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光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法

申请号 CN202111335319.6 申请日 2021-11-11 公开(公告)号 CN116100979A 公开(公告)日 2023-05-12
申请人 中钞特种防伪科技有限公司; 中国印钞造币集团有限公司; 发明人 胡春华; 李欣毅; 吴远启; 叶东;
摘要 本 发明 提供了一种光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法。光学防伪元件,包括基底层和光学层,光学层设置在基底层的一侧并与基底层连接,光学层包括微结构层,微结构层包括:第一区域,第一区域具有多个第一微结构;第二区域,第二区域具有多个第二微结构,从光学防伪元件的一侧观察,第一区域具有白色特征,第二区域具有干涉光学变色特征,第二微结构的比体积大于第一微结构的比体积。本发明解决了 现有技术 中光学防伪元件存在防伪性能差的问题。
权利要求

1.一种光学防伪元件,其特征在于,包括基底层(10)和光学层(20),所述光学层(20)设置在所述基底层(10)的一侧并与所述基底层(10)连接,所述光学层(20)包括微结构层(30),所述微结构层(30)包括:
第一区域(31),所述第一区域(31)具有多个第一微结构(311);
第二区域(32),所述第二区域(32)具有多个第二微结构(321),从所述光学防伪元件的一侧观察,所述第一区域(31)具有白色特征,所述第二区域(32)具有干涉光学变色特征,所述第二微结构(321)的比体积大于所述第一微结构(311)的比体积。
2.根据权利要求1所述的光学防伪元件,其特征在于,所述光学层(20)还包括:
金属层(40),所述金属层(40)与所述第一区域(31)远离所述基底层(10)的一侧连接;
干涉光变层(50),所述干涉光变层(50)至少与所述第二区域(32)远离所述基底层(10)的一侧连接。
3.根据权利要求2所述的光学防伪元件,其特征在于,所述光学层(20)还包括保护层(60),所述保护层(60)与所述金属层(40)远离所述基底层(10)的一侧连接。
4.根据权利要求3所述的光学防伪元件,其特征在于,所述干涉光变层(50)与所述保护层(60)远离所述金属层(40)的一侧连接。
5.根据权利要求2所述的光学防伪元件,其特征在于,所述干涉光变层(50)包括顺次叠置设置的吸收层(51)、介电层(52)和反射层(53),所述吸收层(51)至少与所述第二区域(32)远离所述基底层(10)的一侧连接。
6.根据权利要求5所述的光学防伪元件,其特征在于,
所述吸收层(51)的材料包括镍、铬、中的至少一种;和/或所述介电层(52)的材料包括氟化镁、、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化、二氧化铪或氧化锌中的至少一种;和/或
所述反射层(53)的材料包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的光学防伪元件,其特征在于,
所述金属层(40)包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种;和/或
所述金属层(40)的厚度大于10nm且小于等于80nm。
8.根据权利要求1所述的光学防伪元件,其特征在于,
3 2
所述第一微结构(311)的比体积大于等于0且小于等于0.5um/um;和/或
3 2 3 2
所述第二微结构(321)的比体积的范围为大于0.4um/um且小于2um/um。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学防伪元件,其特征在于,所述第一微结构(311)全部为消色白微结构。
10.根据权利要求9所述的光学防伪元件,其特征在于,多个所述消色白微结构中至少两个所述消色白微结构的大小不同,多个所述消色白微结构中至少两个所述消色白微结构的高度不同,所述消色白微结构为凸起或凹槽。
11.根据权利要求9所述的光学防伪元件,其特征在于,
所述消色白微结构的长度大于1um且小于10um;和/或
所述消色白微结构的深度大于0.1um且小于5um。
12.根据权利要求9所述的光学防伪元件,其特征在于,所述消色白微结构为微反射镜,所述微反射镜的长度大于等于5um且小于等于10um;和/或
