TW200305030A - - Google Patents
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Description
200305030 ⑴ 玖、發說明 (發明說明應敘明:發_之技_域、先前技術、㈣、實齡式及_ 技術領域 月) 本發明大致係關於光效應顏料及箔片。更特定言之,本 發明係關於於其之表面上可具有各種繞射結構以產生選 定光學效應之彩色繞射顏料薄片及箔片。 先前技術 已發展出各種顏料、著色劑、及箔片供各式各樣的用途 用。舉例來說,繞射顏料被發展使用在諸如製作圖案化表 面、及安全裝置的用途中。繞射圖案及壓花由於其之美觀 及實用的視覺效果而具有寬廣的實用性。 一種極佳的裝飾效果為由繞射光柵所產生的真珠光視 覺效果。此醒目的視覺效果係當光經由自繞射光柵反射而 繞射成其之顏色成份時所產生。一般而言,繞射光栅基本 上係由材料中之線條或溝槽製成之重複結構,而形成峰形 及槽形的結構。當繞射光柵具有在反射性表面上之指定深 度之規則隔開的溝槽時,在可見光譜内發生期望的光學效 應。 熟知繞射光柵及其類似結構的變色性質’尤其係當將其 使用於形成在連續箔片上之全息(hol〇sraPhic)影像時。如 前所述之繞射表面的一特徵為其對視覺化用之方向性照 明的表現較佳。在主要且充分準直光源下之顏色隨視角或 照明角度之連續且快速的變化係由於根據各階繞射光束 中之波長之光的角度分散所致。相對地,當使用漫射光源 ,諸如一般的室内燈光或來自陰暗天空之光線於照明繞 (2) (2)200305030 射著色劑或影像時,其並 、^ 不會顯露甚多包含於繞射著色劑 或影像中之視覺訊息,且 + a广 且典型上所看到的僅係來自壓花表 面的彩色或非彩色反射。 已嘗試經由將透明媒南丨、 %中 < 繞射顆粒的小碎片分散於 不規則的印刷表面上, 、 和用由此種裝置所產生的光學效 應。此等研究工作包括楹 .供可見光之分散,以致觀看者視 相對於繞射表面或照明贿、 ^ ^隨艾觀看者方向而祭覺到不同 顏色之各式各樣的繞射έ σ構。然而,迄今為止所產生之各 、、、吉構有其限制,諸如對 斗 ;终多用途美觀性不佳的閃亮外 覜。 舉例來說,加州洛扣爐、 y 戍帀的 Spectratek Technologies Inc·生產一種相當大的结 、 〜射溥片,其會產生視照明或觀看 万向而產生不同顏色的 禾、权。然而,薄片的大尺寸亦會促 成明顯的閃光或「閃亮,.^ 」卜觀。厚的薄片亦傾向於以高角 度堆積在彼此上方,而# 士、^ ^ °成形度損耗及成為閃爍光的顏色 交化。此種薄片說明於 、吳國專利第6,242,510號中,其說 明:「棱柱小板18在許多、 ^ 用度下反射光的獨特能力隨觀看 者位置之線條的改變而? 、 兄待續變化的影像。可將整體的 效果最佳地描述為類似人曰 、卵隨之輻射閃光、碎玻璃或甚至 星光閃爍之無數小而明亮的反射」(第5欄,5“2行)。 外⑽加以之文獻中說明此等顆粒具有50乘50微米之最小 尺寸。由於此相當大的尺寸,因而其有可被看見為個別顆 粒的傾向。另外,由於薄片厚度為約12微米,因而5〇微米 顆粒僅具有約4·· 1之長徑比(aspect rati〇),且即使係相當大 200305030
(3) 之100微米顆粒亦僅具有約8·. 1之長徑比,因此其無法相對 於彼此及相對於基材共同定向。儘管知曉在許多的上漆及 印刷方法中需要小於50微米之顆粒,但在商業上並無法取 得顆粒大小的減小或長徑比的增加(即大於約8: 1)。分析此 等商業薄片顯示其包含受塑膠膜之厚層保護的金屬箔。金 屬層形成繞射結構,其包含在相當於每毫米約1,700至 1,800根線條(線/毫米)之間隔與約140奈米(nm)之波動深度 下的線性波動。 在特定的應用中,可於繞射光柵之連續箔片形態中達成 之顏色的連續變化較迄今為止利用以薄片為主之顏料所 達成者更佳。製造其上具有繞射光柵之顆粒的習知結構及 方法使此等顆粒並不適用於獲致可利用箔片結構所達到 的光學特徵。迄今為止,修改一個結構參數雖然可能有利 於光學性能,但其卻無可避免地會對另一重要特性有不利 影響。當顆粒大時,錯誤定向會導致閃光效果。當顆粒小 且未良好定向時,多種顏色不再明顯,而係傾向於在外觀 上混雜在一起。因此,即使係在高度準直的照明下,觀看 者亦會察覺到不明顯的顏色範圍,而非連續箔片之明亮的 明顯顏色特徵。 在頒予Lee之美國專利第5,912,767號(以下稱為「La」) 中說明一種提供更均勻顏色(諸如色移安全墨水所需者) 的嘗試。La揭示需要具有圓形配置之繞射特徵之顆粒, 與頻率在1,600至2,000線/毫米之間之溝槽(溝槽寬度為0.4 至0.6微米),以得到均勻的外觀。在一較佳具體實施例 200305030 (4) 中,揭示改良顏色外觀均勻度之一種方法係調整溝槽 間隔相對於距各顆粒之中心的距離。然而,圓形光柵結構 由於有效線條的數目有限因而可能僅有非常低的亮度,其 相較於具有簡單線性光柵型結構之相同尺寸的顆粒僅呈 現非常小之20微米顆粒的分區。此外,Lee並未教示顆粒 厚度或溝槽深度及可能提供發展製造此種複雜顆粒之有 效率或經濟方法之動機之性能的定量。 頒予Kimoto等人之美國專利第6,1 12,3 88號(以下稱為 「」)教示使用無機介電層於保護及強化金屬箔。 Kimoto需要1微米之相當厚的介電層,以致最終顆粒厚度 係在約2.5及3微米之間。由於期望的顆粒大小為25至45微 米,因而此會導致在約10:1至22:1之間之長徑比。在此一 長徑比之下端,有顆粒相對於經塗布或印刷物件之表面錯 誤定向的較大趨勢,其與相當大的厚度結合而產生較粗糙 的外表面。較粗糙的表面會損傷外觀,且其於許多應用, 諸如汽車塗料中特別有問題。雖然較厚的表面光澤塗料可 部分遮蓋糙度,但其會提高成本及製造循環時間。提高顆 粒大小以改良長徑比將會使得此等顆粒太大而不適合噴 漆應用,且會提高可觀察得的閃光效果。雖然此等顆粒可 能經得起其他的上漆或印刷方法,但由於金屬層之厚度並 不足以提高無機材料之破裂韌性,因而此顆粒高度易碎且 相當脆。因此,在所得之產物中可能無法得到較高長徑比 的效益。 將金屬薄片壓花係製造繞射顆粒的一種習知方式。然 200305030
(5) 而,將此等薄片塑性變形以得到永久波動高度之需求會虞 生不具有產生明梵明顯顏色之必需光學特性的顆粒。舉例 來說,頒予Kat0等人之美國專利第6,168,100號(以下稱為 「足απ」)揭不將金屬薄片壓花成繞射性凹凸圖案之方 法。DM之圖7描綠具有經測得為約U300線/毫米之溝槽頻 率與約800奈米深度之薄片的實際顯微照片。薄片呈現波 紋,其中金屬層之實際厚度(其經建議在〇.4至1微米之範園蒙 内)低於溝槽深度。由於光學性能需要穩定的表面微錄 構,因而壓花程序必需將金屬箔片塑性變形,而會相對於 : 箔片厚度產生顯著的溝槽深度。雖然由於溝槽的強化效果 而可預期所得之波紋結構在橫越溝槽方向保持平坦,俱薄 片在溝槽之方向中看來亦具有明顯的曲率。 同樣地,頒予Miekka等人之美國專利第5,549,774及 5,629,068號揭示經由在壓花金屬葉上塗布墨水,諸如金屬 薄片墨水、金屬效應墨水、或具有由光學堆疊形成之顏料 · 之墨水,而增進著色劑之光學效應的方法。此等專利建議 此種壓花金屬葉顏料應具有在10至50微米之間之顆粒大 小,以與上漆或印刷技術相容。其揭示在具有正弦形狀之 · 線性溝槽之情況中之繞射特徵的頻率為大於約600線/毫 % 米,且深度應低於約500奈米。 頒予Miekka等人之美國專利第5,672,410、5,624,076、 6,068,691、及5,650,248號揭示一種形成具有1〇至50奈米之 金屬厚度之明亮壓花薄金屬顆粒之方法。其係經由利用鋁 將壓花釋離表面金屬化而達成。此等專利建議繞射特徵之 -10- 200305030
(6) 頻率應在500至1,100線/毫米之間,且可使用相同的方法於 製造具有對應於壓花載體薄膜或基材之結構的多層薄膜 光學堆疊。然而,由於壓花技術會導致不期望的薄片變形 (彎曲或偏離平坦)及/或破裂,因而減小顆粒之角度解析 度以及整體亮度,因而其對薄的薄片存在限制。
總而言之,習知之技術教示製造具有當經還原及塗布至 物體表面時總體產生一些顏色分散之繞射光柵型結構之 顆粒的各種方式。雖然習知之繞射微結構根據波長而產生 可見光之特性角度分散,但顆粒微結構及微機構之其他態 樣偏好此等具有較不期望之閃亮或閃爍外觀之顆粒的組 合。此顯示於經印刷或漆上習知顆粒之物件的最終外觀 中。此種經印刷或上漆之物件具有明顯受限於顆粒之大 小、厚度及脆弱性的外觀。 發明内容
本發明將繞射效應與薄膜干涉效應技術結合在一起,而 產生迄今為止從所未見的新穎顏色效果。此外,由此等結 合技術製備得有用於墨水、漆、塗料、及化粧品配方,以 及擠塑塑膠之層狀薄片。由於在漫射光狀態中,當視角增 加時,顏色自高波長移動至低波長,因而顏色效果獨特。 然而,在高度方向性的照明狀態中(例如,日光),當視角 增加時,顏色係在自低波長至高波長的相反方向中移動。 在具結合照明條件的一些情況中,由於可同時看到兩種物 理色移現象(即繞射及薄膜干涉效應),因而顏色以不尋常 的方式移動。 -11 - 200305030
⑺ 更特定言之,本發明係關於彩色(即有色)多層繞射顏料 薄片及箔片,以及加入此顏料薄片之繞射組合物。繞射顏 料薄片及箔片於其上具有繞射結構,諸如繞射光柵圖案或 全息影像圖案,其係由其上形成薄片或箔片之具有繞射結 構之下方基材複製得。可於繞射顏料薄片及箔片上形成各 種繞射結構,以產生選定的光學效應。 尤其,可將繞射顏料薄片及箔片製造成具有特定的繞射 表面微結構以及提供增進光學效應的物理及微機械特 質。視期望的光學效應而選擇適當的光柵微結構,以產生 具有最佳繞射效應的薄片及箔片。此種光學效應係由繞射 及反射光學之正確組合所產生,以產生,例如,當觀看者 改變位置時變化及閃耀之強烈引人注意的光學效應。 在漫射光中,對本發明之薄片及箔片所觀察得之顏色係 由經吸收的固有顏色,或來自光學薄膜干涉作用來自光學 可變效果的顏色所主宰。在存在點光源(例如,太陽)的情 況下,觀察得之顏色係在漫射照明(背景顏色)及繞射光下 之光學效應的組合。 在各種具體實施例中,當將繞射組合物或箔片塗布至物 體時,在一或多個背景顏色上以視覺察覺得光學繞射效 應。舉例來說,可由繞射組合物或箔片展現色移背景。此 種色移產生在第一視角下之第一背景顏色,及在第二視角 下之不同於第一背景顏色的第二背景顏色。繞射組合物或 箔片亦產生在第一及第二背景顏色上之光學繞射效應。 可將繞射顏料薄片形成為具有在反射芯層之相對側上 -12- 200305030
⑻
之對稱堆疊塗層結構,在反射層之一側上之不對稱堆疊塗 層結構,或可將其形成為具有一或多個環繞反射芯層的包 封塗層。可將繞射顏料薄片分散至液體介質諸如漆或墨水 中,以產生繞射組合物,接著再將其塗布至各種物體。可 將箔片層合至各種物體,或可將其形成於載體基材上。可 將繞射組合物及箔片塗布至各種物體,以增添獨特的裝飾 特徵以及可以視覺察覺及不可以視覺察覺的安全特徵。 本發明之此等及其他特徵將可由以下之說明及隨附之 申請專利範圍而更加明白,或可經由實行本發明而熟習。 實施方式 本發明係關於彩色繞射顏料薄片及薄片,以及加入此顏 料薄片之繞射組合物。此處所使用之術語「彩色」係指由 顏料薄片或箔片所產生之顏色或彩度的強度。本發明之薄 片及箔片的背景顏色可為色移,或可為非色移的單色。
