b는 승수(multipliers)이며, H는 2.0 보다 작지 않은 상대적인 굴절률과 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 고굴절률 물질로 된 박막층을 나타내며, L은 1.6 보다 크지 않은 상대적인 굴절률과 상기 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 저굴절률 물질로 된 박막층을 나타내고, 여기서 a:b 비는 1:4 와 4:1 사이의 정수비이며, 상기 제1 반사도는 10% 반사도보다 작고 제2 반사도는 30%보다 크며, m차 반사도 피크는 제1 시선각에서 볼 때 제1 파장에서 생기고, 제2 시선각에서 볼 때 제2 파장에서 생기며, 제1 파장과 제2 파장 사이의 차이는 최소한 150 nm인 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  16. 제 15항에 있어서,
    a:b 비는 N:1이고, 여기서 N은 정수이며, m차 반사도 피크는 (N+1)차 반사도 피크인 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 aH층은 상기 bL층보다 더 큰 물리적 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
  18. (aH bL)n aH와 같이 배열된 복수개의 박막층을 포함하며, 여기서 n은 정수이며 a와 b는 승수(multipliers)이고, H는 2.0 보다 작지 않은 상대적인 굴절률과 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 고굴절률 물질로 된 박막층을 나타내며, L은 1.6 보다 크지 않은 상대적인 굴절률과 상기 파장에서 1/4 파장 광학 두께(quarterwave optical thickness)를 가진 저굴절률 물질로 된 박막층을 나타내고, 여기서 a:b 비는 1:4 와 4:1 사이의 정수비이며, (aH + bL)/2는 수직한 시선각에서 볼 때 10% 반사율보다 작은 2차 반사도 대역(reflectivity band)와 10%보다 작은 4차 반사도 대역을 가진 400 nm와 2,200 nm 사이의 중심 파장과 같은 것을 특징으로 하는 안료 플레이크(pigment flake).
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 광 간섭 구조는 20% 보다 큰 반사율을 가질 수 있도록 0도와 45도 사이의 시선각에서 적어도 하나의 2차 반사도 대역과 4차 반사도 대역을 재생하는 것을 특징으로 하는 안료 플레이크(pigment flake).
  20. 수직한 시선각에서 볼 때 억제된 m차 반사도 대역 내에서 5% 보다 크지 않은 최대 반사도를 갖는 억제된 m차 반사도 대역과 제2 시선각에서 볼 때 60% 보다 작지 않은 최대 반사도를 갖는 재생된 m차 반사도 대역을 갖는 광 간섭 구조를 형성하는 복수개의 유전체 박막층을 가지는 이색 안료 플레이크(dichroic pigment flake).
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8765484B2 (en) * 2002-02-07 2014-07-01 The Regents Of The University Of California Optically encoded particles
US7588817B2 (en) * 2005-03-11 2009-09-15 Jds Uniphase Corporation Engraved optically variable image device
AU2006249295A1 (en) 2005-12-15 2007-07-05 Jds Uniphase Corporation Security device with metameric features using diffractive pigment flakes
US20080107841A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Ford Global Technologies, Llc Reflective clear coat composition
US8906154B2 (en) * 2006-11-09 2014-12-09 Sun Chemical Corporation Coating, ink, or article comprising multi-colored lustrous pearlescent pigments
US7850775B2 (en) * 2006-11-09 2010-12-14 Sun Chemical Corporation Multi-colored lustrous pearlescent pigments
US8349067B2 (en) * 2006-11-09 2013-01-08 Sun Chemical Corp. Multi-colored lustrous pearlescent pigments
US8211224B2 (en) * 2006-11-09 2012-07-03 Sun Chemical Corp. Multi-colored lustrous pearlescent pigments and process for making
US8221536B2 (en) * 2006-11-09 2012-07-17 Sun Chemical Corp. Cosmetic comprising multi-colored lustrous pearlescent pigments
US8323396B2 (en) 2006-11-09 2012-12-04 Sun Chemical Corp. Orange pearlescent pigments
ATE497159T1 (de) * 2006-11-20 2011-02-15 Du Pont Verfahren zur erzeugung bidirektionaler reflektanzverteilungsfunktionen gonioapparenter materialien mit begrenzten messdaten
US9229140B2 (en) * 2007-08-12 2016-01-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional UV-IR reflector
US10870740B2 (en) 2007-08-12 2020-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-color shifting multilayer structures and protective coatings thereon
US9739917B2 (en) 2007-08-12 2017-08-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Red omnidirectional structural color made from metal and dielectric layers
US10048415B2 (en) 2007-08-12 2018-08-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Non-dichroic omnidirectional structural color
US9612369B2 (en) 2007-08-12 2017-04-04 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Red omnidirectional structural color made from metal and dielectric layers
US9063291B2 (en) * 2007-08-12 2015-06-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional reflector
US10690823B2 (en) 2007-08-12 2020-06-23 Toyota Motor Corporation Omnidirectional structural color made from metal and dielectric layers
US10788608B2 (en) * 2007-08-12 2020-09-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-color shifting multilayer structures
US20100045538A1 (en) * 2008-08-19 2010-02-25 Motorola, Inc. Rf transparent housing having a metallic appearance
US9711688B2 (en) 2008-12-02 2017-07-18 Koninklijke Philips N.V. Controlling LED emission pattern using optically active materials
EP2586834B1 (en) 2011-10-31 2018-08-01 Viavi Solutions Inc. Diffractive pigment blend and composition
