本技术涉及结构色薄膜,尤其涉及一种全介质结构色薄膜。
背景技术:
1、结构色是通过构建不同微纳结构达到衍射、散射和干涉等物理效果,最终实现对可见光的调控,展现不同的色彩,其原材料来源广泛、环境友好且寿命长,被广泛应用在防伪、显示、太阳能电板和彩妆等领域。其中,基于多层薄膜干涉效应的结构色薄膜器件研究正热,这种方案不需要使用诸如光刻、等离子体刻蚀或自组装等较为复杂的工艺技术,适合大规模低成本的商业化生产。目前已有的多层薄膜实现干涉结构色的技术方案主要有两类,一类是基于法布里珀罗金属-介质结构的光学干涉结构色薄膜,如专利cn100482746c,依次沉积金属层、介质层和吸收层,其反射层一般是有高反射金属铝、银、金、铜、铂、钛、铬、镍、钴、铑、铌等金属以及他们的合金来构成,由于金属底层反射层的存在,这类结构色薄膜器件对于基底是全遮盖的,基底的颜色不会参与到结构色薄膜的整体显色中。另一类是基于全介质多层膜实现结构色薄膜,该类结构对于基底是不遮盖的,如专利cn100475915c专利申请中描述了全介质光学干涉颜料,该类结构主要是在可见光波段构造了多个反射峰,实现在可见光波段的不同颜色显示,但是在垂直观察角度,基底的颜色会和全介质多层干涉薄膜的颜色相叠加,无法呈现出基底本身的颜色。该类结构无法和黑色基底配合来呈现黑色,在黑色基底上是呈现薄膜的干涉反射彩色。对于目前现有的透明全介质结构色薄膜来说,都无法实现在可见光波段400-700nm的宽波段低反射高透射效果,从而达到不影响基底颜色的效果。
技术实现思路
1、有鉴于此,本实用新型的目的在于提出一种全介质结构色薄膜,具有显著的随角异色效果。当薄膜沉积在黑色基底时,垂直观察,该薄膜呈现黑色,60°斜入射观察,将呈现为红色,具有随观察角度变化,色彩从黑色变为红色的效果;而当薄膜沉积在蓝色基底上时,垂直观察为蓝色,60°斜入射观察则为基底蓝色和薄膜红色的加法混色,即紫红色,具有随观察角度变化,色彩从黑色变为红色的效果。
2、根据本实用新型的一个方面,提供一种全介质结构色薄膜,该结构色薄膜为在基底上若干高折射率介质层与若干低折射率介质层依序交替堆叠而成,且介质层的中心波长变化范围为700nm~1000nm。其中,该结构色薄膜最外层为低折射率介质层,且该低折射率介质层基本厚度系数值为0.4-0.6qwot。
3、在上述技术方案中,基本结构为(hl)^n(0.4-0.6l),其中(hl)周期单元可调整位于近红外700-1000nm波段的反射峰峰值,随着周期数n的增加,该峰值反射率将有效提升,并影响倾斜角度(45-60度)下的加法混色效果。该结构以700-1000nm波段某一数值λ为中心波长,单一h或l的厚度为λ的四分之一。最后一层0.4-0.6l的目的在于降低可见光波段的旁带反射峰,不至于影响基底颜色,提高正入射时该薄膜结构色的饱和度。
4、在一些实施例中,所述高折射率介质层和所述低折射率介质层的折射率差应≥0.2。
5、在上述技术方案中,目的是为了实现高低折射率材料的交替叠加。
6、在一些实施例中,所述结构色薄膜基本结构如下:
7、(ahbl)^n ah cl
8、式中,a、b、c分别代表以四分之一光学厚度为范围的厚度系数,系数变化范围a:0.8~1.2,b:0.8~1.2,c:0.4~0.6,n为(hl)周期单元的重复周期数,n:1-20。
9、在上述技术方案中,基本结构为(ahbl)^n ah cl,该结构以700nm~1000nm波段某一数值λ为中心波长,单一h或l的厚度为λ的四分之一光学厚度,1h或1l代表1个λ的四分之一光学厚度,a、b、c分别代表以四分之一光学厚度为范围的厚度系数,系数变化范围a:0.8~1.2,b:0.8~1.2,c:0.4~0.6,n为(hl)周期单元的重复周期数,n:1-20,中心波长λ位于近红外700nm~1000nm波段,随着周期数n的增加,位于红外700nm~1000nm波段的峰值反射率将有效提升,并影响倾斜角度(45-60度)下的加法混色效果。最后一层cl的目的在于降低可见光波段的旁带反射峰,不至于影响基底颜色,提高正入射时该薄膜结构色的饱和度。
1.一种全介质结构色薄膜,其特征在于,
2.如权利要求1所述的一种全介质结构色薄膜,其特征在于,
3.如权利要求1所述的一种全介质结构色薄膜,其特征在于,
4.如权利要求1所述的一种全介质结构色薄膜,其特征在于,
5.如权利要求1所述的一种全介质结构色薄膜,其特征在于,