此處所使用之術語「非色移」指示顏料及箔片具有與觀 看者之位置無關之天性固定的背景顏色。此種顏料及箔片 可為多層干涉顏料,其中背景顏色係由干涉效應所產生, 或可為具有固有顏色的非干涉顏料及箔片。 可使用本發明之繞射顏料薄片及箔片於使產品增添獨 特的裝飾特徵,以及使各種物體增加可以視覺察覺及不可 以視覺察覺的安全特徵。繞射顏料薄片及箔片於其上具有 繞射結構,諸如繞射光柵圖案或全息影像圖案,其係由其 上形成薄片或箔片之具有繞射結構之下方基材複製得。可 於繞射顏料薄片及箔片上形成各種繞射結構,以產生選定 -13- 200305030
(9) 的光學效應。 在選擇獲致一或多種期望背景顏色的設計中,應考慮當 視角增加時,由干涉反射光學而得之色移係自較高波長移 動至較短波長。相對地,當視角增加時,由繞射光學而得 之顏色變化係自較短波長移動至較高波長。當此等光學現 象結合時,其產生當視角改變時之一些混合有色光束的不 尋常狀態。可調整此等狀態以產生新穎的光學效應。因 此,當將繞射光學加入至顏料薄片或箔片中時,由干涉塗 料所提供之背景顏色效果與可由繞射結構而得之許多不 同繞射效應結合的廣大選擇產生獨特的顏色領域。另外, 將繞射結構與干涉塗料結合產生即使係在高視角下亦可 維持高彩度的光學效應。 在一些具體實施例中,當將隨視角改變而產生色移之干 涉顏料與產生自所有視角皆具強烈可觀看性之真珠光色 移效應之繞射表面結合時,製得色移繞射顏料。此種結構 具有色移及繞射效應僅可於焦點光,諸如直照日光中經視 覺察覺的額外特徵。在漫射光中,來自不同角度的各階繞 射互相抵銷,並產生單一之可經視覺察覺的顏色。 本發明之薄片及箔片的非色移或色移背景顏色可由具 有選擇性或非選擇性、單一或結合光學性質諸如吸收、發 射、反射、散射、螢光等等之有機或無機層的任何組合而 得。在干涉非色移及色移多層結構之間的結構差異係視選 擇材料及期望顏色而異,但其典型的特徵在於在多層結構 内之介電材料之厚度及折射率的差異。舉例來說,如論述 -14 - 200305030 (ίο)
於Bradley,Jr.等人之美國專利第6,243,204 B 1號(將其以引 用的方式併入本文中),具有在選定設計波長下之光學厚 度之具大於約1.65之折射率之介電材料典型上產生非色 移或輕微色移的結構。具有低四分之一波值(即約1-2 QW) 之光學厚度之具約2以上之折射率之介電材料典型上產生 低色移或完全無色移。具有在選定設計波長下之光學厚度 之具約1.65以下之折射率之介電材料典型上產生當入射 光之角度或視角改變時,展現在兩不同背景顏色之間之離 散色移的色移結構。 視期望的光學效應而定,選擇適當的光栅微結構,以製 造具有期望最佳繞射效應之繞射薄片及箔片。舉例來說, 顏料薄片或箔片可包括較高頻率的繞射光柵微結構,諸如 每毫米具有大於約11 〇〇個光柵線條(線/毫米)之繞射光柵 圖案,以產生範圍寬廣的光學效應。此一繞射光柵圖案可 具有至少約100奈米的光柵深度。
在本發明的一些具體實施例中,繞射薄片及箔片提供強 烈引人注意的光學效應,由繞射及反射光學之正確組合所 產生之光學效應隨觀看者之改變位置而變化及閃耀。此種 引人注意的光學效應包括真珠光效果及視需要色移的效 果,且可使用其於產生裝飾特徵以及可經視覺察覺的安全 特徵。 在本發明的另一具體實施例中,可於繞射顏料薄片或箔 片中提供隱蔽的安全特徵。在此種具體實施例中,繞射效 應僅可於可見波長範圍外,諸如於紫外(UV)或紅外(IR)波 -15- 200305030
(11)
長範圍中察覺。此隱蔽特徵係經由使用僅於UV或IR波長 範圍中優先產生繞射效應的光柵所產生。舉例來說,在正 入射下,具低於約500線/毫米之光柵頻率之薄片產生無法 在可見光譜中由人眼察覺的繞射效應,但其在約800奈米 至約1600奈米之波長範圍内顯現繞射效應,而可由分析儀 器讀取。因此,可將習知之IR偵測裝置構造成可快速且準 確地偵測此種繞射薄片之存在,然而未經儀器輔助的人眼 則無法偵測繞射結構的存在。 可將本發明之薄片形成為具有約500奈米至約6微米 (6,000奈米)之物理厚度,以約800奈米至約1400奈米(1.4微 米)較佳。雖然本發明之薄片並非均勻形狀,但薄片可具 有約50微米以下之平均顆粒大小或穿越其之主要表面的 「寬度」,及以約25微米以下較佳。本發明之薄片寬度對 薄片厚度的長徑比係至少約10: 1,以至少約25: 1較佳。
可將本發明之繞射箔片形成為具有約12.5微米至約200 微米之物理厚度,及以約12.5微米至約50微米較佳。 薄片及箔片上之繞射結構的線條頻率係大於約1,200線/ 毫米較佳,以致當在正入射直至距正入射至少約60度下照 明時,對應於在第一階或較高階繞射光束中之可見波長範 圍的光與較高階繞射光束中之相同波長範圍實質上地於 角度上分開。另外,繞射結構振幅(其在光柵中係為溝槽 深度)係使零階繞射光束的強度實質上受到抑制,以致較 高階光束之強度在期望的波長範圍及/或入射角度上獲得 增進。 -16- 200305030
(12) 因此,在本發明之一具體實施例中,繞射結構係具有至 少約1,400線/毫米之頻率及大於約140奈米之溝槽深度的 線性刻紋(即鋸齒形狀)光柵。在本發明之另一具體實施例 中,繞射結構係具有至少約2,000線/毫米之頻率及大於約 140奈米之溝槽深度的線性正弦光柵。 在此種情況下,在薄片之最佳長徑比及顆粒大小下之高 反射性及挺度係經由將多個薄膜層沈積在具有包括可釋 離中間塗層之結構化表面的基材上,以致適當尺寸的薄片 自基材表面剝落並複製其形狀而得較佳。本發明之繞射薄 片及箔片可使用習知之薄膜沈積技術形成,其係在形成薄 塗層結構之技藝中所熟知。此種薄膜沈積技術之非限制性 的例子包括物理蒸氣沈積(PVD)、化學蒸氣沈積(CVD)、其 之電漿增進(PE)變形諸如PECVD或下游PECVD、濺鍍、電 解沈積、及其他可導致離散及均句薄膜層之形成的類似沈 積方法。物理及化學蒸氣沈積方法提供光滑、凹凸變化基 材的適當複製,而不會招致不期望的表面糙度。 在一些具體實施例中,將繞射顏料薄片製造成具有特定 的繞射表面微結構,以及提供增進的光學效應且克服先前 習知之繞射顏料之缺失的物理及微機械特質。在習知之繞 射顆粒顏料中,反射顏色對觀看及照明條件高度敏感,以 致繞射顆粒先前必需具有以下之互相排斥的特定:1)小顆 粒大小,挺度及高長徑比,以有利於所有顆粒之實質上平 行於經塗布物件之表面共同定向,或其他較佳的定向;2) 角度範圍及/或特性顏色之強度的限制;及3)增進反射顏 -17- 200305030 (13) 發明說明續頁 色之亮度,以克服由小顆粒大小所造成的天性減低。當其 他特性經最適化時,本發明之薄片上的簡單線性光柵結構 提供較於先前技藝所建議之光柵結構之更為複雜之變 化,諸如同心或空間波動光柵大的亮度。 因此,繞射顆粒包括具有至少一含繞射結構(諸如高度 之空間波動(相對於由小板或薄片之主軸所界定之參考平 面))之高度反射性層之硬質小板或薄片狀顆粒較佳。薄片 由於反射層、硬質透明面塗層或硬質中心層之機械性質而 I 實質上為硬質。 雖然此處大部分的論述係關於繞射光柵,但熟悉技藝人 士當明暸全習影像圖案可取代許多具體實施例中之光柵。 繞射光柵設計技術 在本發明之一態樣中,提供利用繞射光柵技術於選擇製 造具期望繞射性質之薄片或箔片之適當微結構的設計技 術。在此技術中,可利用習知之光學軟體模擬各種光栅形 狀”以抑制及/或控制鏡面反射強度及繞射階之空間位 I 置,而得最佳的光柵設計。可選擇各種光柵形狀於模擬, 其諸如三角形對稱、三角形刻紋、具不同平頂尺寸之方形 波、及具不同溝槽頻率及深度分佈之正弦光柵。接著可使 用模擬結果於選擇用於沈積塗層之光柵基材,而形成如稍 後說明之顏料及箔片。將特定的模擬結果記述於以下的實 施例段落中。 繞射光栅理論指示可將零階及連續階之效率最適化,因 而可製造具有期望光學性質的光栅薄片或箔片。此等薄片 -18- 200305030 (Η) 質。由於::::::望光二效應而調整的繞射光學性 了傳統顏料之結人:在间視角下強烈地褪色,因而除 質之外,可引〜斤射、反射、吸收、及其類似光學性 入繞射效應。結果,繞射顏料即使係在高視 角下㈣產生強的繞射光束。 p使係在间視
多:!Γ(2::知之繞射光柵10之操作的概略描述,其顯示 說明在非)分離(繞射)成其之成份波長(彩虹)。如圖1所 說月了非正交於表面之角度下入射於光柵表面上之光產 生零階或鏡面反射(其係鏡效應顏色)。繞射光柵1〇產生環 繞零階反射的第-階繞射(_ist階及ist階)。同樣地,在較第 一階繞射高之角度下產生第二階繞射。 圖2進一步說明由入射於繞射表面上之光所產生的顏色 效應。在此情況,入射光係正交於光栅。在環繞鏡面反射 的不同角度下產生對應於彩虹顏色的第一階顏色。
對於一組獨特的分散角度及對於在光柵波峰之間的一 定間隔d」,來自光栅之各刻面的繞射光係與自任何其 他刻面繞射之光同相,因此其建設性地結合,如方程式、] 所說明:
GmX=sin a + sin β (方程式 1) 其中G=l/d係溝槽密度或節距,α係在入射光與正交於光 栅之間的角度,/3係在繞射光束與正交於光柵之間的角 度’及m係稱為繞射階的整數。對於α對於所有 波長(λ),及光柵作為反射鏡,且波長未彼此分離。此 為鏡面反射或零階。 -19- 200305030
(15) 角度分散係在波長λ及λ+δλ之間之m階之光譜之角度散 佈5冷的量度。其經定義為3 /^=m/dcos /5,且指示溝槽之 間的間隔愈近(較高頻率),則角度分散愈強。換言之,波 長之間的角度分離對一定的m階隨較高的溝槽頻率而增 加0 對於一定的光柵頻率,各連續階較寬(較強的角度分 散),然而,對於較低頻率光柵將會發生光譜的重疊。此 亦會導致階之間的標的角度分散。溝槽之間的間隔愈近, 則繞射階將更分離。換言之,光柵之溝槽之間的間隔決定 階的分離。 較大尺寸顆粒上之光柵由於在顆粒上存在多個光栅線 條,因而其將可改良各個階的鮮明度,而產生較佳的解析 力。解析力R係光柵分離相鄰光譜線之能力的量度。對於 平面繞射光栅,解析力表示為R=mN,其中m係繞射階及N 係在光柵表面上照明之溝槽的總數。以Nd取代方程式1中 之Gm,可得到更有意義的表示式: R=Nd( sin a+siny5)/A (方程式 2) 其中量Nd即係光柵寬度(W)。如方程式2所表示,R並非明 確地視階或溝槽數而定;此等參數係包含在光栅寬度及入 射和繞射之角度内。則最大可達成的解析力為Rmax=2W/ λ。達到理論解析力的程度亦係視光柵表面的光學品質而 定。一般而言,據認為平面光柵之大於λ /10之任何的偏 離平坦度將會造成解析力的損失。 Ρ-偏光作用或ΤΕ偏振光係光平行於光柵溝槽偏振,而S- -20- 200305030
(16) 偏光作用或TM偏振光係垂直於光栅溝槽偏振。 方程式1可應用於入射及繞射光線垂直於溝槽的情況 (如一般設置於光譜儀器中且稱為平面内繞射)。如入射光 並非垂直於溝槽,則方程式1必須修改為:
Gm λ =cos s(sin a + sin^) (方程式 3)
其中ε係在入射光徑與在光柵中心垂直於溝槽之平面之間 的角度。對於ε不同於零之形體(光柵之方位角旋轉),繞 射光譜係位在圓錐上而非在平面内,因此將此種情況稱為 圓錐繞射。此外,對於一定的光栅頻率,溝槽深度決定各 個階之相對強度。