所述微反射镜的深度大于1um且小于等于4um。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的光学防伪元件,其特征在于,所述第一区域(31)包括:
第一子区域(312),所述第一子区域(312)绕所述第二区域(32)的外周连续设置,所述第一子区域(312)内的第一微结构(311)为消色白微结构;
第二子区域(313),所述第二子区域(313)绕所述第一子区域(312)的外周连续设置,所述第二子区域(313)内的所述第一微结构(311)为非消色白微结构。
14.根据权利要求13所述的光学防伪元件,其特征在于,
多个所述非消色白微结构呈周期排布;或者
多个所述非消色白微结构呈非周期排布。
15.根据权利要求13所述的光学防伪元件,其特征在于,所述非消色白微结构沿延展方向的截面结构为:平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。
16.根据权利要求1至8中任一项所述的光学防伪元件,其特征在于,
多个所述第二微结构(321)呈周期排布;或者
多个所述第二微结构(321)呈非周期排布。
17.根据权利要求1至8中任一项所述的光学防伪元件,其特征在于,所述第二微结构(321)沿延展方向的截面结构为:平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。
18.一种防伪产品,其特征在于,包括权利要求1至17中任一项所述的光学防伪元件。
19.根据权利要求18所述的防伪产品,其特征在于,所述防伪产品还包括承载体,所述光学防伪元件设置在所述承载体上,所述承载体承载所述光学防伪元件的至少部分表面为白色。
20.一种光学防伪元件的制作方法,其特征在于,权利要求1至17中任一项所述的光学防伪元件采用所述光学防伪元件的制作方法制作,所述光学防伪元件的制作方法包括:
步骤S10:在所述基底层(10)的表面形成具有第一区域(31)和第二区域(32)的微结构层(30),在所述第一区域(31)上形成第一微结构(311),在所述第二区域(32)上形成比体积大于所述第一微结构(311)的第二微结构(321);步骤S20:在所述微结构层(30)远离所述基底层(10)的表面形成金属层(40);
步骤S30:在所述金属层(40)远离所述微结构层(30)的表面形成对所述第一区域(31)进行保护的保护层(60);
步骤S40:去除所述第二区域(32)处的金属层(40);
步骤S50:在远离所述基底层(10)的一侧表面形成干涉光变层(50)形成所述光学防伪元件。

说明书全文

光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学防伪技术领域,具体而言,涉及一种光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法。

背景技术

[0002] 为了防止利用扫描和复印等手段产生的伪造,钞票、信用卡、护照、有价证券和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛使用了含有光学防伪技术的光学防伪元件,虽然光学防伪元件提高了防伪性能,但是光学防伪元件的防伪性还是容易被仿制。
[0003] 也就是说,现有技术中光学防伪元件存在防伪性能差的问题。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法,以解决现有技术中光学防伪元件存在防伪性能差的问题。
[0005] 为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种光学防伪元件,包括基底层和光学层,光学层设置在基底层的一侧并与基底层连接,光学层包括微结构层,微结构层包括:第一区域,第一区域具有多个第一微结构;第二区域,第二区域具有多个第二微结构,从光学防伪元件的一侧观察,第一区域具有白色特征,第二区域具有干涉光学变色特征,第二微结构的比体积大于第一微结构的比体积。
[0006] 进一步地,光学层还包括:金属层,金属层与第一区域远离基底层的一侧连接;干涉光变层,干涉光变层至少与第二区域远离基底层的一侧连接。
[0007] 进一步地,光学层还包括保护层,保护层与金属层远离基底层的一侧连接。
[0008] 进一步地,干涉光变层与保护层远离金属层的一侧连接。
