用于灰度级着色的纳米结构化的表面制造技术

本发明专利技术涉及具有结构性着色表面的纳米结构化的产品。结构性着色表面通过在基板上提供纳米结构化的表面并且在纳米结构化的表面上提供覆盖的金属层而获得，其中基板可为塑料材料。金属层在可视光谱范围中生成光的宽频带吸光率，以使得结构性着色表面显得暗，例如，显得具有灰色或黑色。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米结构化的表面，特别是涉及通过使用这种表面的结构着色。
技术介绍
已知的是通过用着色涂料材料涂色来装饰塑料物体。涂料将在其变干后粘合至物体上。存在用于向塑料物体提供着色装饰的其他方法。通常地，因为除了形成塑料物体以外该工艺还包括用于应用装置的各种步骤，因此这种方法使塑料物体的制造工艺变得复杂。此外，因为涂料可能以其他方式对回收利用的材料添加不期望的着色(例如，主要材料的白色将被黑色涂料污染)，因此在回收利用主要物体之前需要移除涂料，由此涂色的产品使回收利用这种产品变得复杂。相应地，需要可不受上述问题影响或提供其它优点的用于装饰物体的其他着色工艺。WO2013039454公开了光学布置，其中，该光学布置包括基板和从基板的表面延伸的多个相隔开的细长纳米结构，其中每个细长纳米结构包括位于远离基板的表面的端部上的金属层。本专利技术也涉及用于形成光学布置的方法。
技术实现思路
在用于装饰金属或聚合物物体的方法内实现改善将是有利的。尤其是可见，本专利技术的目的在于提供解决现有技术中的涉及着色和/或回收利用的上述问题或其他问题的方法。为了较佳地解决这些顾虑中的一个或多个，在本专利技术的第一方面中揭示了具有结构性着色表面的纳米结构化的产品，包括：-基板，包括包含有升起或凹陷的纳米结构的纳米结构化的表面；以及-金属层，至少部分地覆盖纳米结构化的表面并且至少部分地符合纳米结构化的表面以使得金属层在可视光谱范围中生成光的宽频带吸光率。例如，如玩具的塑料物体可包括根据第一方面的纳米结构化的产品。塑料物体和基板可由不同的材料或相同的材料制成，以使得仅金属层需要被添加至物体以用着色(此处为暗色，例如灰色或黑色)装饰物体。因为仅薄的金属层(但无附加的颜色)引入到物体或基板中以生成期望的着色，所以物体可被回收利用许多次，例如百次或更多次，而不破坏物体或基板的原始颜色。金属层在可视光谱范围的光谱范围(即，涵盖380至700纳米的可视范围的至少100纳米的范围)中生成吸收。实际上，金属层应在整个或基本上整个可视范围上生成吸收以生成宽频带吸收。相应地，宽频带吸收可被定义为在380至700纳米的可视范围内至少100nm的光谱范围中的吸收。该吸收可在可视光谱范围上或在可视范围内的至少100nm的子范围上平均大于20％。书籍“光学材料：选择和应用介绍，光学工程第6卷，1985，由SolomonMusikant著作，由MarcelDekker,Inc.出版(OpticalMaterials:AnIntroductiontoSelectionandApplication,OpticalEngineeringvolume6,1985,bySolomonMusikant,publishedbyMarcelDekker,Inc.)”提供了宽频带减反射过滤器的若干示例。在第162页给出了在400至740nm的光谱范围中有效的宽频带AR涂覆。纳米结构化的表面通常地覆盖大于至少4平方毫米的面积。由此，在相对大的面积(例如，至少4平方毫米)上，纳米结构化的表面具有与吸收相关的相同或基本相同的光学性质。纳米结构着色可被提供到不透明基板或透明基板上。在实施方式中，基板为塑料或聚合物。在替代性实施方式中，基板为金属上的氧化物层。在实施方式中，可视光谱范围中的光的平均宽频带吸收在可视光谱范围上平均大于20％。入射光功率在基板上的20％的吸收可足以生成按表面。在实施方式中，位于纳米结构化的表面上的金属层在可视光谱范围上具有平均小于20％的可视光谱范围中的光的反射率。入射光功率在基板上的20％的吸收改善纳米结构化的表面的暗度。优选地，金属层符合纳米结构化的表面以使得金属层包括包含有与基板的纳米结构化的表面相似的升起或凹陷的结构的纳米结构化的表面。在实施方式中，基板的升起或凹陷的纳米结构从基础表面凸出，以使得相符合的金属层的升起或凹陷的纳米结构也从金属层的基础表面凸出，其中金属层的升起或凹陷的结构相对于金属层的基础表面的覆盖范围大于30％。在实施方式中，基板还包括散射表面。散射表面可包括具有长到足以散射进入的可视光的尺寸的结构。散射表面可定位成与纳米结构化的表面相邻，以提供对于暗纳米结构化的表面的对比。基板可包括多个散射表面和多个纳米结构化的表面，其中多个散射表面与多个纳米结构化的表面布置成交替图案。这种图案可用于生成特定的灰色级。