CN111093967A - 提供双色效应的光学结构 - Google Patents

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C·C·里奇
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Abstract

一种文档、产品或包装(例如纸币、护照或类似者)包括具有在透射及反射两者中随着视角改变色彩的双色效应的结构。此类结构可用作抵抗有效地使用伪造文档、产品、包装等能力的安全特征。

Description

提供双色效应的光学结构
以引用的方式并入任何优先权申请案
本申请案主张在2017年10月05日申请的第62/568,711号美国临时申请案的优先权的权益，所述申请案的全部公开内容以引用的方式明确并入本文中。
关于联邦政府发起的研究及开发的陈述
本发明是在政府支持下根据由美国版刻及印刷局授予的第TEPS 16-34769号合同完成。美国政府对本发明享有一定权利。
技术领域
本发明大体上涉及用于在反射模式及透射模式两者中产生色彩的薄干涉光学结构、膜、涂层及颜料。更明确来说，这些结构、膜、涂层及颜料展现大色彩偏移性质，其中反射及透射两者可能随着入射角或视角的改变而改变。
背景技术
色彩偏移特征可用作防止伪造的安全装置(例如，在纸币上)。通过色彩偏移材料产生的色彩偏移效应可便于普通人观察。然而，通过色彩偏移特征产生的色彩偏移效应对于使用通过彩色复印机、打印机及/或摄影设备产生的伪造复制品来重建可为不切实际的。彩色复印机、印刷机及/或摄影设备使用基于具有吸收性的染料的颜料且因而经印刷色彩可对视角变化不敏感。因此，可通过倾斜文档以观察是否存在色彩偏移而检测包括色彩偏移特征的真实文档与伪文档之间的差异。可用的一些色彩偏移特征是不透明的且针对反射模式展现色彩偏移。此外，伪造者已开发出损及现有反射色彩偏移特征作为防伪保护的有效性的复杂方法。因此，关于安全装置，需要难以伪造且可易于并入到物品(例如纸币)中的新安全特征。
发明内容
本申请案公开且考量包含一些至少部分透射的光学结构的广泛多种结构。有利的是，这些至少部分透射的光学结构的变化可在反射模式及透射模式两者中呈现相对于视角的色彩偏移。此外，这些至少部分透射的光学结构的变化可与文档(例如，纸币)、封装以及潜在其它物品集成以(例如)增强安全性及/或防止伪造。尽管本文中所描述的此类特征可用于安全应用(例如减少伪造的发生率)中，但替代性地或此外，此特征可用于提供美学效果或出于其它原因而使用。
本申请案考量具有提供在反射及透射两者中随着观察角度改变色彩的光学效应的特征(例如，安全特征)的文档、产品及封装。可通过将至少部分透射的光学结构作为安全特征并入于文档、产品、封装等中而实现在反射及透射两者中相对于视角的色彩偏移。所述至少部分透射的光学结构可为双色结构。所述至少部分透射的光学结构可呈柔性支撑件或基底层(例如片材、网状物或载体)上的薄膜涂层的形式。在一些实施例中，至少部分透射的光学结构包括颜料。在一些情况中，包括至少部分透射的光学结构的颗粒的集合可包含于介质中且形成(例如)油墨。来自颗粒集合的光学效应可在反射及透射中提供色彩偏移。透射中的色彩可为反射模式中感知的色彩的补色。在一些此类实施例中，每一颗粒可包括相同结构或类似结构。
本文中所考量的至少部分透射的光学结构的一些实施方案可包括在其之间夹置至少一个透明层的至少两个金属层。夹置于所述至少两个金属层之间的所述至少一个透明层可具有大于、小于或等于1.65的折射率。本文中所考量的所述至少部分透射的光学结构可进一步包括在所述至少两个金属层的另一侧上的透明层。所述至少两个金属层的与面对所述经夹置的至少一个透明层的侧相对的侧上的所述透明层可具有大于或等于1.65的折射率。所述至少两个金属层可包括其实(n)折射率与虚(k)折射率的比率小于1.0的金属。因此，至少两个金属层的金属可具有小于1的比率n/k。在不失一般性的情况下，实部n是折射率且指示相位速率，而虚部k被称为消光系数且可与吸收性相关。至少两个金属层可包括银、银合金、铝、金以及其它金属或材料或其组合。
本申请案中所考量的各种光学结构可在反射模式及透射模式中观看时提供依据视角而变化的色彩偏移。因此，这些结构可作为安全特征并入以用于文档(例如纸币或其它文档)以验证所述文档的真实性。本申请案中所考量的结构可经配置以用作安全线(security thread)、用作层片、用作热压印、用作窗贴或用作颜料。包括衬底(例如，PET)、双色薄膜及保护性UV固化树脂的层片可使用粘合剂作为单元粘附到纸币。本申请案中所考量的结构可经配置以用于印刷油墨中。非偏移透明染料或颜料可与本申请案中所考量的光学结构合并以在反射模式及透射模式中观看时获得新色彩。进一步考量两个或两个以上至少部分透射的光学结构可安置于彼此上方(例如，印刷或层压于彼此上方)以产生独有色彩效应。本文中所考量的至少部分透射的光学结构可经配置或布置以形成、包含或以其它方式显示随着安全装置的视角改变在反射或透射中出现及/或消失的文字、符号、数字或图。在其它配置中，可在透射中以大体上所有角度观看所述图、图像、数字、图片或符号。例如，如果图、图像、数字、图片或符号以黑色印刷，那么其可在透射中以大体上所有角度观看。在一些情况中，(例如)文字、数字、图片或符号可使用现有印刷技术底印及/或套印在至少部分透射的光学结构下方及/或上方。
至少部分透射的光学结构可包含于膜、箔、涂层、颜料或油墨之中或之上或经配置为膜、箔、涂层、颜料或油墨。当经配置为颜料时，在一些实施方案中，所述颜料可用保护层囊封。所述保护层可包括SiO2。所述保护层可包括使用溶胶凝胶技术(例如用于增大耐久性的酸或碱催化的正硅酸四乙酯(TEOS)反应)制备的溶液。在一些情况中，保护层可进一步包括具有相同或不同大小的二氧化硅球。硅烷偶合剂可与包括二氧化硅(SiO2)的保护层接合。所述硅烷偶合剂可接合到树脂、油墨或涂料载色剂。所述树脂、油墨或涂料载色剂可包括材料，举例来说，例如丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯及基于醇酸树脂的调配物及其组合或混合物。在一些实施方案中，至少部分透射的光学结构可(例如)用具有匹配或紧密匹配其施加到的物品的折射率的折射率的囊封层囊封。在某些实施方案中，所述囊封层可包括粗糙表面使得颗粒不会趋于粘附在一起或粘附到印刷辊上。囊封层可包括UV固化聚合物。
至少部分透射的光学结构的这些及其它方面将从其附图及本说明书明白。
本文中所公开的至少部分透射的光学结构可用于文档、产品、封装等中包含的安全特征，特定来说，用作纸币中的安全线或用作层压条、或用作贴片或用作窗口。其它物品(例如护照、ID卡、芯片卡、***、股票证券或其它投资证券、抵用券、入场券以及保护有价值物品(例如CD、医学药物、汽车及飞机零件等)的商业封装)也可使用本文中所描述的概念及实施例保护以免遭伪造。此外，本文中所公开的至少部分透射的光学结构还可用于非安全应用。
尽管本文中所论述的一些光学结构可提供随视角的色彩偏移，但还可预期并未随视角变化展现色彩偏移或随视角变化产生非常少色彩偏移的光学结构。
本文中所公开的***、方法及装置各自具有若干发明方面，其中单一者不单独作为本文中所公开的所要属性。下文提供各种实例***及方法。
实例1：一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
实例2：根据实例1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有小于1.65的折射率。
实例3：根据实例1到2中任一实例所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
实例4：根据实例1到3中任一实例所述的光学结构，其具有透射峰值，所述透射峰值包括：
大于50％的最大透射率；及
光谱带宽，其通过所述最大透射率的50％处的所述透射峰值的全宽予以定义，
其中所述最大透射率是至少50％，且
其中所述透射峰值的所述光谱带宽大于2nm。
实例5：根据实例4所述的光学结构，其中所述透射峰值的所述光谱带宽是大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
实例6：根据实例4到5中任一实例所述的光学结构，其中所述最大透射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
实例7：根据实例4到6中任一实例所述的光学结构，其进一步包括反射峰值，所述反射峰值包括：
最大反射率；及
光谱带宽，其通过所述最大反射率的50％处的所述反射峰值的全宽予以定义，
其中所述最大反射率是至少50％，且
其中所述反射峰值的所述光谱带宽大于2nm。
实例8：根据实例7所述的光学结构，其中所述反射峰值的所述光谱带宽大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
实例9：根据实例7到8中任一实例所述的光学结构，其中所述最大反射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
实例10：根据实例7到9中任一实例所述的光学结构，其中所述最大透射率是在第一波长处，且其中所述最大反射率是在不同于所述第一波长的第二波长处。
实例11：根据实例1到10中任一实例所述的光学结构，其经配置以在反射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示第一色彩且在透射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例12：根据实例11所述的光学结构，其中在反射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的所述表面的法线成角度的方向观看时所述第一色彩偏移到第三色彩。
实例13：根据实例11到12中任一实例所述的光学结构，其中在透射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的所述表面的所述法线成角度的方向观看时所述第二色彩偏移到第四色彩。
实例14：根据实例1到13中任一实例所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm且小于或等于约35nm的厚度。
实例15：根据实例1到14中任一实例所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约2微米的厚度。
实例16：根据实例1到15中任一实例所述的光学结构，其中第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约500nm的厚度。
实例17：根据实例1到16中任一实例所述的光学结构，其进一步包括包含二氧化硅的囊封层。
实例18：根据实例17所述的光学结构，其中所述二氧化硅接合到硅烷偶合剂。
实例19：根据实例18所述的光学结构，其中所述硅烷偶合剂经配置以粘结到油墨介质或涂料介质。
实例20：根据实例1到19中任一实例所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层包括铝、银、金、银合金或金合金中的至少一者。
实例21：根据实例1到20中任一实例所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括具有小于1.65、大于1.65或等于1.65的折射率的材料。
实例22：根据实例1到21中任一实例所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括SiO2、MgF2或聚合物中的至少一者。
实例23：根据实例1到22中任一实例所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层包括氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化铈(CeO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、三氧化钨(WO3)或其组合中的至少一者。
实例24：根据实例1到23中任一实例所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm或小于或等于约35nm的厚度。
实例25：根据实例1到24中任一实例所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约700nm的厚度。
实例26：根据实例1到25中任一实例所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约500nm的厚度。
实例27：根据实例1到26中任一实例所述的光学结构，其经配置为颜料、涂料或油墨。
实例28：根据实例1到27中任一实例所述的光学结构，其进一步包括经配置以支撑所述第一电介质层的基底层，其中所述光学结构经配置为膜。
实例29：根据实例28所述的光学结构，其中所述基底层是柔性的。
实例30：根据实例28到29中任一实例所述的光学结构，其中所述基底层包括聚合物。
实例31：根据实例28到30中任一实例所述的光学结构，其中所述膜由保护屏障包围。
实例32：根据实例31所述的光学结构，其中所述保护屏障包括UV可固化树脂。
实例33：根据实例1到32中任一实例所述的光学结构，其进一步包括囊封层，其中所述光学结构经配置为颜料、涂料或油墨。
实例34：根据实例33所述的光学结构，其中所述囊封层包括二氧化硅(SiO2)。
实例35：根据实例33到34中任一实例所述的光学结构，其进一步包括嵌入于所述囊封层中的多个二氧化硅球。
实例36：根据实例35所述的光学结构，其中所述多个二氧化硅球中的一些的大小具有不同于所述多个二氧化硅球中的另一些的大小。
实例37：根据实例33到36中任一实例所述的光学结构，其中所述囊封层化学附接到硅烷偶合剂，所述硅烷偶合剂包括经配置以与油墨介质或涂料介质化学接合的反应基团。
实例38：根据实例37所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括选自由以下各者组成的群组的材料：丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯及基于醇酸树脂的调配物及其混合物。
实例39：根据实例37到38中任一实例所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括树脂或聚合物。
实例40：一种纸币或文档，其包括根据实例1到39中任一实例所述的光学结构。
实例41：根据实例40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或所述文档的层片。
实例42：根据实例40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为***于所述纸币或文档中的安全线。
实例43：根据实例40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或文档的标记。
实例44：根据实例40所述的纸币或文档，其进一步包括窗口，其中所述光学结构并入于所述窗口中。
实例45：一种具有安全特征的文档，其包括：
所述文档的主体；及
一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例46：根据实例45所述的安全文档，其进一步包括第二光学结构，所述第二光学结构包括：
第四透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第三金属层，其安置于所述第四透明电介质层上方，所述第三金属层具有第三折射率，其中所述第三折射率的实部(n)对所述第三折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第五透明电介质层，其安置于所述第三金属层上方；
第四金属层，其安置于所述第五透明电介质层上方，所述第四金属层具有第四折射率，其中所述第四折射率的实部(n)对所述第四折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.005且小于或等于0.5；及
第六透明电介质层，其安置于所述第四金属层上方具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述第二光学结构经配置以在反射模式中显示不同于所述第一色彩及所述第二色彩的第三色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩、所述第二色彩及所述第三色彩的第四色彩。
实例47：根据实例46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为附接到所述文档的所述主体的膜。
实例48：根据实例46到47中任一实例所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为***到所述文档的所述主体中的线。
实例49：根据实例46到48中任一实例所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为安置于所述文档的所述主体上方的层片。
实例50：根据实例46到49中任一实例所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为接触所述文档的所述主体的油墨、染料或涂料。
实例51：根据实例46到50中任一实例所述的安全文档，其进一步包括包含所述光学结构的第一窗口及包含所述第二光学结构的第二窗口。
实例52：根据实例46到51中任一实例所述的安全文档，其中所述光学结构经配置为经配置以在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生第二色彩的双色油墨、双色颜料或双色涂料。
实例53：根据实例46到52中任一实例所述的安全文档，其中所述文档是用所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料印刷。
实例54：根据实例53所述的安全文档，其中所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料是安置于经配置以在所述第一视角及所述第二视角产生所述第一色彩的非双色油墨、颜料或涂料上方、下方或与其混合。
实例55：根据实例54所述的安全文档，其中所述非双色、油墨颜料或涂料形成文字、图像、数字或符号。
实例56：根据实例55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第一视角不可见且在所述第二视角可见。
实例57：一种制造经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的安全特征的方法，所述方法包括：
提供基底层；及
在所述基底层上安置一种光学结构，所述光学结构包括：
第一透明电介质层，其在所述基底层上，所述第一透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
实例58：根据实例57所述的方法，其中在所述基底层上安置所述光学结构包括：
在所述基底层上涂布所述第一透明电介质层；
在所述第一透明电介质层上沉积所述第一金属层；