[0009] 进一步地,干涉光变层包括顺次叠置设置的吸收层、介电层和反射层,吸收层至少与第二区域远离基底层的一侧连接。
[0010] 进一步地,吸收层的材料包括镍、铬、中的至少一种;和/或介电层的材料包括氟化镁、、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化、二氧化铪或氧化锌中的至少一种;和/或反射层的材料包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种。
[0011] 进一步地,金属层包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种;和/或金属层的厚度大于10nm且小于等于80nm。
[0012] 进一步地,第一微结构的比体积大于等于0且小于等于0.5um3/um2;和/或第二微结3 2 3 2
构的比体积的范围为大于0.4um/um且小于2um/um。
[0013] 进一步地,第一微结构全部为消色白微结构。
[0014] 进一步地,多个消色白微结构中至少两个消色白微结构的大小不同,多个消色白微结构中至少两个消色白微结构的高度不同,消色白微结构为凸起或凹槽。
[0015] 进一步地,消色白微结构的长度大于1um且小于10um;和/或消色白微结构的深度大于0.1um且小于5um。
[0016] 进一步地,消色白微结构为微反射镜,微反射镜的长度大于等于5um且小于等于10um;和/或微反射镜的深度大于1um且小于等于4um。
[0017] 进一步地,第一区域包括:第一子区域,第一子区域绕第二区域的外周连续设置,第一子区域内的第一微结构为消色白微结构;第二子区域,第二子区域绕第一子区域的外周连续设置,第二子区域内的第一微结构为非消色白微结构。
[0018] 进一步地,多个非消色白微结构呈周期排布;或者多个非消色白微结构呈非周期排布。
[0019] 进一步地,非消色白微结构沿延展方向的截面结构为:平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。
[0020] 进一步地,多个第二微结构呈周期排布;或者多个第二微结构呈非周期排布。
[0021] 进一步地,第二微结构沿延展方向的截面结构为:平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。
[0022] 根据本发明的另一方面,提供了一种防伪产品,包括上述的光学防伪元件。
[0023] 进一步地,防伪产品还包括承载体,光学防伪元件设置在承载体上,承载体承载光学防伪元件的至少部分表面为白色。
[0024] 根据本发明的另一方面,提供了一种光学防伪元件的制作方法,上述的光学防伪元件采用光学防伪元件的制作方法制作,光学防伪元件的制作方法包括:步骤S10:在基底层的表面形成具有第一区域和第二区域的微结构层,在第一区域上形成第一微结构,在第二区域上形成比体积大于第一微结构的第二微结构;步骤S20:在微结构层远离基底层的表面形成金属层;步骤S30:在金属层远离光学层的表面形成对第一区域进行保护的保护层;步骤S40:去除第二区域处的金属层;步骤S50:在远离基底层的一侧表面形成干涉光变层形成光学防伪元件。
[0025] 应用本发明的技术方案,光学防伪元件包括基底层和光学层,光学层设置在基底层的一侧并与基底层连接,光学层包括微结构层,微结构层包括第一区域和第二区域,第一区域具有多个第一微结构;第二区域具有多个第二微结构,从光学防伪元件的一侧观察,第一区域具有白色特征,第二区域具有干涉光学变色特征,第二微结构的比体积大于第一微结构的比体积。
[0026] 通过对第一区域和第二区域的设置就使得两个区域的光学特征不同,而具有白色特征的第一区域起到衬托的作用,而具有干涉光学变色特征的第二区域能够在不同的观察度呈现不同的颜色效果。同时具有干涉光学变色特征的第二区域还是预设形状的,在对光学防伪元件倾斜观察时,只有特定的图像具有变色效果,而其他区域则为白色的,具有极强的视觉特征和防伪性能。第二微结构的比体积大于第一微结构的比体积,这样就使得采用相同的重量的情况下,第二微结构占据的空间更大,在不增加光学防伪元件的重量的基础上,使得第一区域和第二区域的微结构的大小不同,以使得第一区域和第二区域产生不同的光学特征。附图说明
[0027] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0028] 图1示出了本发明的实施例一的光学防伪元件的结构示意图;