可將先前關於繞射光柵理論之要點使用於模擬及設計 用於製造本發明之薄片及箔片之適當的繞射光柵結構。舉 例來說,解析力的定義指示在繞射薄片的情況中,較小的 薄片顆粒可能需要較高的溝槽頻率。此外,降低零階效應 及提高第一階之強度可達成繞射效應的增進,而連續階之 光譜的重疊則會造成繞射光之視覺繞射效應的損失(彩度 的損失)。 此外,如光柵對垂直於基材平面之軸方位角旋轉,則將 會出現環繞鏡面反射(零階)之繞射階的圓錐。在大多數以 薄片為主之顏料的應用中,漆或墨水介質包括隨意定向之 小方位角顏料薄片的全體。在具有繞射光柵微結構之薄片 的情況中,薄片尺寸及隨意定向係全體之光學性能的強烈 因素。因此,在顏料介質諸如漆或墨水内之隨意方位角定 向的繞射顏料薄片產生不存在於非繞射薄片中之繞射光 -21 - 200305030
(17) 的環。 此外,光栅於反射中亦如同於透射中地作用。因此,當 將繞射結構重疊於其上時,在光學玎變或色移堆疊中將產 生複雜的光徑。由此所產生之光學效應係薄膜干涉及繞射 干涉效應的組合。 如先前所說明,相對於光柵之入射能量(效率)之能量的 量值係成溝槽頻率、形狀、及深度之函數而改變。結果, 可透過模擬將光柵對特定的波長最適化。因此,可選擇具 有指定線條頻率、溝槽形狀、及溝槽深度之用於形成本發 明之薄片及箔片的適當繞射光柵結構,以致對特定的顏色 特性將光柵最適化。光柵頻率及深度係基於概述於上之方 程式及考量而對特殊的光栅作決定。 在本發明之一些具體實施例中,利用具有頻率自約1〇〇〇 至約4000光柵線/毫米,以自約14〇〇至約35〇〇光柵線/毫米較 佳,及自約1400至約2000光柵線/毫米更佳之繞射光柵圖案 的光柵結構。此外,光柵可具有約2〇奈米至約3〇〇奈米, 及以自約100奈米至約250奈米較佳之溝槽深度。 可對使用於本發明之光栅結構選擇各種形狀的光柵,其 諸如三角形對稱光柵、彡角形刻紋光柵、方形波光柵、正 弦光柵等等。或者,光栅可為具有垂直或不垂直相交溝槽 之交叉光柵,其同時在不同平面中在各種角度下產生多個 繞射圖案。 外細節揭示於2001年7月 美國專利申請案序號 關於適當光柵結構之選擇的額 31曰提出申請之共同申請中之 -22- (18) (18)200305030 〇9/919,346,將其之揭示内容以引用的方式併入本文中。 現參照圖式,其中以類似的元件符號指示類似的結構, 圖式僅顯示瞭解本發明所需之結構。圖3係可使用於形成 根據本發明之繞射顏料薄片及箔片之於其之上表面上具 有繞射結構22足基料或箔片繞射光柵2〇的概略描繪。光柵 線條頻率及深度可基於先前所說明之方程式及考量而對 所利用的特殊光柵作決定。舉例來說,可使用繞射光柵, 以致形成 < 薄片或片將於其上具有繞射結構,且節距及 振幅經選擇成使零階繞射光束之強度減低,以提高至少一 較高階繞射光束之強度及色反差。在一具體實施例中,繞 射尨構具有至少約1,4〇〇線/毫米之節距及至少約ι〇〇奈米 之由表面深度之改變所提供的振幅波動。在再一具體實施 例中,繞射結構可為約3,〇〇〇線/毫米以下,及表面深度之 改變可為約220奈米以下。 將多層塗層24形成於光栅20之上表面上(諸如利用習知 之沈積技術),以致將繞射結構22複製於形成薄膜結構之 塗層24中。如圖所說明,塗層24複製光柵之表面形態, 以致在塗層24之相對表面26上存在光柵波峰及溝。當使用 塗層24<薄膜結構於形成薄片時,接著將塗層以弄破並自 光柵20移除,諸如經由溶解於溶劑中或經由釋離層,而形 成複數個繞射顏料薄片。繞射結構經形成於顏料薄片之一 或兩個主要表面的至少一部分上。當使用塗層“之薄膜結 構於形成箱片時,可將薄膜結構塗布至非釋離的繞射光柵 基材。 -23- 200305030
(19) 塗層24—般包括一反射層及一或多層具有較反射層之 反射材料實質上更高之彈性模數的不同材料,其使繞射顏 料薄片之挺度提高。舉例來說,可將介電層形成於反射層 之一或兩個主要表面上。介電層可包括實質上透明的介電 材料。可將額外的層,諸如吸收層,形成於介電層上。
當入射光正交於薄片或箔片,以致在第一及第二階繞射 光束内在自約400奈米至約800奈米之波長沒有角度重疊 時,薄片或箔片上之繞射結構可產生第一及第二階繞射光 束之角度分離。繞射結構之特徵亦可在於在正入射下之至 少約0.25之零階強度對第一階強度之比及至少約30度之在 零階及第一階繞射或反射光束之間的角度分離。
薄片或箔片上之繞射結構可為具至少約1,400線/毫米及 至少約100奈米之光栅深度的繞射光柵圖案。繞射光柵圖 案可具有自約1400至約3500線/毫米,與自約100奈米至約 300奈米之光柵深度較佳。繞射光柵圖案可具有自約1400 至約2000線/毫米,與自約140奈米至約220奈米之光柵深度 更佳。 所利用之基料或箔片光柵可自各種商業來源取得。此 外,基料或箔片光柵可由經由將薄膜表面熱軟化,然後再 使薄膜通過於經軟化之表面上產生繞射光柵或全習影像 之壓花輥進行壓花之熱塑性薄膜製得。以此方式,可形成 其上具有繞射光柵或全習影像之有效無限長度之片材。或 者,基料或箔片上之繞射結構可經由使經塗布UV可固化 聚合物,諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之塑膠膜之捲 -24- (20) 200305030
筒,通過'组uv透明輕,藉此輥子將繞射表面設定價 可固化聚合物中’及藉由通過竭明輕之uv光使聚合物 固化而製得。於基材上形成壓花表面之其他方法揭示於頒 予Miekka等人之美國專利第5,549,7?4號中,將其以引用的 方式併入本文中。 薄片 圖4描繪非色移繞射薄片30之塗層結構,其係由僅經由 吸收或經由干涉而具有固有顏色之多層塗層製得。薄片30 可具有大致對稱之薄膜結構的三層設計,包括中心反射層 32及在反射層32足相對主要表面上但不在反射層之至少 ^ 上之相對;丨電層34及36。或者,可以兩層設計形成 薄片30,其包括反射層32及介電層34或36之其中一者。介 電層提供薄片30增加的剛性及耐用性。在此具體實施例 中薄片之非色移背景顏色係由干涉效應所提供,且薄片 將由於在其之表面上的繞射結構而顯現繞射效應。薄片30 之繞射結構的光柵頻率及深度可如前所述而決定及形成。 反射層32包括反射性材料諸如各種金屬或金屬合金較 (、其之冋反射性及容易使用),雖然亦可使用非金屬 反射丨生材料。適當金屬材料之非限制性例子包括鋁、銀、 "" 鉑、錫、欽、免、鎳、姑、錄、銳、絡、及其之 化合物、組合或合金。適當反射性合金及化合物之例子包 括青鋼、黃銅、氮化鈦等等,以及以上所列之金屬的合金 邊如報-1巴。反射層32包括具有固有顏色之反射性材料諸 如銅、金、銀-銅合金、黃銅、青銅、氮化鈦、及其之化 >25 - 200305030
合物、組合或合金較佳。 介電層34及36可包含各種介電材料,諸如具有大於約13 之折射率的材料。舉例來說,介電層34及36可包含具有大 於約1.65,及以大於約2較佳之「高」折射率之介電材料。 適當高折射率介電材料之非限制性例子包括硫化鋅 (ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氧化锆(Zr〇2)、二氧化鈦(Ti〇2)、似 鑽石碳、氧化銦(Iri2〇3)、錮錫氧化物(ιΤ〇)、五氧化备 (Ta205)、氧化鈽(Ce02)、氧化釔(γ2〇3)、氧化銪(Eu2〇3)、鐵 之氧化物諸如氧化(II)二鐵(III)(Fe3〇4)及氧化鐵(Fe2〇3)、氮 化铪(HfN)、碳化铪(HfC)、氧化銓(Hf02)、氧化鑭(La2〇3)、 氧化鎂(MgO)、氧化斂(Nd203)、氧化镨(Pr6〇ll)、氧化釤 (Sm203)、二氣化鋒(sb2〇3)、碎、一氧化碎(Si〇)、三氧化 硒(Se2〇3)、氧化錫(Sn〇2)、三氧化鎢(WO3)、其之組合等等。 其他適當的高折射率介電材料包括諸如說明於頒予 Coombs等人之美國專利第5,989,626號中之混合氧化物,將 其之揭示内容以引用的方式併入本文中。當將美國專利第 5,989,626號之材料使用作為介電層時,其最常經氧化成其 之化學計量狀態諸如ZrTi〇4。此種混合氧化物之非限制性 例子包括氧化锆鈦、氧化鈮鈦、其之組合等等。 另外’可使用具「低」折射率之介電材料,諸如具約丨.65 以下之折射率之材料。適當之低折射率介電材料的非限制 性例子包括二氧化矽(Si〇2)、氧化鋁(Al2〇3)、金屬氟化物 諸如氟化鑊(MgF2)、氟化鋁(A1F3)、氟化鈽(CeF3)、氟化鑭 (LaF3)、氟化鈉鋁(例如,Na3AlF6或Na5Al3F14)、氟化钕 -26 - 200305030 200305030
(22) (NdF3)、氟化釤(SmF3)、氟化鋇(BaF2)、氟化鈣(CaF2)、氟 化鋰(LiF)、其之組合、或任何其他具約1.65以下之折射率 的低折射率材料。舉例來說,可將有機單體及聚合物利用 作為低折射率材料,其包括二晞或晞類諸如丙晞酸酯(例 如,甲基丙晞酸酯)、全氟婦、聚四氟乙錦τ (鐵氟龍 (Teflon))、氟化乙烯丙晞(FEP)、其之組合等等。 應明暸數種以上所列的介電材料典型上係以非化學計 量形式存在,其通常係視用於將介電材料沈積為塗層的特 定方法而定,且以上所列之化合物名係指示近似的化學計 量。舉例來說,一氧化矽及二氧化矽分別具有標稱的1: I 及1: 2矽:氧比,但特殊介電塗層之實際矽:氧比與此等 標稱值稍有差異。此種非化學計量的介電材料亦係在本發 明之範圍内。 反射層32可具有自約10奈米至約200奈米之物理厚度。若 需要不透明性,則反射層32可具有自約40奈米至約200奈 米之物理厚度,及以自約80奈米至約160奈米較佳。然而, 應明暸若需要,可設置半不透明的反射層。典型上,反射 性金屬層在大約35-40奈米下成為不透明。因此,當需要 半不透明性時,反射層可具有低於約50奈米之物理厚度, 及以低於約40奈米較佳。舉例來說,可有效地利用10奈求 厚度,以提供半不透明的反射層。 介電層34及36各可具有約10微米以下之物理厚度,以約 5微米以下較佳,及約3微米以下更佳,諸如自約200奈求 至約600奈米,及以自約250奈米至約450奈米較佳。薄片)() -27- 200305030