在所述第一金属层上安置所述第二透明电介质层；
在所述第二透明电介质层上沉积所述第二金属层；及
在所述第二金属层上安置所述第三透明电介质层。
实例59：根据实例57到58中任一实例所述的方法，其进一步包括：
切割具有所述光学结构的所述基底层的条带；及
用UV可固化聚合物涂布所述条带以获得安全线。
实例60：根据实例57到58中任一实例所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的所述厚度的五倍与约十倍之间的面积的薄片；
将所述薄片囊封于包括多个二氧化硅球的囊封层中；
将硅烷偶合剂附接到所述囊封层；及
将所述薄片与油墨介质或涂料介质混合以获得双色油墨或双色涂料。
实例61：根据实例57到60中任一实例所述的方法，其中所述基底层是柔性的。
实例62：根据实例57到61中任一实例所述的方法，其中所述基底层包括网状物。
实例63：一种光学结构，其包括：
衬底；
第一光学结构，其在所述衬底上方；及
第二光学结构，其在所述衬底上方，所述第一光学结构及所述第二光学结构至少部分重叠，
其中所述第一光学结构及所述第二光学结构中的每一者包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述第一光学结构的所述不同层的厚度经配置以反射第一色彩且透射不同于所述第一色彩的第二色彩，且
其中所述第二光学结构的所述不同层的厚度经配置以反射不同于所述第一色彩的第三色彩且透射不同于所述第一色彩、所述第二色彩或所述第三色彩的第四色彩。
实例64：根据实例63所述的光学结构，其中所述第一光学结构与所述第二光学结构完全重叠。
实例65：根据实例63到64中任一实例所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为膜。
实例66：根据实例63到65中任一实例所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为颜料。
实例67：根据实例63到66中任一实例所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为层片。
实例68：根据实例63到67中任一实例所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为安全线。
实例69：一种具有安全特征的文档，其包括：
所述文档的主体；及
颜料，其安置于所述主体上，所述颜料包括：
一种光学结构，其包括：
第一金属层，其安置于第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
囊封层，其囊封所述光学结构。
实例70：根据实例69所述的文档，其中所述囊封层包括二氧化硅。
实例71：根据实例69到70中任一实例所述的文档，其中所述颜料在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例72：根据实例69到71中任一实例所述的文档，其中所述颜料包括经配置以化学附接到所述囊封层的树脂。
实例73：根据实例69到72中任一实例所述的文档，其中所述光学结构具有一厚度，且其中所述光学结构的长度或宽度是所述厚度的至少5倍。
实例74：一种光学结构，其包括：
电介质区域，其具有围封电介质材料的体积的外表面；及
部分光学透射的金属层，其包围所述电介质区域的所述外表面，
其中所述光学结构的厚度具有介于约100nm与约2微米之间的值，
其中所述光学结构的侧向尺寸介于约1微米与约20微米之间，且
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例75：根据实例74所述的光学结构，其进一步包括第二电介质区域，所述第二电介质区域包括具有大于约1.65的折射率的一或多种电介质材料，所述第二电介质区域包围所述部分光学透射的金属层。
实例76：根据实例74到75中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少80％。
实例77：根据实例74到76中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少90％。
实例78：根据实例74到77中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的100％。
实例79：根据实例74到78中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域是球形、椭圆形或圆形的。
实例80：根据实例74到79中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域是立方体或矩形长方体。
实例81：根据实例74到80中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括颗粒。
实例82：根据实例74到81中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层包括银。
实例83：根据实例74到82中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层具有介于约3nm与约40nm之间的厚度。
实例84：根据实例74到83中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括二氧化硅或二氧化钛。
实例85：根据实例75到84中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括具有大于约1.65的折射率的材料。
实例86：根据实例75到85中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括二氧化钛。
实例87：根据实例75到86中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少80％。
实例88：根据实例75到87中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少90％。
实例89：根据实例75到88中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少95％。
实例90：根据实例75到89中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的100％。
实例91：根据实例74到90中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括SiO2。
实例92：根据实例74到91中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括TiO2。
实例93：根据实例74到92中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有高折射率金属氧化物层的硼硅酸盐。
实例94：根据实例74到93中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有TiO2的硼硅酸盐。
实例95：根据实例74到94中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有SiO2的硼硅酸盐。
实例96：根据实例74到95中任一实例所述的光学结构，其包含于安全线或安全油墨中。
实例97：根据实例74到95中任一实例所述的光学结构，其包含于膜、线、箔或层片中。
实例98：根据实例74到95中任一实例所述的光学结构，其包含于具有柔性基底的柔性膜中。
实例99：根据实例74到95中任一实例所述的光学结构，其包含于颜料、涂料或油墨中。
实例100：一种安全文档，其包括根据实例74到99中任一实例所述的光学结构。
实例101：一种安全文档，其包括根据权利要求74到100中任一实例所述的光学结构，其中第一色彩与第二色彩是互补色。
实例102：一种制造经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的双色油墨或双色涂料的方法，所述方法包括：
提供基底层；及
在所述基底层上安置一种光学结构，所述光学结构包括：
第一金属层，其安置于所述基底层上，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0/01且小于或等于0.5；
第一透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
实例103：根据实例102所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的厚度的五倍与约十倍之间的面积的薄片；及
将所述薄片分散于油墨介质或涂料介质中以获得双色油墨或双色涂料。
实例104：根据实例103所述的方法，其进一步包括将个别薄片囊封于包括多个二氧化硅球的囊封层中。
实例105：根据实例104所述的方法，其进一步包括将硅烷偶合剂附接到所述囊封层。
实例106：根据实例102到105中任一实例所述的方法，其中所述光学结构进一步包括：
第二透明电介质层，其介于所述基底层与所述第一金属层之间，所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
实例107：一种经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的双色油墨或双色涂料，所述双色油墨或双色涂料包括：
基底层；及
一种光学结构，其在所述基底层上，所述光学结构包括：
第一金属层，其安置于所述基底层上，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第一透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
实例108：根据权利要求107所述的双色油墨或双色涂料，其中所述光学结构进一步包括：
第二透明电介质层，其介于所述基底层与所述第一金属层之间，所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
实例109：根据权利要求107到108中任一实例所述的双色油墨或双色涂料，其进一步包括包含所述光学结构的油墨介质或涂料介质，其中所述光学结构具有介于100nm与2微米之间的厚度，且其中所述光学结构的侧向尺寸介于1微米与20微米之间。
实例110：一种光学结构，其包括：
电介质区域，其具有围封电介质材料的体积的外表面；及
部分光学透射的金属层，其包围所述电介质区域的所述外表面，
其中所述光学结构的厚度具有介于约100nm与约2微米之间的值，
其中所述光学结构的侧向尺寸介于约100nm与约20微米之间，且
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例111：根据实例110所述的光学结构，其进一步包括第二电介质区域，所述第二电介质区域包括具有大于约1.65的折射率的一或多种电介质材料，所述第二电介质区域包围所述部分光学透射的金属层。
实例112：根据实例110到111中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少80％。
实例113：根据实例110到112中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少90％。
实例114：根据实例110到113中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的100％。
实例115：根据实例110到114中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域是球形、椭圆形或圆形的。
实例116：根据实例110到115中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域是立方体或矩形长方体。
实例117：根据实例110到116中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括颗粒。
实例118：根据实例110到117中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层包括银。
实例119：根据实例110到118中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层具有介于约3nm与约40nm之间的厚度。
实例120：根据实例110到119中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括二氧化硅或二氧化钛。
实例121：根据实例111到120中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括具有大于约1.65的折射率的材料。
实例122：根据实例111到121中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括二氧化钛。
实例123：根据实例111到122中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少80％。
实例124：根据实例111到123中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少90％。
实例125：根据实例111到124中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少95％。
实例126：根据实例111到125中任一实例所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的100％。
实例127：根据实例110到126中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括SiO2。
实例128：根据实例110到127中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括TiO2。
实例129：根据实例110到128中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有高折射率金属氧化物层的硼硅酸盐。
实例130：根据实例110到129中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有TiO2的硼硅酸盐。
实例131：根据实例110到130中任一实例所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有SiO2的硼硅酸盐。
实例132：根据实例110到131中任一实例所述的光学结构，其包含于安全线或安全油墨中。
实例133：根据实例110到132中任一实例所述的光学结构，其包含于膜、线、箔或层片中。
实例134：根据实例110到133中任一实例所述的光学结构，其包含于具有柔性基底的柔性膜中。
实例135：根据实例110到134中任一实例所述的光学结构，其包含于颜料、涂料或油墨中。
实例136：一种安全文档，其包括根据实例110到135中任一实例所述的光学结构。
实例137：一种安全文档，其包括根据权利要求110到136中任一实例所述的光学结构，其中第一色彩与第二色彩是互补色。
实例138：根据实例1到26中任一实例所述的光学结构，其经配置为膜、箔、线或层片。
实例139：根据实例110到112中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少95％。
实例140：根据实例74到76中任一实例所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少95％。
实例141：根据实例55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第二视角不可见且在所述第一视角可见。
实例142：根据实例58所述的方法，其中在所述第一金属层上安置所述第二透明电介质层包括在所述第一金属层上沉积所述第二透明电介质层。
实例143：根据实例58所述的方法，其中在所述第二金属层上安置所述第三透明电介质层包括在所述第二金属层上沉积所述第三透明电介质层。
实例144：根据实例57或58所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的所述厚度的五倍与约十倍之间面积的薄片；
将硅烷偶合剂附接到所述光学结构；及
将所述薄片与油墨介质或涂料介质混合以获得双色油墨或双色涂料。
实例145：根据实例144所述的方法，其进一步包括：
将所述薄片囊封于囊封层中；及
将所述硅烷偶合剂附接到所述囊封层。
实例146：根据实例58所述的方法，其进一步包括使用无电镀方法在所述第一透明电介质层上沉积所述第一金属层。
实例147：根据实例58所述的方法，其进一步包括使用无电镀方法在所述第二透明电介质层上沉积所述第二金属层。
实例148：一种颜料，其包括：
光学结构，其包括：
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
实例149：根据实例148所述的颜料，其进一步包括囊封所述光学结构的囊封层。
实例150：根据实例149所述的颜料，其中所述囊封层包括二氧化硅。
实例151：根据实例148到150中任一实例所述的颜料，其进一步包括树脂，所述树脂经配置以化学附接到所述囊封层。
实例152：根据实例148到151中任一实例所述的颜料，其经配置以在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生不同于所述第一色彩的第二色彩。
实例153：根据实例148到152中任一实例所述的颜料，其中所述光学结构具有一厚度，且其中所述光学结构的长度或宽度是所述厚度的至少5倍。
实例154：一种文档，其包括根据实例148到153中任一实例所述的颜料，所述文档包括主体及安置于所述主体上的所述颜料。
实例155：一种封装，其包括根据实例148到153中任一实例所述的颜料，所述封装包括主体及安置于所述主体上的所述颜料。
实例156：根据实例1到26中任一实例所述的光学结构，其经配置为箔。
实例157：根据实例1到26中任一实例所述的光学结构，其经配置为线。
实例158：根据实例1到26中任一实例所述的光学结构，其经配置为层片。
实例159：根据实例110到132中任一实例所述的光学结构，其包含于线中。
实例160：根据实例110到132中任一实例所述的光学结构，其包含于箔中。
实例161：根据实例110到132中任一实例所述的光学结构，其包含于层片中。
附图说明
现将结合图式描述实例实施例。
图1示意性地说明经配置以用作安全特征的光学结构的侧视图。
图2A-1及2A-2示意性地说明经配置以用作呈用囊封层囊封的薄片的形式的安全特征的光学结构的侧视图，所述囊封层包括(例如)SiO2层及二氧化硅球。
图2B-1及图2B-2说明分散于可构成油墨介质或涂料介质的聚合物中的多个薄片。