[0029] 图2示出了图1中光学防伪元件的一个角度的剖视图;
[0030] 图3示出了本发明的实施例二的光学防伪元件的结构示意图;
[0031] 图4示出了图3中光学防伪元件的一个角度的剖视图。
[0032] 其中,上述附图包括以下附图标记:
[0033] 10、基底层;20、光学层;30、微结构层;31、第一区域;311、第一微结构;312、第一子区域;313、第二子区域;32、第二区域;321、第二微结构;40、金属层;50、干涉光变层;51、吸收层;52、介电层;53、反射层;60、保护层;70、功能涂层。

具体实施方式

[0034] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0035] 需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036] 在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
[0037] 为了解决现有技术中光学防伪元件存在防伪性能差的问题,本发明提供了一种光学防伪元件、防伪产品和光学防伪元件的制作方法。
[0038] 在现有光学防伪技术中,微结构形成的光学效果包括衍射、非衍射等效果因亮度高、动感效果明显而得到了广泛应用。微结构光学防伪技术为了增加图像的亮度,一般采用金属反射层,比如铝。其中,目前应用于光学薄膜的最为广泛的光学防伪技术——全息技术即是利用微结构形成的衍射效果而发展的光学技术。第五套1999版的5元、10元、20元、50元、100元人民币的防伪线就采用了全息技术。另外,多层干涉光变技术因在不同的观察视角下具有出不同的颜色效果而越来越受到人们的重视。干涉光变效果的颜色变化是确定的可描述的,例如,正视观察为A颜色,倾斜观察为B颜色,因而比全息具有更高的防伪性能。多层干涉光变技术一般采用气相沉积的方法实现多层干涉层的蒸镀。
[0039] 经典的多层干涉镀层一般包括反射层、介电层和吸收层。反射层一般采用高亮度的金属材料制备,介电层一般采用透明的无机或者有机材料制备,吸收层也称半透明层,一般采用较薄的吸收性好的金属材料制备。第五套2015版100元、2019版10元、20元、50元人民币安全线就是采用了多层干涉光变技术,正视观察为品红色,倾斜观察为绿色。尤其是,50元人民币安全线采用了光学微结构和干涉光变层50相结合的技术,使得倾斜观察时,可见微结构呈现的滚动条效果和干涉光学变色效果相结合的综合防伪特征。
[0040] 本申请的光学防伪元件采用光学微结构和干涉光变层50相结合,具有干涉光学变色特征的区域的形状为预设形状,例如,字母或者数字或者其他具有特定信息的图像,则干涉光变镀层的施加可以起到相得益彰的效果,即倾斜观察,特定的图像具有变色效果。可以想象,如果光学防伪元件中,只有特定的图像呈现变色效果(即干涉光变镀层严格位于),而其他区域为白色,则在具有白色特征的基材(例如钞票纸)上施加该光学防伪元件,则具有极强的视觉特征和防伪性能。
[0041] 如图1至图4所示,光学防伪元件包括基底层10和光学层20,光学层20设置在基底层10的一侧并与基底层10连接,光学层20包括微结构层30,微结构层30包括第一区域31和第二区域32,第一区域31具有多个第一微结构311;第二区域32具有多个第二微结构321,从光学防伪元件的一侧观察,第一区域31具有白色特征,第二区域32具有干涉光学变色特征,第二微结构321的比体积大于第一微结构311的比体积。
[0042] 通过对第一区域31和第二区域32的设置就使得两个区域的光学特征不同,而具有白色特征的第一区域31起到衬托的作用,而具有干涉光学变色特征的第二区域32能够在不同的观察角度呈现不同的颜色效果。同时具有干涉光学变色特征的第二区域32还是预设形状的,在对光学防伪元件倾斜观察时,只有特定的图像具有变色效果,而其他区域则为白色的,具有极强的视觉特征和防伪性能。第二微结构321的比体积大于第一微结构311的比体积,这样就使得采用相同的重量的情况下,第二微结构321占据的空间更大,在不增加光学防伪元件的重量的基础上,使得第一区域31和第二区域32的微结构的大小不同,以使得第一区域31和第二区域32产生不同的光学特征。
[0043] 实施例一