US9678260B2 (en) 2012-08-10 2017-06-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional high chroma red structural color with semiconductor absorber layer
US9658375B2 (en) 2012-08-10 2017-05-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional high chroma red structural color with combination metal absorber and dielectric absorber layers
US9664832B2 (en) 2012-08-10 2017-05-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional high chroma red structural color with combination semiconductor absorber and dielectric absorber layers
EP2772145B2 (en) * 2013-02-27 2024-06-19 Philip Morris Products S.A. Smoking article with colour shifting marking
WO2015153043A1 (en) 2014-04-01 2015-10-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Non-color shifting multilayer structures
US9810824B2 (en) 2015-01-28 2017-11-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirectional high chroma red structural colors
DE102016100346A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Beständige hybridpigmente einer omnidirektionalen strukturellen farbe für aussenanwendungen
DE102016110314A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omnidirektionale rote strukturelle farbe hoher chroma mit kombination aus halbleiterabsorber- und dielektrischen absorberschichten
US10883687B2 (en) * 2016-12-16 2021-01-05 Lumileds Llc Light conversion device with angular and wavelength selective coating
JP6972168B2 (ja) * 2017-04-04 2021-11-24 ビーエーエスエフ カラーズ アンド エフェクツ ゲー・エム・ベー・ハーBASF Colors & Effects GmbH 無機効果顔料
CN109597152B (zh) * 2017-09-30 2021-05-11 张家港康得新光电材料有限公司 窄带反射膜
CN109613637B (zh) * 2017-09-30 2021-10-26 张家港康得新光电材料有限公司 装饰膜
CN109599028B (zh) * 2017-09-30 2021-05-25 张家港康得新光电材料有限公司 防伪膜
CN111093967A (zh) * 2017-10-05 2020-05-01 伟福夫特科技公司 提供双色效应的光学结构
US11011657B2 (en) * 2017-10-11 2021-05-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Colored solar panels and structures comprising the same
US10615230B2 (en) 2017-11-08 2020-04-07 Teradyne, Inc. Identifying potentially-defective picture elements in an active-matrix display panel
WO2020023708A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Materion Corporation Reflective color correction for phosphor illumination systems
CN109031494A (zh) * 2018-09-05 2018-12-18 任磊 一种全介质滤光颜料
CN111103638A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 深圳市融光纳米科技有限公司 一种具有保护层的光学薄膜、纳米结构色晶体及制备方法
EP3928079B1 (de) * 2019-02-22 2023-11-22 BASF Coatings GmbH Verfahren und vorrichtung zum identifizieren von interferenzpigmenten in einer beschichtung
WO2020205053A1 (en) 2019-04-04 2020-10-08 Wavefront Technology, Inc. Optical structures providing dichroic effects
CN110749945B (zh) * 2019-09-27 2020-10-27 宁波融光纳米科技有限公司 一种光学薄膜、结构色颜料及光学薄膜的制备方法
CN110780371B (zh) * 2019-09-29 2021-12-28 惠州市华阳光学技术有限公司 全介质小角度依赖颜料片
CN110776758B (zh) * 2019-09-29 2022-04-19 惠州市华阳光学技术有限公司 一种颜料片以及涂料
CN113050206B (zh) * 2019-12-28 2023-03-24 惠州市华阳光学技术有限公司 光致变色材料
US11892663B2 (en) 2020-07-01 2024-02-06 Viavi Solutions Inc. Article including a wavelength selective absorbing material
CN111965748B (zh) * 2020-07-07 2022-06-07 惠州市华阳光学技术有限公司 一种光变颜料

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL277968A (ko) 1961-05-04
US3858977A (en) 1972-01-18 1975-01-07 Canadian Patents Dev Optical interference authenticating means
US3981568A (en) 1972-11-13 1976-09-21 Optical Coating Laboratory, Inc. Striped dichroic filter with butted stripes and dual lift-off method for making the same
US5569535A (en) * 1979-12-28 1996-10-29 Flex Products, Inc. High chroma multilayer interference platelets
US5383995A (en) * 1979-12-28 1995-01-24 Flex Products, Inc. Method of making optical thin flakes and inks incorporating the same
US5135812A (en) * 1979-12-28 1992-08-04 Flex Products, Inc. Optically variable thin film flake and collection of the same
US4434010A (en) 1979-12-28 1984-02-28 Optical Coating Laboratory, Inc. Article and method for forming thin film flakes and coatings
US4705356A (en) 1984-07-13 1987-11-10 Optical Coating Laboratory, Inc. Thin film optical variable article having substantial color shift with angle and method
AU4922485A (en) 1984-11-09 1986-05-15 Canadian Patents And Development Limited Optical interference authenticating device
ES2077562T3 (es) 1987-07-22 1995-12-01 Philips Electronics Nv Filtro de interferencia optico.
