CN114966924A - 一种结构色颜料 - Google Patents
一种结构色颜料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114966924A CN114966924A CN202210489726.0A CN202210489726A CN114966924A CN 114966924 A CN114966924 A CN 114966924A CN 202210489726 A CN202210489726 A CN 202210489726A CN 114966924 A CN114966924 A CN 114966924A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxide
- color pigment
- layer
- fluoride
- structural color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 91
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 17
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);trifluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[Ce+3] QCCDYNYSHILRDG-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 4
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 4
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 4
- BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K trifluorolanthanum Chemical compound F[La](F)F BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- VFLXBUJKRRJAKY-UHFFFAOYSA-N 13768-86-0 Chemical compound O=[Se](=O)=O VFLXBUJKRRJAKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JMMZCWZIJXAGKW-UHFFFAOYSA-N 2-methylpent-2-ene Chemical compound CCC=C(C)C JMMZCWZIJXAGKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 3
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N Cellulose propionate Chemical compound CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims description 3
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 claims description 3
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006218 cellulose propionate Polymers 0.000 claims description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N hafnium;methane Chemical compound C.[Hf] WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 3
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 claims description 3
- OJIKOZJGHCVMDC-UHFFFAOYSA-K samarium(iii) fluoride Chemical compound F[Sm](F)F OJIKOZJGHCVMDC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229920000638 styrene acrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 claims description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- XRADHEAKQRNYQQ-UHFFFAOYSA-K trifluoroneodymium Chemical compound F[Nd](F)F XRADHEAKQRNYQQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N urea-1-carboxylic acid Chemical compound NC(=O)NC(O)=O AVWRKZWQTYIKIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0808—Mirrors having a single reflecting layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/003—Light absorbing elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本申请提供一种结构色颜料。具体地，该结构色颜料包括依次层叠设置的第一介质层、吸收层、第二介质层和反射层，第一介质层和第二介质层在可见光波段的折射率或者等效折射率大于1.8，结构色颜料在垂直视角到与垂直视角呈70度夹角的范围内，其反射光相位变化小于30nm。本申请的结构色颜料结构简单，具有低角度依赖性，色彩饱和度高，颜色全面，可覆盖全可见光色域，具有较强的实用性。