[0044] 在图1所示的具体实施例中,第二区域32具有干涉光学变色特征,且第二区域32为五角星区域,五角星区域具有浮雕,且具有随倾角变化的变色特征,变色区域与具有浮雕特征的五角星区域严重重合。五角星区域的尖部的线条可以非常精细,例如,小于20um。如果该光学防伪元件粘贴在白色的被保护产品上,五角星异常醒目,加之本身的浮雕感和变色效果,因而产品具有优异的防伪性能。
[0045] 如图2所示,第二区域32的厚度大于第一区域31的厚度。这样就使得第二区域32凸出于第一区域31,使得第二区域32处的干涉光学变色特征更为显著。
[0046] 如图2所示,光学层20还包括金属层40和干涉光变层50,金属层40与第一区域31远离基底层10的一侧连接;干涉光变层50至少与第二区域32远离基底层10的一侧连接。金属层40的设置能够使得第一区域31上的第一微结构311呈现较高的白度,实现了第一区域31处的白色特征。干涉光变层50设置在第二区域32处,使得第二区域32能够实现干涉光学变色特征,且由于第二区域32处没有金属层40,不会影响第二区域32处的干涉光学变色特征,使得第一区域31和第二区域32具有明显的区别,增加了光学防伪元件的防伪性能。
[0047] 如图2所示,光学层20还包括保护层60,保护层60与金属层40远离基底层10的一侧连接。保护层60不提供额外的光学效果,对金属层40起到保护的作用。
[0048] 如图2所示,干涉光变层50还设置在第一区域31处,且干涉光变层50与保护层60远离金属层40的一侧连接。这样设置便于在光学防伪元件上形成干涉光变层50,虽然在第一区域31处也具有干涉光变层50,但是由于第一区域31处具有金属层40,在金属层40的作用下位于第一区域31处的干涉光变层50不会产生干涉光学变色特征,只会在第一区域31处形成白色特征。
[0049] 如图2所示,干涉光变层50包括顺次叠置设置的吸收层51、介电层52和反射层53,吸收层51至少与第二区域32远离基底层10的一侧连接。反射层一般采用高亮度的金属材料制备,介电层52一般采用透明的无机或者有机材料制备,吸收层51也称半透明层,一般采用较薄的吸收性好的金属材料制备,以在第二区域形成干涉光学变色特征。
[0050] 具体的,吸收层51的材料包括镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中的至少一种。吸收层51的材料可以进包括镍、铬、铝、银、铜、锡、钛中的一种,也可以是镍、铬、铝、银、铜、锡、钛几种混合而成。
[0051] 具体的,介电层52的材料包括氟化镁、二氧化硅、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化铁、二氧化铪或氧化锌中的至少一种。介电层52的材料可以是氟化镁、二氧化硅、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化铁、二氧化铪或氧化锌中的一种,也可以是氟化镁、二氧化硅、硫化锌、氮化钛、二氧化钛、一氧化钛、三氧化二钛、五氧化三鈦、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化铈、三氧化二铋、三氧化二铬、氧化铁、二氧化铪或氧化锌中的几种混合而成。
[0052] 具体的,反射层53的材料包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种。反射层53的材料可以是铝、银、锡、镍、钛中的一种,也可以是铝、银、锡、镍、钛几种混合而成。
[0053] 具体的,金属层40包括铝、银、锡、镍、钛中的至少一种。金属层40的材料可以是铝、银、锡、镍、钛中的一种,也可以是铝、银、锡、镍、钛几种混合而成,只需要保证金属层40具有高反射性能即可。
[0054] 具体的,金属层40的厚度大于10nm且小于等于80nm。若金属层40的厚度小于10nm就使得金属层40的厚度过小,不容易涂布均匀,同时金属层40容易被去除掉。若金属层40的厚度大于80nm就使得金属层40的厚度过大,与微结构层30的牢度不好,且成本上升。而将金属层40的厚度限制在10nm至80nm的范围内,能够保证金属层40不易被去除掉的同时,保证了金属层40与微结构层30的粘接的牢固程度。
[0055] 具体的,第一微结构311的比体积大于等于0且小于等于0.5um3/um2。若第一微结构3 2
311的比体积大于0.5um/um就使得第一微结构311的比体积过大,第一微结构311在相同质量下的体积较大,不利于产生白色特征。