图3说明接合到薄片的囊封层的经暴露表面的硅烷偶合剂。所述硅烷偶合剂的另一侧还可接合到介质(例如薄片分散于其中的聚合物)。
图4是展示入射于光学结构上的传播光及在金属层处的场强度的所得节点的示意性图解。
图5A及5B说明光学结构的实例的透射光谱及反射光谱。
图6A到6D及图7A到7D是展示分别针对四个不同实例光学结构的在反射及透射中的色程或色变的a*b*曲线图。
图8A及8B分别说明光学结构的实例的透射光谱及反射光谱。
图8C及8D分别说明光学结构的实例的透射光谱及反射光谱。
图8E及8F分别说明光学结构的实例的透射光谱及反射光谱。
图8G说明在透射模式中针对相对于光学结构的实例的表面的法线成0度与40度之间的不同视角的在用于光学结构的所述实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。
图8H说明在反射模式中针对相对于光学结构的实例的表面的法线成0度与40度之间的不同视角的在用于光学结构的所述实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。
图9A示意性地说明经配置以用作安全特征的光学结构的实施例的横截面视图。图9B示意性地说明经配置以用作安全特征的光学结构的另一实施例的横截面视图。
图10是包括附贴到纸币的光学结构的层片结构的示意性图解。
图11A展示具有两个窗口的纸币，每一窗口包含不同光学结构。图11B展示具有两个至少部分重叠的窗口的安全装置，每一窗口包括不同光学结构。
图12及13说明包括安置于文字、符号或数字下方或上方的光学结构的安全装置的实例。所述文字、符号或数字在视角改变时变得可见。
具体实施方式
为减少伪造，货币、文档(例如纸币)以及其它物品(例如产品及封装)可具有可由公众检查以验证真实性的安全特征。在许多情况中，如果安全特征可在各种光条件下且无需特殊照明条件而容易地看到，那么可为有利的。还可期望安全特征具有可由公众在1到10秒时段内容易地识别的明显特性。另外，如果安全特征不易通过电子或摄影设备(例如打印机、复印机、相机等)复制，那么通常为有利的。
纸币中所采用的安全特征的一个实例是水印，其在公众中具有相当高的认知度。水印的一个实例可为包括亮区及暗区的图像，所述图像可容易地看到，通过举起纸币以在光透射中看到所述水印。然而，水印可易于被复制且因此不是非常安全。安全特征的其它实例可使用在低光条件下(例如在灯光昏暗的酒吧、餐厅等)不容易看到、具有不良图像分辨率及/或相对于纸币移动具有缓慢光学移动的油墨及运动类型特征。因此，一些现有安全特征趋向于具有更复杂色彩改变效应的更复杂结构。然而，当复杂安全装置应用于纸币或货币时，此方法可能为不利的，因为这些复杂安全装置可使正在寻找区分安全特征的一般人感到困惑。
具有相对于背景高对比度的安全特征可为有利的，所述安全特征可由公众在包含低光的各种光条件下容易地识别。因此，所公开的各种安全特征可显现为在反射中具有一种色彩且在透射中具有另一种不同色彩。这些安全特征可并入于纸币中。消费者、商人或银行出纳员可对着光举起此纸币以轻易地验证所述纸币的真实性。此外，在一些实施方案中，安全特征可经配置以在视角改变时展现可识别特征的色彩偏移及/或移动以增强安全性。在本文中进一步详细描述这些及其它特征。
因此，本文中所考量的各种安全特征可包括至少部分反射及至少部分透射的光学堆叠及/或结构。本文中所考量的安全特征可经配置为涂层、线、层片、箔、膜、颜料及/或油墨且与纸币或其它物品合并。本申请案中所描述的发明方面还包含制造至少部分反射及至少部分透射的光学结构及/或堆叠的***及方法。在一些实施例中，此类光学结构可制造于支撑件或基底层或片材(例如网状物(例如，辊涂网状物))上。本文中所描述的工艺还可包含从支撑件或基底层(例如，辊或片材)移除经制造的光学结构及/或堆叠。本申请案中所描述的发明方面进一步包含用于在颜料及油墨中包含至少部分反射及至少部分透射的光学结构及/或堆叠的方法及***，所述光学结构及/或堆叠具有所要量的耐久性及机械强度以进一步用于纸币及其它安全装置/文档之中或之上或并入到纸币及其它安全装置/文档中。
图1示意性地说明包括可用作安全特征的层堆叠的光学结构10。光学结构10包括至少两个金属层13及15。至少两个金属层13及15可包括具有小于1的折射率的实部(n)对折射率的虚部(k)的比率的金属。例如，至少两个金属层13及15可包括具有如下的n/k值的金属：介于约0.01与约0.6之间、介于约0.015与约0.6之间、介于约0.01与约0.5之间、介于约0.01与约0.2之间、介于约0.01与约0.1之间或在通过这些值定义的范围或子范围中的任何值。因此，至少两个金属层13及15可包括银、银合金、金、铝或铜及其相应合金。在一些实施方案中可使用镍(Ni)及钯(Pd)。然而，在一些情况中，至少两个金属层13及15并不包括铬、钛及/或钨或具有大于0.6的n/k比率的任何金属。在一些情况中，金属层13及15可具有大于或等于约3nm且小于或等于约35nm的厚度。例如，金属层13及15的厚度可大于或等于约10nm且小于或等于约30nm、大于或等于约15nm且小于或等于约27nm、大于或等于约20nm且小于或等于约25nm或在通过这些值定义的范围或子范围中的任何值。金属层13的厚度可等于金属层15的厚度。替代地，金属层13的厚度可大于或小于金属层15的厚度。
透明电介质层14夹置于至少两个金属层13与15之间。电介质层14可具有大于、小于或等于1.65的折射率。出于本申请案的目的具有大于或等于1.65的折射率的材料可被视为高折射率材料且出于本申请案的目的具有小于1.65的折射率的材料可被视为低折射率材料。透明电介质层14可包括无机材料，包含(但不限于)：二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氟化镁(MgF2)、氟化铈(CeF3)、氟化镧(LaF3)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化铈(CeO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)及三氧化钨(WO3)或其组合。透明电介质层14可包括聚合物，包含(但不限于)聚对二甲苯、丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。在不失一般性的情况下，透明电介质层14可包括具有大于、小于或等于1.65的折射率及介于0与约0.5之间的消光系数的材料使得其在可见光谱范围中具有低光吸收性。
电介质层14可具有大于或等于约75nm且小于或等于约2微米的厚度。例如，电介质层14可具有如下的厚度：大于或等于约150nm且小于或等于约650nm、大于或等于约200nm且小于或等于约600nm、大于或等于约250nm且小于或等于约550nm、大于或等于约300nm且小于或等于约500nm、大于或等于约350nm且小于或等于约450nm、大于或等于约700nm且小于或等于约1微米、大于或等于约900nm且小于或等于约1.1微米、大于或等于约1微米且小于或等于约1.2微米、大于或等于约1.2微米且小于或等于约2.0微米或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值。在不受任何特定理论束缚的情况下，在各种实施方案中，电介质层14的厚度可为入射于其上的光(例如可见光)波长的约四分之一或四分之一波长的整数倍。在各种实施方案中，电介质层14的厚度可为入射在电介质层14上的可见光的波长的(例如)1/4、3/4、5/4、7/4、9/4、10/4等。
光学结构10进一步包括：透明电介质层12，其安置于金属层13的与电介质层14相对的侧上；及透明电介质层16，其安置于金属层15的与电介质层14相对的侧上。在一些情况中，层12及16可包括具有大于或等于1.65的折射率的材料。例如，层12及16可包括ZrO2、TiO2、ZnS、ITO(氧化铟锡)、CeO2或Ta2O3。电介质层12及16可具有如下的厚度：大于或等于约100nm且小于或等于约400nm、大于或等于约150nm且小于或等于约350nm、大于或等于约200nm且小于或等于约300nm或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值。电介质层12的厚度可等于电介质层16的厚度。替代地，电介质层12的厚度可大于或小于电介质层16的厚度。光学结构10可具有小于或等于约2微米的厚度。
制造光学结构10可包含提供电介质材料层12(或电介质材料层16)及在电介质材料层12(或电介质材料层16)上方沉积金属层13(或金属层15)。金属层13(或金属层15)可使用下文进一步详细论述的无电镀方法沉积在电介质材料层12(或电介质材料层16)上。金属层13(或金属层15)可沉积为连续薄膜、小球、金属团簇或岛状结构。随后可在金属层13(或金属层15)上方安置另一电介质层14。初始电介质材料层12(或电介质材料层16)可安置及/或形成于支撑件上方。所述支撑件在本文中还被称为基底层。支撑件可包括载体。支撑件可包括片材，例如网状物。支撑件可包括衬底。所述衬底可为连续PET片材或其它聚合网状物结构。支撑件可包括非织造织物。非织造织物可为包括纤维的扁平、多孔片材。在一些实施方案中，非织造织物可经配置为通过使纤维或细丝机械、热或化学地缠结而接合在一起的片材或网状物结构。在一些实施方案中，非织造织物可包括穿孔膜(例如，塑料或熔融的塑料膜)。在一些实施方案中，非织造织物可包括合成纤维，例如聚丙烯或聚酯或玻璃纤维。
支撑件可用包括离型剂的离型层涂布。所述离型剂可溶于溶剂或水中。所述离型层可为水溶性的聚乙烯醇或可溶于溶剂中的丙烯酸酯。离型层可包括在沉积/形成光学结构的层之前通过蒸镀沉积的涂层，举例来说，例如盐(NaCl)或冰晶石(Na3AlF6)。
在经配置为非织造织物的支撑件的一些实施方案中，所述非织造织物可用离型层涂布。可将此类实施方案浸渍或浸入于溶剂或水中，所述溶剂或水充当离型剂以溶解或移除离型层。离型剂(例如，溶剂或水)经配置以从非织造织物的与其上安置光学结构的侧相对的侧穿透以促进光学结构的释离而非必须穿透光学结构。在溶解离型层之后从溶剂或水回收光学结构。在一些制造方法中，可接着将回收的光学结构处理成颜料。
在一种制造方法中，光学结构10可经制造(例如，沉积或形成)于经涂布网状物、经涂布基底层、经涂布载体或经涂布衬底上。网状物、基底层、衬底或载体上的涂层可经配置为离型层以便于容易地移除光学结构10。
光学结构10可通过安置于衬底或具有(例如)大于或等于约10微米且小于或等于约25微米的厚度的其它支撑层上方而配置为膜或箔。例如，衬底或支撑层(例如聚酯衬底或支撑层)可具有大于或等于12微米且小于或等于22.5微米、大于或等于15微米且小于或等于约20微米的厚度。所述衬底或支撑层可包括材料，举例来说，例如聚酯、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。所述支撑件或支撑层自身可溶解。例如，支撑件或支撑层还可包括可溶解(例如)于水中的聚乙烯醇。因此，支撑网状物自身可包括可溶材料，来代替在不可溶支撑网状物上使用离型层。因此，支撑件或支撑层可溶解以剩下光学涂层。经配置为膜或箔的光学结构10可用聚合物(举例来说，例如UV固化的聚合物)囊封。
光学结构10可包括额外层。例如，薄保护层可安置于金属层13与电介质层12之间及/或金属层15与电介质层16之间。所述保护层可包括材料，举例来说，例如NiCrOx、Si3N4、CeSnO4及ZnSnO4。保护层可具有约3到5nm之间的厚度。保护层可有利地增加金属层13及15的耐久性。
可从衬底、网状物、载体或支撑层而非膜移除光学结构10，光学结构10经制造在所述衬底、网状、载体或支撑层上且分成具有适于颜料或印刷油墨的大小的薄片。在一些实施方案中，具有适于颜料或印刷油墨的大小的薄片可具有薄片的厚度的约5到10倍的面积、长度及/或宽度。因此，薄片具有约1微米的厚度，及/或可具有介于约5微米与约50微米之间的宽度及/或长度。例如，所述宽度及/或所述长度可大于或等于约5微米且小于或等于约15微米、大于或等于约5微米且小于或等于约10微米、大于或等于约5微米且小于或等于约40微米、大于或等于约5微米且小于或等于约20微米或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值。具有小于薄片的厚度的约5到10倍的长度及/或宽度(举例来说，例如具有等于薄片的厚度的长度及/或宽度)的薄片在印刷油墨或颜料中可沿着其边缘定向。此可为不利的，因为包括沿着其边缘定向的薄片的颜料或印刷油墨在反射模式及透射模式中可能不呈现所要色彩。这些范围之外的尺寸(例如厚度、长度及/或宽度)也是可能的。
图2A-1说明薄片20的实例。光学结构10经片段化、切割、切块或以其它方式分离以获得单独(例如，微米大小)的切片或薄片。在一些实施方案中，所获得的薄片可由囊封层21包围。囊封层21可包括防潮材料，举例来说，例如二氧化硅。囊封层21还可包括二氧化硅球22及23。二氧化硅球22及23可具有相同大小或具有不同大小。囊封层21可有助于保护至少两个金属层13及15免受腐蚀。此外或替代性地，囊封层21可减少至少两个金属层13及15与光学结构10的其它层分层的发生。由囊封层21包围且可能包括二氧化硅球22及23的光学结构10可经配置为适于颜料或印刷油墨的薄片20。囊封层21的二氧化硅球22及23可有助于防止薄片彼此粘附。在不具有所述球的情况下，薄片可能如两个载玻片粘附在一起那样粘附在一起。球22及23还可防止薄片20粘附到印刷机中的印刷辊。用囊封层21包围光学结构10的一种方法可依靠使用正硅酸四乙酯(TEOS)的溶胶凝胶技术。在形成囊封层21的一种方法中，可将TEOS的以酒精为主的溶液以少量(例如，一次一或多滴)添加到薄片在酒精或水中的分散液中。可将催化剂(例如酸或氢氧化钠溶液)以少量(例如一次一或多滴)添加到薄片在酒精或水中的分散液中。可将薄片在酒精或水中的分散液加热到约50℃到70℃的温度，同时搅拌以将TEOS转变为二氧化硅涂层。然而，可采用其它工艺。
在一些实施例中，多个薄片20可形成颜料。在一些情况中，此颜料可色彩偏移(例如，经反射及/或透射的色彩随着视角或光的入射角而改变)。在一些实施例中，非色彩偏移颜料或染料可与所述颜料混合。在一些实施例中，薄片20可包含其它材料以形成颜料。尽管本文中所论述的一些颜料可随着视角或光的入射角变化而提供色彩偏移，但还可考量并未随视角或光的入射角变化而展现色彩偏移或随视角或光的入射角变化产生非常少色彩偏移的颜料。
在一些实施例中，可将薄片20添加到介质(例如聚合物25(例如，聚合树脂))以形成双色油墨、颜料或涂料，如图2B-1中所展示。所述薄片可悬浮于所述介质(例如，聚合物)25中。所述薄片可在介质(例如，聚合物)25中随机地定向，如图2B-1中所展示。在印刷工艺期间，在一些情况中，个别薄片可平行于颜料、涂料或双色油墨由于(例如)印刷作用、重力及/或所述颜料、所述涂料或所述双色油墨的正常干燥工艺的表面张力而所施加到的物体(例如，纸)的表面而定向，如图2B-2中所展示。介质25可包括材料，包含(但不限于)丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯及基于醇酸树脂的调配物及其混合物。在一些实施方案中，介质25(例如，聚合物)可具有紧密匹配囊封二氧化硅层21及/或二氧化硅球的折射率的折射率使得所述囊封层及/或所述二氧化硅球不会不利地影响介质中的颜料、涂料或双色油墨的光学性能。
在各种实施方案中，薄片20无需由囊封层包围。在此类实施方案中，未由囊封层囊封的一或多个薄片20可被添加油墨或颜料介质(例如，清漆、聚合树脂等)或与其混合以获得如本文论述的双色油墨或颜料。在各种实施方案中，双色油墨或颜料可包括多个薄片20。经配置为多个薄片20的光学结构10可具有形状、大小、厚度及/或纵横比的不同分布。经配置为多个薄片20的光学结构10还可具有不同光学性质。举例来说，经配置为多个薄片20的光学结构10还可具有不同色彩性质。
在一些实施方案中，如图2A-2中所描绘的仅包括金属层13及15以及透明电介质层14而无高折射率电介质层12及16的光学结构可经配置为如上文所论述的薄片且如图2B-2中所展示分散于介质25中以制造如上文所论述的双色印刷油墨、涂料或颜料。在一些实施方案中，包含仅包括金属层13及15以及透明电介质层14而无高折射率电介质层12及16的光学结构的薄片无需如上文论述那样囊封在囊封层中。
硅烷偶合剂可接合到囊封层21以形成官能化薄片30，如图3中所展示。所述硅烷偶合剂到囊封层的接合可通过水解反应发生。硅烷偶合剂可粘结到印刷油墨或涂料介质的聚合物(例如，聚合树脂)使得颜料及聚合物的异质混合物在印刷工艺期间不分离且大体上以与均质介质将起作用大致相同的方式起作用。印刷油墨或涂料介质可包括材料，其包含(但不限于)丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯及基于醇酸树脂的调配物及其混合物。所使用的硅烷偶合剂可类似于由格莱斯特公司(美国宾西法尼亚州，莫里斯敦)(Gelest Company(Morristown,PA USA))出售的硅烷偶合剂。在一些实施方案中，硅烷偶合剂可包括可水解基团，举例来说，例如烷氧基、酰氧基、卤素或胺类。在水解反应(例如，水解作用)之后，形成可与其它硅烷醇基团(例如，与囊封层21的二氧化硅球或二氧化硅囊封层)缩合以形成硅氧烷键联的反应性硅烷醇基团。硅烷偶合剂的另一端包括R基团31。R基团31可包括各种反应性化合物，包含(但不限于)具有双键、异氰酸酯或氨基酸部分的化合物。双键经由自由基化学的反应可与油墨聚合物(例如基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或以聚酯为主的树脂的油墨聚合物)形成键。例如，异氰酸酯官能性硅烷、链烷醇胺官能性硅烷及胺基取代硅烷可形成胺基甲酸酯键联。
在不失一般性的情况下，在经配置为不包括囊封层的薄片的光学结构10的各种实施方案中，硅烷偶合剂可接合到包括适于用硅烷偶合剂接合的电介质材料(例如，TiO2)的高折射率电介质层12及16中的一者或两者。
在不失一般性的情况下，光学结构10可被视为干涉堆叠或腔。入射于光学结构10的表面上的环境光部分从光学结构10的各种层反射(如通过图4中的射线47及48所展示)且部分透射穿过光学结构10的各种层(如通过图4中的射线49所展示)。图4说明包括囊封于囊封层21中的高折射率电介质层12及16、金属层13及15以及电介质层14的光学结构10的实施例。从各种层反射的环境光的一些波长可相长干涉且从各种层反射的环境光的一些其它波长可相消干涉。类似地，透射穿过各种层的光的一些波长可相长干涉且透射穿过各种层的环境光的一些其它波长可相消干涉。因此，光学结构10在透射模式及反射模式中被观看时呈现彩色。一般来说。通过光学结构10反射及透射穿过光学结构10的光的色彩及强度可取决于光学结构10的各种层的厚度及材料。通过改变各种层的材料及厚度，可改变通过光学结构10反射及透射穿过光学结构10的光的色彩及强度。在不受关于光学结构10的操作的任何特定科学理论束缚的情况下，一般来说，各种层的材料及厚度可经配置使得通过各种层反射的一些或全部环境光干涉使得场42中的节点45出现于两个金属层13及15处。在不受任何特定科学理论束缚的情况下，应注意，在一些情况中，大体上等于间隔层的厚度的所述波长(例如，在间隔层的厚度的约±10％内的波长)将干涉使得场42中的节点45出现于两个金属层13及15处。对于其它波长，节点45可能不会出现。因此，在一些实施方案中，两个金属层13及15在反射模式中可能不可见。此外，在不受特定科学理论束缚的情况下，基于两个金属层13及15以及透明电介质层14的厚度，入射光的部分可由于“诱发透射率”或“诱发透射”的现象而透射穿过光学结构10。下文论述反射及透射光谱特性。