在实施方式中，基板还包括由金属层覆盖的非结构化表面。非结构化表面可用于生成反射表面，该反射表面例如与纳米结构暗表面相邻。在实施方式中，基板为箔，其中金属层定位在箔的背面上，以及其中背面配置成连接至物体。在实施方式中，金属层被保护性透明层覆盖。这种保护性层可有利地用于保护基板和金属层中的纳米结构。本专利技术的第二方面涉及显示器，该显示器包括：-根据第一方面的纳米结构化的产品；以及-光源，布置成朝着纳米结构化的产品发射光。光源可为能够朝着纳米结构化的产品直接或间接地发射光的任意光源。例如，光源可朝着纳米结构化的产品直接地发射光束。可选地，光源可配置成朝着纳米结构化的产品间接地发射光(例如，通过朝着反射或散射层发射光)以朝着纳米结构化的产品引导反射或散射光。光源可配置成将朝着纳米结构化的产品引导光束(例如，具有均匀束强度的光束)，或者朝向纳米结构化的产品引导不同光强度和/或颜色的图案(例如，由LCD屏幕生成的图案)。本专利技术的第三方面涉及用于制造根据第一方面的纳米结构化的产品的工艺，该工艺包括：使用模具或压花工具由成型或压花形成塑料物体，其中模具或压花工具的表面提供有纳米结构化的表面以使得该形成生成塑料物体的纳米结构化的表面；以及用金属层覆盖塑料物体的纳米结构化的表面以使得金属层至少部分地覆盖纳米结构化的表面并且至少部分地符合纳米结构化的表面，以使得金属层在可视光谱范围中生成光的宽频带吸收。综上，本专利技术涉及具有结构性着色表面的纳米结构化的产品。结构性着色表面通过在基板上提供纳米结构化的表面并且在纳米结构化的表面上提供覆盖的金属层而获得，其中，基板可为塑料材料。金属层在可视光谱范围中生成光的宽频带吸光率以使得结构性着色表面显得暗，例如，显得具有灰色或黑色。通常，本专利技术的各种方面可在本专利技术的方面内可能的任意方式组合并结合。本专利技术的这些和其他方面、特征和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有结构性着色表面的纳米结构化的产品，包括：‑基板，包括包含有升起或凹陷的纳米结构的纳米结构化的表面；以及‑金属层，至少部分地覆盖所述纳米结构化的表面并且至少部分地符合所述纳米结构化的表面以使得所述金属层在可视光谱范围中生成光的宽频带吸光率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 DK PA201470365;2013.09.02 EP 13182669.51.一种具有结构性着色表面的纳米结构化的产品，包括：
-基板，包括包含有升起或凹陷的纳米结构的纳米结构化的表面；
以及
-金属层，至少部分地覆盖所述纳米结构化的表面并且至少部分地
符合所述纳米结构化的表面以使得所述金属层在可视光谱范围中生成光
的宽频带吸光率。
2.根据权利要求1所述的纳米结构化的产品，其中，所述产品配置
成使得所述金属层为配置成接收入射光的前层。
3.根据权利要求1所述的纳米结构化的产品，其中，所述产品配置
成使得所述基板为配置成接收入射光的前层。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构化的产品，其中，所
述金属层的厚度处于10nm至80nm的范围中，例如处于20nm至50nm
的范围中。
5.根据权利要求1至2及4中任一项所述的纳米结构化的产品，其
中，所述基板对于可视光是不透明的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构化的产品，其中，所
述基板为金属上的氧化物层。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构化的产品，其中，可
视光谱范围中的光的平均宽频带吸收在所述可视光谱范围上平均大于
20％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构化的产品，其中，位

\t于所述纳米结构化的表面上的所述金属层在可视光谱范围上具有平均小
于20％的可视光谱范围中的光的反射率。
9.根据前述权利要求中任一项所述的纳米结构化的产品，其中，所
述金属层符合所述纳米结构化的表面以使得所述金属层包括包含有升起
或凹陷的结构的纳米结构化的表面。
10.根据权利要求9所述的纳米结构化的产品，其中，所述基板的
所述升起或凹陷的纳米结构从基础表面凸出，以使得所述金属层的相符
...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·布罗恩·克里斯琴森，安德斯·克里斯滕森，尼尔斯·阿斯格·莫滕森，
申请(专利权)人：丹麦技术大学，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK