一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜的制作方法

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1.本实用新型涉及薄膜技术领域，具体涉及一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜。


背景技术：

2.基于一维光子晶体多层薄膜结构的光干涉效应是物理色中实现结构显色的主要技术方法，也是目前在工业领域实现结构色的首选方案。结构显色与染料化学着色方法不同(色素对光的吸收所引起的颜色)，主要通过光在生物体微结构中产生光的反射、散射、干涉或衍射所形成的色彩。由于结构色具有不褪色、环保、金属闪烁效果和随角异色等优点，因此在色彩油漆、印刷油墨、液体油墨、塑料、玻璃、陶瓷产品和装饰性化妆品制剂等领域具有应用价值。其中，随角异色是薄膜结构色的固有特点，这使得它们被用于有价证券和文件及商品防伪,如钞票、支票、银行卡、信用卡、入境卡和门票等。
3.但现有的薄膜结构色作为特殊效果颜料仍有若干不足，最显著的特点就是薄膜的角度效应特性。光学薄膜结构色是以工作在特定入射角度为前提的。当入射角发生变化，薄膜结构色的色调会发生变化，谐振波长蓝移。这阻碍了薄膜结构色作为传统颜料替代品的可能性。特别是针对美妆及车漆领域，小色调变化效果的结构色更具有实用价值。因此，利用更好机械性能和人体安全性能的全介质结构探索小颜色漂移的反射式薄膜结构色，对于反射式显示，美妆彩妆，汽车车漆及绿色印刷等领域具有积极的意义。为此，本实用新型提出了一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜，以解决现有技术存在的不足和缺点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜。
5.本实用新型采用的技术方案为：
6.一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜，其特征在于：包括玻璃基层和折射膜层组成，所述折射膜层由多层的高折射率膜层和多层的低折射率膜层交替层叠组成；
7.所述全介质薄膜反射率大于85％；
8.所述全介质薄膜的反射光谱从截止区到高反射区的过段波段斜率为1.1
‑
1.4之间，其中600nm以下波长为截止区间
9.所述全介质薄膜反射在600
‑
800nm红色颜色映射上介于0
‑
45
°
之间具有较小的偏移色差，lab*a*b颜色映射在30
‑
45
°
之间。
10.优选的，所述低折射率膜层的折射率为1.3
‑
2.0，所述高折射率膜层的射率膜层的折射率为2.0
‑
2.8。
11.优选的，所述高折射率膜层为二氧化钛、二氧化铪、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化锆、氮化硅、硫化锌中的一种或多种混合物组成。
12.优选的，所述低折的射率膜层为二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁中的一种或多种混
合物组成。
13.优选的，所述高折射率膜层的材质为二氧化钛；所述低折射率膜层的材质为二氧化硅。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型小角度高饱和度全介质薄膜结构颜色偏移效果不明显，可有效的满足角度不敏感性的需要；本实用新型结构的薄膜的结构色具有不褪色，且具有环保、金属闪烁效果和随角异色等特点；本实用新型的薄膜可有效的应用于色彩油漆、印刷油墨、液体油墨、塑料、玻璃、陶瓷产品和装饰性化妆品制剂等领域中应用，具有显著的实用性。
附图说明：
15.图1：本实用新型的结构示意图。
16.图中：001、玻璃基层，002、折射膜层，201、高折射率膜层，202、低折射率膜层。
具体实施方式：
17.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
18.如图1所示，一种具有小角度效应的高饱和度全介质薄膜，其特征在于：包括玻璃基层001和折射膜层002组成，折射膜层002由多层的高折射率膜层201和多层的低折射率膜层202交替层叠组成；
19.全介质薄膜的反射率大于85％；
20.全介质薄膜满足反射光谱从截止区到高反射区的过段波段斜率为1.1
‑
1.4之间，600nm以下波长为截止区间的线性目标值，优化膜系结构获得小角度效应的光学薄膜
21.全介质薄膜反射在600
‑
800nm红色颜色映射上介于0
‑
45
°
之间具有较小的偏移色差，lab*a*b颜色映射在30
‑
45
°
之间
22.本实施例中的折射膜层002最外层为低折射率膜层202，低折射率膜层202和高折射率膜层201交替层叠组成，其中高折射率膜层201和低折射膜层202一共设置了27层；在折射膜层002中，低折射膜层202均在奇数层,所有奇数层的物理厚度自第一层依次往后层为110.28nm、30.27nm、158.86nm、19.82nm、156.57nm、145.92nm、39.62nm、197.5nm、32.49nm、322.17nm、139.41nm、146.56nm、165.85nm、88.97nm；所有偶数层的物理厚度自第二层依次往后层为8.28nm、93.6nm、116.23nm、116.73nm、85.81nm、99.96nm、16.17nm、111.42nm、110.65nm、92.02nm、87.53nm、92.44nm、108.38nm，所有层数的折射膜层的物理厚度总和为2893.59nm。
23.本方案进一步优化设置为：如图1所示，高折射率膜层201为二氧化钛、二氧化铪、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化锆、氮化硅、硫化锌中的一种或多种混合物组成；
24.低折射率膜层202二氧化硅、三氧化二铝、氟化镁中的一种或多种混合物组成。
25.折射膜层002中的低折射率膜层202的折射率为1.3
‑
2.0，高折射率膜层201的射率膜层的折射率为2.0
‑
2.8，本实施中高折射率膜层201的材质为二氧化钛；
26.低折射率膜层202的材质为二氧化硅，在本实施例中二氧化钛的折射率为
2.34867，二氧化硅的折射率为1.4618。
27.本实用新型的原理为：当自然光入射到本实用新型的薄膜上(实施例中的薄膜),遇到第一层低折射率膜层202的界面时,入射光中的部分光束以某种角度反射回来,而另一部分光束则在第一层低折射率膜层202的表面发生折射；当折射的光线碰到第二层的高折射率膜层201界面时,以另一角度强度及相位反射到第一层界面上,并继续折射，依次下去。最终通过27层的折射膜层出来的反射光的颜色会有膜层数、膜层的厚度、膜层的折射率等不同而不同,也由某波段的光的相干增强或相消减弱而决定薄膜的结构色。
28.图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。