图5A展示用于光学结构10的第一实例的透射(曲线501a)及反射(曲线503a)两者的光谱曲线图。在下文表1中提供光学结构10的第一实例的各种层的材料及光学结构10的第一实例的各种层的厚度。如表1中所指示，光学结构10的第一实例包括包含银的两个金属层。所述两个银层对应于图1中所展示的光学结构10的至少两个金属层13及15。两个银层皆具有25nm的相同厚度。具有300nm的厚度的电介质层夹置于所述两个银层之间。所述电介质层包括具有1.47011的折射率的SiO2。包括SiO2的电介质层对应于具有低折射率(即，小于1.65的折射率)的透明层14。ZrO2层安置于两个银层中的每一者的与面对SiO2层的侧相对的侧上。包括ZrO2的两个层中的每一者具有150nm的厚度。如从下文表1所示，ZrO2具有2.27413的折射率。包括ZrO2的两个层对应于具有高折射率(即，大于或等于1.65的折射率)的透明层12及16。光学结构10的第一实例囊封于SiO2基质中，如表1中所指示。SiO2基质用于模拟具有类似折射率的印刷介质或油墨。
图5A中展示以相对于光学结构10的第一实例的法线成0度的角度观察的光的透射及反射。使用来自http://thinfilm.hansteen.net的模拟软件获得在包含可见光谱范围的介于约400nm与约700nm之间的光谱范围中的反射光谱503a(指示为图5A中的曲线#1)及透射光谱501a(指示为图5A中的曲线#0)。
参数
曲线#0
Figure BDA0002409431870000261
曲线#1
Figure BDA0002409431870000271
表1：具有如图5A中所展示的反射光谱及透射光谱的光学结构的第一实例的参数。
如图5A中可见，透射曲线501a(曲线#0)具有拥有在约520nm的波长处出现的最大值的峰值且反射曲线503a具有拥有在420nm的波长处出现的第一最大值及在约650nm的波长处出现的第二最大值的两个峰值。所述透射峰值及反射峰值的最大值大于0.5，此指示所述透射峰值及反射峰值具有高强度。此外，透射峰值及反射峰值具有如以大于约20nm的峰值的最大值的50％量测的带宽。如以峰值的最大值的50％量测的带宽被称为半高全宽(FWHM)。从图5A观察到，透射峰值的FWHM是约75nm。
基于透射峰值及反射峰值的位置以及透射峰值及反射峰值的带宽，光学结构10可由一般人眼感知为在反射模式中具有第一色彩且在透射模式中具有第二色彩。在一些情况中，所述第一色彩与所述第二色彩可为互补色。在一些情况中，包括可见光谱范围的波长范围的透射峰值及反射峰值可具有高强度及大于2nm的FWHM(例如，大于或等于约10nm的FWHM、大于或等于约20nm的FWHM、大于或等于约30nm的FWHM、大于或等于约40nm的FWHM、大于或等于约50nm的FWHM、大于或等于约60nm的FWHM、大于或等于约70nm的FWHM、大于或等于约100nm的FWHM、大于或等于约200nm的FWHM、小于或等于约300nm的FWHM、小于或等于约250nm的FWHM或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值)。
如果在可见波长范围中的峰值的反射率或反射比大于或等于约50％且小于或等于约100％，那么一或多个反射峰值可被视为具有高强度。例如，如果在可见波长范围中的反射光量或反射率或反射比大于或等于约55％且小于或等于约99％、大于或等于约60％且小于或等于约95％、大于或等于约70％且小于或等于约90％、大于或等于约75％且小于或等于约85％或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值，那么一或多个反射峰值可被视为具有高强度。
如果在可见波长范围中的峰值的透射率或透射比大于或等于约50％且小于或等于约100％，那么一或多个透射峰值可被视为具有高强度。例如，如果在可见波长范围中的透射光量或透射率或透射比大于或等于约55％且小于或等于约99％、大于或等于约60％且小于或等于约95％、大于或等于约70％且小于或等于约90％、大于或等于约75％且小于或等于约85％或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值，那么一或多个透射峰值可被视为具有高强度。
具有如表1中所描绘的设计且具有如图5A中所展示的反射光谱及透射光谱的光学结构10的第一实例对于一般人眼来说在透射模式中呈现绿色且在反射模式中呈现洋红色。在不失一般性的情况下，在各个实施方案中，反射光谱及透射光谱中的峰值如图5A及图5B中展示那样非重叠使得可在可见光谱范围的区域中获得具有最高可能反射比或反射率的反射峰值且可在可见光谱范围的非重叠区域中获得具有最高可能透射比或透射率的透射峰值可为有利的。因此，反射色彩及透射色彩可不同且可能彼此互补，举例来说，例如红色与绿色、黄色与紫罗兰色、蓝色与橙色、绿色与洋红色等。
可通过改变光学结构10的各种层的材料及/或厚度而改变透射峰值及反射峰值的形状、透射峰值及反射峰值的最大值的位置、透射峰值及反射峰值的FWHM等。此可从图5B观察到，图5B描绘光学结构10的第二实例的反射光谱503b及透射光谱501b，光学结构10的第二实例具有与光学结构10的第一实例相同的材料组合物但各种层具有不同厚度。下文表2中提供光学结构10的第二实例的参数。如从表2所示，在光学结构10的第二实例中的包括SiO2且具有1.47011的折射率的电介质层的厚度是400nm而非在光学结构10的第一实例中的300nm。此外，安置于两个银层中的每一者的任一侧上的两个ZrO2的厚度在光学结构10的第二实例中为225nm而非在光学结构10的第一实例中的150nm。
参数
曲线#0
Figure BDA0002409431870000281
Figure BDA0002409431870000291
曲线#1
Figure BDA0002409431870000301
表2：具有如图5B中所展示的反射光谱及透射光谱的光学结构的第二实例的参数。
由于包括SiO2及ZrO2的电介质层的厚度在光学结构的第二实例与光学结构的第一实例之间变化，所以一般人眼将在沿着法线于光学结构的第二实例的表面的方向观看时感知光学结构的第二实例以在反射模式中呈现绿色且在透射模式中呈现洋红色。
如由一般人眼在反射模式及透射模式中感知的光学结构10的第一实例及第二实例的色彩可在相对于光学结构10的第一实例及第二实例的表面的法线的不同视角从上文所描述的洋红色及绿色偏移。例如，当以相对于光学结构10的第一实例的表面的法线成约35度的角度观看时，光学结构10的第一实例可在反射模式中呈现黄绿色且在透射模式中呈现蓝色。作为另一实例，当以相对于光学结构10的第二实例的表面的法线成约35度的角度观看时，光学结构10的第二实例可在反射模式中呈现淡紫色且在透射模式中呈现淡黄色。在不失一般性的情况下，在相对于光学结构10的第一实例及第二实例的表面的法线的视角增加时，反射峰值及透射峰值可展现朝向较短波长的蓝色偏移。
Figure BDA0002409431870000302
Figure BDA0002409431870000311
表3：当在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表1中所描述的参数的光学结构的第一实例时的用于透射模式的CIELab值。
Figure BDA0002409431870000312
表4：当在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表1中所描述的参数的光学结构的第一实例时的用于反射模式的CIELab值。
上文表3及4分别提供在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表1中所描述的参数的光学结构的第一实例时用于透射模式及反射模式的CIELa*b*值。下文表5及表6分别提供在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表2中所描述的参数的光学结构的第二实例时用于透射模式及反射模式的CIELa*b*值。CIELab色彩密切表示由一般人眼感知的色彩。CIELab色彩空间在数学上描述由一般人眼在明度的三个维度L中感知的各种色彩，a针对色彩分量绿色—红色，且b针对来自蓝色—黄色的色彩分量。a轴在平面中从绿色(通过-a表示)纵向延伸到红色(通过+a表示)。b轴在所述平面中沿着垂直于a轴的侧向方向从蓝色(通过-b表示)延伸到黄色(通过+b表示)。亮度是通过垂直于a-b平面的L轴表示。亮度从通过L＝0表示的黑色增加到通过L＝100表示的白色。使用Essential Macleod薄膜软件计算使用D65发光物的针对不同视角的CIELab值。
Figure BDA0002409431870000313
Figure BDA0002409431870000321
表5：当在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表2中所描述的参数的光学结构的第二实例时的用于透射模式的CIELab值。
Figure BDA0002409431870000322
表6：当在存在D65光源的情况下以不同视角观看具有如表2中所描述的参数的光学结构的第二实例时的用于反射模式的CIELab值。
分析具有表7及8中提供的参数的光学结构的两个额外实例的光学性能。光学结构的额外实例是使用Essential Macleod薄膜软件设计。在表7中提供用于光学结构的第三实例的各种层的材料组合物及厚度且在表8中提供用于光学结构的第四实例的各种层的材料组合物及厚度。
Figure BDA0002409431870000323
表7：光学结构10的第三实例的各种层的材料组合物及厚度。
Figure BDA0002409431870000331
表8：光学结构10的第四实例的各种层的材料组合物及厚度。
光学结构10的第三实例及第四实例的各种层的材料组合物与光学结构10的第一实例及第二实例的各种层的材料组合物相同。例如，类似于光学结构10的第一实例及第二实例，光学结构10的第三实例及第四实例包括通过两个银层夹置的SiO2层与安置于所述两个银层的与面对所述SiO2层的侧相对的侧上的ZrO2层。然而，各种层的厚度对于光学结构10的第一实例、第二实例、第三实例及第四实例是不同的。
光学结构10的第三实例包括具有25nm的厚度的两个银层，每一银层夹置具有174.44nm的厚度且包括SiO2的电介质层。光学结构10的第三实例包括在银层的与面对SiO2层的侧相对的侧上的ZrO2层。每一ZrO2层具有246.88nm的厚度。光学结构10的第三实例的总厚度是718.21nm。
光学结构10的第四实例包括具有25nm的厚度的两个银层，每一银层夹置具有261.66nm的厚度且包括SiO2的电介质层。光学结构10的第四实例包括在银层的与面对SiO2层的侧相对的侧上的ZrO2层。每一ZrO2层具有123.44nm的厚度。光学结构10的第四实例的总厚度是558.55nm。
图6A说明在反射模式中针对相对于具有如表1中所描述的参数的光学结构10的第一实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第一实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图6A观察到，在相对于光学结构10的第一实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第一实例在反射模式中对一般人眼呈现洋红色。随着视角增大，通过光学结构10的第一实例反射的色彩沿着曲线601a在朝向黄色的箭头的方向上偏移。
图6B说明在反射模式中针对相对于具有如表2中所描述的参数的光学结构10的第二实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第二实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图6B观察到，在相对于光学结构10的第二实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第二实例在反射模式中对一般人眼呈现黄绿色。随着视角增大，通过光学结构10的第二实例反射的色彩沿着曲线601b在朝向洋红色的箭头的方向上偏移。
图6C说明在反射模式中针对相对于具有如表7中所描述的参数的光学结构10的第三实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第三实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图6C观察到，在相对于光学结构10的第三实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第三实例在反射模式中对一般人眼呈现绿色。随着视角增大，通过光学结构10的第三实例反射的色彩沿着曲线601c在朝向蓝色的箭头的方向上以35°偏移。随着视角增加到35°，透射色彩从红色移动到橙色。应注意，各种反射及透射色彩曲线在图6A到6D及图7A到7D的各种a*b*曲线图中逆时针移动。
图6D说明在反射模式中针对相对于具有如表8中所描述的参数的光学结构10的第四实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第四实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图6D观察到，在相对于光学结构10的第四实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第四实例在反射模式中对一般人眼呈现黄色。随着视角增大，通过光学结构10的第四实例反射的色彩沿着曲线601d在朝向灰色的箭头的方向上偏移。在透射中，在零度处所见的色彩是蓝色以35°移动到洋红色。此样本经配置为在视角改变时具有极小色彩偏移的双色膜/颜料。
图7A说明在透射模式中针对相对于具有如表1中所描述的参数的光学结构10的第一实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第一实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图7A观察到，在相对于光学结构10的第一实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第一实例在透射模式中对一般人眼呈现绿色。随着视角增大，通过光学结构10的第一实例透射的色彩沿着曲线701a在朝向紫罗兰色的箭头的方向上偏移。
图7B说明在透射模式中针对相对于具有如表2中所描述的参数的光学结构10的第二实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第二实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图7B观察到，在相对于光学结构10的第二实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第二实例在透射模式中对一般人眼呈现紫色。随着视角增大，通过光学结构10的第二实例反射的色彩沿着曲线701b在朝向绿色的箭头的方向上偏移。
图7C说明在透射模式中针对相对于具有如表7中所描述的参数的光学结构10的第三实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第三实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图7C观察到，在相对于光学结构10的第三实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第三实例在透射模式中对一般人眼呈现红色。随着视角增大，通过光学结构10的第三实例反射的色彩沿着曲线701c在朝向橙色的箭头的方向上偏移。
图7D说明在透射模式中针对相对于具有如表8中所描述的参数的光学结构10的第四实例的表面的法线成0度与45度之间的不同视角的在用于光学结构10的第四实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图7D观察到，在相对于光学结构10的第四实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第四实例在透射模式中对一般人眼呈现蓝色。随着视角增大，通过光学结构10的第四实例反射的色彩沿着曲线701d在朝向洋红色的箭头的方向上偏移。
光学结构10被视为通过D65照明予以照明以产生图6A到6D及图7A到7D的曲线。
图8A及8B分别说明用于具有如表7中所描述的参数的光学结构10的第三实例的透射光谱及反射光谱。如图8A及8B所示，光学结构10的第三实例在约650nm处具有峰值透射率，而反射率在约400nm与约600nm之间的光谱区域中大体上均匀且在约650nm处下降。
图8C及8D分别说明用于具有如表8中所描述的参数的光学结构10的第四实例的透射光谱及反射光谱。如图8C及图8D所示，光学结构10的第四实例在约470nm与约480nm之间具有峰值透射率，而反射率在约520nm与约700nm之间的光谱区域中大体上均匀且在约470nm处下降。
分析光学结构10的额外第五实例的光学性能。光学结构10的第五实例包括玻璃衬底、在所述衬底上方的包括CeO2的第一电介质层、所述第一电介质层上方的包括铝的第一金属层、所述第一金属层上方的包括CeO2的第二电介质层、所述第二电介质层上方的包括铝的第二金属层，及所述第二金属层上方的包括CeO2的第三电介质层。各种金属层及电介质层的厚度可经配置以在透射中在相对于光学结构10的第五实例的表面的法线成约0度与约40度之间的视角呈现蓝色/紫罗兰色且在反射中在相对于光学结构10的第五实例的表面的法线成约0度与约40度之间的视角呈现黄色/绿色。
图8E及8F分别说明用于上文所论述的光学结构10的第五实例的透射光谱及反射光谱。图8G说明在透射模式中针对相对于光学结构10的第四实例的表面的法线成0度与40度之间的不同视角的在用于光学结构的第五实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图8G观察到，在相对于光学结构10的第五实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第五实例在透射模式中对一般人眼呈现蓝色。随着视角增大，通过光学结构10的第五实例反射的色彩沿着曲线751a在朝向紫罗兰色的箭头的方向上偏移。
图8H说明在反射模式中针对相对于光学结构10的第五实例的表面的法线成0度与40度之间的不同视角的在用于光学结构的第五实例的CIELa*b*色彩空间中的a*b*值。从图8H观察到，在相对于光学结构10的第五实例的表面的法线成0度的视角，光学结构10的第五实例在反射模式中对一般人眼呈现黄色。随着视角增大，通过光学结构10的第五实例反射的色彩沿着曲线751b在朝向绿色的箭头的方向上偏移。
