什麼顏色是真空鍍膜最難控制的?

什麼顏色是真空鍍膜最難控制的?

夜班的鍍膜機剛結束運轉,技術員拉開真空艙門,十幾片樣品在燈光下閃爍——有的偏紫、有的偏綠。

明明參數一樣,為什麼顏色卻微妙地不同?這種「看起來都對、卻總覺得不一樣」的情況,是每一位鍍膜工程師都曾面對過的難題。

而在所有顏色中,最難被控制的,就是「幻彩」。

 

幻彩的挑戰:不是顏色,而是光的結果

幻彩不是一種單色,而是一場「光的干涉」。它的美來自波長之間的重疊——膜層厚度、入射角、折射率,只要任一變化,色相就可能從藍偏到綠、再到紫。

根據Surface & Coatings Technology 的研究,幻彩膜層對厚度誤差的容忍度僅 ±2%,這意味著只要鍍膜速率稍有波動,整爐顏色就可能偏離理想值[2]

這也是為什麼幻彩被稱作「最聰明、也最任性的顏色」。它不像鈦金那樣穩定,也不像黑灰那麼可控,它反映的是物理的極限——光如何在薄膜之間反射、折射、互相干涉,形成特有的光譜顏色。

若要深入理解幻彩的形成機制,可回頭看看真空鍍膜顏色和材料之間的關係,你會發現材料的折射率與能帶結構,也會直接決定光的干涉條件。

 

當 ΔE 變成設計門檻

日勝PVD幻彩

日勝PVD幻彩

在鍍膜產線上,顏色不是感覺,而是數據。日勝以分光色差儀量測 ΔE(色差值),對照 Lab* 三軸座標(L亮度、a紅綠、b*黃藍),讓每一爐的顏色都能被量化。

根據 Allion Labs 的研究,當 ΔE > 2.3 時,人眼即可明顯分辨色差[1]。而幻彩的波段跨度往往超過 100 nm,只要膜層厚度偏移 10 nm,ΔE 就可能超出 3。

也就是說,幻彩顏色的「臨界線」,比任何顏色都更窄。

對技術人員來說,這不只是調參數的挑戰,更是一場實驗性的平衡。你必須讓每一層沉積都準確控制在納米級誤差內,同時保證氣體純度、電漿能量與靶材穩定。否則,幻彩的光譜會像音符一樣跑調——明明想要的是冷藍綠,卻成了偏紫的暖色調。

 

色彩穩定度對照表

顏色控制難度主要挑戰ΔE 容許值日勝控制策略
黑灰★☆☆☆氣體比例(N₂/Ar)≤ 2固定流量比,自動監控
鈦金★★☆☆膜厚均勻度≤ 3SPC 製程監控
玫瑰金★★★☆靶材純度、氧含量≤ 2.5精準控溫與靶材再生
幻彩★★★★干涉厚度與波長偏移≤ 1.5光譜比對 + 多光源校正

這張表不僅顯示顏色穩定度的差異,也反映了製程精度與設備穩定性的重要性。幻彩難以掌控,並不是因為它不穩,而是因為它對「一致性」的要求太高。

 

影響幻彩的三大關鍵變數

1️⃣ 厚度偏差:干涉的關鍵

在幻彩鍍膜中,厚度就是色相。以氮化鈦(TiN)為例,若膜厚從 80 nm 增至 100 nm,反射光譜中心波長將從 520 nm(綠)偏至 560 nm(橙)。這是光學干涉的直接結果——膜厚越厚,顏色越暖;膜厚越薄,顏色越冷。因此幻彩控制的首要任務,就是穩定鍍膜速率與旋轉治具的轉速。

2️⃣ 氣體比例:決定折射率與能量

真空鍍膜的氣體(如 Ar、N₂、C₂H₂)比例改變,會影響電漿能量密度與薄膜折射率,進而造成波長偏移。這也是「同爐不同色」的主因之一。對照PVD 電鍍同樣的製程會有色差嗎?,你會發現色差的根源不只是厚度,連氣體中的微量變動都可能影響顏色分佈。

3️⃣ 光源與角度:觀察者的偏差

幻彩的另一個挑戰,是它對光的敏感度。在 D65 標準日光下呈現冷藍,但在 CWF 混光下可能偏綠。若觀察角度從 45° 改為 0°,反射光譜也會不同。這就是為什麼幻彩鍍膜在不同展示環境中,常出現「怎麼看都不一樣」的情況。

 

從製程穩定到視覺一致

在日勝的製程裡,穩定幻彩色澤需要多層策略:

  • 基準片比對制度:每批製作對照片,確保 ΔE 一致。
  • SPC 統計製程控制:即時監測氣體流量、溫度、真空壓力。
  • 光譜比對與多光源檢測:確保色域穩定於各種照明條件。

這些控制方法最初用於高端鐘錶與 3C 金屬件,如今也延伸至醫療與精密工具產業。特別是在客戶要求年度補單時,能確保不同批次之間色澤一致。

若想理解這些測試如何確保品質一致,可延伸閱讀電鍍膜層會做什麼測試,從膜厚、附著力到耐蝕性,都能看出色差控制背後的完整體系。

 

幻彩控制的市場價值

幻彩雖難控制,但它也象徵著品牌的精密度。能穩定重現幻彩的製程,意味著你能掌握奈米級厚度誤差、氣體純度與溫控精度。這不只是技術的展示,更是一種「製造誠意」。

如今,高端鐘錶、精品五金、電子外殼,甚至醫療器械,都在追求一種「穩定又有變化的色澤」。幻彩正是那個能讓產品從「看起來不錯」到「看起來高級」的關鍵。

 

最難的顏色,也是最會說話的顏色

幻彩之所以難,不只是因為它易變,而是因為它忠實反映了每個製程細節。它像一面鏡子,映出設備的穩定度、技師的專注、材料的純度。

在日勝,我們不只是讓幻彩「變得好看」,而是讓它「穩定地重現」。因為顏色不是裝飾,而是信任的一部分。

 

FAQ

Q1:為什麼幻彩是最難控制的顏色?

A:幻彩是由光學干涉產生的色彩,膜厚、折射率與光源角度微小變化都會導致色偏[2]

Q2:如何穩定幻彩鍍膜顏色?

A:需透過 SPC 製程監控與基準片比對,並在多光源條件下檢測 ΔE 值。

Q3:幻彩與玫瑰金哪個穩定?

A:玫瑰金較穩定,幻彩因為波長重疊範圍大、干涉敏感度高,更容易出現 ΔE 超標。

Q4:光源真的會影響顏色觀感嗎?

A:會。不同色溫會改變反射波長。建議在 D65 標準光源下檢測顏色一致性[1]

Q5:幻彩鍍膜在哪些產業應用最多?

A:主要應用於鐘錶、精品五金與高端電子外殼,部分醫療器材也採用幻彩鍍膜以提升識別度。

 

引用資料

[1] Allion Labs (2023). ΔE 色差與人眼可辨識程度

[2] Surface & Coatings Technology (2021). 彩色 PVD 控制研究。