一種光學(xué)防偽元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全防偽領(lǐng)域，具體地，涉及一種光學(xué)防偽元件。
【背景技術(shù)】
[0002]衍射光變圖像防偽元件(例如全息圖、動態(tài)衍射圖等)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鈔票、證卡和產(chǎn)品包裝等各類高安全或高附加值的產(chǎn)品中，并且取得了非常好的效果。例如，大面額歐元紙幣采用了衍射光變圖像燙印標(biāo)識，小面額歐元紙幣采用了衍射光變圖像燙印寬條，而人民幣中除一元面額外都采用了衍射光變圖像開窗安全線。Visa、MasterCard和中國的銀聯(lián)信用卡均采用了衍射光變圖像燙印標(biāo)識，另外，中國的身份證、駕駛證、護(hù)照等重要證件也都采用了衍射光變圖像防偽技術(shù)。到目前為止，世界上的大多數(shù)鈔票、信用卡、護(hù)照等安全證卡大都采用了衍射光變圖像防偽技術(shù)。
[0003]通常的衍射光變圖像具有彩虹效果，即隨著觀察角度的變化所觀察到的顏色由紅到藍(lán)像彩虹一樣變化。它是一種浮雕結(jié)構(gòu)的光柵，當(dāng)照明光(例如自然光)照射到其表面時(shí)，會發(fā)生衍射作用，利用其+1級(或-1級)衍射光形成再現(xiàn)圖像，實(shí)現(xiàn)醒目的動感、立體、顏色變化等大眾防偽特征。
[0004]中國專利申請ZL201310269992公開了一種周期結(jié)構(gòu)的衍射光變圖像，在0級方向上呈現(xiàn)明亮的顏色，+1級(或-1級)再現(xiàn)普通衍射光變圖像類似效果的圖像。
[0005]中國專利申請ZL201310269077公開了具有隨機(jī)結(jié)構(gòu)的衍射光變圖像，包括兩種結(jié)構(gòu)，一是二維隨機(jī)結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)維度上尺寸平均值相同，二是一維隨機(jī)結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是在0級(反射光和/透射光)方向上都呈現(xiàn)明亮的顏色，散射光呈現(xiàn)另一種顏色。不同的是，前者的散射光分布在較大的空間范圍內(nèi)沒有固定方向，因此只能呈現(xiàn)顏色，而且亮度較低，不能形成如動感、立體等其他效果。后者雖然散射光圖像亮度高，但當(dāng)照明光偏離垂直于光柵條紋的平面時(shí)顏色純度降低、并且常伴有彩虹效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)防偽元件，該光學(xué)防偽元件呈現(xiàn)的圖像具有高亮度、高顏色飽和度，能夠呈現(xiàn)彩色、動感、立體等效果，同時(shí)又避免可彩虹現(xiàn)象。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)防偽元件，所述光學(xué)防偽元件包括:基層；以及位于所述基層上方的微浮雕結(jié)構(gòu)，其中所述微浮雕結(jié)構(gòu)具有微浮雕結(jié)構(gòu)單元，該微浮雕結(jié)構(gòu)的單元尺寸和分布為隨機(jī)或偽隨機(jī)變化，且所述微浮雕結(jié)構(gòu)的第一方向的特征尺寸及隨機(jī)程度與垂直于該第一方向的第二方向的特征尺寸及隨機(jī)程度不同，微浮雕結(jié)構(gòu)的深度滿足以下條件，當(dāng)白光以一入射角照射所述微浮雕結(jié)構(gòu)時(shí)，一波長或波長范圍的光在透射光方向或/和反射光方向上干涉相長。
[0008]通過設(shè)置所述微浮雕結(jié)構(gòu)的第一方向的特征尺寸及隨機(jī)程度和第二方向的特征尺寸及隨機(jī)程度不同，以及微浮雕結(jié)構(gòu)的深度，從而既避免了彩虹現(xiàn)象，又保證了圖像具有高亮度和高顏色飽和度，呈現(xiàn)了彩色、動感、立體等效果。
[0009]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0010]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0011]圖la-ld示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)防偽元件；
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)防偽元件；
[0013]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)防偽元件；以及
[0014]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)防偽元件；
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016]“微浮雕結(jié)構(gòu)”是指二維表面上根據(jù)需要形成的凹凸不平的微結(jié)構(gòu)，且其特征尺寸在微米量級，其高度差也在微米量級。
[0017]“微浮雕結(jié)構(gòu)單元”是指微浮雕結(jié)構(gòu)中相鄰極小值點(diǎn)連成的曲線或者極小值區(qū)域中點(diǎn)聯(lián)成的曲線將表面分割形成的單個(gè)區(qū)域，所有的微浮雕結(jié)構(gòu)單元組成微浮雕結(jié)構(gòu)。
[0018]“微浮雕結(jié)構(gòu)的深度”是指微浮雕結(jié)構(gòu)中表面相鄰區(qū)域的高度極大值與極小值之間的高度差。
[0019]“微浮雕結(jié)構(gòu)的單元尺寸”是指微浮雕結(jié)構(gòu)中微浮雕結(jié)構(gòu)單元某一方向的最大尺寸。