可用作安全特征的光学结构的各个实施方案可包括通过部分光学透射或部分反射的金属层(例如，部分反射及部分透射的金属层)包围的包括一或多种电介质材料的电介质区域。例如，所述光学结构可包括具有第一主表面及第二主表面(例如，顶部及底部)及介于其之间的边缘(或侧)的电介质区域。除安置于所述第一及第二主表面(例如，顶部及底部)上之外，所述部分反射及部分透射的金属层还可安置于边缘(或侧)上。在各个实施方案中，包括一或多种电介质材料的电介质区域是光学透射的且在一些配置中可为光学透明的。在某些实施方案中，包括一或多种电介质材料的区域由部分光学透射及部分反射的金属层包围。在各个实施方案中，一或多种电介质材料可包括聚合物、玻璃、氧化物(例如，SiO2、TiO2)或其它电介质材料。在各个实施方案中，电介质区域可包括用一或多种电介质材料(例如层)涂布的电介质衬底，所述一或多种电介质材料具有折射率等于、小于或大于所述电介质衬底的折射率。在各个实施方案中，电介质区域可包括由具有第二折射率的第二电介质材料(例如，第二电介质层)包围的具有第一折射率的第一电介质材料(例如，第一电介质层)。所述第二折射率可等于、小于或大于所述第一折射率。
图9A及9B说明此类光学结构的不同实施例。图9A示意性地说明包括由部分反射及部分透射的金属层35a包围的电介质区域30a的光学结构70a的实施例的横截面视图。图9A中所展示的光学结构70a具有直线(例如，矩形)横截面。图9B示意性地说明包括由部分反射及部分透射的金属层35b包围的电介质区域30b的光学结构70b的另一实施例的横截面视图。图9B中所展示的光学结构70b具有圆形横截面。
电介质区域30a及/或30b可包括一或多种电介质材料，举例来说，例如聚合物、氟化镁、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铈、任何透明氧化物材料、任何透明氮化物材料、任何透明硫化物材料、玻璃、任何这些材料的组合或任何其它无机或有机材料。电介质区域30a及/或30b中的一或多种电介质材料的折射率可具有约1.35与约2.5之间的值。例如，电介质区域30a及/或30b中的一或多种电介质材料的折射率可具有如下的值：介于约1.38与1.48之间、介于约1.48与约1.58之间、介于约1.58与约1.78之间、介于约1.75与约2.0之间、介于约2.0与约2.25之间、介于约2.25与约2.5之间或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何值。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。电介质区域30a及/或30b可包括用一或多种电介质材料涂布的电介质衬底，所述一或多种电介质材料具有等于、小于或大于所述电介质衬底的折射率的折射率。在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b可包括由具有第二折射率的第二电介质材料包围的具有第一折射率的第一电介质材料。所述第二折射率可等于、小于或大于所述第一折射率。
在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b可经配置为平板、片、球体、椭球体、椭圆体、圆盘，或围封一体积的任何其它3维形状。电介质区域30a及/或30b可具有规则或不规则形状。例如，如图9A中所示，电介质区域30a可经配置为具有两个主表面31a及31b及安置于所述两个主表面31a及31b之间的一或多个边缘表面的平板。在一些实施方案中，许多边缘表面可安置于两个主表面31a与31b之间。边缘表面的数目可为例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十二个、二十个、三十个、五十个等，或在任何这些值之间的任何范围中。这些范围外的值也是可能的。主表面31a及31b可具有各种形状。例如，在某些实施方案中，主表面31a及31b的一或两者可具有直线或曲线形状。在某些实施方案中，所述形状可为规则或不规则的。例如，主表面31a及31b的一或两者可具有正方形形状、矩形形状、圆形形状、卵形形状、椭圆形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状或任何多边形形状。在各个实施方案中，主表面31a及31b的一或两者可具有锯齿状边缘，使得主表面31a及31b的一或两者的侧向尺寸(例如长度或宽度)跨主表面31a及31b的一或两者的区域改变。其它配置也是可能的。此外，其它形状也是可能的。边缘表面中的一或多者可具有各种形状(例如从侧面观看)，例如正方形形状、矩形形状、卵形形状、椭圆形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状或任一多边形形状。
在某些实施方案中，边缘表面中的一或多者的形状(例如从侧面观看)可呈直线或曲线。在某些实施方案中，所述形状可为规则或不规则的。类似地，平行于主表面31a及31b中的一者的电介质区域30a及/或30b的横截面在某些实施方案中可呈直线或曲线且在某些实施方案中可为规则或不规则的。例如，所述横截面可具有正方形形状、矩形形状、圆形形状、卵形形状、椭圆形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状或任一多边形形状。其它形状也是可能的。同样地，垂直于表面31a及31b中的一者的电介质材料或区域30a及/或30b的横截面在某些实施方案中可呈直线或曲线且在某些实施方案中可为规则或不规则的。例如，所述横截面可具有正方形形状、矩形形状、圆形形状、卵形形状、椭圆形形状、五边形形状、六边形形状、八边形形状或任一多边形形状。其它形状也是可能的。在各个实施方案中，电介质区域30a的主表面31a及31b的面积、长度及/或宽度可大于或等于电介质区域30a厚度的约2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、8倍或10倍且小于或等于电介质区域30a厚度的约50倍，或在任何这些值之间的范围/子范围中的任何值。因此，电介质区域30a可具有大纵横比。
在一些实施方案中，电介质区域30a的厚度(T)可对应于两个主表面31a及31b之间沿着垂直方向的距离，如图9A中所展示。作为另一实例，如图9B中所展示，电介质材料30b可经配置为球体。经配置为球体的电介质材料30b的厚度可对应于所述球体的直径。在其它实施方案中，电介质材料30a及/或30b可经配置为立方体、矩形长方体、圆柱体、椭圆体、卵形体或任何其它三维形状。在某些实施方案中，所述形状可呈曲线或直线。在某些实施方案中，所述形状可为规则或不规则的。因此，在一些实施方案中，电介质区域30a及/或30b可经配置为围封一或多种电介质材料的体积的不规则形状物体。
在各个实施方案中，光可透射穿过光学结构70a及70b且通过光学结构70a或70b的表面反射。此外，在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b可具有允许入射于金属层35a及/或35b的一个侧上的光相长干涉或相消干涉的厚度。例如，在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b的厚度可为入射于其上的光(例如，可见光)的波长的近似四分的一或四分之一波长的整数倍。在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b的厚度可为入射于电介质材料30a或30b上的可见光的波长的(例如)1/4、3/4、5/4、7/4、9/4、10/4等。因此，各种波长的入射光在其透射穿过光学结构70a或70b或通过光学结构70a或70b反射时可相长干涉或相消干涉。因此，在一些配置中，当白光入射于光学结构上时，彩色光通过光学结构反射及/或透射穿过光学结构。在一些实施方案中，当白光入射于光学结构上时，反射第一色彩且透射第二不同色彩。在一些情况中，所述第一色彩与所述第二色彩可为互补的。
在各个实施方案中，例如，为获得入射可见光的相长干涉，电介质区域30a及/或30b的厚度(或侧向尺寸)可具有介于约90nm与约2微米之间的值。在各个实施方案中，电介质区域30a及/或30b的厚度(或侧向尺寸)可大于或等于约90nm且小于或等于约1微米、大于或等于约100nm且小于或等于约1.0微米、大于或等于约300nm且小于或等于约1.0微米、大于或等于约400nm且小于或等于约900nm、大于或等于约500nm且小于或等于约800nm、大于或等于约600nm且小于或等于约700nm或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何厚度。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。
电介质材料30a及/或30b可从不同供应商(例如，廷德尔研究所(TyndallInstitute)、玻璃薄片有限公司(Glassflake,Ltd.)、西格玛科技(Sigma Technologies))购买或通过在实验室或制造工厂中合成而定制。在一些实施方案中，光学结构70a(或70b)及/或电介质区域30a(或30b)可包括鳞片(例如，可从玻璃薄片有限公司http://www.glassflake.com/p ages/home购得的玻璃鳞片)。在一些实施方案中，鳞片可包括玻璃，举例来说，例如可或可不用涂层(例如，高折射率金属氧化物，例如TiO2及/或二氧化硅)涂布的具有约90nm与约2微米之间的平均厚度(例如，约1.2微米的平均厚度)的硼硅酸盐鳞片。在各个实施方案中，鳞片的侧向尺寸(例如，长度及宽度)可介于约5微米与约20微米之间。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。
如上文所论述，电介质区域30a或30b可由部分反射及部分透射金属层35a或35b包围。在一些实施方案中，金属层35a或35b可包括具有如上文所论述小于1的折射率的实部(n)对折射率的虚部(k)的比率的金属。例如，金属层35a或35b可包括具有如下的n/k值的金属：介于约0.01与约0.6之间、介于约0.015与约0.6之间、介于约0.01与约0.5之间、介于约0.01与约0.2之间、介于约0.01与约0.1之间或在通过这些值定义的范围或子范围中的任何值。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。因此，金属层35a或35b可包括银、银合金、金、铝或铜及其相应合金、镍(Ni)及钯(Pd)。
在各个实施方案中，金属层35a或35b的厚度可经配置使得金属层35a或35b对在约400nm与约800nm之间的可见光谱区域中的光至少部分透射及部分反射。例如，金属层35的厚度可经配置使得金属层35a或35b对在如下的波长范围中的光至少部分透射：介于约400nm与约500nm之间、介于约430nm与约520nm之间、介于约450nm与约530nm之间、介于约520nm与约550nm之间、介于约540nm与约580nm之间、介于约550nm与约600nm之间、介于约600nm与约680nm之间、介于约630nm与约750nm之间或在通过任何这些值定义的范围/子范围中的任何波长。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。替代性地或此外，金属层35a或35b的厚度可经配置使得金属层35a或35b对在如下的波长范围中的光至少部分反射：介于约400nm与约500nm之间、介于约430nm与约520nm之间、介于约450nm与约530nm之间、介于约520nm与约550nm之间、介于约540nm与约580nm之间、介于约550nm与约600nm之间、介于约600nm与约680nm之间、介于约630nm与约750nm之间或在通过任何这些值定义的范围/子范围中的任何波长。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。
金属层35a或35b的厚度可取决于金属的类型而改变。例如，在包括金属(例如，银)层35a或35b的光学结构70a或70b的实施方案中，金属(例如，银)层35a或35b的厚度可大于或等于约10nm且小于或等于约35nm使得金属(例如，银)层35a或35b可对在可见光谱范围中的光部分透射。在一些实施方案中，金属层35a或35b的厚度可小于约10nm或大于约35nm，此可能取决于所使用的金属的类型及其中期望透射率或透射比的波长范围。因此，在各个实施方案中，金属层35a或35b可具有大于或等于约3nm且小于或等于约40nm的厚度。在一些实施方案中，这些范围之外的值也是可能的。如上文所论述，参考图4，金属层35a或35b及电介质区域30a或30b的厚度可经配置使得通过金属层35a或35b及电介质区域30a或30b的一或多个层反射的部分或全部入射光的干涉可在金属层35a或35b处或中产生节点。因此，通过金属层35a或35b的透射率可大于针对金属层35a或35b的特定厚度所预期的透射率。在不受任何特定科学理论束缚的情况下，此效应被称为诱发透射率。由于诱发透射率或诱发透射，在一些实施方案中，光学结构70a或70b可经配置以在反射模式中展现第一色彩且在透射模式中展现第二色彩。
取决于电介质区域30a或30b的形状，电介质区域30a或30b可具有一或多个外表面。金属层35a或35b可覆盖或大体上覆盖电介质区域30a或30b的所有外表面或其小部分。因此，在各个实施方案中，金属层35a或35b可安置于电介质区域30a或30b的一或多个外表面的至少50％上方。例如，金属层35a或35b可安置于电介质区域30a或30b的一或多个外表面的至少50％上方、至少60％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少99％、100％或任何这些值之间的任何范围上方。在一些实施方案中，金属层35a或35b可安置于电介质区域30a或30b的一或多个外表面的整个区域(例如，100％)上方。在不受任何特定理论束缚的情况下，光学结构70a或70b的光学性质可基于通过金属层35a或35b覆盖的电介质区域30a或30b的外表面的量而改变。例如，光学结构70a或70b的反射率或反射比及/或透射率或透射比可基于由金属层35a或35b覆盖的电介质区域30a或30b的外表面的量而改变。
在各个实施方案中，金属层35a或35b的形状可符合下伏电介质材料30a或30b的形状。例如，在图9A中所展示的光学结构70a中，电介质材料30a具有矩形横截面。因此，安置于主表面31a及31b及边缘表面上方的金属层35a也具有矩形横截面。作为另一实例，在图9B中所展示的光学结构70b中，电介质材料30b具有圆形横截面。因此，安置于电介质材料30b的圆周上方的金属层35b也具有圆形横截面。然而，在其它实施方案中，金属层35a或35b的形状可不同于下伏电介质材料30a或30b的形状。
在各个实施方案中，包括通过金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b可经配置为颗粒、平板、细丝、鳞片、珠(例如，球形珠)或如上文所论述的薄片。在一些实施方案中，包括由金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b可具有与电介质区域30a或30b的形状相同的形状。例如，如图9A中所展示，当电介质区域30a经配置为立方体或矩形长方体时，光学结构70a可经配置为立方体或矩形长方体。作为另一实例，如图9B中所展示，当电介质区域30b经配置为球体时，光学结构70b可经配置为球体。在一些情况中，经配置为颗粒、平板、鳞片、细丝或薄片的光学结构70a或70b可适用于颜料或印刷油墨。在一些实施方案中，经配置为颗粒、平板、鳞片、细丝或薄片的光学结构70a或70b可具有经配置为颗粒、平板、鳞片、细丝或薄片的光学结构70a或70b的厚度的约5到10倍或更大的面积(或侧向尺寸)。因此，经配置为颗粒、平板、鳞片、细丝或薄片的光学结构70a或70b可具有约100nm与约1微米之间的厚度。在一些此类实施方案中，面积(或侧向尺寸)可大于或等于约500nm且小于或等于约1微米、大于或等于约1微米且小于或等于约5微米、大于或等于约5微米且小于或等于约10微米、大于或等于约5微米且小于或等于约40微米、大于或等于约5微米且小于或等于约20微米或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值。在各个实施例中，经配置为颗粒、平板、鳞片、细丝或薄片的光学结构70a或70b可经配置使得光学结构70a或70b的主表面的面积、长度及/或宽度大于或等于光学结构70a或70b的厚度的约2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、8倍或10倍且小于或等于光学结构70a或70b的厚度的约50倍或在通过任何这些值形成的任何范围中的任何值。
在各个实施方案中，用金属层35a或35b包围电介质区域30a或30b在一些实施方案中可有利地增加电介质材料30a或30b在可见光谱范围的一或多个波长下的反射率或反射比。在一些实施方案中，用金属层35a或35b包围电介质材料30a或30b可有利地增强或改变电介质材料30a或30b在反射模式及透射模式中在可见光谱范围的一或多个波长下的色彩外观。
在各个实施方案中，包括通过金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b可具有在可见光谱区域中具有一或多个反射峰值的反射光谱及在可见光谱区域中具有一或多个透射峰值的透射光谱。在不失一般性的情况下，所述一或多个反射峰值及所述一或多个透射峰值彼此不重叠。因此，包括通过金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b可在反射模式中具有第一色彩且在透射模式中具有不同于所述第一色彩的第二色彩。在某些实施方案中，所述第一色彩与所述第二色彩可为互补色，举例来说，例如红色与绿色、黄色与紫罗兰色、蓝色与橙色、绿色与洋红色等。
在各个实施方案中，针对介于相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度与相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度之间的任何视角，在反射模式中可几乎不存在第一色彩的偏移。同样地，在一些实施方案中，针对介于相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度与相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度之间的任何视角，在透射模式中可几乎不存在第二色彩的偏移。在各个实施方案中，第一角度可具有介于0度与10度之间的值(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)。在各个实施方案中，第二角度可具有介于20度与90度之间的值(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)。因此，对于介于相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)与相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)之间的任何视角，光学结构70a或70b的色彩在反射模式及/或透射模式中可保持大体上相同。同样地，在一些实施方案中，针对10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度或在通过任何这些值定义的范围/子范围中的任何值的倾角，在反射模式及/或透射模式中可几乎不存在光学结构70a或70b的色彩的偏移色彩偏移。