[0056] 具体的,第二微结构321的比体积的范围为大于0.4um3/um2且小于2um3/um2。若第3 2
二微结构321的比体积小于0.4um /um就使得第二微结构321的比体积过小,就使得第二微结构321在相同质量的情况下体积过小,不利于第二微结构321产生浮雕的特征,若第二微
3 2
结构321的比体积大于2um/um。就使得第二微结构321在相同质量的情况下的体积过大,不
3 2
利于干涉光变层50产生干涉光变特征。而将第二微结构321的比体积控制在0.4um /um 且小
3 2
于2um/um的同时能够保证第二区域32处产生良好的干涉光变色特征。
[0057] 具体的,第一微结构311全部为消色白微结构。通过将第一微结构311设置为消色白微结构,能够消除特定颜色的光,以使得第一区域31呈现白色特征。
[0058] 具体的,多个消色白微结构中至少两个消色白微结构的大小不同,多个消色白微结构中至少两个消色白微结构的高度不同,消色白微结构为凸起或凹槽。这样使得第一区域31处的第一微结构311的设计的自由度比较大,有利于第一微结构311的制作。
[0059] 具体的,消色白微结构的长度大于1um且小于10um。若消色白微结构的长度小于1um,就使得消色白微结构的长度过小,不利于消色白微结构的制作。若消色白微结构的长度大于10um,就使得消色白微结构的长度过大,消色效果差。将消色白微结构的长度限制在
1um至10um的范围内,在保证消色白微结构的消色效果的同时便于消色白微结构的制作。
[0060] 具体的,消色白微结构的深度大于0.1um且小于5um。若消色白微结构的深度小于0.1um,就使得消色白微结构的高度过小,不利于消色白微结构的制作。若消色白微结构的深度大于5um,就使得消色白微结构的高度过大,不利于光学防伪元件的小型化轻薄化。通过将消色白微结构的深度限制在0.1um至5um的范围内,在便于消色白微结构制作的同时,保证光学防伪元件的轻薄化。
[0061] 具体的,消色白微结构为微反射镜,微反射镜的长度大于等于5um且小于等于10um。将消色白微结构设置成微反射镜,能够达到对光的反射特征,且其自身特性能够对特定颜色的光进行消除,最后呈现白色的特征。
[0062] 具体的,微反射镜的深度大于1um且小于等于4um。
[0063] 可选地,多个第二微结构321呈周期排布,也就是说,多个第二微结构321可以呈预设的周期进行排布,例如矩阵排布。
[0064] 当然,多个第二微结构321还可以是非周期排布的,多个第二微结构321呈非周期排布。也就是说,多个第二微结构321可以是随机排布,没有规律可循的。
[0065] 具体的,第二微结构321沿延展方向的截面结构为平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。第二微结构321可以是平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中单一的一种结构形式,还可以是其中的几种组合而成的。
[0066] 防伪产品包括上述的光学防伪元件。具有上述光学防伪元件的防伪产品具有防伪性高不易被仿制的优点。
[0067] 具体的,防伪产品还包括承载体,光学防伪元件设置在承载体上,承载体承载光学防伪元件的至少部分表面为白色。在具有白色表面的承载体上施加上述光学防伪元件,使得防伪产品具有极强的视觉特征和防伪性能。
[0068] 根据本发明的另一方面,提供了一种光学防伪元件的制作方法,上述的光学防伪元件采用光学防伪元件的制作方法制作,光学防伪元件的制作方法包括:步骤S10:在基底层10的表面形成具有第一区域31和第二区域32的微结构层30,在第一区域31上形成第一微结构311,在第二区域32上形成比体积大于第一微结构311的第二微结构321;步骤S20:在微结构层30远离基底层10的表面形成金属层40;步骤S30:在金属层40远离微结构层30的表面形成对第一区域31进行保护的保护层60;步骤S40:去除第二区域32处的金属层40;步骤S50:在远离基底层10的一侧表面形成干涉光变层50形成光学防伪元件。
