一种全介质金属亮银色结构色薄膜制造技术

本技术公开了一种全介质金属亮银色结构色薄膜。该结构色薄膜包括全介质干涉薄膜，全介质干涉薄膜包括预设顺序堆叠的红色反射膜堆、绿色反射膜堆和蓝色反射膜堆；每种膜堆由若干高折射率介质膜和若干低折射率介质膜交替堆叠，通过堆叠周期及每种膜堆的中心波长控制膜堆的色调、饱和度和明度。本技术基于红、绿、蓝三基色加法混色原理实现可见光波段银白色金属色效果，通过以红、绿、蓝三基色波长为反射带中心波长，构建三波段反射带叠加，实现可见光宽带高反射率金属亮银色。通过选取不同三基色波长，不同基础结构和单元周期数，可以实现红、绿、蓝不同波段的反射率调整和带宽调整，可以实现金属暖银色、中性银色、冷银色等金属色效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及结构色薄膜，尤其涉及一种全介质金属亮银色结构色薄膜。

技术介绍

1、结构色是一种由物体的结构和几何形状引起的颜色效果。这种颜色并不是由化学成分或色素造成的，而是由光的干涉、衍射或散射等现象产生的。结构色常常出现在自然界中，如蝴蝶的翅膀、鱼鳞、珍珠和油膜等。结构色的产生是由于光在物体表面发生反射或折射时，根据物体的结构特征产生的干涉现象。当光线遇到物体表面时，会发生多次反射和折射，这些光线叠加在一起形成新的光线，产生特定的颜色效果。常见的结构色有靛蓝色、紫色、绿色和金属光泽等。这些色彩鲜艳、变幻多样，并且随着观察角度的改变而呈现出不同的颜色。结构色不仅在自然界中广泛存在，也被运用于人造产品中，如高光泽漆、色彩涂层和光学薄膜等。

2、结构色具有诸多优点：一是颜色鲜艳丰富，结构色可以呈现出鲜艳、丰富的色彩，常常是一些显眼的颜色，吸引人们的眼球；二是视觉效果独特，结构色的产生是由于物体的结构特征，因此呈现出的颜色效果独特而特殊，与传统的化学染料或颜料不同；三是角度依赖性，结构色的颜色效果会随着观察角度的改变而发生变化，给人带来一种动态的感觉，增加了观赏的趣味性；四是无污染和环保，结构色并不依赖化学染料或颜料，而是通过物体的结构引起干涉现象，因此不会产生环境污染和有害物质；五是耐久性较好，由于结构色不依赖于染料或颜料，而是由物体本身的结构特征引起的，因此它的颜色效果在一定程度上比染料或颜料更持久。总的来说，结构色在生物学、化学、材料科学等领域有着广泛的应用，不仅在自然界中常见，也在人造产品中得到了运用，它的独特性和视觉效果使其具备了许多独有的优点。

3、基于薄膜方式实现金属亮银色的现有技术是：如专利cn1138216c描述了闪亮金属片的薄膜结构方案，采用三层材料结构，中间为金属铝层，厚度为100nm,两侧对称分布两层绝缘层氟化镁或二氧化硅，厚度约为100nm,绝缘层的引入提高了金属铝的刚性和脆性断裂，以适合由薄膜破碎成颜料碎片的适用性。实现金属亮色主要是要确保可见光波段实现全波段的高反射率，对于宽波段实现高反射率，多采用金属铝、银、金等宽波段高反射率金属来实现。采用全介质薄膜构建结构色材料，主要是针对红、绿、蓝、黄、紫等彩色色彩来实现，如专利cn100475915c介绍了采用常规全介质反射膜结构(ahbl)n ah来构建，通过不同高低折射率薄膜材料的组合，构建可见光波段不同级次反射峰，实现高饱和度、高亮度、较大角度变化下色移的结构色薄膜，但还未见到有采用全介质绝缘材料实现金属亮银色的相关报道。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提出一种全介质金属亮银色结构色薄膜，能够其基本设计架构是采用全介质薄膜材料构建红、绿、蓝基础反射膜堆，通过调整红、绿、蓝反射膜堆的中心反射带位置和膜堆反射率，来组合搭配完成加法红绿蓝配色，实现银色效果。

2、根据本技术的一个方面，提供一种全介质金属亮银色结构色薄膜，该结构色薄膜包括全介质干涉薄膜，全介质干涉薄膜包括预设顺序堆叠的红色反射膜堆、绿色反射膜堆和蓝色反射膜堆；