[0020]“微浮雕結(jié)構(gòu)的特征尺寸”是指微浮雕結(jié)構(gòu)中微浮雕結(jié)構(gòu)單元某一方向尺寸的統(tǒng)計(jì)平均值。
[0021]圖la-ld示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的反射式光學(xué)防偽元件1。其中，所述光學(xué)防偽元件1可以包括:基層101 ;以及位于所述基層101上方的微浮雕結(jié)構(gòu)102，其中所述微浮雕結(jié)構(gòu)的單元尺寸和分布為隨機(jī)或偽隨機(jī)變化，且所述微浮雕結(jié)構(gòu)的第一方向(圖中的y方向)的特征尺寸及隨機(jī)程度和與第一方向垂直的第二方向(圖中的X方向)的特征尺寸及隨機(jī)程度不同。盡管這里將圖中的y方向設(shè)為第一方向，X方向設(shè)為第二方向，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限制于此，可以設(shè)置任意合適的垂直的兩個(gè)方向?yàn)榈谝环较蚝偷诙较颉?br>[0022]其中微浮雕結(jié)構(gòu)第一方向的特征尺寸可以為0.5μπι-5μπι，第一方向的單元尺寸隨機(jī)或偽隨機(jī)變化的浮動范圍可以為特征尺寸的± 2 0 % - ± 10 0 %，優(yōu)選地，第一方向的特征尺寸為0.8 μ m-4 μ m，第一方向的單元尺寸隨機(jī)或偽隨機(jī)變化的浮動范圍±40% -±80% ;第二方向的特征尺寸可以為5 μ m-40 μ m，第二方向的單元尺寸隨機(jī)變化，第二方向的單元尺寸隨機(jī)或偽隨機(jī)變化的浮動范圍可以為特征尺寸的±10% _±80%，優(yōu)選特地，第二方向的特征尺寸為6 μ m-10 μ m，第二方向的單元尺寸隨機(jī)或偽隨機(jī)變化的浮動范圍 ±20% -±60%。
[0023]微浮雕結(jié)構(gòu)102的微浮雕結(jié)構(gòu)的第一方向的特征尺寸較小，使得光學(xué)防偽元件1的反射光與散射光在空間分離，能夠在不同角度上分別觀察到其反射光與散射光的再現(xiàn)圖像。
[0024]微浮雕結(jié)構(gòu)102第二方向的特征尺寸較大，使得光學(xué)防偽元件1能夠的散射光集中到一個(gè)較小的角度范圍內(nèi)，使得散射光的再現(xiàn)圖像具有高亮度、高顏色飽和度，同時(shí)又避免了彩虹現(xiàn)象、顏色飽和度降低等問題。
[0025]也就是說，微浮雕結(jié)構(gòu)102第一方向的特征尺寸和第二方向的特征尺寸不同，使得光學(xué)防偽元件1的散射光既能夠與其反射光分離，又能將散射光集中到一個(gè)較小的角度范圍內(nèi)。
[0026]此外，微浮雕結(jié)構(gòu)102的深度d可以滿足以下條件，當(dāng)白光以入射角α照射微浮雕結(jié)構(gòu)102時(shí)，光束通過微浮雕結(jié)構(gòu)102后，波長為λ (或者一波長范圍)的光在透射光和/或反射光方向上干涉相長，從而使得光學(xué)防偽元件1在透射光和/或反射光方向上呈現(xiàn)第一顏色，而在散射光方向上呈現(xiàn)第二顏色(如圖lb所示)。
[0027]其中，微浮雕結(jié)構(gòu)102的深度d通常在50nm_3 μ m,優(yōu)選為100nm_2 μ m。但是本發(fā)明并不限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)再現(xiàn)光的顏色應(yīng)用光柵理論來對微浮雕結(jié)構(gòu)的深度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0028]微浮雕結(jié)構(gòu)102中凸起部分可以占微浮雕結(jié)構(gòu)102總面積的25% -75%,優(yōu)選為40% -60% (凸起部分為高度高于微浮雕結(jié)構(gòu)高度平均值的部分，凸起部分的面積和總面積指的是其在xoy平面內(nèi)的投影面積)。
[0029]圖lb-ld是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的防偽元件1的剖面示意圖。如圖lb所示，微浮雕結(jié)構(gòu)102的浮雕單元的剖面形狀可以是正弦形。如圖lc所示，微浮雕結(jié)構(gòu)102的浮雕單元的剖面形狀可以是鋸齒形。如圖1d所示，微浮雕結(jié)構(gòu)102的浮雕單元的剖面形狀可以是矩形。浮雕單元的第一方向和第二方向的剖面形狀可以是相同的也可以是不同的。應(yīng)該注意的是，微浮雕結(jié)構(gòu)102的浮雕單元的剖面形狀還可以是其他形狀。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)防偽元件。該實(shí)施方式，與圖1所示實(shí)施方式相比，增加了一層復(fù)制層。如圖2所示，光學(xué)防偽元件1可以包括:基層101，位于所述基層101第一表面的復(fù)制層103，以及位于復(fù)制層103的至少部分區(qū)域上的微浮雕結(jié)構(gòu)102。微浮雕結(jié)構(gòu)102與圖1實(shí)施例完全相同，因此不再贅述。該實(shí)施方式中的光學(xué)防偽元件1中增加了一層復(fù)制層103，如此使得微浮雕結(jié)構(gòu)102更容易復(fù)制，而且使得槽型更加準(zhǔn)確。需要注意的是，本實(shí)施方式中的復(fù)制層103雖然通常意義上由有利于復(fù)制的材料構(gòu)成的，但是有時(shí)為了得到某種特殊的性能，也可以采用其他材料，也就是說復(fù)制層103可以是任何可能的材料。構(gòu)成復(fù)制層103的材料可以例如為聚酯膠、聚氨酯膠、PET、PVC、PE、BOPP、ZnS、ZnO、Ta205、MgF2、A1203、Si02、金、銀、銅、鎳、鐵、錫等。
[0031]微浮雕結(jié)構(gòu)102可以通過激光刻蝕、電子束刻蝕、離子刻蝕等方式