[0069] 步骤S10:在基底层10的表面形成具有第一区域31和第二区域32的光学层20;且第二微结构321的比体积大于第一微结构311的比体积,且第一微结构311为消色白微结构,[0070] 基底层10可以是至少局部透明的,也可以是有色的介电层,可以是表面带有功能涂层的透明介质薄膜,还可以是经过复合而成的多层膜。基底层10一般由耐物化性能良好且机械强度高的薄膜材料形成,例如,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜、聚二甲酸乙二醇酯PEN薄膜及聚丙烯PP薄膜等塑料薄膜形成基底层10,而且基底层10优选由PET材料形成。基底层10上可以含有粘结增强层,以增强基底层10与光学层20的粘结。基底层10上也可以含有剥离层,以实现最终产品基底层10与光学层20的分离。
[0071] 微结构层30可以通过紫外浇铸、模压、纳米压印等加工方式进行批量复制形成。例如,微结构层30可以由热塑性树脂通过模压工艺形成,即预先涂布在基底层10上的热塑性树脂在经过高温的金属模版时,受热而软化变形,从而形成特定的光学微结构,之后冷却成型。微结构层30也可以采用辐射固化浇铸工艺形成,即通过将辐射固化树脂涂布在基底层10上,一边将原版推压于其上,一边照射紫外线或电子束等放射线,使上述材料固化,然后取下原版从而形成微结构层30。
[0072] 为实现后续去除的需要,第二微结构的比体积大于第一微结构的比体积。优选地,3 2 3 2
第一微结构的比体积大于等于0um /um 且小于0.5um /um ,第二微结构的比体积大于
3 2 3 2
0.4um/um且小于2um/um。
[0073] 消色白微结构的形态一般是不同深度和大小的凸起和/或凹槽的随机排布,横向特征尺寸一般大于1um,小于10um,深度特征一般尺寸大于0.1um,小于5um。例如,可以是横向尺寸5‑10um、深度1‑4um随机分布的微反射镜构成。
[0074] 第二微结构的具体形貌根据需要设置。例如形成如图1所示的具有浮雕特征的五角星,则且截面可以是宽度5‑10um,深度1‑2um的闪耀光栅结构。
[0075] 步骤S20:在微结构层30远离基底层10的表面形成金属层40;
[0076] 金属层40的作用使得消色白微结构呈现较高的白度。金属层40的材料需具有高反射率特征,可以是铝、银、锡、钛中的一种或多种。由于成本较低,且易于与酸或者反应而被局部去除,优选为铝。本实施例中,金属层40选择为铝。金属层40的厚度一般大于10nm且小于80nm,优选大于20nm且小于50nm。金属层太薄,则亮度不够;金属层40太厚,则与光学微结构层的牢度不好,且成本上升。
[0077] 金属层40一般可以通过物理和/或化学气相沉积的方法形成在光学微结构层上,例如包括但不限于热蒸发磁控溅射、MOCVD等。优选地,金属层40以均匀的表面密度、以同形覆盖的方式形成在光学微结构层上。
[0078] 步骤S30:在金属层40远离微结构层30的表面形成对第一区域31进行保护的保护层60;
[0079] 保护层60的量需满足在第一微结构311上的最小厚度明显大于在第二微结构321的最小厚度。保护层60在第一微结构311的最小厚度一般位于第二微结构321的最顶部。这样,保护层60对第一区域31的金属层40的保护作用,要明显高于对第二区域32的金属层402 2
的保护作用。一般要求保护层60在单位面积上的涂布量大于0.1g/m且小于0.6g/m 。保护层
60的涂布之前的粘度越小越有利于流平,因此,保护胶液的粘度一般要小于100cP,优选小于50cP。就保护层60的成分而言,可以是以聚酯、聚酯、丙烯酸树脂或者其组合为主树脂的清漆或者油墨。
[0080] 步骤S40:去除第二区域32处的金属层40;
[0081] 保护层60对第一区域31的金属层40的保护作用,要明显高于对第二区域32的金属层40的保护作用。因此,在一定的时间内,腐蚀氛围会通过第二区域32的保护层60的脆弱点到达并腐蚀第二区域32处的金属层40;而在此时间内,保护层60对第一区域31的金属层40形成有效的保护。这样便获得了精确位于第一区域31的金属层40。由于本实施例中,金属层40为铝,则腐蚀氛围可以是酸液或者碱液。通常,第二区域32上的金属层40被腐蚀后,镀层上的保护层60也随之浮脱。有时,第二区域32上的金属层40被腐蚀后,保护层60可能部分甚至全部残留在微结构层30上,这并不影响后续工序的实施。
[0082] 步骤S50:在远离基底层10的一侧表面形成干涉光变层50形成光学防伪元件。
