[发明专利]光学效应结构

说明书

技术领域

本发明涉及光学效应结构，特别是光学涂层结构，当所述结构应用至物体表面或形成的结构，或应用至黑色/彩色着色物体上，所述结构用于赋予物体所需颜色或亚光效果，从而在环境-物体界面增强透射，或者使仅在窄部分可观察到全方位反射时。

背景技术

光学涂层结构由一个或多个材料薄层堆叠而成，所述材料以某种方式沉积在基片或物体上，从而改变了物体反射和透射光的方式。所述薄层沉积的厚度通常在10-200nm之间。

例如，已知四分之一波长多层反射体是光学薄膜产品的组件。这种多层反射体通常包括两个或多个具有不同折射率的电介质材料的交替层，其中每层具有与反射光的四分之一主波长对应的光学厚度（例如，所述层的几何厚度乘以所述层材料的折射率）。这里，反射光的波长随入射角和反射角而改变，从而人们从不同视角可观察到不同颜色；被称为彩虹色的视觉效果。

以这种方式，可将光学涂层结构构造为准确地并有选择性地反射可见光的某些波长，从而赋予物体所需颜色。不像油漆，其中颜色是由粘合剂结合在一起的色素或染料决定的，而光学涂层结构可在非常窄的波长范围内实现从接近全反射到最大透射的转变，能在不同波长产生精确差异。从而，尽管每种颜色仅在一个非常窄的范围内可被观察到，涂有这种结构的物体能呈现明显和清晰的颜色。

已知JP-A-2005/153192提供一种光学涂层结构，包括一个基本结构，该结构会被刻蚀用于提供具有大量小裂缝（小于500nm）的表面，该表面具有沿垂直于所述结构的表面延伸的侧面。在所述基本结构的顶部是由交替沉积在基片上的两种聚合物层构成的涂层，其中一种聚合物层具有高折射率，另一种具有低折射率。沉积所述层，使其仿效所述基本结构的最上层表面，从而使包括所述结构的最上层的每层都具有相同的裂缝轮廓，侧面沿垂直于所述结构的表面延伸。

JP-A-2005/153192公开的结构提供了颜色随视角而改变的色原体，且提供了柔和的波长色散、深色调和高反射率。该装置产生的视觉效果至少部分地由所述装置的顶层与其它层上形成的裂缝引起的衍射效应产生。

然而，仍希望提供一种光学涂层结构，该结构能够提供足够明亮颜色和表现最小或有限彩虹色效果，即，在广泛的视角范围内颜色保持基本相同。

还期望提供能改变物体表面反射率的光学效应结构。

发明内容

本发明提供具有散射结构的光学效应结构及其制造方法。

根据第一方面，可以看出本发明提供用于物体表面、包括散射结构，优选细长散射结构的光学涂层结构。所述光学涂层结构可包括多层反射体，所述多层反射体优选包括较高折射率材料和较低折射率材料交替堆叠的多个层。所述散射结构主要是亚微米级的尺寸。这是指散射结构的主要尺寸，例如，由结构的宽度和高度提供的横截面尺寸应小于1.5μm，优选小于1μm。所述散射结构可被引入多层反射体的基底层、上层或中间层，从而在所述多层反射体中产生一定程度的散射。计算散射程度，从而预先确定并设置散射程度，以便于在涂层中产生所需光学效应。选择散射结构的具体排列以及所述散射结构的高度、长度、宽度、横截面的轮廓以及间距，与选定的多层反射体（或物体）共同使用，以减少彩虹色和/或产生将在下面详细描述的另外的光学效应。

所述散射结构优选包括轮廓元件，所述轮廓元件诱导多层反射体的圆形或弧形弯曲。这些元件小、且具有引入其它平面发射层的细微的弯曲。优选在连续的反射体层中无中断，且与JP-A-2005/153192中已知的排列相比，轮廓元件设置为避免衍射效应。

所述轮廓元件优选排列成二维图形（pattern），沿平行于物体的表面延伸。在某些情况下，所述图形可被描述为2.5D，也就是它代表介于2D和3D之间的某物。所述轮廓元件可以随机、伪随机和非周期的方式排列。例如，在轮廓元件一种图形中，轮廓元件平行排列，所述散射结构具有不同的长度，且间隔距离不等，从而在至少在尺寸小于1.5μm的方向上避免重复或周期性模式。从而能防止所述轮廓元件引起的显著衍射。类似的，在所述轮廓元件不平行的实施例中，它们呈角度排列且彼此间隔开，从而在小于1.5μm的水平内基本没有周期性。所述轮廓元件的任何周期性或重复元件应至少间隔2μm，从而使它们的距离足够远，而不会产生衍射效应。