(23) 之總厚度係低於約15〇〇奈米,以低於約1,400奈米較佳,及 自約500奈米至約9〇〇奈米更佳。 在製造複數個相當於薄片30之繞射薄片的方法中,根據 期望的兩層或三層薄片設計以連續方式將介電層及反射 層沈積於基料或箔片光栅上,而形成具有薄膜結構之多層 塗層。接著將此薄膜結構弄破,及自光柵移除,而形成複 數個繞射顏料薄片。 圖5描繪根據本發明之另一具體實施例之繞射薄片4〇的 塗層結構。薄片40具有以一相連介電層42實質上環繞及包 封中心反射層44之兩層設計。薄片40之介電層及反射層可 包括與先前之薄片30中之相對層所說明者相同的材料,且 可具有相同的厚度。薄片40之繞射結構的光柵頻率及深度 可如前所述而決定及形成。 在製造複數個相當於薄片40之繞射薄片的方法中,將一 或多個包括至少一反射層之薄膜層沈積於基料或箔片光 栅上’而形成繞射薄膜結構,接著將其弄破,及自光柵移 除’而形成複數個對應於反射層44之繞射顏料前薄片。若 需要’可進一步經由研磨而將前薄片弄碎。接著於包封方 法中將前薄片塗布介電層42,而形成複數個繞射顏料薄 片。當使用包封方法時’當明瞭包封層係包含一材料,且 在薄片結構周圍實質上具有相同厚度之連續層。 現參照圖6A’其描繪根據本發明之另一具體實施例的色 移繞射顏料薄片50。薄片50具有在反射層52之相對側上具 有塗層之大致對稱的多層薄膜結構。如圖所說明,第一及 -28- 200305030 (24) 第二介電層54a、54b覆蓋反射層52之相對側,及第一及第 二吸收層56a、56b分別覆蓋第一及第二介電層54a、54b。 繞射光柵結構58經複製於薄片50的所有層中。繞射光栅結 構5 8之光柵頻率及深度可如前所述而決定及形成。 顏料薄片50之塗看設計與繞射光栅結構結合產生可於 其上觀察到繞射光學效應的色移背景顏色。舉例來說,可 將薄片50之介電層形成為具有在選定設計波長下之光學 厚度,以致當將包括複數個相當於薄片5〇之薄片的顏料組 合物塗布至物體時,其在色移背景上展現真珠光繞射效 應0 薄片50之反射層52可包括各種反射性材料,諸如先前關 於薄片30之反射層32而論述之材料。可將反射層52形成為 具有自約40奈米至約200奈米之適當的物理厚度,及以自 約40奈米至約160奈米較佳。或者,反射層可為部分透明 (即半不透明)’以致其之物理厚度係在自約1〇奈米至約仆 奈米之範圍内。 物。此等層係、經形成為具有I效光學厚纟,以賦予干涉 色及期望的色移性質。介電層可視需要為透明,或可為 擇性吸收’以促進顏料的顏色效應。光學厚度係經定義 乘積和之熟知的光學參數,其中η係層之折射率及祕層 物理厚度。典型上’層之光學厚度係以四分之一波光學 度表示,其等於4術,其中λ係發生Qw〇T條件之波長。 電層之光學厚度在選^的設計波長下可自約2 QW〇T至 -29- (25) 200305030 9 QWOT,及以白 的色… QW〇丁至約6QW0T較佳,其係視期望 的色移而足。么;f 之物理厚〆 型上具有自約60奈米至約麵奈米 又,及以自約200奈米至約7〇〇奈米較佳,至係 期望的顏色特性而定。 〃係視 先:二1之介電層54&及54'可包括各種介電材料,諸如 則〖万、、…片3〇<介電層34及36而說明之高折射 折射率介電材料。各介電層可由單七 * 忐、A s女々I 何才十$成’或可經形 m 為八有各種材料組合及形態。舉 Λ ^ 牛^术說’介電層可僅由 低折射率材料或僅由高折射率材 u ,, 田一或多種低折射率 材料之混合物或多個次層、由二 于羊 '搜同折射率材料之混 s物或多個次層、或由低折射率及 或多個次層形成。 彳料材科《混合物 允冤層谷可包含 ,,丨儿合層可具有 冋或不㈣光學或物理厚度。當明冑當介電片包本不同 料或具有不同厚度時,在薄片之各側上將展現不:顏色
且所得之於顏料或漆混合物中之讓& 、 存片的混合物將顯現 為兩種顏色之組合的新穎顏色。所彳旱> ^ 吓侍义顏色將係基於來 薄片兩側之兩種顏色的顏色加成理炎 ,. 哪。在多數的薄片中 所得之顏色將係由以不同側朝觀窣去* a 有疋向心薄片之隨 分佈所產生之兩種顏色的加成總和。 薄片50之吸收層56&及56b可包含任 之吸收劑材料’即具有在可見常數中 幾乎等於k)或吸收係數在電磁範圍 於k且可變)。因此’可使用選擇性吸 何具有期望吸收性 之吸收係數之材料 内改變的材料(n不 收材料或非選擇性 質(η 同 吸 •30- 200305030
(26) 收材料。舉例來說,吸收層可由經沈積至使吸收層為至少 部分吸收、或半不透明之厚度的非選擇性吸收金屬材料所 形成。
吸收層56a及56b之適當吸收材料的非限制性例子包括 金屬吸收劑諸如鉻、鎳、銘、銀、銅、免、舶、鈥、訊、 姑、鐵、錫、鎢、鈿、鍺、及銳,以及相關的金屬氧化物、 金屬硫化物、金屬碳化物、金屬氮化物、及金屬磷化物。 其他適當的吸收材料包括碳、石墨、矽、鍺、金屬瓷料、 混合於介電基質中之金屬、及其他可於可見光譜中作為均 勻或選擇性吸收劑之物質。可使用以上之吸收材料的各種 組合、混合物、化合物、或合金於形成薄片50之吸收層。
以上之吸收材料之適當合金的例子包括英高鎳 (Ni-Cr-Fe)、不銹鋼、赫史特合金(例如,Ni-Mo-Fe、 Ni-Mo-Fe-Cr、Ni-Si-Cu)及鈦基合金諸如鈦與碳混合 (Ti/C)、鈥與鎢混合(Ti/W)、鈥與I尼混合(Ti/Nb)、及鈥與碎 混合(Ti/Si)、及其之組合。如前所述,吸收層亦可包含吸 收金屬氧化物、金屬硫化物、金屬碳化物、金屬氮化物、 金屬磷化物、或其之組合。舉例來說,一較佳的吸收硫化 物材料為硫化銀。吸收層之適當化合物的其他例子包括鈥 基化合物諸如氮化鈦(TiN)、氧氮化鈦(TiNxOy)、碳化鈦 (TiC)、氮化碳化鈦(TiNxCz)、氧氮化碳化鈦(TiNxOyCz)、矽 化鈦(TiSi2)、硼化鈦(TiB2)、及其之組合。在TiNxOy& TiNxOyCz之情況中,x=0至1,y=0至1,及z=0至1較佳,其中 在 TiNxOy 中 x+y= 1,及在 TiNxOyCz 中 x+y+z= 1。關於 TiNxCz, -31 - (27)200305030
x=0至1及z=〇至1較佳, 置於Ti之基質中之鈦基 基質中之Ti。 其中X+ZM。或者,吸收層可包含設 合金’或可包含設置於鈦基合金之 吸收層可經形成A且古& 、 /风為具有約3奈米至約50奈米之物理厚 度及以約5奈米至約20奈米較佳。吸收層各可包含相同 材料或不同材料’ JL各層可具有相同或不同的物理厚度。 可利用基料塗布方法形成複數個相當於顏料薄片Μ之 繞射薄片,其中將各個展;壶1 T合彳U層連績沈積於具有繞射表面結構之 基料材料上,而形成薄滕姓描· 1、 和 风济腰〜構。接著將此薄膜結構弄破並 自基料移除’而形成複數個繞射薄片。 圖6A進一步顯示繞射顏料薄片5〇之另一塗層結構(虛 線),其中於包封方法中將一或多個吸收層及介電層環繞 反射層52塗布。舉例來說,當使用包封方法於形成外部吸 收層時,吸收層56a及56b經形成為實質上環繞其下之薄片 結構之相連吸收塗層56的部分。同樣地,亦可使用包封方 法於形成下層的介電層,以致介電層54a及54b經形成為實 質上環繞反射層52之相連介電塗層“的部分。 因此,可將繞射顏料薄片50具體化為多層薄膜堆叠薄片 或具有一或多個環繞包封層之多層薄膜包封顆粒。 可利用各種塗布方法於經由包封形成介電及吸收塗 層。舉例來說,形成介電層之適當的較佳方法包括真空蒸 氣沈積、溶膠水解、於流體化床中之CVD、於經填充顆粒 之振動盤上的下游電漿、及電化學沈積。適當的si〇2溶膠 方法說明於頒予Andes等人之美國專利第5,858,〇78號中,將 -32- 200305030
(28) 其之揭示内容以引用的方式併入本文中。有用於本發明之 適當溶膠塗布技術的其他例子揭示於頒予Brodalla之美國 專利第4, 756,771號;Zink等人,对屬遂聲方法襄瀠濘之愈 珍故鹽玻璃之光學探針及性負(Optical Probes and Properties of Aluminosilicate Glasses Prepared by the Sol-Gel Method),聚 合材料科學工程(Polym. Mater· Sci. Eng.),61,204-208 頁
(1989);及McKiernan等人,矜居溶嚴技身袭澇濘之滲雍於 石夕酸鹽及鋁矽酸鹽玻璃中之薰草素染料的發光及雷射作 用(Luminescence and Laser Action of Coumarin Dyes Doped in Silicate and Aluminosilicate Glasses Prepared by the Sol-Gel ,無機有機金屬聚合物期刊(j. in〇]rg. Organomet. Polym.),1(1),87· 103頁(1991);將其各者之揭示内容以引 用的方式併入本文中。
形成吸收層之適當的較佳方法包括真空蒸氣沈積、及濺 鏡於顆粒之機械振動床上,如揭示於Phillips等人之美國專 利第6,241,858 B1號中,將其以引用的方式併入本文中。或 者’吸收層可透過金屬-有機化合物之熱解或可於流體化 床中進行之相關之CVD方法經由分解而沈積,如說明於頒 予Schmid等人之美國專利第5,364,467及5,763,086號,將其之 揭示内容以引用的方式併入本文中。如未進行進一步的研 磨’則此等方法產生具有介電材料及環繞其之吸收材料的 包封芯薄片截面。在具有多個包封塗層之顏料薄片的製造 過程中可利用以上之塗布方法的各種組合。可將適當的吸 收材料塗布為單一材料,或若需要為在下方之不同吸收材 -33- 200305030 (29) 料上之外部覆蓋層。 在本發明之另一具體實施例中,可提供包括具有與在如 圖6A所示之薄片50之反射層52之一側上之相同層之薄膜 堆疊結構的不對稱色移繞射薄片。此一薄膜堆疊結構係類 似於以下所論述之箔片的結構。因此,不對稱薄片包括, 例如,反射層、在反射層上方之介電層、及在介電層上方 之吸收層。各此等層可包含如關於薄片50之相對層而說明 於上的相同材料,且可具有相同厚度。不對稱色移繞射薄 片亦可以諸如圖6A中之薄片50所示之薄膜堆疊結構的形 態設置,其中在反射層之各側上之介電層具有不同厚度或 包含不同材料。不對稱薄片可利用基料塗布方法形成,其 中將各個層連續沈積於具有繞射表面之基料材料上而形 成薄膜結構,接著再將其弄破及自基料移除,而形成複數 個繞射薄片。 具有分散於顏料介質中之箔片狀結構的不對稱繞射薄 片產生較僅包含對稱繞射薄片之繞射組合物更明亮的繞 射組合物。此係由一些不對稱薄片以其之反射層面向外側 設置於繞射組合物中所產生。此外,可將對稱及不對稱繞 射薄片兩者以不同量一起分散於顏料介質中,而產生具有 不同程度之亮度及顏色組合的繞射組合物。 現參照圖6B,其描繪根據本發明之另一具體實施例的色 移繞射顏料薄片150。薄片150具有包括在反射層152之相對 側上之塗層之大致對稱的多層薄膜結構。如圖所說明,第 一及第二介電層154a、154b覆蓋反射層152之相對側,及第 -34- 200305030 (30) 一及第二吸收層156a、156b分別覆蓋第一及第二介電層 154a、154b。此外,第三及第四介電層158a、158b分別覆蓋 第一及第二吸收層156a、156b。繞射光柵結構159經複製於 薄片150之所有層中。繞射光柵結構ι59之光柵頻率及深度 可如前所述而決定及形成。 顏料薄片150之塗層設計與繞射光柵結構結合產生可於 其上觀察到繞射光學效應的色移背景顏色。舉例來說,將 薄片150之介電層形成為具有在選定設計波長下之光學厚 度,以致當將包括複數個相當於薄片15〇之薄片的顏料組 合物塗布至物體時,其在色移背景上展現真珠光繞射效 應0 複數個相當於顏料薄片15〇之繞射薄片可利用如先前所 說明的基料塗布方法形成,其中將各個層連續沈積於I有 繞射表面結構之基料材料上,而形成薄膜結構。接著再將 此薄膜結構弄破及自基料移除,而形成繞射薄片。顏料薄 片150之各層可包含如關於薄片5〇之相對層而說明於上的 相同材料,且可具有相同厚度。 圖6 B進步顯示繞射顏料薄片1 5 0之另一塗層妹構(卢 線)’其中於包封方法中將一或多個吸收層及介電層環= 反射層152塗布。舉例來說,當使用包封方法於形二二= 介電層時,介電層158a及158b經形成為實質上環繞其下^ 薄片結構之相連介電塗層158的部分。同樣地,亦可使 包封方法於形成薄片150中之一或多個下層的吸收及介電 層。舉例來說,吸收層156a及156b可經形成為實質上環: -35- (31) (31)200305030 其下之薄片結構 < 相連吸收塗層156的部分。亦可使用包 封方法於形成下層的介電層,以致介電層15乜及154b經形 成為實質上環繞反射層152之相連介電塗層154的部分。 因此’可將繞射顏料薄片15〇具體化為多層薄膜堆疊薄 片或具有一或多個環繞包封層之多層薄膜包封顆粒。 在薄片150之另一具體實施例中,可提供包括具有與在 如圖6B所示之薄片150之反射層152之一側上之相同層之 薄膜堆疊結構的不對稱色移繞射薄片。不對稱色移繞射薄 片亦可以諸如圖6B中之薄片15〇所示之薄膜堆疊結構的形 怨設置,其中在反射層之各側上及在吸收層上之介電層具 有不同厚度或包含不同材料。 現參照圖7,其描繪根據本發明之另一具體實施例的繞 射顏料薄片60。薄片60包括一中心支承層62與在其之相對 主要表面上之第一及第二反射層64&及64b。經由將支承層 插於反射層之間,薄片60經顯著地穩定及強化,且具有增 加的剛性。 反射層64a及64b可由先前說明之任何反射材料形成,且 其厚度範圍與諸如先前關於薄片30之反射層32所說明者 相同。薄片60具有形成於其之至少一表面上之繞射結構 66。繞射結構66之光栅頻率及深度可如前所述而決定及形 成。 複數個相當於顏料薄片60之繞射薄片可利用基料塗布 方法形成,其中將各個層連續沈積於基料材料上,而形成 薄膜結構。接著再將此薄膜結構弄破及自基料移除,而形 -36- 200305030
(32) 成複數個薄片。 可將薄片60的本身使用作為顏料薄片,或可將其使用作 為於其上塗布有一或多個額外層68a、68b的反射芯截面。 舉例來說,可視需要加上額外的介電層,以覆蓋反射層5心 及5 4b。此等額外的介電層可增加薄片6〇的耐用性、剛性、 及環境抵抗力。 電 所 學 額外層68a、68b亦可包括諸如關於薄片5〇所說明的介 層、及諸如關於薄片50所說明之其上的吸收層。如先前 說明,此一塗層結構產生可於其上以視覺察覺到繞射光 效應的色移背景。 可將額外層68a、68b形成為基料塗布方法之部分,其中 將各個層連續沈積於基料材料上,並釋離而形成薄膜堆最 薄片結構。或者’可於包封方法中將一或多個額外層心 6讣’諸如介電層及吸收層,形成為實質上環繞其下之薄 片結構之相連塗層68的部分。 將^私材料使用作為支承層62較佳。介電材料為無機較 佳’由於經發現益機+雨从 兄…、機J私材枓具有艮好的脆性及剛性之特 性’如揭示於c〇ulter等人之美國專利第6,〇13,37〇號及 —等…國專利第6,15〇,〇22號中1其之揭示内容 以引用的方式併入本文φ。 中可利用之各種介電材料包括金 屬氟化物、金屬氧化%、人 、 虱化物金屬硫化物、金屬氮化物、金屬 破化物、其之組合等等。.兩 %材料可為〜晶、非晶形、或 半結晶狀態。此等材料可交 ^ 、 卞J各易地取得,及利用物理或化學 邊载I沈積万法、或甘yfjj tL· . ^ 0 ¥、、式化學方法諸如溶膠塗布容易 -37- 200305030
(33) 地塗布。
支承層62之適當介電材料的非限制性例子包括氟化 鎂、一氧化矽、二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎢、 氮化鋁、氮化硼、碳化硼、碳化鎢、碳化鈦、氮化鈦、氮 化矽、硫化鋅、玻璃薄片(例如,於輥塗機中製得具有釋 離層之玻璃薄片)諸如合成小板、似鑽石碳、其之組合等 等。或者,支承層62可包括具高長徑比之預成形的介電或 陶瓷前薄片材料,諸如由玻璃、鋁氧、二氧化矽、碳、雲 母氧化鐵、經塗布之雲母、氮化硼、碳化硼、石墨、氧氯 化鉍、其之各種組合等等形成之合成小板。
在另一具體實施例中,各種具有充分之拉伸對壓縮強度 比之半導體及導電性材料可替代介電支承層而作為支承 層。此種材料之例子包括碎、金屬碎化物、由任何第III、 IV、或V族元素形成之半導體化合物、具有體心立方晶體 結構之金屬、金屬瓷料組合物或化合物、半導體玻璃、其 之各種組合等等。然而,由此處之教授當明瞭任何提供說 明於此之功能且可作為具似玻璃品質之硬質層的支承材 料將係其中一種此等材料之可接受的替代品。 支承層62之厚度可在自約10奈米至約1,000奈米之範圍 内,及以自約50奈米至約200奈米較佳,儘管不應將此等 範圍視為限制。 或者,可將薄片60形成為如圖7中之虛線所說明的包封 顆粒。顆粒可為具有實質上環繞及包封支承層62之反射層 64的兩層設計。可將包封顆粒的本身使用作為顏料顆粒, -38- 200305030 (34) 或可將其使用作為於其上塗布有一或多個額外塗層68的 繞射芯截面。舉例來說,可加上外部介電層,以覆蓋及包 封反射層64。此外部介電層使包封顆粒的耐用性、剛性、 及環境抵抗力增加。額外層68亦可包括諸如關於薄片50所 說明之介電層、及其上之吸收層。如先前所論述,此一塗 層結構產生可於其上以視覺察覺到繞射光學效應的色移 背景顏色。 現參照圖8,其描繪根據本發明之另一具體實施例的色 移顏料薄片70。薄片70係在介電芯層72之相對側上具有大 致對稱多層薄膜結構的三層設計。因此,第一及第二吸收 層74a及74b係形成於介電芯層72之相對主要表面上。薄片 70具有形成於其之至少一表面上之繞射結構76。繞射結構 76之光柵頻率及深度可如前所述而決定及形成。薄片70之 層可利用如先前所說明之基料塗布及薄片移除方法形成。 圖8進一步描繪薄片70之另一塗層結構(虛線),其中於 包封方法中將吸收層環繞芯層72塗布。因此,吸收層74a 及74b經形成為實質上環繞芯層72之相連塗層74的部分。 因此,可將顏料薄片70具體化為多層薄膜堆疊薄片或多 層薄膜包封顆粒。薄片70之介電及吸收層之適當的材料及 厚度可與以上關於薄片50所教授者相同。 前述具體實施例之各種修改及組合亦被視為係在本發 明之範圍内。舉例來說,可環繞各以上的薄片具體實施 例,或在薄片形成之前在複合反射薄膜上形成額外的介 電、吸收、及/或其他的光學塗層,以產生更期望的光學 -39- 200305030
(35) 特性。此種額外塗層可提供顏料增進的光學效應。顏料之 新穎顏色可使用如論述於Coombs等人之美國專利第 5,2 14,53 0號中之波峰抑制設計而得,將其之揭示内容以引 用的方式併入本文中。 本發明之薄片具有低於約3微米之厚度較佳,低於約2 微米更佳。至於長度及寬度,各薄片將由於使用於形成薄 片之破裂方法而具有不同的尺寸。然而,寬度及長度兩者 的中間薄片尺寸係自約5微米至約200微米較佳,自約5微 米至約100微米更佳,及自約18微米至約22微米最佳。 薄片之背景顏色係由明顯的原因,諸如螢光、磷光、固 有吸收、及薄膜干涉所產生。可見繞射效應之程度係隨光 柵頻率而改變。舉例來說,含具500線/毫米頻率之薄片的 漆喪失可見繞射效應,而具較高頻率諸如1400或2000線/ 毫米之薄片的繞射效應獲得增進。事實上,在由多層光學 堆疊製得之薄片上可獲致至多約3000線/毫米之光柵微結 構頻率。可視薄片之幾何微結構而調整由薄片所產生之光 學效應。 繞射組合物 可將本發明之繞射顏料薄片散佈於顏料介質内,而產生 可塗布至各式各樣之物體或紙張的繞射組合物諸如墨 水、漆等等。亦可將顏料薄片分散於可成型或擠塑形成具 有繞射效應之物體的顏料介質諸如塑膠材料中。亦可將顏 料薄片分散於顏料介質諸如化粧品配方或汽車漆料内。 加至顏料介質之繞射顏料薄片經由入射於固化介質之 -40- (36) 200305030
表面上《輻射而產生預定的光學響應。顏料介質包含可經 由熱方法諸如熱交聯、熱定形、或熱溶劑蒸發或經由光化 學交聯而乾燥或硬化之樹和 jlL. ^ , 于 W 曰或樹脂之混合物較佳。有用的 顏料介質包括各種聚合組合物或有機黏合劑諸如醇酸樹 脂、聚醋樹脂、丙埽酸系樹脂、聚胺基甲酸醋樹脂、乙婦 基樹脂、環氧樹脂、苯乙埽等等。此等樹脂之適當例予包 括三聚氰胺、丙烯酸酯諸如甲|#田奶 =w 那T基丙烯酸甲酯、丙晞腈丁二
晞苯乙晞(ABS)樹脂、以醇酸科 吁%树脂為王之墨水及漆配方、 及其之各種混合物。薄片盥盡姐 〃 f員料介質結合產生可直接使用 作為漆、墨水、或可成型期腴4·^ t 1 仆 从土塑膠材料之繞射組合物。亦可將 繞射組合物利用作為習知之汰 < |、墨水、或塑膠材料之添加 劑0 顏牙T 9「,貝 —W干又,丨王。關於浴劑,一般1 用有機溶劑或水。亦可牌播议、、 州 J J ^揮發性溶劑使用於介質中。择 揮發性溶劑,使用揮發性Η 且了%釋的溶劑,諸如稀釋_
隹。尤其,可經由提高具低洮 &帶”、、占組合物之溶劑諸如甲3 基酮(ΜΕΚ)的量,而達到_ 、巧顏枓介質的較快速乾燥。 此外,視需要可將本發 月< %射薄片與各種添加劑才 諸如習知之非繞射顏料薄 竹溥片顆粒、或不同色調、彩/ 贵度的染料換混,以達到# β ^ t 運到期望的顏色特性。舉例來說 將薄片與干涉型或非 ^ , 干涉型乏其他習知的顏料混合,> 生其他的顏色範圍。接著
,^ 、 安耆了知此預摻混組合物分散至J 介貞p者如漆、墨水、勉现斗、甘y ^ … 塑膠或其他聚合顏料媒劑中,而* 知万式使用。 -41- (37) 2ΌΌ3Ό^Ό3Ό
可與本發明、 式月夂繞射薄片、、Η人 層狀顏料諸4少 哥巧/叱合之適當添加劑的例子包括 ^ D夕層色移蒗μΐ 片、氧化鐵、& ,片、鋁薄片、石墨薄片、玻璃薄 成虱化硼、皆|d 塗布Ti〇2的雲母薄 κ母溥片、以干涉作用為基礎之經 干涉顏料、全凰1片、以多重塗布板狀矽酸鹽基材為主之 狀顏料諸如叙粉、/ 王介電質干涉顏料等等;及非層 染料、金紅石或,、/、、、鄉青藍、鈷基顏料、有機顏料或 機顏料諸如二氧化敍‘、·、機顏料、天然產生的顏料、無 合物。舉例來說可力、滑石1 土等等;以及其之各種-度及其他I員色性冑。入顏科諸如㈣或碳黑,以控制明 亦可將本發明之命备 ,y %射顏料薄片與其他繞射薄片,啫 如揭示於2001年7月31 ^ 啫 二太也、 徒出申請之共同申請中之美國申 凊案序號09/919,346中々* 甲 、 问反射性彩色繞射薄片摻混,jt <揭示内容先前經以引 " 日日、 丨用的万式併入本文中。亦可將本發 明义彩色顏料薄片與諸如技 、 请^揭不於2001年12月20日提出申諸 <共同申請中之美國申^主安 τ叫衣序號1〇/〇29,405中之各種S眛 無色的繞射薄片摻混,將t之# _ & 、 ,、、、暗 丁,、又揭不内容以引用的方式併入 本文中。可與本發明之薇 具有對稱或不對稱的薄片層結構。 顏料薄片可容易且經濟地利用於可塗布 張,諸七I雷私六、^ - 專片摻混之此等額外的繞射薄片可 具有對稱或不對稱的薄片厣处接 本發明之 4甘勿丑經濟地利用於可塗布 種物體或紙張,諸如電重力令、;5 „ 电動人通工具、貨幣及安全文件 用電器、建築結構、地叙好/Μ ϊ; 裝/框罩、產品封裝、飲料容 灯谷詻寺寺的漆及墨水中 將薄片利用於形成有色塑膠 ^ 主岭材料、塗布組合物、 极材枓、織物、運動物品、電 良罩、產品封裝、飲料宜突里1 灯谷詻寺寺的漆及墨水中〇 擠 -42- (38)200305030