Description
技术领域
本申请涉及光学颜料技术领域，特别是涉及一种结构色颜料。
背景技术
结构色是材料自身精细化微结构导致入射光发生干涉、衍射、散射或吸收等现象产生的颜色。由于，其光学现象是材料自身特性决定，不易受外界环境影响，所以结构色较传统颜料色更为稳定，寿命更长。近些年来，已在汽车漆、装饰、印刷、美妆、防伪等行业开始广泛应用。
目前主要的结构色材料大多为光子晶体材料，主要利用光子晶体的不同折射率、特定尺寸及规则性排列获得多光束干涉或衍射效果，从而使光子晶体材料呈现特定的颜色。但由于入射光角度的变化，特定尺寸的不稳定及排列无法实现完全一致性，大多数结构色材料均有颜色随入射角度发生漂移的现象，即具有较强的角度依赖性。
发明内容
本申请提供一种结构色颜料，以解决现有技术中，大多数结构色材料具有较强的角度依赖性的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是:提供一种结构色颜料，该结构色颜料包括依次层叠设置的第一介质层、吸收层、第二介质层和反射层，第一介质层和第二介质层在可见光波段的折射率或者等效折射率大于1.8，结构色颜料在垂直视角到与垂直视角呈70度夹角的范围内，其反射光相位变化小于30nm。
进一步地，吸收层的折射率中实部折射率大于1.6，虚部消光系数大于2.4。
进一步地，反射层的折射率中实部折射率小于1，虚部消光系数大于2。
进一步地，第一介质层和第二介质层为单层介质或者介质膜堆。
进一步地，第一介质层和第二介质层的材料包括：二氧化硅、氧化铝、氟化镁、氟化铝、氟化铈、氟化镧、氟化钕、氟化钐、氟化钡、氟化钙、氟化锂聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺酰亚胺、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、丙酸纤维素、醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、甲基戊烯聚合物、均聚甲醛、丙烯酸树脂、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、云母、异质同晶聚合物、聚丁烯、离子交联聚合物、丙烯酸共聚物、热塑性、苯乙烯丁二烯、聚氯乙烯、脲醛、苯乙烯丙烯晴、聚碳酸酯,钛酸镧、五氧化三钛、五氧化二铌、硫化锌、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、碳、氧化铟、氧化铟锡、五氧化二钽、氧化铈、氧化钇、氧化铕、氧化铁、四氧化三铁、氮化铪、碳化铪、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化钕、氧化镨、氧化钐、三氧化锑、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化锡和三氧化钨中的至少一者。
进一步地，吸收层的材料包括钛、铬、硅、锗、铁、钒中的至少一者。
进一步地，反射层的材料包括铝、银、铂和金中的一者或者至少两者的合金。
进一步地，结构色颜料为对称或者非对称的片状薄膜材料、光子晶体、超表面结构或者珠光颜料。
进一步地，第一介质层和第二介质层的材料相同，或者第一介质层和第二介质层的材料不同。
进一步地，所述结构色颜料通过化学气相沉积法、溅射法、溶液涂布法、电子束蒸镀法、离子镀法、浸渍法、化学合成、烧结或者喷涂法制备得到。
本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的结构色颜料包括依次层叠设置的第一介质层、吸收层、第二介质层和反射层，第一介质层和第二介质层在可见光波段的折射率或者等效折射率大于1.8，结构色颜料在垂直视角到与垂直视角呈70度夹角的范围内，其反射光相位变化小于30nm。本申请提供的结构色颜料的结构简单，成本较低，易于制备，且该结构色颜料具有低角度依赖性，色彩饱和度较高，颜色全面，覆盖全可见光色域。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请提供的结构色颜料的一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的结构色颜料的一实施例的反射光位相变化的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
现有的结构色材料以化学合成、光刻处理或沉积技术获得，生产工艺繁琐，制备过程较长。并且，会使用大量贵金属及价格较高的化学试剂，从而造成成本较高。另外，沉积获得的薄膜型结构色材料，使用金属材料受其吸收特性影响，无法获得高反射率及高饱和度的颜色。
本申请提供一种结构色颜料，该结构色颜料的结构简单，易于制备，成本较低，具有较低的角度依赖性，且该结构色颜料的色彩饱和度高，颜色全面，可以覆盖全可见光色域，能够实现全色域低角度依赖的高饱和结构色。
如图1所示，图1是本申请提供的结构色颜料的一实施例的结构示意图，该结构色颜料10包括依次层叠设置的特定光学特性的第一介质层11、特定的吸收层12、特定的第二介质层13和反射层14。该结构色颜料10在垂直视角到与垂直视角呈70度夹角的范围内，结构色颜料10的反射光相位变化小于30nm，肉眼观察其色相几乎无变化，具有较小的角度依赖性。此处的垂直视角指的是，用户的视角与结构色颜料10的表面垂直。
该结构色颜料10可以通过化学气相沉积法、溅射法、溶液涂布法、电子束蒸镀法、离子镀法、浸渍法、化学合成、烧结或者喷涂法等方法制备。关于上述制备方法为本领域技术人员能够理解的范畴，在此不再赘述。