US5214530A (en) 1990-08-16 1993-05-25 Flex Products, Inc. Optically variable interference device with peak suppression and method
US5200855A (en) 1991-07-12 1993-04-06 Optical Coating Laboratory, Inc. Absorbing dichroic filters
US5672410A (en) 1992-05-11 1997-09-30 Avery Dennison Corporation Embossed metallic leafing pigments
DE4335308C2 (de) 1993-10-16 1995-12-14 Daimler Benz Ag Kennzeichnung von Fahrzeugen zur Erschwerung von Diebstahl und oder unbefugter Veräußerung
US5382691A (en) 1993-11-05 1995-01-17 Monsanto Company Process for preparing substituted aromatic amines
DE19525503A1 (de) 1995-07-13 1997-01-16 Basf Ag Goniochromatische Glanzpigmente auf Basis transparenter, nichtmetallischer, plättchenförmiger Substrate
US5907436A (en) 1995-09-29 1999-05-25 The Regents Of The University Of California Multilayer dielectric diffraction gratings
DE19618569A1 (de) 1996-05-09 1997-11-13 Merck Patent Gmbh Mehrschichtige Interferenzpigmente
US6132873A (en) 1996-09-21 2000-10-17 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Multilayered interference pigments
US5926317A (en) 1996-11-06 1999-07-20 Jds Fitel Inc. Multilayer thin film dielectric bandpass filter
US6112388A (en) 1997-07-07 2000-09-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Embossed metallic flakelets and method for producing the same
US6168100B1 (en) 1997-10-23 2001-01-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing embossed metallic flakelets
JPH11170442A (ja) 1997-12-17 1999-06-29 Tomoegawa Paper Co Ltd 透明性赤外線カットオフフィルム
DE19808657A1 (de) 1998-03-02 1999-09-09 Basf Ag Goniochromatische Glanzpigmente auf Basis mehrfach beschichteter Eisenoxidplättchen
US5914817A (en) 1998-05-15 1999-06-22 Optical Coating Laboratory, Inc. Thin film dichroic color separation filters for color splitters in liquid crystal display systems
US6150022A (en) 1998-12-07 2000-11-21 Flex Products, Inc. Bright metal flake based pigments
US6284032B2 (en) 1999-03-09 2001-09-04 Merck Patent Gmbh Multilayer interference pigments
US6165260A (en) 1999-03-30 2000-12-26 Engelhard Corporation Pearlescent pigments exhibiting color travel
JP3797462B2 (ja) 1999-07-08 2006-07-19 富士写真フイルム株式会社 回折格子作製方法
US7604862B2 (en) 2001-07-12 2009-10-20 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Multilayer pigments based on glass flakes
US6841238B2 (en) * 2002-04-05 2005-01-11 Flex Products, Inc. Chromatic diffractive pigments and foils
US6692830B2 (en) * 2001-07-31 2004-02-17 Flex Products, Inc. Diffractive pigment flakes and compositions
US6749936B2 (en) 2001-12-20 2004-06-15 Flex Products, Inc. Achromatic multilayer diffractive pigments and foils
US6815065B2 (en) * 2002-05-31 2004-11-09 Flex Products, Inc. All-dielectric optical diffractive pigments

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