件、, 繞, 載入 照相 亦適 通工 構上 適合 根 至少 前所 顏料 繞射 底塗 面塗 通工 細節 將其 或 射塗 上形 其中 非繞 物件 靜電塗層、姑接 — 琉缡、及陶瓷材料。 :顏料薄片可於顏料介質中具有預先選 …產生適用於印刷方法諸如凹版 :寸及 凹版、刮刀刀片、 網版、 /…、式塗布的墨水。繞射声 合分散於諸如可與習知顏枓薄片 具或其他需要打底塗料、/泰万法,尤其係將電動交 漆之方法相容之習+ _塗科 '面塗料等等之結 於在化粧品配方、二或樹脂中。繞射顏料亦 ^ ^ 61合薄膜等等中的裝飾應用中。 據本發明之經塗布物 τ 一部 物件包括具有-表面之物體、及在 說明、 万 < 繞射塗層。此塗層包括含有如先 薄片:顏料介質及分散於顏料介質中之複數個繞射 塗展的緩射組合物。經塗布物件可進—步包括在塗布 層、61又前塗布至物體之打底塗層(其可包括預塗層、 及/或密封劑塗層)。可於繞射塗層上方塗布透明 層諸 、 、u透明塗料。此一塗層結構典型上係在將電動交 、。 U汽車上漆時所產生。此一塗層結構之進一步的 〈頌予Phillips等人之美國專利第5,571,624號中, & 引 1Ϊ1 用的方式併入本文中。 趣塗布物件可進一步包括在繞射塗層下方之非繞 層、+ 、 气邵分覆蓋繞射塗層之非繞射塗層,因而在物體 成繞射圖案。圖9及10中說明此種塗層結構,其顯示 層加入根據本發明之繞射薄片及另一塗層具有 射薄片之多重塗布應用。舉例來說,圖9顯示經塗布 1()() ’其包括其上具有繞射塗層1〇4之表面截面1〇2。非 -43- 200305030
(39) 繞射塗層106部分覆蓋繞射塗層104,因而產生依據繞射塗 層104之暴露表面的繞射圖案。圖10描繪具有相反塗布形 態之經塗布物件110,其中繞射塗層104覆蓋非繞射塗層 106。 在又一具體實施例中,經塗布物件可包括其中分散有繞 射薄片之單一塗層。視需要亦可將非繞射薄片分散於具有 繞射薄片之塗層中。舉例來說,圖11描繪經塗布物件120, 其包括其上具有塗層124之表面截面122。塗層124包括散佈 於顏料介質中之複數個繞射薄片126及非必需之非繞射薄 片128。若特定的應用需要,則可視需要將透明面塗層130 塗布於塗層124上。此外,視需要可在塗布塗層124之前, 將打底塗層132塗布至表面截面122。 具有繞射顏料塗層或著色之經印刷或不規則形狀的物 體具有在物體上有連續全習或繞射光柵箔片之外觀,以致 物體之區域的主要著色係照明源及觀看者之並列的函 數。塗布至物體之本發明之繞射組合物亦產生實質上連續 色調的真珠光繞射效應。當塗布至曲面物體時,組合物亦 產生可於漫射及鏡面或方向照明之混合下觀察之實質上 均勻及連續的顏色範圍。 繞射顏料薄片適合提供在安全文件上之額外的防偽造 及影印特徵以及在高價及/或重要零件及供應物上之證明 特徵。舉例來說,可使用顏料薄片於形成包括第一區域、 第二區域、及在第一或第二區域之至少一者中之顏料薄片 之集合的光學安全裝置。顏料薄片具有包括實質上均等間 •44- (40) (40)200305030
隔之線性特徵之序列的繞射結構,其提供零階繞射光束之 減低及第一或較高階繞射光束的充分增加,以致安全裝置 之外觀係受第一或較高階反射之光的分散所支配。 繞射 現參照圖12 ’其描繪色移繞射箔片2〇〇之塗層結構。繞 射洎片2〇〇係形成於基材202上,此基材可為任何適當的材 料’諸如撓性PET基料、載體基材、或其他塑膠材料,於 其上形成繞射結構諸如繞射光栅圖案或全習影像圖案。基 材202之適當厚度係,例如,約〇·5密爾至約7密爾。 繞射箔片200包括在基材202上方之反射層204、在反射層 204上方之介電層2〇6、及在介電層2〇6上方之非必需之吸收 層208。繞射箔片200之各反射 '介電、及吸收層具有複製 於其中之基材202的繞射結構。繞射箔片200之反射、介 電、及吸收層可包含如關於薄片30及50中之相對層而說明 於上的相同材料,且可具有相同厚度。 當反射層材料具有其個自的顏色吸收時,可將繞射箔片 200形成為沒有吸收層208。因此,此一具體實施例中之箔 片包括在基材202上方之反射層204、及在反射層204上方之 介電層206。此一箔片展現一背景顏色及在背景顏色上之 光學繞射效應。箔片之各反射及介電層具有複製於其中之 基材的繞射結構。在此一箔片之一較佳具體實施例中,介 笔層包含氟化叛’及反射層包含銅。 繞射箔片200可利用基料塗布方法形成,其中將如前所 述之各種層連續沈積於其上具有繞射結構之基料上。可利 •45- (41) (41)200305030
用習知之CVD或PVD沈積技術將各種層沈積於基料上之结 射結構上,而形成具有複製於箔片之層中之繞射結構的薄 膜箔片。可將繞射箔片200形成於載體基材上,其可為沒 有釋離層的基料。或者,可將箔片200形成於基料之釋離 層上’以致可接著將箔片移除並附著至物體之表面。 舉例來說,圖13描繪形成於其上具有非必需之釋離居 224之具有繞射結構之基料222上的繞射箔片200。將反射層 2〇4沈積於非必需之釋離層224上,隨後再沈積介電層 及吸收層208。當未使用釋離層時,搭片2〇〇可以附著至作 為載體之基料222使用。或者,當使用釋離層時,可經由 非必需之黏著層232,諸如透明黏著劑或紫外光(uv)可固 化黏著劑,將箔片200層合至透明基材(未示於圖中)。黏 著層232可在層合之前塗布於吸收層2〇8及/或透明基材上。 現參照圖14,其描繪將具有與箔片2〇〇相同之薄膜層之 色移繞射箔片240形成在具有繞射結構及其上之非必需之 釋離層224之基料222上的另一具體實施例。箔片24〇係經形 成為使吸收層208沈積於基料222上,隨後再沈積介電層206 及反射層204。萬未使用釋離層時,羯片mo可以附著至作 為載體之基料222(其為透明較佳)使用。當使用釋離層 時,箱片240亦可經由黏著層244諸如可燙印黏著劑、感壓 黏著劑、永久黏著劑等等,而附著至基材諸如相對表面 242。可將黏著層244塗布於反射層2〇4及/或相對表面242 當使用燙印塗布時,强片之光學堆疊係經設置成使光學 -46- 200305030 (42) 外表面鄰接於釋離層。因此,舉例來說,當將圖14中之箔 片240自基料222釋離時,吸收層208光學存在於相對表面 242之外部上。在一較佳具體實施例中,釋離層224係殘留 於吸收層208上,以於自基料222轉移之後保護下方層的透 明硬塗層。製造及使用光學堆疊作為燙印箔片的進一步細 節可見於美國專利第 5,648,165、5,002,312、4,930,866、 4,838,648、4,779,898、及4,705,300號,將其之揭示内容以 引用的方式併入本文中。 本發明之顏料薄片及箔片提供許多效益及優點。此顏料 薄片及箔片具有繞射及薄膜干涉效應。當將此種顆粒分散 於塗布組合物中並塗布至物體時,即使顏料顆粒太小而無 法被人眼解析,其仍顯現隨視角改變的繞射及薄膜干涉效 應。 此外,在製造本發明之薄片及箔片時,可將非干涉薄膜 層諸如薄膜銅層或具有特性顏色之化合物(例如,TiN)與 繞射成份結合使用。包括具有複製繞射光柵之光學堆疊的 顏料薄片可使用無氣噴塗機、印刷機、塗布裝置等等而如 同任何墨水、漆、或塗料般地塗布。 本發明之顏料薄片即使係薄片於含有薄片之塗料中隨 意溝槽定向,其亦產生意料之外的繞射顏色。此外,由本 發明之繞射箔片及包含薄片之塗料兩者產生未於先前技 藝中看到的新穎顏色軌線。箔片及薄片中之薄膜干涉塗層 的顏色軌線經由在光學堆疊内存在重疊繞射結構而經修 飾。當照明自漫射改變為高度方向狀態時,在繞射箔片及 -47- 200305030
(43) 包含繞射顏料之塗料中看到大的顏色變化。當自漫射光 (例如,在建築物内利用螢光燈照明)移動至鏡面光(例 如’日光或聚光燈)時,在箔片或包含此種顏料之塗料中 會自背景顏色突然出現顏色至明亮的顏色。此外,在鏡面 光下在相當高的视角下由本發明之箔片及塗料產生明* 的顏色。 列舉以下之實施例以說明本發明,但其並非要限制本發 明之範圍。 實施例 為將特殊物體的顏色特性量化,可有用地引入由國際辟 明委員會(Commission Internationale de l’Eclairage)所發展之 L*a*b*色標系統(CIE 1976),其目前在工業中被使用作為 標準,以精確地說明色值。在此系統中,L*指示明度,及 a*及b*係色度座標。使用L* a* b*色標系統於產生在_也以 下之實施例中所說明的各種a* b*圖,其係將選定繞射顏料 之顏色軌線及色度作圖。 L*a*b*色標系統可透過參數而比較兩測量之間的 色差,此參數AE*adi、指示於L*a*b*顏色空間中測得的顏色 變化,諸如兩不同顏料設計的色差。△ E* ab之數值係使用 測得的L* a* b*值透過以下之方程式計算: AE*ab=[(AL*)2+(Aa*)2+(Ab*)2]1/2 其中符號Δ係指示所比較之測量的差。 說明於一些以下實施例中之拉内達展延(Laneta drawdowns)係使用穆拉卡米角度光譜光度計(Murakami -48- 200305030
(44) g〇ni〇SpeCtr〇photometer)分析“展延」係散佈於紙張上以評 估顏色的漆或墨水樣品。典型上,展延係利用油灰刀或刮 勺之邊緣將漆或墨水之I 、 、 Ϊ γ 土 Α艾小瑕滴「展延」得漆或墨水之薄膜 而开y成或者,展延係使用梅耶桿(Mayer r〇d)拉過拉内達 卡片及通過漆之小液滴而得。選定形態的穆拉卡米裝置提
供在固定照明位罾f 4 S。、TL 置(45)及可變觀看者角度(-80。至80。)之關 於樣品明度(L * )的资却ι , π、t @ y ^ Λ 及測量樣品之L* a* b*顏色空間中 的a*、b*色度座標。 t施例1-7 繞射光柵之相對於入舢处田* A匕田 八射把里 < 能量的量值(效率)係成 光柵之類型及其溝槽深片+ $ #亡t 又足函數而改變。因此,可對特定 波長使光柵最適化。對任位冲上々々7 ^ 丁仕何波長在各個繞射階中之光譜分 佈將係由先前記述的方程式1所指示。 米 圖 栅 使用習知之光學軟體模擬具有5〇〇線 之各種繞射光拇(貫施例1 _ 7 ),以決定 15 · 2 0係挺擬結果的圖 /毫米至3〇〇〇線/毫 最佳的光柵形態。 其顯示實施例U之各 種繞射光 之繞射角度成各種波長之函數。尤其 15-20顯示在 正向及45°入射下之各種可見波長(4()()奈米藍紫 米紅色)的繞射角度。下表i |己述特定的實施例編號與相: 應的圖號及模擬的光柵結構。 表1 實施例 圖 光栅結構 1 15 500線光柵 2 16 1000^^光柵 -49- 200305030 (45) 3 17 4 18 5 19 6 20 7 20 米光柵 對於如圖15所示之500線/毫米光柵(實施例1},在—定的 繞射角度,例如40度(在正入射)下,第3階正入射曲線具 有與第2階正入射曲線重疊的顏色。45度入射亦發生相同 的效應。在1000線/毫米光柵(實施例2)之情況中,如固 所示,在正及45°入射下對第1及第2階發生重疊的顏色。 如圖17-20所示,在等於或高於1400線/亳米之頻率下(實施 例3-7)未觀察到重疊。 實施例8 使用習知之光學軟體模擬具有1400線/亳米之銘化正弦 繞射光栅。圖21及22係顯示對400、550及7〇〇奈米波長光在 正及60。入射下在不同溝槽深度之光柵之理論效率(反射 率百分比)的圖。模擬結果顯示接近約16〇奈米之溝槽深度 係彳于到最小零階及最大Ist階貢獻,因而增進光柵之繞射效 應的良好折衷。 使用相同的標準,測得最佳的溝槽深度為對2000線/毫 米光橋之約220奈米,及對3〇〇〇線/毫米光柵之約n6奈米。 實施例9-10 使用書知之光學軟體模擬具有1〇〇〇線/毫米之鋁化正弦 繞射光柵(實施例9)及具有1〇〇〇線/毫米之鋁化方形波繞射 -50- 200305030