进一步地，第一介质层11和第二介质层13为单层介质或者介质膜堆。也就是说，第一介质层11可以为单层介质结构或者由多层介质堆叠形成的介质膜堆；第二介质层13可以为单层介质结构或者由多层介质堆叠形成的介质膜堆。
当第一介质层11和第二介质层13为单层介质时，第一介质层11和第二介质层13在可见光波段的折射率大于1.8，比如，第一介质层11和第二介质层13的折射率为1.9、2.0或者2.1等。当第一介质层11和第二介质层13为介质膜堆时，第一介质层11和第二介质层13在可见光波段的等效折射率大于1.8，比如，第一介质层11和第二介质层13的等效折射率为1.85、1.92或者2.2等。
进一步地，第一介质层11和第二介质层13的材料可以包括二氧化硅、氧化铝、氟化镁、氟化铝、氟化铈、氟化镧、氟化钕、氟化钐、氟化钡、氟化钙、氟化锂聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺酰亚胺、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、丙酸纤维素、醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、甲基戊烯聚合物、均聚甲醛、丙烯酸树脂、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、云母、异质同晶聚合物、聚丁烯、离子交联聚合物、丙烯酸共聚物、热塑性、苯乙烯丁二烯、聚氯乙烯、脲醛、苯乙烯丙烯晴、聚碳酸酯,钛酸镧、五氧化三钛、五氧化二铌、硫化锌、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、碳、氧化铟、氧化铟锡、五氧化二钽、氧化铈、氧化钇、氧化铕、氧化铁、四氧化三铁、氮化铪、碳化铪、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化钕、氧化镨、氧化钐、三氧化锑、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化锡和三氧化钨中的至少一种。
第一介质层11可以和第二介质层13的材料可以相同，以减小结构色颜料10的物料种类。在其他实施例中，第一介质层11和第二介质层13的材料也可以不同，具体可以根据需求进行选择设置。
进一步地，吸收层12的折射率中实部折射率大于1.6，虚部消光系数大于2.4。比如，吸收层12的折射率中实部折射率为1.7或者1.8，虚部消光系数为2.5或者2.6等。
吸收层12的材料包括钛、铬、硅、锗、铁和钒中的至少一者。
反射层14的折射率中实部折射率小于1，虚部消光系数大于2。比如，反射层14的折射率中实部折射率为0.9，虚部消光系数为2.1等。反射层14的材料包括铝、银、铂和金中的一者或者至少两者的合金。
进一步地，该结构色颜料10可以为对称或非对称片状薄膜材料。在其他实施例中，该结构色颜料10还可以为光子晶体、超表面结构或者珠光颜料等。
下面介绍该结构色颜料10设计的技术原理：
上述实施例的结构色颜料10的光学特性根据平面电磁波理论：
其中，E为电场强度矢量，H为磁场强度矢量，D为电位移矢量，B—磁感应强度矢量，j是传导电流密度矢量，
是位移电流密度矢量，ρ是电荷体密度，ε为介电常数、μ为磁导率、σ为电导率，t为时间。得到波动方程的解为：E＝E0exp[iω(t-x/v)]，E0为初始电场振幅、ω为平面波的角频率，t为时间，x为传播方向，v为在介质中的传播速度。它表示一个振幅为E0，角频率为ω的平面波，以速度υ沿x正向传播。
本申请描述的结构色颜料10中，每层膜的传输特征矩阵为：
其中，δ1为该层薄膜的位相厚度，η为角度修正导纳，θ为光波角度。在电磁波倾斜入射时，电磁波入射平面的方位可以归纳为以下两个标准方位的组合，一种是平行极化波斜入射到理想导体表面时合成波为横磁波。横磁波(TM波即P偏振波)，是在电磁波的传播方向上不存在磁场分量，但存在电场分量。另一种垂直极化波斜入射到理想导体表面时合成波为横电波(TE波即S偏振波)，是在电磁波的传播方向上不存在电场分量，但存在磁场分量。
进一步地，
ηs＝Ncosθ，ηp＝N/cosθ
上述公式中，ηS表示S偏振波的有效导纳，ηp表示p偏振波的有效导纳，N为该层膜材料的折射率，d表示该层薄膜的几何厚度。介质材料为只有实部折射率，虚部消光系数近似为零，吸收层12及反射层14材料折射率包括实部折射率及虚部消光系数。
作为一多层薄膜材料，其第J层膜上下表面电磁场关系为：
其中，ηj表示第j层的有效导纳，δj表示第j层的薄膜位相厚度。
则k层膜组成的膜系，入射介质中与出射介质中的电磁场可建立关系：
其中，E0为入射介质的电场强度矢量、H0为磁场强度矢量，ES为出射介质电场强度矢量、HS为磁场强度矢量。
令：
因H0＝Y·E0和HS＝ηS·ES，Y为多层膜等效导纳(等效折射率)则有：
Y＝C/B
由此，任意k层薄膜膜系的光谱特性为薄膜的反射系数：
颜料的反射光位相Φr满足以下公式：
对于本申请提供的结构色颜料10，在观察角度变化的过程，反射光谱变化很小，材料反射颜色基本无变化，要实现该特征，则需使其反射光位相随角度变化尽可能小。由上述光传播过程可以计算出实现低角度依赖的结构色颜料10的条件。根据上述原理，本申请提供的结构色颜料10的第一介质层11和第二介质层13中在可见光波段的折射率或等效折射率大于1.8，吸收层12折射率中实部折射率大于1.6，虚部消光系数大于2.4，对于反射层14的折射率中实部折射率小于1，虚部消光系数大于2。即可获得在380nm-780nm的可见光范围内特定反射峰的结构色颜料10，如图2所示，本申请提供的结构色颜料10在0-70度(即该结构色颜料10的垂直视角到与该垂直视角呈70度夹角的范围内)下，其反射光位相变化小于30nm。肉眼观察其色相几乎无变化。并且，改变该结构色颜料10的膜层材料或膜层厚度，可获得多种颜色的低角度依赖结构色颜料。