在一些实施方案中，在视角从相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度改变到相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度时，可期望在反射模式中具有第一色彩的色彩偏移。类似地，在各个实施方案中，在视角从相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度改变到相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度时，可期望在透射模式中具有第二色彩的色彩偏移。在各个实施方案中，第一角度可具有介于0度与10度之间的值(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)。在各个实施方案中，取决于设计，第二角度可具有介于20度与90度之间的值(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)。因此，在视角从相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第一角度(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)改变到相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度及相对于光学结构70a或70b的表面的法线的第二角度(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)时，在反射模式及/或透射模式中光学结构70a或70b的色彩可改变(例如，深蓝色到浅蓝色、紫色到粉红色、深绿色到浅绿色等)。同样地，在一些实施方案中，针对10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度或在通过任何这些值定义的范围/子范围中的任何值的倾角，在反射模式及/或透射模式中可存在光学结构70a或70b的色彩的偏移。
在不受任何特定理论束缚的情况下，包括通过金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b的反射光谱的一或多个反射峰值可具有高反射率或反射比。例如，所述一或多个反射峰值的反射率或反射比可大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于55％、大于或等于60％、大于或等于65％、大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％且小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值。
在不受任何特定理论束缚的情况下，包括由金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b的透射光谱的一或多个透射峰值可具有高透射率或透射比。例如，所述一或多个透射峰值的透射率或透射比可大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于55％、大于或等于60％、大于或等于65％、大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％且小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值。
包括由金属层35a或35b包围的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b可产生上文参考其中两个金属层13及15并未包围电介质层14的光学结构10(例如，如图1中所展示)所描述的许多或全部光学效应。
金属层35a或35b可使用各种化学方法安置于电介质材料30a或30b周围。例如，金属层35a或36b可使用无电镀方法安置于电介质区域30a或30b周围。沉积金属层35a或36b的无电镀方法的各个实施方案可包括在不施加电流或电压的情况下沉积金属层35a或35b。例如(举例来说)金、银或镍的各种金属可使用无电镀方法来沉积。下文论述使用无电镀方法将包括银的金属层35a或35b沉积在电介质区域30a或30b周围的实例。沉积银的无电镀方法也可称为无电镀银。无电镀银包括将电介质区域30a或30b浸入包括银的化学化合物(例如，硝酸银、银氨化合物、钠银氰化物等)及氨、水、氢氧化钾或氢氧化钠中的至少一个者的镀银浴中。使用添加到所述镀银浴的还原剂将银的化学化合物还原成金属银。所述金属银粘附到电介质区域30a或30b的经暴露表面。所述还原剂可包括葡萄糖、蔗糖、转化糖、氯化亚锡、联氨、罗谢尔(Rochelle)盐、甲醛或有机硼烷(例如，在各个实施方案中为二甲胺硼烷)。在某些实施方案中，镀银浴及还原剂可喷涂于电介质区域30a或30b上。在一些实施方案中，可使用二氯化锡(SnCl2)活化电介质区域30a或30b的外表面以准备金属层的无电沉积。还可使用在电介质区域30a或30b的外表面上沉积金属层35a或35b的其它方法。例如，金属层35a或35b可使用(举例来说)例如化学气相沉积(CVD)、溅镀或电镀的方法安置于电介质区域30a或30b周围。在一些实施方案中，金属层35a或35b可图案化在电介质区域30a或30b周围。
在各个实施方案中，包括一或多种电介质材料的第二电介质区域40a或40b可安置于经金属涂布的电介质区域30a或30b周围。第二电介质区域40a或40b可包括高折射率材料，例如ZrO2、TiO2、ZnS、ITO(氧化铟锡)、CeO2或Ta2O3。在各个实施方案中，第二电介质区域40a或40b可包括具有大于1.65且小于或等于2.5的折射率的电介质材料。例如，第二电介质区域40a或40b中的一或多种电介质材料的折射率可大于或等于1.65且小于或等于1.75、大于或等于1.75且小于或等于1.85、大于或等于1.85且小于或等于1.95、大于或等于1.95且小于或等于2.05、大于或等于2.0且小于或等于2.2、大于或等于2.1且小于或等于2.3、大于或等于2.25且小于或等于2.5或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何值。在一些实施方案中，这些范围之外的其它值也是可能的。在各个实施方案中，第二电介质区域40a或40b的一或多个材料的折射率可大于电介质区域30a或30b的一或多个材料的折射率。第二电介质区域40a或40b的厚度可介于75nm与700nm之间。例如，第二电介质区域40a或40b的厚度可大于或等于75nm且小于或等于100nm、大于或等于100nm且小于或等于150nm、大于或等于150nm且小于或等于200nm、大于或等于200nm且小于或等于250nm、大于或等于300nm且小于或等于350nm、大于或等于400nm且小于或等于450nm、大于或等于450nm且小于或等于500nm、大于或等于约500nm且小于或等于650nm、大于或等于650nm且小于或等于700nm或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何值。第二电介质区域40a或40b可经安置以覆盖金属层35a或35b的外表面的至少50％。例如，第二电介质区域40a或40b可经安置以覆盖金属层35a或35b的外表面的至少80％、至少90％、至少95％或100％或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值。
包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的经反射色彩及/或经透射色彩可不同于仅包括经金属涂布的电介质区域30a或30b的光学结构70a或70b的经反射色彩及/或经透射色彩。例如，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的经反射色彩及/或经透射色彩可比包括经金属涂布的电介质区域30a或30b而无具有合适厚度及/或具合适折射率的材料的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的经反射色彩及/或经透射色彩更鲜艳。包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的透射峰值及/或反射峰值的形状、透射峰值及/或反射峰值的最大值的位置及/或透射峰值及/或反射峰值的宽度(例如，半高全宽(FWHM))可不同于包括经金属涂布的电介质区域30a或30b而无具有合适厚度及/或具合适折射率的材料的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的透射峰值及/或反射峰值的形状、透射峰值及/或反射峰值的最大值的位置及/或透射峰值及/或反射峰值的宽度。例如，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的反射峰值中的一或多者的宽度可宽于包括经金属涂布的电介质区域30a或30b而无具有合适厚度及/或具合适折射率的材料的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的对应反射峰值的宽度。作为另一实例，在一些实施方案中，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的反射峰值中的一或多者的宽度(例如，FWHM)可大于或等于约50nm且小于或等于约300nm。
包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的各个实施方案可具有一或多个反射峰的反射光谱，所述一或多个反射峰具有大于或等于约10nm、大于或等于约20nm、大于或等于约30n、大于或等于约40nm、大于或等于约50nm、大于或等于约60nm、大于或等于约70nm、大于或等于约100nm、大于或等于约200nm、小于或等于约300nm、小于或等于约250nm或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值的宽度(例如，FWHM)。如相较于包括经金属涂布的电介质区域30a或30b而无具有合适厚度及/或具合适折射率的材料的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b在可见光谱范围中的一或多个波长下的反射率或反射比，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的各个实施方案在可见光谱范围中的所述一或多个波长处可具有较高反射率或反射比。
包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的各个实施方案可具有拥有一或多个透射峰值的透射光谱，所述一或多个透射峰值具有大于或等于约10nm、大于或等于约20nm、大于或等于约30nm、大于或等于约40nm、大于或等于约50nm、大于或等于约60nm、大于或等于约70nm、大于或等于约100nm、大于或等于约200nm、小于或等于约300nm、小于或等于约250nm或在通过这些值定义的范围/子范围中的任何值的宽度(例如，FWHM)。
在不受任何特定理论束缚的情况下，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的反射光谱的一或多个反射峰值可具有高反射率或反射比。例如，所述一或多个反射峰值的反射率或反射比可大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于55％、大于或等于60％、大于或等于65％、大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％且小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值。
在不受任何特定理论束缚的情况下，包括包围经金属涂布的电介质区域30a或30b的第二电介质区域40a或40b的光学结构70a或70b的透射光谱的一或多个透射峰值可具有高透射率或透射比。例如，所述一或多个透射峰值的透射率或透射比可大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于55％、大于或等于60％、大于或等于65％、大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％且小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值。
此外，当光学结构70a或70b经配置为颜料时，第二电介质区域40a或40b可有利地使金属层35a或35b与油墨清漆绝缘。
在一些实施方案中，第二电介质区域40a或40b可使用溶胶凝胶工艺安置于经金属涂布的电介质材料30a或30b周围。例如，经金属涂布的电介质材料30a或30b可使用涉及异丙醇钛(IV)的水解的溶胶凝胶工艺用包括二氧化钛(TiO2)的电介质材料涂布。作为另一实例，通过一系列水解及聚合反应转变包括电介质材料40a或40b的前驱体以形成胶体悬浮液(或“溶胶”)。在一些实施方案中，包括第二电介质区域40a或40b的电介质材料的胶体悬浮液可通过涂布、胶凝或沉淀而安置于经金属涂布的第一电介质区域30a或30b上。可加热或干燥包含包括第二电介质区域40a或40b的电介质材料的胶体悬浮液的经金属涂布的第一电介质区域30a或30b以获得涂布有第二电介质区域40a或40b的经金属涂布的第一电介质区域30a或30b。在一些实施方案中，第二电介质区域40a或40b的一或多个材料可使用沉积方法(举例来说，例如化学气相沉积方法、电子束、溅镀)安置于经金属涂布的第一电介质区域30a或30b周围。在一些实施方案中，各种沉积方法可结合使经金属涂布的第一电介质区域30a或30b振动。
如上文所论述，光学结构10、70a或70b的各个实施例经配置以部分反射光及部分透射光。在各个实施方案中，光学结构10、70a或70b在可见光谱范围中的一或多个波长下的反射率或反射比可大于或等于10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于90％、大于或等于95％及/或小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何值。在各个实施方案中，光学结构10、70a或70b在可见光谱范围中的一或多个波长下的透射率或透射比可大于或等于10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于90％、大于或等于95％及/或小于或等于100％或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的任何值。在各个实施方案中，光学结构10、70a或70b在一或多个第一组波长下的反射率或反射比可近似等于光学结构10、70a或70b在不同于所述第一组波长的一或多个第二组波长下的透射率或透射比。
光学结构10、70a或70b可具有例如大于或等于约1微米且小于或等于约50微米的大小，例如光学结构的侧向尺寸、面积、长度或宽度(例如，光学结构的主表面的长度、宽度或面积)。例如，光学结构10、70a或70b的大小可大于或等于约1微米且小于或等于10微米、大于或等于2微米且小于或等于12微米、大于或等于3微米且小于或等于15微米、大于或等于4微米且小于或等于18微米、大于或等于5微米且小于或等于20微米、大于或等于10微米且小于或等于20微米、大于或等于15微米且小于或等于25微米、大于或等于20微米且小于或等于约30微米、大于或等于25微米且小于或等于35微米、大于或等于30微米且小于或等于40微米、大于或等于35微米且小于或等于45微米、大于或等于40微米且小于或等于50微米或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值。
光学结构10、70a或70b可具有例如大于或等于约1微米且小于或等于约50微米的大小，例如，光学结构的侧向尺寸、面积、长度或宽度(例如，光学结构的主表面的长度、宽度或面积)，可介于0.1微米与2.0微米之间。例如，光学结构10、70a或70b的厚度具有例如(举例来说)大于或等于0.1微米且小于或等于0.3微米、大于或等于0.2微米且小于或等于0.5微米、大于或等于0.3微米且小于或等于0.6微米、大于或等于0.4微米且小于或等于0.7微米、大于或等于0.5微米且小于或等于0.8微米、大于或等于0.6微米且小于或等于0.9微米、大于或等于0.7微米且小于或等于1.0微米、大于或等于1.0微米且小于或等于1.2微米、大于或等于1.2微米且小于或等于1.5微米、大于或等于1.5微米且小于或等于2.0微米或在通过这些值定义的任何范围/子范围中的值，例如光学结构的侧向尺寸、面积、长度或宽度(例如，光学结构的主表面的长度、宽度或面积)。
上文所论述的光学结构10、70a或70b中的一或多者可与文档(例如，纸币)、封装、产品或其它物品合并或并入于文档(例如，纸币)、封装、产品或其它物品中。包括上文所论述的光学结构10、70a或70b中的一或多者的光学产品(例如膜、线、层片、箔、颜料或油墨)可与文档(例如纸币或其它文档)合并或并入于所述文档中以验证所述文档、封装材料等的真实性。例如，光学结构70a或70b可经配置为安置于包括聚合物、塑胶、纸或织物中的至少一个者的基底上的油墨或颜料。在一些实施方案中，所述基底可为柔性的。可将包括包含光学结构70a或70b的油墨或颜料或颜料的基底切割或切块以获得线或箔。上文所论述的多个光学结构10、70a或70b可并入于特定光学产品(例如，油墨、颜料、线、细丝、纸、安全油墨、安全颜料、安全线、安全细丝、安全纸等)中。并入于特定光学产品(例如，油墨、颜料、线、细丝、纸、安全油墨、安全颜料、安全线、安全细丝、安全纸等)中的上文所论述的多个光学结构10、70a或70b的形状、大小及/或纵横比可改变。因此，特定光学产品(例如，油墨、颜料、线、细丝、纸、安全油墨、安全颜料、安全线、安全细丝、安全纸等)可包括具有光学结构的形状、大小及/或纵横比的不同分布的光学结构10、70a或70b。例如，特定光学产品(例如，油墨、颜料、线、细丝、纸、安全油墨、安全颜料、安全线、安全细丝、安全纸等)可包括具有分布于一或多个平均大小周围的大小的光学结构10、70a或70b。作为另一实例，特定光学产品(例如，油墨、颜料、线、细丝、纸、安全油墨、安全颜料、安全线、安全细丝、安全纸等)可包括具有分布于一或多个纵横比周围的纵横比的光学结构10、70a或70b。