(46) 光栅(實施例ίο)。實施例10之光栅為對稱,其中在線條之 頂端之長度與光拇題期之間的比等於0·5。圖23及24係顯示 實施例9及1〇4光柵在不同溝槽深度及對55〇奈米在準正 入射下之理論效率的圖。 模擬顯示對於具有1〇〇〇線/毫米之方形波光柵,在對應 於零階之最小值之約15〇奈米的溝槽深度下得到階的最大 值。在相同頻率下,正弦光柵對約2〇〇奈米之溝槽深度呈 現Ist階之最大值及零階之最小值。然而,相對於方形波形 ® ’正弦光柵中之連續階並未依循相同的型態。藉由溝槽 頻率、形狀、深度等等的明智設置,可於顏料應用中獲致 類似的繞射效應。 實施例11 圖25-27係利用掃描電子顯微鏡拍攝根據本發明而製得 <各種經研磨繞射薄片的照片。明確言之,圖25顯示具 H00線/毫米線性光柵之薄片,圖26顯示具14〇〇線/毫米交叉 光柵之薄片’及圖27顯示具2〇〇〇線/毫米線性光柵之薄片。 於所有情沉中製得之微結構皆相當均勻,顯示光柵基材的 良好複製。 會施例12 圖28-29係利用掃描電子顯微鏡拍攝具有3000線/毫米線 性光柵,且利用以下塗層設計製造之經研磨繞射薄片的照 片: 2QWOT ZnS@687 nm/160 nm A1/2QWOT ZnS@687 nm 圖28及29證實即使係對高光柵頻率,光柵圖案亦可轉移至 -51 - 200305030 (47) 用於製造光柵薄片之薄膜堆疊。製得之微結構相當均勻, 顯7F光樹基材的良好複製。 實施例13 圖30係顯示經自光柵基材脫層之繞射顏料顆粒之塗層 微結構的截面透射電子顯微照片。尤其,顯微照片顯示用 於形成包括介電層406及反射層408之多層塗層結構的2000 線/毫米光柵402。在光栅402與介電層406之間顯示一脫層 區404。介電層406係在550奈米下之ZnS之7 QWOT層,及反 射層408係A1之80奈米層。ZnS層之物理厚度係約410奈米, 其因此提供具約490奈米之物理塗層厚度的薄膜堆疊。顯 微照片顯示塗層依循光柵402之側面,因此其應維持未經 塗布光柵之繞射光學效應。 實施例14 經由將以下之薄膜層沈積於在經畫線繞射光柵聚合物 基料基材上方之50奈米NaCl釋離層上,而形成繞射顏料: 5 nm Cr/2QWOT MgF2@600 nm/160 nm A1/2QWOT MgF2@600 nm/5nm Cr 使沈積層暴露至溫水,將釋離層溶解,因而將薄膜堆疊轉 變成薄片。當塗布至物體時,薄片展現金至銀的色移背景 以及繞射光學效應。 實施例1 5 經由將以下之薄膜層沈積於在1400線/毫米線性光柵箔 片基材上方之60奈米NaCl釋離層上,而形成繞射顏料: 8 nm Cr/X QWOT ZnS@Y nm/160 nm Al/X QWOT ZnS@Y nm/8nm Cr -52- 200305030 (48) 形成具有以上之光學塗層設計與對各樣品列於表2中之各 別削減值(X,Y)的三顏料樣品(A-C)。 表2 樣品 X Y A 3 400 B 4 500 C 4 635
使光柵箔片基材及沈積層暴露至水,將NaCl層溶解,因 而將薄膜堆疊轉變成具大且寬廣之顆粒大小的薄片,接著 再將其弄碎形成繞射薄片。將薄片超音波研磨成具有約20 微米之平均顆粒大小。於研磨後,將薄片加至漆媒劑,並 塗布至拉内達卡片成為展延。亦將漆媒劑中之一些繞射薄 片噴塗於具有不同形狀之物體上,以顯示其之裝飾性外 觀。 顏料樣品A、B、及C分別具有紅色、綠色及紫色的背景 顏色。被視為係當利用嚴格漫射光觀看樣品時之最強顏色 ® 的背景顏色成為一些繞射微波光束的濾光器。由於背景顏 色與繞射效應結合的結果,當在不同角度下觀察經塗布物 典 體時產生獨特的色域。 圖3 1 - 3 3係分別將顏料樣品A - C之顏色軌線及色度作圖 的a* b*圖。測量係利用穆拉卡米角度光譜光度計進行。來 自背景顏色的「濾光」效果清楚顯示在描繪於圖31-33之 a*,b*圖中的顏色行徑中。舉例來說,顏料樣品A(圖31)在 圖的lst( + b,+ a)及4th( + a,-b)象限中行進,將黃色、綠色及藍 -53- 200305030 (49) 色過濾掉。顏料樣品Β(圖32)基本上停留於圖的2nd( + b,-a) 及3fd(-a,-b)象限中,將大部分的橙色、紅色及紫色過遽 掉。顏料樣品C(圖33)顯示在圖之所有四個象限中的顏色 行進。 樣品A- C中之背景顏色係由干涉折射效應所產生。由圖 3 1-33之a*b*圖可看到紅色及綠色(樣品A及B)係光譜飽和 顏色,但紫色(樣品C)係經由將藍紫色及紅色光束混合而 得之非光譜較不飽和的顏色。 實施例16 經由將以下之薄膜層沈積於在1400線/毫米線性光柵箔 片基材上方之60奈米NaCl釋離層上,而形成色移繞射顏 料: 8 nm Cr/X QWOT MgF2@Y nm/160 nm Al/X QWOT MgF2@Y nm/8nm
Cr 形成具有以上之光學塗層設計與對各樣品列於表3中之各 別削減值的三顏料樣品(D-F)。 表3 樣品 X Y D 4 531 E 4 665 F 3 497 使光柵箔片基材及沈積層暴露至水,將NaCl層溶解,因 而將薄膜堆疊轉變成具大且寬廣之顆粒大小的薄片,接著 再將其弄碎形成繞射薄片。將薄片超音波研磨成具有約20 -54- 200305030 (50) 微米之平均顆粒大小。於研磨後,將薄片加至漆媒劑,並 塗布至拉内達卡片成為展延。亦將漆媒劑中之一些繞射薄 片喷塗於具有不同形狀之物體上,以顯示其之裝飾性外 觀0
竹锿品D、I 及、·’工色/金色的色移背景顏色。當視角自〇。改變至較高角 度時’顏料樣品中之背景顏色自相對的較高波長(例如, 綠色)行進至較低波長(例如,藍色)。 圖34-36係分別將顏料樣品〇-17之顏色軌線及色度作圖 的a* b*圖。測量係利用穆拉卡米角度光譜光度計進行。在 描繪於圖34-36之a* b*圖中的顏色行徑中清楚地顯示「濾光 政果」。舉例來說,顏料樣品0(圖34)停留於211<1( + 13,1)象 限中。顏料樣品E(圖35)及F(圖36)在lst( + b,+ a)及4th( + a,-b) 象限中行進,但其之軌線相當不同。 &對於特殊的色移塗層設計’非光柵漆展延將僅顯現在對 :高角度之接近零之值(幾乎無色彩的消褪顏色)與特 设計在45。照明/視鏡面反射下之色調之圖特性 間沾站 丫 <點之 的凃。若無繞射效應,則對於平的小板狀顏 層哿斗收3 々、种’色移塗 曰,又计將經由光干涉而產生色移顏料。當將繞射加=x 干涉現象時,經由重疊此兩不同現象 土色移 ^ 1于的九學印象不3 吊且極具吸引力。如同在輕微色移繞射顏料 、号
β頭色成為一些繞射微波光束的濾光器,其 w R 色隨視角而改變。 思光為的|!
實施例17-U -55- 200305030 (51) 經由將薄膜層沈積於在具有1400線/毫米頻率之經畫線 繞射光橋聚合物基料基材上方之釋離層上’而形成銅基繞 射顏料。使用於形成銅基繞射顏料之塗層設計如下: 2QWOT ZnS@450 nm/Cu/2QWOT ZnS@450 nm(例 17); 2QWOT ZnS@750 nm/Cu/2QWOT ZnS@750 nm(例 18);及 8 nm Cr/2QWOT ZnS@750 nm/Cu/2QWOT ZnS@750 nm/8 nm Cr (例 19) 對於實施例17-19之塗層設計,Cu層之厚度係在約60奈米及 約100奈米之間。使沈積層暴露至溫水,將釋離層溶解, 因而將薄膜堆疊轉變成薄片。 實施例17之顏料薄片當塗布至物體時展現青銅背景顏 色以及繞射光學效應,而實施例18之顏料薄片當塗布至物 體時展現黃褐色的背景顏色以及繞射光學效應。實施例18 之顏料薄片由於ZnS之光學厚度的變化,而展現不同於實 施例17之顏料薄片的背景顏色。實施例19之顏料薄片當塗 布至物體時展現藍綠色/藍色的背景顏色與繞射光學效 應。 圖37係將實施例17-19之顏料薄片之顏色軌線及色度作 圖的a* b*圖。圖37之a* b*圖顯示實施例17及18中之由於ZnS 層之不同光學厚度所致之背景顏色的變化,及當將部分吸 收劑(Cr)加至塗層設計時(實施例19)的顏色變化。應注意 在實施例18及19之間的繞射顏色行進差異係由於Cr層部 分反射一些光所致。由於心層為部分透射’因而一些光在 進入至介電質/反射器(ZnS/Cu)堆疊之前將被此層反射/繞 -56- 200305030
(52) 射。 會施例20-22 經由將薄膜層沈積於在具有1400線/毫米頻率之經畫線 繞射光柵聚合物基料基材上方之釋離層上,而形成彩色繞 射顏料。使用於形成繞射顏料之塗層設計如下: 8 nm Cr/4QWOT ZnS@500 nm/Al/4QWOT ZnS@500 nm/8 nm Cr (例20); 8 nm Cr/4QWOT MgF2@530 nm/Al/4QWOT MgF2@530 nm/8 nm Cr (例21) 經由將薄膜層沈積於在具有1400線/毫米頻率之光滑聚 合物基料基材上方之釋離層上,而形成比較用之非繞射色 移顏料。使用於形成非繞射色移顏料之塗層設計如下: 8 nm Cr/4QWOT MgF2@530 nm/Al/4QWOT MgF2@530 nm/8 nm Cr (例22卜 實施例20之顏料薄片展現輕微色移的綠色背景顏色以 及繞射光學效應,而實施例21之顏料薄片展現色移綠色/ 藍色背景顏色以及繞射光學效應。實施例22之顏料薄片展 現色移綠色/藍色背景顏色而無繞射光學效應。 圖38-40係分別將實施例20-22之顏料薄片之顏色軌線及 色度作圖的a* b*圖。測量係利用穆拉卡米角度光譜光度計 進行。圖38-40之a*b*圖顯示經塗布實施例20-22之各別顏 料薄片組合物之固定樣品物體之顏色(a*,b*座標)的變 化,及當入射光相對於樣品物體之正向自零改變至70度時 之固定觀看者角度(12至70度)。 -57- 200305030
(53) 將顏料之相關顏色變化於圖38-40之a*b*圖中描繪為一 系列的線條或軌線,可使用其於幫助暸解當觀看經塗布顏 料之曲面物體時觀看者所可察覺的顏色變化。各軌線呈現 觀看者定向之恒定值角度,軌線之連續線條連接在一系列 照明角度下之測量色值,其中實際測量值係對應於線條上 的符號標記位置。a* b*圖中之不同符號記號對特定軌線呈 現12、20、30、40、50、60及70度之固定觀看者定向。顏 色座標係當儀器之照明源定向對各觀看者定向自〇至70度 以10度增量步進時,自顏料之完整光譜響應計算得。在特 定軌線上之共同符號記號呈現對應於照明源定向之各增 量。因此,可經由自各軌線終端之於圖中標示為0或70之 開端或末端計算,而測定在各符號記號之照明源角度的獨 特值。因此,對於觀看者相對於平面表面之一定的定向, 使照明源自正向掃掠至70度之入射角產生對應於軌線的 觀察顏色。 為暸解觀察者對經塗布顏料之曲面物體的察覺,當觀看 者及照明角度兩者改變時,單一軌線並不足夠。隨觀看者 及照明條件中之增量改變橫越之於a* b*圖中之顏色空間 係對應於一定的表面曲率。此顯示本發明顏料之一效益及 其於漆中之用途,其係要在一定的照明條件範圍内突顯物 體之曲率。可在第一軌線上之任何點描繪或得到顏色空 間,其中在軌線上之移動呈現照明源相對於表面正向之傾 斜的改變。相鄰的軌線係對應於諸如當固定觀察者觀看物 體之曲率時所發生之觀看者方向的改變。 -58- (54)200305030