因此，本申请提供的结构色颜料10的结构简单，具有低角度依赖性，且色彩饱和度高，颜色全面，可以覆盖全可见光色域，能够实现全色域低角度依赖的高饱和结构色。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种结构色颜料，其特征在于，所述结构色颜料包括依次层叠设置的第一介质层、吸收层、第二介质层和反射层，所述第一介质层和所述第二介质层在可见光波段的折射率或者等效折射率大于1.8，所述结构色颜料在垂直视角到与所述垂直视角呈70度夹角的范围内，其反射光相位变化小于30nm。
2.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述吸收层的折射率中实部折射率大于1.6，虚部消光系数大于2.4。
3.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述反射层的折射率中实部折射率小于1，虚部消光系数大于2。
4.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层为单层介质或者介质膜堆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的结构色颜料，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的材料包括：二氧化硅、氧化铝、氟化镁、氟化铝、氟化铈、氟化镧、氟化钕、氟化钐、氟化钡、氟化钙、氟化锂聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺酰亚胺、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、丙酸纤维素、醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、甲基戊烯聚合物、均聚甲醛、丙烯酸树脂、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、云母、异质同晶聚合物、聚丁烯、离子交联聚合物、丙烯酸共聚物、热塑性、苯乙烯丁二烯、聚氯乙烯、脲醛、苯乙烯丙烯晴、聚碳酸酯,钛酸镧、五氧化三钛、五氧化二铌、硫化锌、氧化锌、氧化锆、二氧化钛、碳、氧化铟、氧化铟锡、五氧化二钽、氧化铈、氧化钇、氧化铕、氧化铁、四氧化三铁、氮化铪、碳化铪、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化钕、氧化镨、氧化钐、三氧化锑、碳化硅、氮化硅、一氧化硅、三氧化硒、氧化锡和三氧化钨中的至少一者。
6.根据权利要求1-4任一项所述的结构色颜料，其特征在于，所述吸收层的材料包括钛、铬、硅、锗、铁、钒中的至少一者。
7.根据权利要求1-4任一项所述的结构色颜料，其特征在于，所述反射层的材料包括铝、银、铂和金中的一者或者至少两者的合金。
8.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述结构色颜料为对称或者非对称的片状薄膜材料、光子晶体、超表面结构或者珠光颜料。
9.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的材料相同，或者所述第一介质层和所述第二介质层的材料不同。
10.根据权利要求1所述的结构色颜料，其特征在于，所述结构色颜料通过化学气相沉积法、溅射法、溶液涂布法、电子束蒸镀法、离子镀法、浸渍法、化学合成、烧结或者喷涂法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210489726.0A CN114966924A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种结构色颜料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210489726.0A CN114966924A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种结构色颜料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114966924A true CN114966924A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=82982158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210489726.0A Pending CN114966924A (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种结构色颜料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114966924A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105824066A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-08-03 | 丰田自动车工程及制造北美公司 | 用于外部应用的耐久的混合的全向结构色颜料 |
| CN106461834A (zh) * | 2014-04-01 | 2017-02-22 | 丰田自动车工程及制造北美公司 | 无色移的多层结构 |
| CN109752782A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-14 | 江南大学 | 基于多层金属介质薄膜的角度不敏感颜色滤波器 |
| CN110658581A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 深圳市融光纳米科技有限公司 | 一种滤色器、纳米滤色晶体以及涂料 |