3、每种膜堆由若干高折射率介质膜和若干低折射率介质膜交替堆叠，通过高低折射率材料的折射率比值、堆叠周期及每种膜堆的中心波长控制膜堆的饱和度、明度和色调。

4、在上述技术方案中，提出一种基于全介质多层膜实现金属亮银色的薄膜结构色结构，按照基于红、绿、蓝三基色加法混色原理来实现可见光波段银白色金属色效果，通过以红、绿、蓝三基色波长作为反射带中心波长，构建三波段反射带叠加，实现可见光宽带高反射率金属亮银色效果，同时，通过选取不同三基色波长，不同基础结构和单元周期数，可以实现红、绿、蓝不同波段的反射率调整和带宽调整，可以实现金属暖银色、中性银色、冷银色等金属色效果。根据颜色三要素，明度、色调、饱和度对应全介质反射膜堆，设计中心波长λr、λg、λb决定了红、绿、蓝三基色的主色调位置，反射膜堆主反射带的带宽决定了红、绿、蓝三基色的饱和度，而反射膜堆的反射率决定了红、绿、蓝三基色的明度。颜色的三要素明度、色调和饱和度和多层介质膜的基本关系是介质膜堆的反射带宽决定了饱和度，而反射带宽由叠加的高低折射率比值来决定，折射率比值越大，带宽就越宽饱和度就越低；介质膜堆周期越大，反射率越高，明度就越高；中心波长决定了反射带的波长位置，也就决定了该反射带对应的颜色，即色调。对于构建金属银色效果，需要采用加法混色原理，进行红绿蓝三基色的混色，选用不同的三基色中心波长，不同的厚度调谐比例、不同的膜堆周期数，可以分别在混色的亮度、混色的基本银色色调上进行优化组合，实现中性银色、暖银色、冷银色、银黄色、灰银色等包括具有淡颜色色调银色系色彩呈现。

5、在一些实施例中，所述高折射率介质膜的材质包括金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物中的一种或上述材料中至少两种的混合物。

6、在上述技术方案中，高折射率介质膜可选用位于可见光波段全透明的介质薄膜材料，折射率取值范围为1.7-3之间，消光系数低于10-3,在可见光波段全透明，可以最大限度降低介质材料对光的吸收；具有较高的折射率，在给定的厚度下具有更高的反射率。同时在相同光学厚度条件下，高折射率材料有利于减少膜系物理厚度，减轻整体薄膜重量并提高光学性能；吸收系数小，具有高的透明度，有利于实现全介质反射膜优异的光学相长干涉效果；材料折射率选择性高，可以满足不同反射带宽的要求；具有较好的机械特性、耐磨性，膜层附着力、牢固性好、保持光学性能的稳定。

7、在一些实施例中，所述低折射率介质膜的材质包括二氧化硅、氧化铝、氟化物中的一种或上述材料中至少两种的混合物。

8、在上述技术方案中，低折射率介质膜可选用在可见光波段全透明、折射率取值范围在1.2-1.7之间的氧化物、氟化物材料，较低的折射率，有助于在全介质金属亮银色结构色薄膜中与高折射率介质材料组合，形成大的折射率比值，在较少膜层数条件下获得高的干涉反射，实现良好的光干涉效果，从而产生明亮的金属银色结构色；二氧化硅、氧化铝等无机材料具有良好的化学稳定性，能够抵抗环境中的化学物质，如湿度、温度变化等，从而保证全介质金属亮银色结构色薄膜在长期使用过程中的颜色稳定性。

9、在一些实施例中，所述高折射率介质膜和所述低折射率介质膜的厚度为四分之一膜堆的中心波长。

10、在上述技术方案中，基于光学干涉多层膜理论，高低折射率全介质薄膜材料按照以反射带中心波长的四分之一光学厚度nd＝λ/4来交替叠加，可以实现中心波长的相长干涉，达到高反射率要求，本专利实现可见光波段宽波段高反射效果，特别是基于可见光红、绿、蓝三基色波段的高反射来实现加法混色，红、绿、蓝(r、g、b)三个反射膜堆的中心波长λr、λg、λb的取值范围分别位于λr：600-760nm，λg：500-600nm,λb:380-500nm,为了便于整个叠加膜堆厚度统一，引入参考波长λ0来表征所有光学厚度，所以λ0的取值范围可以覆盖整个可见光波段从380nm-760nm,对应的光学厚度系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种全介质金属亮银色结构色薄膜，其特征在于，该结构色薄膜包括全介质干涉薄膜，全介质干涉薄膜包括预设顺序堆叠的红色反射膜堆、绿色反射膜堆和蓝色反射膜堆；

2.如权利要求1所述的一种全介质金属亮银色结构色薄膜，其特征在于，

【技术特征摘要】

1.一种全介质金属亮银色结构色薄膜，其特征在于，该结构色薄膜包括全介质干涉薄膜，全介质干涉薄膜包括预设顺序堆叠的红色反...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜轶坤，李延凯，储著伟，王梦东，李祎，
申请(专利权)人：厦门闪蝶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：