改变宝石自然视觉外观的装饰性涂层和在宝石上形成装饰性涂层以改变宝石自然视觉外观的方法。装饰性涂层包括光吸收膜。在基底上沉积吸收膜包括如下交替步骤：将第一前体引入反应空间，使得至少部分第一前体吸附在基底的表面上，并随后清洗反应空间；和将第二前体引入反应空间，使得至少部分第二前体与吸附在基底表面上的部分第一前体发生反应，从而在包括宝石的基底上形成共形吸收膜，并随后清洗所述反应空间。吸收膜的材料选自氧化物、碳化物、贵金属或其混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及宝石上的装饰性涂层。特别是，本专利技术涉及包含改变宝石自然视觉外观的吸收膜的装饰性涂层和在宝石上形成这种装饰性涂层的方法。
技术介绍
装饰性涂层常被用于物体以改变其外观。介电薄膜结构也可被沉积在物体的表面上，由于薄膜结构的光干涉通过结构的反射光谱给予物体特定的外观。许多装饰性涂层的重要部分是吸收可见波长范围的光的层。这种吸收膜作为装饰性涂层的部分应具有良好的厚度均匀性，因为膜厚度的变化可引起下层物体视觉外观——特别是颜色外观——显著变化。同理，吸收膜的平均厚度也应被准确控制。宝石是常具有复杂的三维(3D)形状的物体。通常希望通过在宝石上施加装饰性涂层来改变或转变宝石的自然颜色。在宝石领域中，这有时被称为“颜色增强”的方式。但是，由于宝石的复杂形状，其表面可能包括多个面，现有技术中的涂布方法在宝石上沉积吸收膜以使吸收膜共形且均匀地覆盖在宝石的拱形3D表面上的能力不足。例如，US专利申请公开2007/0157666A1公开了吸收膜沉积在宝石表面特定区域 上的宝石。该公开中公开的形成吸收膜的方法是溅射、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、弧源沉积和低压化学气相沉积(LPCVD)。这些涂布方法的问题是其均匀、同质并共形地涂布非平面(3D)拱形表面和具有复杂形状的基底如宝石的能力不佳。这在宝石上通常意图使涂层在宝石表面区域上提供均匀的特定外观的装饰性涂层中是尤其不利的。专利技术人已确认需要在宝石上均匀地、同质地并且共形地制备包含吸收膜的装饰性涂层的方法。专利技术目的本专利技术的目的是通过提供新型的在宝石上制备装饰性涂层的方法、在宝石上的装饰性涂层及其应用解决现有技术中的上述技术问题。专利技术概述根据本专利技术所述的方法，其特征在于权利要求I所述。根据本专利技术所述的装饰性涂层，其特征在于权利要求7所述。根据本专利技术所述的应用，其特征在于权利要求10或11所述。根据本专利技术所述的方法是在宝石上形成装饰性涂层以改变宝石的自然视觉外观的方法。装饰性涂层包含光吸收膜以削弱可见光透射通过涂层。该方法包括如下步骤将宝石引入反应空间，和在包括宝石的基底上沉积吸收膜。在基底上沉积吸收膜包括如下交替步骤将第一前体引入反应空间，使得至少部分第一前体吸附在基底表面上，并随后清洗反应空间；和将第二前体引入反应空间，使得至少部分第二前体与吸附在基底表面上的部分第一前体发生反应，从而在包括宝石的基底上形成共形吸收膜，并随后清洗反应空间。吸收膜的材料选自氧化物、碳化物、贵金属或其混合物。根据本专利技术所述的产品是在宝石上改变宝石自然视觉外观的装饰性涂层。装饰性涂层包括削弱可见光透射通过涂层的光吸收膜。装饰性涂层通过包括如下步骤的方法制备将宝石引入反应空间，并在包括宝石的基底上沉积吸收膜。在基底上沉积吸收膜包括如下交替步骤将第一前体引入反应空间，使得至少部分第一前体吸附在基底的表面上，并随后清洗反应空间；和将第二前体引入反应空间，使得至少部分第二前体与吸附在基底表面上的部分第一前体发生反应，从而在包括宝石的基底上形成共形吸收膜，并随后清洗反应空间。吸收膜的材料选自氧化物、碳化物、贵金属或其混合物。本专利技术的方法用于在宝石上形成包括共形吸收膜的装饰性涂层，以改变宝石的自然视觉外观。本专利技术的装饰性涂层被应用在宝石上，以改变宝石的自然视觉外观。装饰性涂层包括共形吸收膜。在本说明书中，除非另外说明，表述“装饰性涂层”应被理解为适于给予宝石特定视觉外观的任何涂层。在本说明书中，除非另外说明，表述“吸收膜”应被理解为目的是吸收光的膜。在本说明书中，除非另外说明，表述“膜”应被理解为具有任何厚度的膜。因此，除非另外说明，“吸收膜”可以是任何厚度的膜，即使厚度小于一个原子层(单层)的吸收膜也落入膜的定义内。这是尤其真实的，因为即使厚度小于一个原子层的膜也可与电磁辐射发生相互作用，使得膜吸收光。在本说明书中，除非另外说明，表述“颜色”应被理解为物体例如宝石的可视觉感知的性质，其通过人眼可见波长带内物体发射的光谱表示。因此，在本说明书中，除非另外说明，这种颜色定义包括白色、灰色、黑色和其他灰度颜色。在本专利技术一个实施方式中，宝石的自然视觉外观是宝石的自然颜色。在本说明书中，除非另外说明，表述“贵金属”应被理解为包括钌、铑、钯、银、锇、铱、钼和金。将第一前体引入反应空间和将第二前体引入反应空间的步骤交替进行，即这些步骤在时间上不明显重叠。这意味着，负责预沉积物生长的第一和第二前体不同时大量存在于同一空间。但鉴于本说明书对于技术人员显然的是，前步骤的化学剂剩余物可长时间存在于反应室。