圖38之a*b* 繞射顏料之綠 空間的區域分 各迴線的頂點 預示較高的色 實施例20之非 當存在強照明 較高的反差度 對於非繞射 圖中所示之軌 形狀,且以相 進。軌線之規貝 條件的高色反 對於繞射色 中所示之軌線 動亦沒有固定 顏色空間區域 以及沿曲面表 色/藍色顏料 色。 當繞射及干 對稱,而係將彳 移效應與繞射 度準直照明條 色月景顏色之顏色座標特性為中心之顏色 出。、此等軌線亦形成向外伸出的迴線,其中 近:於鏡面反射點。此等軌線之間的分離係 反,尤其係在對應於鏡面反射的區域中。 色移顏料於漫射照明中具有討喜的顏色, 源’諸如明亮曰光時1亦對曲面區域提供 色移綠色/藍色顏料(實施例22),圖4〇之州 線形成具有在鏡面條件下之頂點的似橢圓 對頂點位於原點附近的規則逆時針方式行 U行進係預示透過較寬廣範圍之照明及觀看 差。 移、’彔色/藍色顏料(實施例21),圖39之a* b*圖 並未形成規則或共同的形狀,其之方向或移 型態。此等軌線之不規則路徑涵蓋較寬廣的 而有最小的重疊,其將可提供較高的色反差 面的明顯顏色。因此,沿經塗布繞射色移綠 匕曲面表面之各個區域將展現不同組的顏 涉效應結合時,顏色範圍一般將非對一點成 针各觀看者及照明之位置為獨特。經由將色 顏色結合,物體之曲率及深度在於漫射及高 件兩者中改變之獨特顏色方案中突顯。 -59- 200305030
(55) 本發明可以其他特定形式具體實施,而不脫離其之精神 或基本特性。應將說明具體實施例之所有方面僅視為說明 性而非限制性。因此,本發明之範圍係由隨附之申請專利 範圍而非先前之說明所指示。應將所有在申請專利範圍之 相等物之意義及範圍内的所有變化涵蓋於其之範圍内。 圖式簡單說明 為說明得到本發明之於發明内容中所引述及其他優點 及特徵的方式,經由參照說明於附圖中之其之特定具體實 施例當可更明確地說明簡述於發明内容中之本發明。當明 暸此等圖式僅描述本發明之典型體實施例,因此不應將其 視為限制其之範圍,本發明已經由使用附圖而就額外的特 異性及細節作說明及解釋,其中·· 圖1係描繪多色光經由繞射光柵而分離成其之成份波長 的說明; 圖2係描繪多色光經由繞射光柵而分離成其之成份波長 的另一說明; 圖3係可使用於形成本發明之繞射顏料薄片及箔片之基 料(web)或箔片光柵的概略描繪; 圖4係根據本發明之一具體實施例之繞射顏料薄片之塗 層結構的概略圖式; 圖5係根據本發明之另一具體實施例之繞射顏料薄片之 塗層結構的概略圖式; 圖6A及6B係根據本發明之再一具體實施例之繞射顏料 薄片之塗層結構的概略圖式; -60- 200305030
(56) 圖7係根據本發明之另一具體實施例之繞射顏料薄片之 塗層結構的概略圖式; 圖8係根據本發明之另一具體實施例之繞射顏料薄片之 塗層結構的概略圖式; 圖9及10係多重塗布物件之概略圖式,其中一塗層加入 繞射顏料薄片,及另一塗層具有非繞射薄片;
圖11係具有包括繞射薄片及視需要包括非繞射薄片之 至少一塗層之經塗布物件的概略圖式; 圖12係根據本發明之一具體實施例之繞射箔片之塗層 結構的概略圖式, 圖13及14係形成於基料上之根據本發明之繞射箔片的 另類概略構造; 圖15係說明對具500線/毫米之繞射光柵在正入射及45° 入射下之各種波長之繞射角度的圖;
圖16係說明對具1000線/毫米之繞射光柵在正入射及45° 入射下之各種波長之繞射角度的圖; 圖17係說明對具1400線/毫米之繞射光柵在正入射及45° 入射下之各種波長之繞射角度的圖; 圖18係說明對具2000線/毫米之繞射光柵在正入射及45° 入射下之各種波長之繞射角度的圖; 圖19係說明對具2400線/毫米之繞射光柵在正入射及45Q 入射下之各種波長之繞射角度的圖; 圖20係說明對具2500線/毫米之繞射光柵及具3000線/毫 米之繞射光柵在正入射及45°入射下之各種波長之繞射角 -61 - 200305030 度的 圖 深度 圖; 圖 各種 圖 之各 圖 面透 圖 度的 圖 及色 圖 色度 圖 度的 圖 圖。 圖式 10 20 11、 (57) 圖; 21及22係顯示1400線/毫米鋁化正弦光柵在各種溝槽 在正入射及60°入射下對各種光波長之理論效率的 23及24係顯示1000線/毫米鋁化正弦及方形波光柵在 溝槽深度下之理論效率的圖; 25-29係利用掃描電子顯微鏡拍攝根據本發明所製得 種繞射顏料薄片的照片; 30係顯示本發明之繞射顏料薄片之塗布微結構的截 射電子顯微照片; 3 1-33係描繪本發明之各種繞射顏料之顏色軌線及色 a*b* 圖; 34-36係描繪本發明之各種色移繞射顏料之顏色軌線 度的a* b*圖; 37係描繪本發明之各種銅基繞射顏料之顏色軌線及 的a * b *圖; 38-39係描繪本發明之各種繞射顏料之顏色軌線及色 a*b*圖;及 40係描繪色移非繞射顏料之顏色軌線及色度的a*b* 代表符號說明 繞射光柵 基料或箔片繞射光柵 58、66、76、159 繞射結構 62- 200305030 (58)
24 26 30 32、44、52、64、64a、 152 、 204 34、36、42、54a、54b 154、154a、154b、158、 158b 、 206 40 ^ 50 ^ 60 - 70 ^ 126 > 56、56a、56b、74a、74b 156a、156b、208 62 68、68a、6 8b 100 、 110 、 120 102 、 122 104 106 124 128 130 132 200 、 240 202 222 多層塗層 表面 非色移繞射薄片 64b、 反射層 、72、 介電層 158a、 150 繞射薄片 156、 吸收層 中心支承層 額外層 經塗布物件 表面截面 繞射塗層 非繞射塗層 塗層 非繞射薄片 面塗層 打底塗層 繞射箔片 基材 基料 -63- 200305030 (59) 224 232、 242 釋離層 244 黏著層 相對表面 64-
Claims (1)
- 200305030 拾、申請專利範圍 1. 一種繞射顏料薄片,其包括複數個層,該顏料薄片具 有每毫米至少1,400個光柵線條及至少約100奈米之光 柵深度之在整個層内的繞射光柵。 2. 根據申請專利範圍第1項之繞射顏料薄片,其包括具有 第一主要表面、相對之第二主要表面及至少一側面之 中心介電層; 在該介電層之第一主要表面上方之第一吸收層;及 在該介電層之第二主要表面上方之第二吸收層。 3. 根據申請專利範圍第1項之繞射顏料薄片,包括: 具有第一主要表面、相對之第二主要表面、及至少 一側面之中心反射層, 在該中心反射層之其中一主要表面上方之至少一介 電層; 其中該顏料薄片具有每毫米至少1,400個光栅線條及 至少約100奈米之光栅深度之在整個層内的繞射光柵 圖案。 4. 根據申請專利範圍第3項之繞射顏料薄片,包括: 在該反射層之第一主要表面上方之第一介電層, 在該反射層之第二主要表面上方之第二介電層, 其中該第一及第二介電層包含具大於約1.3之折射 率之介電材料。 5. 根據申請專利範圍第4項之顏料薄片,其中該第一及第 二介電層係實質上環繞該反射層之相連介電層的部分。 2003050306. 根據申請專利範圍第3項之顏料薄片,其進一步包括: 在該介電層上方之吸收層。 7. 根據申請專利範圍第3項之顏料薄片,其中該反射層包 括具有固有顏色及選自由銅、金、銀-銅合金、黃銅、 青銅、氮化欽、及其之化合物、組合或合金所組成之 群之反射性材料。 8. 根據申請專利範圍第3項之顏料薄片,其中該反射層具 有約10至約200奈米之物理厚度。 9. 根據申請專利範圍第6項之顏料薄片,包括: 在該反射層之第一主要表面上方之第一介電層, 在該反射層之第二主要表面上方之第二介電層, 在該第一介電層上方之第一吸收層,及 在該第二介電層上方之第二吸收層。 10. 根據申請專利範圍第9項之顏料薄片,其中該第一及第 二介電層包括具有約1.65以下之折射率之介電材料。 1 L根據申請專利範圍第9項之顏料薄片,其中該第一及第 二介電層包括具有大於約1.65之折射率之介電材料。 12. —種繞射組合物,包括顏料介質及分散於顏料介質中 之複數個根據申請專利範圍第2項之繞射顏料薄片。 13. 根據申請專利範圍第12項之繞射組合物,其包括分散 於顏料介質中之複數個根據申請專利範圍第4項之繞 射顏料薄片。 14. 根據申請專利範圍第12項之繞射組合物,其包括分散 於顏料介質中之複數個根據申請專利範圍第8項之繞 200305030射薄片。 15. 根據申請專利範圍第12項之繞射組合物,其包括分散 於顏料介質中之複數個根據申請專利範圍第9項之繞 射薄片。 16. —種繞射羯片,包括: 一反射層,及 一在該反射層上方之介電層, 其中該箔片於其上具有繞射結構,且展現背景顏色 及在背景顏色之上的光學繞射效應。 17. 根據申請專利範圍第16項之繞射箔片,包括: 一基材,其具有其上有繞射結構之表面,該反射層 係在基材之表面上方,及 一在該介電層上方之吸收層, 其中該介電層具有在選定設計波長下之光學厚度, 以致該箔片在第一入射光角度或視角下展現至少第一 背景顏色,及 其中各該反射、介電及吸收層具有複製於其中之繞 射結構。 18. 根據申請專利範圍第16項之繞射箔片,包括: 一基材,其具有其上有繞射結構之表面,該反射層 係在基材之表面上方,及 其中各該反射及介電層具有複製於其中之繞射結 構0 19.根據申請專利範圍第16項之箔片,其中該繞射結構係 200305030為繞射光栅圖案或全息(holographic)影像圖案。 20. 根據申請專利範圍第19項之箔片,其中該繞射光柵圖 案具有每毫米大於約1100個光柵線條。 21. —種經塗布物件,包括: 一具有一或多個表面之物體, 一在該一或多個表面之至少一部分上方之繞射塗 層,該塗層包括含下列成份之繞射組合物: 顏料介質;及 複數個其上具有繞射結構且分散於顏料介質中之 顏料薄片,該顏料薄片具有包括下列之多層結構: 具有第一主要表面、及相對之第二主要表面之 反射層; 在該反射層之第一主要表面上方之第一介電 層; 在該反射層之第二主要表面上方之第二介電 層; 在該第一介電層上方之第一吸收層;及 在該第二介電層上方之第二吸收層; 其中該第一及第二介電層具有在選定設計波長下之 光學厚度,以致該顏料箔片在第一入射光角度或視角 下展現至少第一背景顏色。 22. 根據申請專利範圍第21項之經塗布物件,其中該顏料 薄片在第二入射光角度或視角下具有不同於該第一背 景顏色之第二背景顏色。 20030503024. 根據申請專利範圍第21項之經塗布物件,其進一步包 括部分覆蓋該繞射塗層之非繞射塗層。 25. 根據申請專利範圍第21項之經塗布物件,其進一步包 括在該繞射塗層下方之非繞射塗層。
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