[发明专利]在宝石上形成装饰性涂层的方法、宝石上的装饰性涂层及其应用

说明书

发明领域

本发明涉及宝石上的装饰性涂层。特别是，本发明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。

发明背景

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。

发明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。

发明目的

本发明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。

发明概述

根据本发明所述的方法，其特征在于权利要求1所述。

根据本发明所述的装饰性涂层，其特征在于权利要求7所述。

根据本发明所述的应用，其特征在于权利要求10或11所述。

根据本发明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。

根据本发明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。

本发明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。

本发明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。

在本发明一个实施方式中，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、铂和金。