图10展示(例如)包括层压膜83的纸币80。层压膜83包括光学结构10、70a或70b。层压膜83可通过在基底或支撑层或衬底(例如聚合物基底层(例如，聚酯膜))上方安置光学结构10、70a或70b而制造。光学结构10、70a或70b可通过各种方法(包含但不限于涂布方法、在聚合物基底层的表面上的真空沉积等)而安置于所述聚合物基底层上方。光学结构10、70a或70b可安置于聚合物基底层(例如，聚酯膜)的表面的第一侧上方。层压膜83可(例如)通过透明及/或光学清透粘合剂粘附到纸币80的“纸”(例如，纤维素、棉/亚麻、聚合物或织物)81上。在各种情况下，聚合物基底层的与基底层的第一表面相对的第二表面经安置更靠近构成纸币的纸币纸81且可与粘合剂接触。在一些情况中，粘合剂可为双组分粘合剂，其中一个组分安置于纸币纸上且另一组分安置于聚合物基底层的与基底层的其上安置光学结构10、70a或70b的第一表面相对的第二表面上。可将纸币80及层压膜83放在一起以用于接合。层压膜83还可使用交联热固性粘合剂附接到纸币80。透明保护屏障涂层82(例如，UV可固化交联树脂)可安置于层压膜83上方。保护屏障涂层82可在层压膜83的边缘上方延伸到纸币的纸(例如，织物)81上。保护屏障涂层82可经配置以保护层压膜83免受腐蚀、磨损及通常可与纸币80接触而不会牺牲由层压膜83提供的光学效应的液体的影响。光学结构10可安置成面对保护屏障涂层82或层压膜83与“纸”81之间的粘附层。
在一些实施例中，光学结构10、70a或70b可经配置为线(例如，窗口化线)而非层压膜。窗口化线可通过各种方法制造。例如，在造纸工艺期间可将在线下织造于纸内及织造到纸的表面。作为另一实例，所述窗口化线可安置于纸自身内使得所述线的部分未到达纸币的表面。作为又另一实例，可在包括线的纸的区域中提供纸内的开放空间。
可通过切割光学结构10的条带(例如，其上形成包括光学结构10的层的网状物、片材或基底层)且使所述条带通过UV可固化树脂浴而制造线。可控制所述条带通过所述UV可固化树脂浴的速率以均匀地涂布所述条带的侧及边缘。可固化涂布有UV可固化树脂的条带以获得线。可将包括光学结构10的所述所获得线***(例如，织造)于纸币中。在一些实施方案中，线的(归因于热压印或来自任何切割操作的颤动的)任何边缘(例如，线的锯齿状或参差不齐边缘)可通过在热压印贴片周围印刷不透明边界而从观察者隐藏。将光学结构10、70a或70b附贴到纸币的另一方式可包含模切光学结构的部分(例如，其上形成包括光学结构10、70a或70b的层的网状物、片材或基底层)及使用粘合剂将所述部分施加到纸币。上文所描述的光学结构的实例的各个实施方案可经配置为线、热压印或层片且与文档(例如，纸币)、封装、产品或其它物品合并或并入于文档(例如，纸币)、封装、产品或其它物品中。
在不失一般性的情况下，光学结构10、70a或70b或包括光学结构10、70a或70b的材料(例如，油墨、涂料或颜料、清漆)可安置于包括聚合物、塑胶、纸或织物中的至少一个者的基底上。可将包括光学结构10、70a或70b的基底或包括光学结构10、70a或70b的材料切割或切块成具有各种形状及/或大小的较小部分。所述较小部分可使用各种方法安置于衬底(例如，纸币、纸、封装材料、织物等)上或***到所述衬底中或***到所述衬底上。例如，较小部分可经配置为可织造到所述衬底中的条带或线。作为另一实例，较小部分可经配置为可热压印于衬底上的箔。作为又另一实例，较小部分可使用粘合剂层压到衬底。
图11A描绘纸币90a，纸币90a具有***到所述纸币的纸(例如，织物)中或附接于所述纸币的纸(例如，织物)上的两个透明窗口91a及92a。每一窗口包括光学结构10、70a或70b。在一些实施方案中，窗口91a的光学结构10的反射光谱及/或透射光谱可经配置而不同于窗口92a的光学结构10、70a或70b的反射光谱及/或透射光谱。因此，观看纸币90a的人将在沿着观看方向(例如，法线于纸币90a的表面)观看窗口91a时感知第一经反射色彩且在沿着所述观看方向观看窗口92a时感知不用于所述第一经反射色彩的第二经反射色彩。所述人还可在沿着观看方向透过窗口91a观看时感知不同于第一经反射色彩的第三经透射色彩。此外，所述人可在沿着观看方向透过窗口92a观看时感知不同于第一色彩、第二色彩及第三色彩的第四经透射色彩。此外，在将纸币90a折叠在其自身上使得两个窗口91a及92a至少部分相对于彼此对准之后，所述人将在沿着观看方向观看纸币90a时在反射模式及透射模式中感知不同于所述第一、第二、第三及/或第四色彩的不同色彩。例如，在将纸币90a折叠在其自身上使得两个窗口91a及92a至少部分相对于彼此对准之后，所述人将感知经反射色彩(其是两个窗口91a及92a的反射率或反射光谱的效应的组合)及经透射色彩(其是两个窗口91a及92a的透射光谱的效应的组合)。此外，所述人可在视角改变时感知在反射模式及透射模式中所见的各种色彩的色彩偏移。对于不同窗口以及两个窗口的组合，色彩偏移的量可不同。
图11B描绘安全装置90b(例如，纸币)的实施方案，安全装置90b包括***到安全装置90b的表面中或附接到安全装置90b的表面的两个窗口91b及92b(第一窗口及第二窗口)。两个窗口91b及92b在重叠区域93b中至少部分重叠。两个窗口91b及92b是透明的且包括光学结构10、70a或70b。相应窗口91a及91b中的光学结构10、70a或70b的配置(例如，厚度或其它设计参数)可使得窗口91b的光学结构10、70a或70b的反射光谱及/或透射光谱不同于窗口92b的光学结构10的反射光谱及/或透射光谱。
因此，沿着观看方向(例如，法线于安全装置90b的表面)观看安全装置90b的人将：(i)在观看窗口91b的未与窗口92b重叠的部分时感知第一反射色彩；(ii)在观看窗口92b的未与窗口91b重叠的部分时感知不同于第一色彩的第二反射色彩；及(iii)在观看重叠区域93b时感知第三第二反射色彩，其是两个窗口91b及92b的反射率或反射光谱的效应的组合。
沿着观看方向(例如，法线于安全装置90b的表面)观看安全装置90b的人将：(i)在透过窗口91b的未与窗口92b重叠的部分观看时感知不同于第一色彩的第四经透射色彩；(ii)在透过窗口92b的未与窗口91b重叠的部分观看时感知不同于第二色彩及第四色彩的第五经透射色彩；及(iii)在透过重叠区域93b观看时感知第六经透射色彩，其是两个窗口91b及92b的透射光谱的效应的组合。
此外，在各个实施例中，观看安全装置90b的人可在视角改变时感知在反射模式及透射模式中所见的各种色彩的色彩偏移。对于不同窗口，色彩偏移的量可不同。
尽管两个窗口91b及92b在图11B中展示为部分重叠，但两个窗口91b及92b可完全重叠。安全装置90b的各个实施方案可包括两种或两种以上不同颜料。所述两种或两种以上不同颜料可包括光学结构10。所述两种或两种以上不同颜料中的一者的相应光学结构可具有不同于所述两种或两种以上不同颜料的另一者的相应光学结构的反射率及透射率特性。两种或两种以上不同颜料可彼此部分或完全重叠。如上文所论述，由观看两种或两种以上不同颜料的重叠区域的人感知的色彩可取决于两种或两种以上不同颜料的不同光学结构的反射/透射光谱的效应的组合。安全装置90b的一些实施方案可包括包含不同光学结构的两个或两个以上至少部分重叠的箔、膜、线或层片。由观看两个或两个以上至少部分重叠的箔、膜、线或层片的重叠区域的人感知的色彩可取决于所述两个或两个以上箔、膜、线或层片的不同光学结构的反射/透射光谱的效应的组合。
图12说明具有安全装置的物体100的侧视图，物体100包括所述物体的主体103及包括光学结构10、70a或70b的层102。所述物体可为纸币。所述主体可包括构成所述纸币的纸。层102可为层片、线或标记。当层102经配置为标记时，可将粘合剂(例如，清漆)施加到主体103且可使用聚合粘合剂将层102粘附到主体103的所述粘合剂。替代性地，所述粘合剂可在附贴到主体103之前施加到层102。当层102经配置为层片时，可使用聚合物将层102粘附到主体103。
层102可使用粘合剂(举例来说，例如光学清透粘合剂及/或交联热固性粘合剂)粘附到主体103。安全装置100进一步包括层101，层101包括使用文字、符号、数字或其任何组合组成的消息，层101安置于物体(例如，纸币)的主体(例如，纸/织物)103的与层102所处的侧相对的侧上，如图12中展示。替代地，层101可安置于主体(例如，纸/织物)103与层102之间或安置于层102上方。层101可包括(例如)具有与在沿着法线于层102的表面的方向观看时通过光学结构10反射或透射的色彩相同的色彩特性的染料、颜料或磷光材料。因此，当沿着法线于层102的表面的方向观看安全装置100时，所述消息对观察者不可见(或隐藏)。然而，当安全装置100倾斜使得视角改变时，通过光学结构10反射及/或透射穿过光学结构10的色彩改变使得所述消息对所述观察者可见。在特定情况中，当通过UV照明时，可使包括用磷光材料印刷的消息的层101可见。磷光材料的所得色彩可为荧光与双色色彩的组合色彩。
图13展示将安全装置100的透射中的视角从0度改变到约45度的效应。当视角是0度时，包括数字、文字或符号的组合的消息在透射模式中不可见，因为所述文字的色彩与光学结构在透射模式中的色彩相同(例如，橙色)。然而，随着视角增大，光学结构在透射模式中的色彩偏移。例如，随着观察角度增大，在光学结构在透射模式中的色彩从橙色偏移到黄色时，消息203变得可见。消息的色彩相对于光学结构10的经透射色彩具有足够对比度以便对观察者可见。
在其它实施例中，安全装置100可经配置以与上文所描述相反地操作使得(例如)消息在法线入射时可见且在安全装置倾斜时不可见。其它变化是可能的。
如上文所描述，光学结构10、70a或70b可以不同形式使用，例如层片、箔、膜、热压印、线、颜料、油墨或涂料。在一些实施方案中，层片、箔、膜或线可包括包含光学结构10、70a或70b的颜料、油墨或涂料。层片可使用粘合剂粘附到文档、产品或封装。可使线穿过或织造穿过(例如)文档中的开口。箔可热压印于文档、产品或封装上。颜料、油墨或涂料可沉积于文档、产品或封装或用于形成所述文档、产品或封装的材料(例如，纸、纸板或织物)上。例如，文档、产品或封装可暴露到(例如，接触)颜料、油墨或涂料以在类似于用于非色彩偏移颜料、染料、涂料及油墨的工艺的工艺中对所述文档、产品或封装着色。
例如本文中所描述的收集在一起作为颜料(以及油墨及涂料)的多个光学结构10、70a或70b可具有类似于经配置为膜/层片的光学结构10、70a或70b的光学特性。如上文所描述，集合在一起形成颜料的光学结构10、70a或70b可展现为具有与制成薄片的整体光学膜相同的光学特性的薄片或分离片的集合。经配置为颜料的光学结构10、70a或70b的额外优点在于，可根据所要规格掺合色彩。光学结构10的色彩可通过使用计算机软件设计以计算提供所要反射及/或透射特性的光学结构10、70a或70b的各个层的厚度。可提供特定色彩的光学结构10、70a或70b可使用计算机软件设计且接着加以制造。此外，产生不同色彩的不同色彩偏移光学结构10、70a或70b可包含在一起及/或例如本文中所描述的色彩偏移光学结构可与非色彩偏移颜料或染料组合以产生不同色彩。
光学结构10、70a或70b可使用各种方法(包含但不限于，真空沉积、涂布方法等)制造。制造本文中所描述的光学结构10的一种方法使用采用分批涂布或辊涂的真空涂布机。在制造光学结构10的一种方法中，将第一透明高折射率层(例如，图1的层12或层16)沉积到载体或基底层(例如片材或网状物或其它衬底)上。所述载体、网状物、基底层或衬底可包括(举例来说)例如聚酯或具有离型特性的聚酯的材料使得光学结构可易于与网状物或基底层分离。可使用介于基底层与形成光学结构的多个其它光学层之间的离型层以允许包含光学结构的光学层与基底层或网状物分离。在第一透明高折射率层(例如，图1的层12或层16)上方依序沉积第一金属层(例如，层13或层15)、包括高或低折射率材料的透明电介质层(例如，层14)、第二金属层(例如，层15或层13)及第二透明高折射率层(例如，层16或层12)。在一些实施例中，所述不同层可依序沉积。然而，在其它实施例中，一或多个中介层可安置于第一金属层、包括高或低折射率材料的透明电介质层、第二金属层及第二透明高折射率层中的任一者之间。作为实例，在一些情况中，透明高折射率层及电介质层可使用电子枪沉积，而第一金属层及第二金属层可使用电子枪或溅镀沉积。
一些材料(如ZnS或MgF2)可从电阻源蒸镀。在其中包括高或低折射率材料的透明电介质层包括聚合物的例项中，可使用如US 5,877,895中所描述的称为PML(聚合物多层)的工艺。US 5,877,895的全部公开内容以引用的方式并入本文中。
本文中所阐述的本发明描述广泛多种结构及方法，但不应被视为限于所述特定结构或方法。例如，尽管许多实例光学结构10是对称的，但不对称结构也是可能的。例如，具有不同特性(例如，厚度或材料)的电介质层可用于结构的相对侧上或替代性地可仅在金属层对的侧上具有电介质层，而非具有夹置金属层对的一对类似或相同电介质层。类似地，金属层不需要相同且可具有不同特性(例如不同厚度或材料)。如上文所描述，还可包含中介层。可包含一或多个此类中介层使得光学结构不对称。例如，可在电介质层12与金属层13之间而非在金属层15与电介质层16之间包含中介层或反之亦然。类似地，可在金属层13与电介质层14之间而非在电介质层14与金属层15之间包含中介层或反之亦然。类似地，可在光学结构10的不同侧上包含具有不同特性(例如，材料或厚度)的中介层。或，可在光学结构10的一个侧上包含比光学结构的另一侧上更多的中介层。例如，金属层13及/或金属层15可包括金属子层。在一些实施方案中，金属层13及/或金属层15可包括面对高折射率透明层12或16的第一金属(例如银)及面对电介质层14的第二金属(例如金)。
同样地，尽管本发明描述本文中所描述的结构及方法的应用以包含安全应用(例如，抵制伪造货币、文档及产品的成功使用)，但本发明不应被视为限于所述特定应用。替代性地或此外，此类特征可(例如)用于提供美学效应，在产品或封装上针对营销及广告或其它原因而创造吸引人或有吸引力的特征。
本文中所描述的各个实施例的尺寸(例如厚度、长度、宽度)可在本发明中所提供的不同范围之外。用于本文中所描述的各种材料的折射率的值可在本发明中所提供的不同范围之外。不同结构的反射率及/或透射率的值可在本文中所提供的不同范围之外。用于反射光谱及透射光谱的光谱宽度及峰值位置的值可在本文中所提供的不同范围之外。
本文中已描述本发明的各个实施例。尽管已参考这些特定实施例描述本发明，但所述描述希望阐释本发明且并非希望为限制性。在不脱离本发明的真实精神及范围的情况下，所属领域的技术人员可想起各种修改及应用。

Claims (124)

1.一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
2.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有小于1.65的折射率。
3.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
4.根据权利要求1所述的光学结构，其具有透射峰，所述透射峰包括：
大于50％的最大透射率；及
光谱带宽，其通过所述最大透射率50％的透射峰的全宽定义，
其中所述最大透射率是至少50％，且
其中所述透射峰的光谱带宽大于2nm。
5.根据权利要求4所述的光学结构，其中所述透射峰的光谱带宽是大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
6.根据权利要求4所述的光学结构，其中所述最大透射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
7.根据权利要求4所述的光学结构，其进一步包括反射峰，所述反射峰包括：
最大反射率；及
光谱带宽，其通过所述最大反射率50％的反射峰的全宽定义，
其中所述最大反射率是至少50％，且
其中所述反射峰的光谱带宽大于2nm。
8.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述反射峰的光谱带宽是大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
9.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述最大反射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
10.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述最大透射率是在第一波长处，且其中所述最大反射率是在不同于所述第一波长的第二波长处。
11.根据权利要求1所述的光学结构，其经配置以在反射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示第一色彩且在透射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
12.根据权利要求11所述的光学结构，其中在反射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的表面的法线成角度的方向观看时所述第一色彩偏移到第三色彩。
13.根据权利要求11所述的光学结构，其中在透射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的表面的法线成角度的方向观看时所述第二色彩偏移到第四色彩。
14.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm且小于或等于约35nm的厚度。
15.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约2微米的厚度。
16.根据权利要求1所述的光学结构，其中第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约500nm的厚度。
17.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括包含二氧化硅的囊封层。
18.根据权利要求17所述的光学结构，其中所述二氧化硅结合到硅烷偶合剂。
19.根据权利要求18所述的光学结构，其中所述硅烷偶合剂经配置以粘结到油墨介质或涂料介质。
20.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层包括铝、银、金、银合金或金合金中的至少一者。
21.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括具有小于1.65、大于1.65或等于1.65的折射率的材料。
22.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括SiO2、MgF2或聚合物中的至少一者。
23.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层包括氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化铈(CeO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、三氧化钨(WO3)或其组合中的至少一者。
24.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm或小于或等于约35nm的厚度。
25.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约700nm的厚度。
26.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约500nm的厚度。