[0083] 在本实施例中,干涉光变层50由一般由吸收层51、介电层52、反射层53构成。从吸收层51一侧观察,干涉光变层50在不同的角度观察呈现不同的颜色特征,因此,干涉光变层50的形成顺序一般是吸收层51、介电层52、反射层53。反射层53一般为较厚的金属材料,反射性好,透视观察呈现不透明或者基本不透明特征;介电层52一般为完全透明或者基本完全透明的化合物材料;吸收层51一般为较薄的金属材料,透光呈现半透明特征。反射层53可以由铝、银、铜、锡、铬、镍、钛或它们的合金构成,由于铝成本较低且易于被酸液或者碱液去除,因此优选为铝;介电层52可以由MgF2、SiO2、ZnS、TiN、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5、CeO2、Bi2O3、Cr2O3、Fe2O3、HfO2或ZnO构成;吸收层51可以由镍、铬、铝、银、铜、锡、钛或它们的合金构成,优选为镍、铬。反射层53的厚度一般选择10nm‑80nm,优选20nm‑50nm。吸收层51的厚度一般为3‑10nm。介电层52的厚度由所需的光变颜色特征决定,一般为200‑600nm。
[0084] 至此,便获得了第一微结构区域呈现金属层40光学特征和第二区域32呈现第二镀层光学特征的光学防伪元件半成品。
[0085] 在步骤S50后,涂布其他的功能涂层70,比如抗老化胶,以起到对光学镀层保护的作用,和/或者热熔胶,以起到与其他基底层10粘接的作用。
[0086] 实施例二
[0087] 与实施例一的区别是,第一区域31的具体结构不同。
[0088] 如图3所示,第一区域31包括第一子区域312和第二子区域313,第一子区域312绕第二区域32的外周连续设置,第一子区域312内的第一微结构311为消色白微结构;第二子区域313绕第一子区域312的外周连续设置,第二子区域313内的第一微结构311为非消色白微结构。
[0089] 第二子区域313具有彩虹全息特征,第二区域32为五角星区域,五角星区域具有浮雕特征,且具有随倾角变化的变色特征。变色区域与具有浮雕特征的五角星区域严格重合。第一子区域312围绕五角星的边缘设置,且第一子区域312的线条宽度在各个位置严格相等。第一子区域312的线条可以非常精细,例如,小于20um。如果该光学防伪元件粘贴在白色的被保护产品上,五角星异常醒目,加之本身的浮雕感和变色效果,因而产品具有优异的防伪性能。此外,第二子区域313的彩虹全息效果也进一步增加了视觉效果和防伪性能。
[0090] 当然,第二区域32可以是其他形状的。
[0091] 可选地,多个非消色白微结构呈周期排布;非消色白微结构可以按照一定的周期进行排布,例如矩阵排布。
[0092] 当然,还可以是多个非消色白微结构呈非周期排布,也就是多个非消色白微结构呈随机排布。
[0093] 可选地,非消色白微结构沿延展方向的截面结构为平坦结构、正弦型结构、矩形光栅结构、梯形光栅结构、闪耀光栅结构、弧形光栅结构中的至少一种结构。
[0094] 图4是根据图3所示的示例性光学防伪元件沿着X‑X的一种可能的剖面图,光学防伪元件含有基底层10,微结构层30,金属层40,保护层60,干涉光变层50,其他的功能涂层70。基底层10和微结构层30通常由透明材料构成。微结构层30包括第一区域31和第二区域
32,第二微结构321的比体积大于第一微结构311的比体积。本实施例中,第一区域31包括含有消色白微结构的第一子区域312和彩虹全息微结构的第二子区域313。第一区域31上设置有金属层40,第二区域32上设置有干涉光变层50。从光学防伪元件的观察侧基底层10侧,也就是下方观察,第一区域31的第一子区域312对外呈现白色特征,第二子区域313对外呈现彩虹全息特征。第二区域32对外呈现第二微结构321形成的图像以及随倾角变化的变色特征。干涉光变层50可以满幅面设置,但由于在第一区域31被金属层40遮挡,因而不呈现视觉特征。金属层40邻接有保护层60。保护层60为制作过程中的自然产物,一般不提供额外的光学效果。其他的功能涂层70可以根据需要来设置,比如,起与被保护的主产品粘合的粘结层。
[0095] 显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0096] 需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
[0097] 需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0098] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。