这些剩余物可能在一定程度上影响后续过程步骤，即使交替步骤不在时间上明显重叠。在这种情况下，两个步骤的交替的目的为确保控制吸收膜形成的化学反应主要发生于基底表面上或接近基底表面，而不是在更远离基底表面的气相中。除非另外说明，该定义也适于本说明书所述意图交替进行的其他过程步骤。本专利技术的方法在包括宝石的基底上生成具有高度共形性的吸收膜。生成的吸收膜即使在具有复杂表面几何形状的宝石上也具有良好的厚度均匀性。除其他益处外，其还减少现有技术方法形成的不均匀膜可能导致的不均匀视觉外观一更具体地，不均匀的颜色外观，和促进例如宝石上采用根据本专利技术方法形成的该吸收膜的装饰性涂层的光学设计。本专利技术不受关于本专利技术方法产生上述优势的原因的任何具体理论约束，但应考虑 下述理论。前体向反应空间的交替引入使包括宝石的基底一次暴露于一种前体。这导致至少部分自限制生长机制主要受控于基底表面上的吸附反应，导致有利的吸收膜共形性。这种吸收膜还具有即使在大表面区域也非常均匀的厚度外观。当负责膜生长的前体交替存在于反应空间时，前体不能混合，并且吸收膜的生长主要受控于基底表面上的吸附反应。另一方面，这些吸附反应的动力学主要受控于基底表面的性质，而不太受控于基底表面上和反应空间中前体的流动动力学。由于每次基底表面暴露于前体均导致部分前体吸附在基底表面上，可利用基底表面交替暴露于前体的次数来控制膜厚度。因此，这些在基底上形成吸收膜的方法能够非常准确地控制膜厚度。因此，膜的总光吸收，以及由此膜的暗度，可被准确地控制。在本专利技术一个实施方式中，将第一前体引入反应空间和将第二前体引入反应空间的步骤均进行两次或更多次，以在宝石上形成厚度在Inm至2 U m之间的装饰性涂层。当本专利技术某些实施方式中吸收膜的厚度在Inm以下或2 u m以上时，膜对于人眼分别基本上是透明的或不透明的。因此，根据本专利技术某些实施方式所述落入Inm至2 iim的范围的氧化物或碳化物吸收膜可被有效地用作过滤器(滤光器，filter),以改变下层宝石的自然颜色，而没有完全抑制宝石的自然色调。在本专利技术另一个实施方式中，在将第一或第二前体引入反应空间时，反应空间的压强在0. Imbar (0. IhPa)与IOOmbar (IOOhPa)之间。在本专利技术另一个实施方式中，在将 第一或第二前体引入反应空间时，包括宝石的基底的表面温度在150°C至600°C的范围内。在本专利技术另一个实施方式中，本方法还包括如下步骤通过将前体交替引入反应空间使得至少部分引入的前体吸附在基底上，在吸收膜上沉积具有第一折射率的第一透明膜；和通过将前体交替引入反应空间使得至少部分引入的前体吸附在基底上，在第一透明本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.30 FI 200962621.在宝石(2)上形成装饰性涂层以改变所述宝石(2)的自然视觉外观的方法，所述装饰性涂层包括削弱可见光透射通过所述涂层的光吸收膜(1)，所述方法包括如下步骤将所述宝石(2)引入反应空间，和在包括所述宝石(2)的基底上沉积所述吸收膜(1)，其特征在于，在所述基底上沉积所述吸收膜(I)包括如下交替步骤 -将第一前体引入所述反应空间，使得至少部分所述第一前体吸附在所述基底的表面上，并随后清洗所述反应空间，和 -将第二前体引入所述反应空间，使得至少部分所述第二前体与吸附在所述基底表面上的部分所述第一前体发生反应，从而在包括所述宝石(2)的所述基底上形成共形吸收膜 (1)，并随后清洗所述反应空间， 并且，其特征在于所述吸收膜的材料选自氧化物、碳化物、贵金属或其混合物。2.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述宝石(2)的自然视觉外观是所述宝石(2)的自然颜色。3.权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述将第一前体引入所述反应空间；和将第二前体引入所述反应空间的步骤均进行两次或更多次，以在所述宝石(2)上形成厚度在Inm至2 ii m之间的装饰性涂层。4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述第一或第二前体引入所述反应空间时，所述反应空间的压强在0. Imbar与IOOmbar之间。5.权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述第一或第二前体引入所述反应空间时，包括所述宝石(2)的所述基底的表面温度在150°C至600°C的范围内。6.权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤， -通过将前体交替引入所述反应空间使得至少部分引入的前体吸附在...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·毛拉，M·普特康恩，
申请(专利权)人：贝尼科公司，
类型：发明
国别省市：
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