27.根据权利要求1所述的光学结构，其经配置为膜、颜料、涂料或油墨。
28.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括经配置以支撑所述第一电介质层的基底层，其中所述光学结构经配置为膜。
29.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述基底层是柔性的。
30.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述基底层包括聚合物。
31.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述膜由保护屏障包围。
32.根据权利要求31所述的光学结构，其中所述保护屏障包括UV可固化树脂。
33.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括囊封层，其中所述光学结构经配置为颜料、涂料或油墨。
34.根据权利要求33所述的光学结构，其中所述囊封层包括二氧化硅(SiO2)。
35.根据权利要求33所述的光学结构，其进一步包括嵌入所述囊封层中的多个二氧化硅球。
36.根据权利要求35所述的光学结构，其中所述多个二氧化硅球中一些的大小不同于所述多个二氧化硅球中另一些的大小。
37.根据权利要求33所述的光学结构，其中所述囊封层以化学附接到硅烷偶合剂，所述硅烷偶合剂包括经配置以与油墨介质或涂料介质化学结合的反应基团。
38.根据权利要求37所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括选自由以下组成的群的材料：丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯，及基于醇酸树脂的调配物，及其混合物。
39.根据权利要求37所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括树脂或聚合物。
40.一种纸币或文档，其包括根据权利要求1所述的光学结构。
41.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或所述文档的层片。
42.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为***所述纸币或所述文档中的安全线。
43.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或所述文档的标记。
44.根据权利要求40所述的纸币或文档，其进一步包括窗口，其中所述光学结构并入所述窗口中。
45.一种具有安全特征的文档，其包括：
所述文档的主体；及
一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
46.根据权利要求45所述的安全文档，其进一步包括第二光学结构，所述第二光学结构包括：
第四透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第三金属层，其安置于所述第四透明电介质层上方，所述第三金属层具有第三折射率，其中所述第三折射率的实部(n)对所述第三折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第五透明电介质层，其安置于所述第三金属层上方；
第四金属层，其安置于所述第五透明电介质层上方，所述第四金属层具有第四折射率，其中所述第四折射率的实部(n)对所述第四折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.005且小于或等于0.5；及
第六透明电介质层，其安置于所述第四金属层上方，具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述第二光学结构经配置以在反射模式中显示不同于所述第一色彩及所述第二色彩的第三色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩、所述第二色彩及所述第三色彩的第四色彩。
47.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为附接到所述文档的所述主体的膜。
48.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为***所述文档的所述主体中的线。
49.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为安置于所述文档的主体上方的层片。
50.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为接触所述文档的所述主体的油墨、染料或涂料。
51.根据权利要求46所述的安全文档，其进一步包括包括所述光学结构的第一窗口及包括所述第二光学结构的第二窗口。
52.根据权利要求45所述的安全文档，其中所述光学结构经配置为双色油墨、双色颜料或双色涂料，其经配置以在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生第二色彩。
53.根据权利要求52所述的安全文档，其中所述文档是用所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料印刷。
54.根据权利要求53所述的安全文档，其中所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料是安置于经配置以在所述第一视角及所述第二视角产生所述第一色彩的非双色油墨、颜料或涂料上方、下方或与其混合。
55.根据权利要求54所述的安全文档，其中所述非双色、油墨颜料或涂料形成文字、图像、数字或符号。
56.根据权利要求55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第一视角不可见且在所述第二视角可见。
57.根据权利要求55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第二视角不可见且在所述第一视角可见。
58.一种制造经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的安全特征的方法，所述方法包括：
提供基底层；及
在所述基底层上安置一种光学结构，所述光学结构包括：
第一透明电介质层，其在所述基底层上，所述第一透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
59.根据权利要求58所述的方法，其中在所述基底层上安置所述光学结构包括：
在所述基底层上涂布所述第一透明电介质层；
在所述第一透明电介质层上沉积所述第一金属层；
在所述第一金属层上安置所述第二透明电介质层；
在所述第二透明电介质层上沉积所述第二金属层；及
在所述第二金属层上安置所述第三透明电介质层。
60.根据权利要求58所述的方法，其进一步包括：
切割具有所述光学结构的基底层的条带；及
用UV可固化聚合物涂布所述条带以获得安全线。
61.根据权利要求58所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的厚度的五倍与约十倍之间面积的薄片；
将所述薄片囊封于包括多个二氧化硅球的囊封层中；
将硅烷偶合剂附接到所述囊封层；及
将所述薄片与油墨介质或涂料介质混合以获得双色油墨或双色涂料。
62.根据权利要求59所述的方法，其中在所述第一金属层上安置所述第二透明电介质层包括在所述第一金属层上沉积所述第二透明电介质层。
63.根据权利要求59所述的方法，其中在所述第二金属层上安置所述第三透明电介质层包括在所述第二金属层上沉积所述第三透明电介质层。
64.根据权利要求58所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的所述厚度的五倍与约十倍之间面积的薄片；
将硅烷偶合剂附接到所述光学结构；及
将所述薄片与油墨介质或涂料介质混合以获得双色油墨或双色涂料。
65.根据权利要求64所述的方法，其进一步包括：
将所述薄片囊封于囊封层中；及
将所述硅烷偶合剂附接到所述囊封层。
66.根据权利要求58所述的方法，其中所述基底层是柔性的。
67.根据权利要求58所述的方法，其中所述基底层包括网状物。
68.根据权利要求59所述的方法，其进一步包括使用无电镀方法在所述第一透明电介质层上沉积所述第一金属层。
69.根据权利要求59所述的方法，其进一步包括使用无电镀方法在所述第二透明电介质层上沉积所述第二金属层。
70.一种光学结构，其包括：
衬底；
第一光学结构，其在所述衬底上方；及
第二光学结构，其在所述衬底上方，所述第一光学结构及所述第二光学结构至少部分重叠，
其中所述第一光学结构及所述第二光学结构中的每一者包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述第一光学结构的各层的厚度经配置以反射第一色彩且透射不同于所述第一色彩的第二色彩，且
其中所述第二光学结构的各层的厚度经配置以反射不同于所述第一色彩的第三色彩且透射不同于所述第一色彩、所述第二色彩或所述第三色彩的第四色彩。
71.根据权利要求70所述的光学结构，其中所述第一光学结构与所述第二光学结构完全重叠。
72.根据权利要求70所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为膜。
73.根据权利要求70所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为颜料。
74.根据权利要求70所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为层片。
75.根据权利要求70所述的光学结构，其中所述第一光学结构及所述第二光学结构经配置为安全线。
76.一种具有安全特征的文档，其包括：
所述文档的主体；及
颜料，其安置于所述主体上，所述颜料包括：
一种光学结构，其包括：
第一金属层，其安置于第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
囊封层，其囊封所述光学结构。
77.根据权利要求76所述的文档，其中所述囊封层包括二氧化硅。
78.根据权利要求76所述的文档，其中所述颜料在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生不同于所述第一色彩的第二色彩。
79.根据权利要求76所述的文档，其中所述颜料包括树脂，其经配置以化学附接到所述囊封层。
80.根据权利要求76所述的文档，其中所述光学结构具有一厚度，且其中所述光学结构的长度或宽度是所述厚度的至少5倍。
81.一种光学结构，其包括：
电介质区域，其具有围封一体积的电介质材料的外表面；及
部分光学透射的金属层，其包围所述电介质区域的外表面，
其中所述光学结构的厚度具有介于约100nm与约2微米之间的值，
其中所述光学结构的侧向尺寸介于约1微米与约20微米之间，且
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
82.根据权利要求81所述的光学结构，其进一步包括第二电介质区域，所述第二电介质区域包括具有大于约1.65的折射率的一或多种电介质材料，所述第二电介质区域包围所述部分光学透射的金属层。
83.根据权利要求81到82中任一权利要求所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的所述外表面的至少80％。
84.根据权利要求83所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的外表面的至少90％。
85.根据权利要求83或权利要求84所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层覆盖所述电介质区域的外表面的100％。
86.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述电介质区域是球形、椭圆形或圆形。
87.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述电介质区域是立方体或矩形长方体。
88.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述电介质区域包括颗粒或薄片。
89.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层包括银。
90.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述部分光学透射的金属层具有介于约3nm与约40nm之间的厚度。
91.根据权利要求81所述的光学结构，其中所述电介质区域包括二氧化硅或二氧化钛。
92.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括具有大于约1.65的折射率的材料。
93.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层包括二氧化钛。
94.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的外表面的至少80％。
95.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少90％。
96.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的至少95％。
97.根据权利要求82所述的光学结构，其中所述第二电介质层覆盖所述部分光学透射的金属层的所述外表面的100％。
98.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述电介质区域包括SiO2。
99.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述电介质区域包括TiO2。
100.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有高折射率金属氧化物层的硼硅酸盐。
101.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有TiO2的硼硅酸盐。
102.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述电介质区域包括其上具有SiO2的硼硅酸盐。
103.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其包含于安全线或安全油墨中。
104.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其包含于膜中。
105.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其包含于具有柔性基底的柔性膜中。
106.根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其包含于颜料、涂料或油墨中。
107.一种安全文档，其包括根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构。
108.一种安全文档，其包括根据权利要求81到97中任一权利要求所述的光学结构，其中所述第一色彩与所述第二色彩是互补色。
109.一种制造经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的双色油墨或双色涂料的方法，所述方法包括：
提供基底层；及
在所述基底层上安置一种光学结构，所述光学结构包括：
第一金属层，其安置于所述基底层上，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第一透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
110.根据权利要求109所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的厚度的五倍与约十倍之间面积的薄片；及
将所述薄片分散于油墨介质或涂料介质中以获得双色油墨或双色涂料。
111.根据权利要求110所述的方法，其进一步包括：
将个别薄片囊封于包括多个二氧化硅球的囊封层中。
112.根据权利要求111所述的方法，其进一步包括：
将硅烷偶合剂附接到所述囊封层。
113.根据权利要求109到111中任一权利要求所述的方法，其中所述光学结构进一步包括：
第二透明电介质层，其介于所述基底层与所述第一金属层之间，所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
114.一种经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的双色油墨或双色涂料，所述双色油墨或双色涂料包括：
基底层；及
光学结构，其在所述基底层上，所述光学结构包括：
第一金属层，其安置于所述基底层上，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第一透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
115.根据权利要求114所述的双色油墨或双色涂料，其中所述光学结构进一步包括：
第二透明电介质层，其介于所述基底层与所述第一金属层之间，所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
116.根据权利要求114到119中任一权利要求所述的双色油墨或双色涂料，其进一步包括包含所述光学结构的油墨介质或涂料介质，其中所述光学结构具有介于100nm与2微米之间的厚度，且其中所述光学结构的侧向尺寸介于1微米与20微米之间。
117.一种颜料，其包括：
光学结构，其包括：
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；及
第二金属层，其安置于所述透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5。
118.根据权利要求117所述的颜料，其进一步包括囊封所述光学结构的囊封层。
119.根据权利要求118所述的颜料，其中所述囊封层包括二氧化硅。
120.根据权利要求118所述的颜料，其进一步包括树脂，所述树脂经配置以化学附接到所述囊封层。
121.根据权利要求117所述的颜料，其经配置以在第一视角为第一色彩及在第二视角为不同于所述第一色彩的第二色彩。
122.根据权利要求117所述的颜料，其中所述光学结构具有一厚度，且其中所述光学结构的长度或宽度是所述厚度的至少5倍。
123.一种文档，其包括：
主体；
根据权利要求117所述的颜料，其安置于所述主体上。
124.一种封装，其包括：
主体；
根据权利要求117所述的颜料，其安置于所述主体上。
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