| CN110776758A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 惠州市华阳光学技术有限公司 | 一种颜料片以及涂料 |
| CN110780371A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 惠州市华阳光学技术有限公司 | 全介质小角度依赖颜料片 |
-
2022
- 2022-05-06 CN CN202210489726.0A patent/CN114966924A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106461834A (zh) * | 2014-04-01 | 2017-02-22 | 丰田自动车工程及制造北美公司 | 无色移的多层结构 |
| CN105824066A (zh) * | 2015-01-28 | 2016-08-03 | 丰田自动车工程及制造北美公司 | 用于外部应用的耐久的混合的全向结构色颜料 |
| CN109752782A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-14 | 江南大学 | 基于多层金属介质薄膜的角度不敏感颜色滤波器 |
| CN110658581A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 深圳市融光纳米科技有限公司 | 一种滤色器、纳米滤色晶体以及涂料 |
| CN110776758A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 惠州市华阳光学技术有限公司 | 一种颜料片以及涂料 |
| CN110780371A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-11 | 惠州市华阳光学技术有限公司 | 全介质小角度依赖颜料片 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11796724B2 (en) | Omnidirectional structural color made from metal and dielectric layers | |
| US20210096289A1 (en) | Multilayer optical films, enabled structural color, structural colored pigment, and method of preparing the same | |
| US6157489A (en) | Color shifting thin film pigments | |
| EP0927371B1 (en) | Multi layer interference coatings | |
| EP1544255B1 (en) | All-dielectric optically variable pigments | |
| EP1055140B1 (en) | Multilayer infrared reflecting optical body | |
| US6831785B2 (en) | Color shifting carbon-containing interference pigments | |
| CA1336703C (en) | Transparent conductive coatings | |
| US20090153953A1 (en) | Multi-Layer Photonic Structures Having Omni-Directional Reflectivity and Coatings Incorporating The Same | |
| EP3561557A1 (en) | Matched interference pigments or foils and design methods | |
| JP2003512497A5 (zh) | ||
| KR102609463B1 (ko) | 광학 효과 안료 | |
| CN110776758B (zh) | 一种颜料片以及涂料 | |
| JP2021523404A (ja) | 装飾部材および装飾部材の製造方法 | |
| Baloukas et al. | WO 3/SiO 2 composite optical films for the fabrication of electrochromic interference filters | |
| CN114966924A (zh) | 一种结构色颜料 | |
| CN110673249A (zh) | 一种反射滤光片 | |
| CN114958077B (zh) | 磁性颜料片、光变油墨和防伪制品 | |
| CN110780371B (zh) | 全介质小角度依赖颜料片 | |
| JP2018189898A (ja) | 積層構造体及び成形体 | |
| CN113881272A (zh) | 颜料片、涂料和防伪制品 | |
| CN114958032A (zh) | 一种高色饱和度的光致变色颜料 | |
| JPH1177873A (ja) | 反射防止積層体 | |
| Spenato et al. | Ta/NiO subwavelength bilayer for wide gamut, strong interference structural color | |
| JPH0720301A (ja) | 反射防止膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220830 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |