一種光學(xué)防偽元件及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光學(xué)防偽領(lǐng)域，公開了一種光學(xué)防偽元件以及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品，光學(xué)防偽元件包括：基材，該基材包括相互對立的第一表面和第二表面；位于所述基材的第一表面上的采樣合成層；以及位于所述基材的第二表面上的微圖像層，該微圖像層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中至少部分覆蓋有鍍層，所述第二區(qū)域包含至少兩個子區(qū)域，每個子區(qū)域中至少部分覆蓋有顏色功能層，各個子區(qū)域中的顏色功能層以及第一區(qū)域中的鍍層具有各自不同的顏色特征，而且所述微圖像層能夠被所述采樣合成層所采樣并合成從而形成圖像。其具有易識別且難偽造的特點。
【專利說明】
一種光學(xué)防偽元件及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)防偽領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)防偽元件及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]為了防止利用掃描和復(fù)印等手段產(chǎn)生的偽造，鈔票、證卡和產(chǎn)品包裝等各類高安全或高附加值印刷品中廣泛采用了光學(xué)防偽技術(shù)，并且取得了非常好的效果。
[0003]CN101563640、CN101443692、CN101120139、CN101346244、US5712731、US0034082、US4765656、US4892336、CN1271106、CN1552589等專利文獻(xiàn)中公開了同一類在基材的兩個表面上分別帶有微透鏡陣列和微圖文陣列的防偽元件，其中，微圖文陣列位于微透鏡陣列的焦平面附近，通過微透鏡陣列對微圖文陣列的莫爾放大作用來再現(xiàn)具有一定景深或呈現(xiàn)動態(tài)效果的圖案。
[0004]為保證莫爾放大的圖案在不同的環(huán)境光源條件下都易于識別，微圖文陣列和其背景需要有足夠的顏色或亮度的對比度，即需對微圖文陣列進(jìn)行著色。由于所需的微圖文結(jié)構(gòu)非常精細(xì)(約幾個微米)，而一般印刷技術(shù)的極限印刷筆畫在20微米以上，因此一般印刷技術(shù)無法滿足該精細(xì)度的要求。
[0005]目前文獻(xiàn)中有兩類著色的方法。一類方法如CN1906547A等專利文獻(xiàn)中所公開:在微圖文區(qū)域形成一定深度的凹陷，利用刮涂工藝將著色材料填充至凹陷中，而微圖文區(qū)域之外的多余材料被基本刮除。為實現(xiàn)較好的著色，這種方法對微圖文的線條寬度和凹陷深度，以及二者匹配關(guān)系有較大的限制。
[0006]另一類辦法是利用微納結(jié)構(gòu)，如專利文獻(xiàn)US20030179364公開了利用大深寬比的光學(xué)吸收結(jié)構(gòu)實現(xiàn)黑色的微圖文著色，專利文獻(xiàn)US20100307705A1公開了利用納米顆粒填充或臺階型的金屬納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)微圖文的著色。
[0007]以上兩種著色方法在不同方面存在缺陷:US20030179364公開的結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)彩色化的著色;US20100307705A1利用的臺階型結(jié)構(gòu)和鍍層對所述結(jié)構(gòu)的平面覆蓋方式難以在生產(chǎn)中實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)防偽元件以及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品，其具有易識別且難偽造的特點。
[0009]本發(fā)明提供一種光學(xué)防偽元件，該光學(xué)防偽元件包括:基材，該基材包括相互對立的第一表面和第二表面;位于所述基材的第一表面上的采樣合成層；以及位于所述基材的第二表面上的微圖像層，該微圖像層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中至少部分覆蓋有鍍層，所述第二區(qū)域包含至少兩個子區(qū)域，每個子區(qū)域中至少部分覆蓋有顏色功能層，各個子區(qū)域中的顏色功能層以及第一區(qū)域中的鍍層具有各自不同的顏色特征，而且所述微圖像層能夠被所述采樣合成層所采樣并合成從而形成圖像。
[0010]本發(fā)明還提供一種采用上述光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件和光學(xué)防偽產(chǎn)品具有如下優(yōu)勢:
[0012](I)由于微圖像層是由具有不同顏色特征的鍍層以及多個顏色功能層共同形成的，所以該微圖像層將具有多個顏色的信息，從而使得采樣合成后的圖像具有多色特征，并解決了此類產(chǎn)品顏色單一的問題；
[0013](2)由于鍍層和多個顏色功能層的顏色特征可以任意定義，從而決定了采樣合成后的圖像具有顏色間的強烈對比度；
[0014](3)由于采樣合成的圖像的多色特征可以與采樣合成的圖像相呼應(yīng)，因此形成了新穎的光學(xué)防偽特征，其易于識別，且能夠產(chǎn)生更強的公眾吸引力和更高的抗偽造能力；
[0015](4)根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件可以利用本領(lǐng)域通用設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)，工藝可行性強。
【附圖說明】
[0016]圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的光學(xué)防偽元件的剖面圖；
[0017]圖1b是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的光學(xué)防偽元件的采樣合成層和微圖像層的排列方式的示意圖；
[0018]圖1c和圖1d是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的光學(xué)防偽元件的光學(xué)特征示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的光學(xué)防偽元件的微圖像層中的鍍層的一種制作步驟的示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的光學(xué)防偽元件的微圖像層中的鍍層的另一制作步驟的示意圖；
[0021]圖4是在圖3所示制作步驟的基礎(chǔ)上進(jìn)一步制作第二區(qū)域中的顏色功能層的步驟的不意圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件能夠帶來的部分有益效果的實施例的示意圖；以及
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的在采樣合成層上形成反射層的光學(xué)防偽元件的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件及使用該光學(xué)防偽元件的光學(xué)防偽產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)理解，所述附圖和詳細(xì)描述只是對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的描述，并非以任何方式來限制本發(fā)明的保護范圍。并且，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所有附圖中的灰度以及尺寸比例僅為示意性的，不代表實際的顏色和尺寸比例。
[0025]如圖1a所示，根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的光學(xué)防偽元件包括基材2、采樣合成層21和微圖像層22。基材2包括相互對立的第一表面31和第二表面32。采樣合成層21位于基材2的第一表面31上。微圖像層22位于基材2的第二表面32上，該微圖像層22包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中至少部分覆蓋有鍍層221，所述第二區(qū)域包含至少兩個子區(qū)域，每個子區(qū)域中至少部分覆蓋有顏色功能層(例如在圖1a中示出了兩個子區(qū)域，這兩個子區(qū)域中分別覆蓋有顏色功能層222和顏色功能層223)，各個子區(qū)域中的顏色功能層(222，223)以及第一區(qū)域中的鍍層221具有各自不同的顏色特征，而且所述微圖像層22能夠被所述采樣合成層21所采樣并合成從而形成圖像。也即，第一區(qū)域中的鍍層221、第二區(qū)域中的顏色功能層222、223共同形成了微圖像層22。
[0026]以圖1a所示的第二區(qū)域具有兩個子區(qū)域為例，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件的一個具體實施例可以為:采樣合成層22采用了21μπι直徑的球面微透鏡陣列，該微透鏡陣列的排列呈矩形排列(如圖lb(a)所示)、排列周期為23微米，微透鏡高度為7μπι，基材2的厚度為20μm。鍍層221為40nm厚的金屬Al層，顏色功能層222、223分別為紅色和綠色的納米油墨。鍍層221、顏色功能層222、223所組成的微圖像層22的俯視圖如圖lb(b)所示，其中，Al鍍層221形成了微圖像層22的背景(即第一區(qū)域)，紅色的顏色功能層222和綠色的顏色功能層223區(qū)域化地形成微圖像層22的筆畫(第二區(qū)域)，并且所組成的“B”微圖像陣列的排列周期與采樣合成層22中的微透鏡陣列的排列周期一致，但微圖像陣列和微透鏡陣列的陣列取向具有
0.3度的差異?；谝陨吓渲?，將形成如圖1c(傾斜光學(xué)防偽元件的情況)和圖1d(旋轉(zhuǎn)光學(xué)防偽元件的情況)所示的光學(xué)特征，也即，當(dāng)傾斜或者旋轉(zhuǎn)該光學(xué)防偽元件時，人眼將可以觀察到采樣合成的圖像“B”能夠形成彩色的動態(tài)特征，即圖像背景呈現(xiàn)金屬Al的銀白色，而“B”的筆畫部分則有兩種顏色，特別是當(dāng)采樣合成的文字從紅色顏色功能層222所在的子區(qū)域移動到綠色顏色功能層223所在的子區(qū)域的過程中，文字“B”的顏色將從紅色變成綠色。
[0027]以上是結(jié)合圖1b和圖1c所示的實施例對采樣合成層21、微圖像層22、鍍層221、顏色功能層222、223以及所獲得的防偽特征進(jìn)行了示例性的描述，事實上，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件的各部分擁有更多的優(yōu)選和組合方案。以下將進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，采樣合成層21可以由微孔陣列、微柵格陣列、微透鏡陣列和能夠?qū)ξD像層22進(jìn)行成像的其他微采樣工具中的至少一者形成。其中，微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列可以是分別由多個微孔單元、微柵格單元和微透鏡單元構(gòu)成的非周期性陣列、隨機性陣列、周期性陣列、局部周期性陣列或它們的任意組合。微透鏡單元可以為折射型微透鏡、衍射型微透鏡或它們的組合，其中折射型微透鏡可以選取球面、拋物面、橢球面微透鏡、柱面微透鏡、多邊形或其它任意幾何形狀的基于幾何光學(xué)的微透鏡或它們的任意組合，衍射型微透鏡可以選取諧衍射微透鏡、平面衍射微透鏡、菲涅爾波帶片。其中，除菲涅爾波帶片外，其它微透鏡的具體形式可以選擇為連續(xù)曲面型或階梯型透鏡作為微透鏡單元。
[0029]優(yōu)選地，所述微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列可以呈現(xiàn)正方形排列、矩形排列、六邊形排列、以及其它四邊形或多邊形排列方式中的至少一種排列方式。另外，其他排列方式，例如圓形排列方式、橢圓形排列方式也是可行的。例如，圖lb(a)示例性地示出了微透鏡陣列的排列呈矩形排列，圖lb(b)示例性地示出了圖1a所示的光學(xué)防偽元件中由鍍層221、顏色功能層222和顏色功能層223所構(gòu)成的微圖像層22為矩形排列的字母“B”時的周期性陣列。
[0030]優(yōu)選地，微圖像層22可以是依據(jù)采樣合成層21及所需實現(xiàn)的效果而定義的由多個微圖像單元構(gòu)成的非周期性陣列、隨機性陣列、周期性陣列、局部周期性陣列或它們的任意組合，從而保證采樣合成層21能夠?qū)ξD像層22進(jìn)行采樣合成從而形成圖像。例如，以采樣合成層21是微透鏡陣列層為例，則微透鏡陣列的排列周期優(yōu)選與微圖像層22中的微圖像陣列的排列周期相同。另外，所述微透鏡陣列與所述微圖像陣列之間的陣列相對錯角優(yōu)選位于-0.3度至0.3度的范圍內(nèi)。所形成的圖像特征可以為下沉、上浮、動感、縮放、旋轉(zhuǎn)、多通道轉(zhuǎn)換、連續(xù)景深變化圖形、三維圖形、連續(xù)多幀動畫等之一或多個效果的組合特征，具體可參考《微透鏡陣列顯示技術(shù)研究》(微納電子技術(shù)2003年第6期，第29頁)，及《微透鏡列陣顯示技術(shù)研究》(第十一屆全國電子束.離子束光子束學(xué)術(shù)年會，2001年10月刊，第226頁)等文獻(xiàn)。事實上，本發(fā)明所述的光學(xué)防偽元件能夠提供諸如圖1c和Id所示光學(xué)防偽特征等更為新穎而豐富的光學(xué)防偽特征。
[0031]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件中的周期性或局部周期性采樣合成層21和微圖像層22的圖像周期可以為ΙΟμπι至200μηι，優(yōu)選為15μηι至50μηι;采樣合成層(例如微透鏡陣列層)21的焦距可以為ΙΟμπι至200μηι，優(yōu)選為15μηι至40μηι;采樣合成層(例如微透鏡陣列層)21的加工深度優(yōu)選小于15μηι，更優(yōu)選為0.5μηι至ΙΟμπι。另外，基材2的厚度與采樣合成層21的焦距之差優(yōu)選為小于8μπι，更優(yōu)選地所述差值為小于3μπι。
[0032]優(yōu)選地，采樣合成層21可以通過光學(xué)曝光、電子束曝光等微納加工方式獲得，還可以結(jié)合熱熔回流等工藝來實現(xiàn)，通過紫外澆鑄、模壓、納米壓印等加工方式進(jìn)行批量復(fù)制。
[0033]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件中的鍍層221可以為單層金屬鍍層、多層金屬鍍層、單層介質(zhì)層、多層介質(zhì)層、干涉型多層膜結(jié)構(gòu)等。顏色功能層222和223可以為油墨、顏料、染料、光變油墨、液晶光變層、共擠光變膜、單層金屬鍍層、多層金屬鍍層、單層介質(zhì)層、多層介質(zhì)層、干涉型多層膜結(jié)構(gòu)等中的至少一者。鍍層221與顏色功能層222以及223具有各自不同的顏色特征，從而形成反差以實現(xiàn)彩色的微圖像層22的功能。其中，干涉型多層膜結(jié)構(gòu)可以為以下三類干涉型多層鍍層中的任意一種或其任意組合:由吸收層(例如，可以為半透明金屬層)、低折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的干涉型多層膜結(jié)構(gòu)(簡單描述為“吸收層/低折射率介質(zhì)層/反射層”結(jié)構(gòu))，其中吸收層與第二表面32相接觸；由高折射率介質(zhì)層、低折射率介質(zhì)層和高折射率介質(zhì)層依次堆疊形成的干涉型多層膜結(jié)構(gòu)；以及由吸收層(例如，可以為半透明金屬層)、高折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的干涉型多層膜結(jié)構(gòu)(簡單描述為“吸收層/高折射率介質(zhì)層/反射層”結(jié)構(gòu))，其中，吸收層與第二表面32相接觸。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式中，對于折射率大于等于1.7的高折射率介質(zhì)層，其材料可以是ZnS、TiN、Ti02、Ti0、Ti203、Ti305、Ta205、Nb205、Ce02、Bi203、Cr203、Fe203、HfO2、Zn0等，折射率小于1.7的低折射率介質(zhì)可以是1%?2、5102等;金屬鍍層或反射層的材料可以是41、(:11、N1、Cr、Ag、Fe、Sn、Au、Pt等金屬或其混合物和合金;半透明金屬層(或吸收層)的材料可以是Al、Cr、N1、Cu、Co、T1、V、W、Sn、S1、Ge等金屬或其混合物和合金。另外，在本發(fā)明的實施方式中，高折射率可以指1.7-3范圍內(nèi)的折射率，低折射率可以指小于1.7的折射率。
[0034]上述的干涉型多層膜結(jié)構(gòu)能夠形成法布里-泊羅諧振腔，其對入射的白光具有選擇作用，使得出射光線只包含某些波段，從而形成特定的顏色；當(dāng)入射角度變化時，與之相對的光程發(fā)生變化，干涉波段也發(fā)生變化，從而導(dǎo)致呈現(xiàn)給觀測者的顏色也隨之變化，從而形成光變效果。
[0035]當(dāng)鍍層221、顏色功能層222、223中的至少一者為單層金屬鍍層、多層金屬鍍層、單層介質(zhì)層、多層介質(zhì)層、干涉型多層膜結(jié)構(gòu)中的至少一者時，其可以通過物理和/或化學(xué)沉積的方法形成，例如包括但不限于熱蒸發(fā)、磁控濺射、M0CVD、分子束外延等手段。
[0036]應(yīng)當(dāng)說明的是，雖然圖1a中所示的第二區(qū)域具有兩個子區(qū)域。但是，實際上，微圖像層22的第二區(qū)域中可以包含2個以上的子區(qū)域，而且各個子區(qū)域可以擁有不同的顏色特征，將這些子區(qū)域的顏色特征與鍍層221的顏色特征相結(jié)合，使得微圖像層22及采樣合成圖像具有彩色的圖像特征。
[0037]下面結(jié)合圖2示例性地描述制備根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件的方法。形成鍍層221的方法可以參照中國專利CNl 04647936A，這里僅示例性地給出其中兩種制備方法。應(yīng)當(dāng)理解，所述方法僅僅是對本發(fā)明所述光學(xué)防偽元件的實施方式的特定描述，并非以任何方式來限制本發(fā)明的范圍。
[0038]圖2所示的制備方法是以制備圖1a所示的光學(xué)防偽元件為目標(biāo)的。首先，在基材2的第一表面31上制備采樣合成層21并在基材2的第二表面32上的第二區(qū)域上制備正弦型一維亞波長光柵結(jié)構(gòu)41，該光柵結(jié)構(gòu)的周期為245nm、深度為150nm，第二表面32上的第一區(qū)域為平坦區(qū)域。然后，在基材2的第二表面32上直接沉積厚度為60nm(以第一區(qū)域上的厚度為參考)的Al層，然后在Al層上沉積厚度為50nm(以第一區(qū)域上的厚度為參考)的Si，然后將整個結(jié)構(gòu)置于NaOH溶液中(溫度40°C，濃度5% )浸泡18秒，則第二區(qū)域上形成的Si層和Al層相繼完全消失，第一區(qū)域上形成的Al層仍然存在，從而形成了鍍層221。在該方案中，第二區(qū)域采用的亞波長光柵結(jié)構(gòu)41具有較高的結(jié)構(gòu)深寬比，因此其單位表觀面積上的表面積遠(yuǎn)大于第一區(qū)域，從而保證了在相同沉積條件下同形覆蓋地沉積Al層或Si層時第二區(qū)域的沉積層厚度更薄，從而當(dāng)NaOH溶液將第二區(qū)域上的Si層完全溶解時，形成在第一區(qū)域上的Si層仍未完全溶解，在下一階段，當(dāng)NaOH溶液將第二區(qū)域上的Al層完全溶解時，第一區(qū)域上的Si層仍然存在并對其所覆蓋的Al層起到保護其免受NaOH溶液腐蝕的作用。這樣就精確地形成了所需的鍍層221，從而能夠形成圖1a所示光學(xué)防偽元件的微圖像層22的圖像背景。
[0039]優(yōu)選地，上述的亞波長光柵41可以通過光學(xué)曝光、電子束曝光等微納加工方式獲得，通過紫外澆鑄、模壓、納米壓印等加工方式進(jìn)行批量復(fù)制。
[0040]圖3示出了另外一種制備圖1a所示的光學(xué)防偽元件的方法。首先，在基材2的第二表面32上制備第二區(qū)域相對第一區(qū)域上凸的結(jié)構(gòu)，第二區(qū)域較第一區(qū)域高出1.5μπι，同時在基材2的第一表面31上制備采樣合成層21。然后，在第二表面32上直接沉積厚度為60nm(以第一區(qū)域上的厚度為參考)的Al層51，然后在Al層上涂覆厚度為1.5μπι的聚酯材料52，然后將整個結(jié)構(gòu)置于NaOH溶液中(溫度40°C，濃度5%)浸泡30秒，則第二區(qū)域上形成的聚酯材料層和Al層相繼完全消失，第一區(qū)域上形成的Al層仍然存在，從而形成了圖1a中的鍍層221。在該方案中，由于第一區(qū)域相對第二區(qū)域下凹1.5μπι，因此涂覆的聚碳酸酯層由于涂覆過程中材料的流平性而傾向于向下凹區(qū)域匯聚，使得第一區(qū)域的聚碳酸酯層相對第二區(qū)域更厚，因此第二區(qū)域的Al層表面具有相對薄的聚碳酸酯層，從而在浸入NaOH溶液時更容易被腐蝕。這樣就精確地形成了所需的鍍層221，從而能夠形成圖1a所示光學(xué)防偽元件的微圖像層22的圖像背景。
[0041]以上聚酯材料52作為保護層可以例如采用通用的印刷、涂布或者沉積等手段實現(xiàn)，并且實際上可以有更多的材料優(yōu)選方案，其可例如為不透明、半透明或全透明的涂層。優(yōu)選地，保護層為聚合物，尤其是包含纖維素的聚合物。例如，形成保護層的聚合物可以包括硝基纖維素(優(yōu)選為硝基醇)與所加入的用以提高保護層的耐后續(xù)處理性的樹脂(如阿拉伯樹膠和松香)等的混合物。在一種優(yōu)選方案中，主樹脂為聚酯的樹脂材料，所述樹脂材料包含以下組分:(1)約20wt%-約30^%的主樹脂，所述樹脂為羥值大于120的聚酯，所述聚酯為支鏈化羥基聚酯，黏度為25000 土 5000mPa.s; (2)約1wt %-約25wt %的硝基纖維素，所述硝基纖維素為含氮量〈12.4%的低氮硝化纖維；(3)約5wt%-約25^%的交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑為異氰酸酯低聚體；以及(4)約20wt % -約60wt %的溶劑。
[0042]以下結(jié)合圖4示例性地描述制備圖1a所示光學(xué)防偽元件中的顏色功能層222和顏色功能層223的方法，該制作步驟是圖3所示的制作完采樣合成層21和鍍層221的方法的延續(xù)。為了便于理解，圖4中示出了圖3中的最后一個步驟。在制作完采樣合成層21和鍍層221之后，在基材2的第二表面32上形成的鍍層221上采用多色組印刷機套印紅色和綠色納米油墨，厚度均為2μπι，從而分別形成兩個區(qū)域61、62。圖4所示兩區(qū)域直接相接，當(dāng)然也可以根據(jù)工藝水平或者設(shè)計需要來調(diào)整兩個區(qū)域以使其交叉或者分離。此時，紅色和綠色的納米油墨作為顏色功能層222和223不僅覆蓋微圖像層22中的第一區(qū)域，而且還覆蓋微圖像層22中的第二區(qū)域。然后，將整個結(jié)構(gòu)浸入溶劑中，該溶劑的選擇依賴于以聚碳酸酯為主樹脂的保護層的選擇，當(dāng)該保護層的助劑選擇為脂溶性或者醇溶性材料時，相應(yīng)地溶劑選擇為脂類(例如乙酸乙酯)或者醇類(例如異丙醇)。在本實施例中采用醇溶性材料作為所述保護層的助劑，溶劑選擇為異丙醇，在浸泡的過程中，所述紅色納米油墨及綠色納米油墨覆蓋的第一區(qū)域的部分，即覆蓋在鍍層221(Α1層)的部分由于被浸入的異丙醇侵蝕至保護層，從而使保護層溶解后連帶不溶于異丙醇的納米油墨共同剝離。最終，顏色功能層222及223均僅覆蓋第二區(qū)域的兩個子區(qū)域，而在第一區(qū)域僅有鍍層221，至此即完成圖1a所示光學(xué)防偽元件的制備。
[0043]需要說明的是，雖然在圖4所示的制備過程中將第一區(qū)域中的顏色功能層去除，但是，實際上，根據(jù)設(shè)計的需要也可以不必去除第一區(qū)域中的顏色功能層。
[0044]例如當(dāng)鍍層221采用ZnS、Al203、MgF2、Si02、冰晶石等透明或半透明材料時，如果不去除第一區(qū)域中的顏色功能層，那么在最終的光學(xué)防偽元件中將使人眼透過采樣合成層21觀察到第一區(qū)域由鍍層221和其表面覆蓋的顏色功能層共同提供的顏色，如果設(shè)計者不認(rèn)同該顏色，那么可以利用圖4所示的步驟將覆蓋在第一區(qū)域中的顏色功能層去除。如果設(shè)計者認(rèn)同該顏色，那么也可以不去除第一區(qū)域中的顏色功能層，因為即便不去除所述第一區(qū)域中的顏色功能層，由于鍍層221的存在，還是能夠使得第一區(qū)域和第二區(qū)域的各子區(qū)域之間具有顏色特征上的區(qū)別。
[0045]再例如，若鍍層221采用Al、Cu等不透明的鍍層，那么其將對第一區(qū)域上涂覆的顏色功能層起到遮擋的作用，使得第一區(qū)域中的顏色功能層并不影響采樣合成層21的采樣合成過程，此時也可以選擇不去除第一區(qū)域中的顏色功能層。
[0046]由于根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件采用了前面描述的結(jié)構(gòu)，因此其將具備多種豐富而有趣的有益光學(xué)防偽特征，使得本發(fā)明的光學(xué)防偽元件擁有更強的抗偽造能力，更加易于大眾識別。以下將結(jié)合圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件能夠?qū)崿F(xiàn)的有益光學(xué)防偽效果。
[0047]圖5給出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件的一個實施例，其擁有71?75總共5個區(qū)域，圖5(a)給出了該光學(xué)防偽元件的俯視圖，圖中示意性地標(biāo)出了各部分的關(guān)系，各區(qū)域均采用矩形排列的球面微透鏡陣列作為采樣合成層21，微透鏡的直徑為25μπι，微透鏡陣列的排列周期為27μηι，微透鏡的高度為10.2μηι，基材2的厚度為19μηι。而且:
[0048]區(qū)域71的微圖像層內(nèi)容為文字“A”，其排列周期為27μπι，且其與微透鏡陣列之間的陣列相對錯角為+0.4度；
[0049]區(qū)域72的微圖像層內(nèi)容為文字“B”，其排列周期為27μπι，且其與微透鏡陣列之間的陣列相對錯角為-0.3度；
[0050]區(qū)域73的微圖像層內(nèi)容為文字“B”，其排列周期為27μπι，且其與微透鏡陣列之間的陣列相對錯角為+0.3度；
[0051 ]區(qū)域74的微圖像層與區(qū)域73的內(nèi)容及排列方式一致；
[0052]區(qū)域75的微圖像層內(nèi)容為文字“C”和“D”，其排列如放大示意區(qū)751所示，相應(yīng)的在每個微透鏡的正下方被面積平均化地分為752和753兩個部分，其中752部分用于放置含有文字“D”的陣列，753部分用于放置含有文字“C”的陣列。在本實施例中，文字“D”和“C”陣列均采用周期為27μπι并且與微透鏡陣列間的相對錯角為+0.3度的排列，以上兩個陣列被區(qū)域752和753以分割及相互穿插的方式結(jié)合在區(qū)域75的微圖像層22中。
[0053]同時，區(qū)域71?75中的微圖像層22采用厚度為60nm的Al作為鍍層221，并將鍍層221作為微圖像層內(nèi)容文字或圖像的背景，事實上，鍍層221以及各區(qū)域的顏色功能層可以是微圖像層中圖案的任意部分，也可以是文字或圖像本身，也可以是圖像或者其背景的一部分，例如文字“A”的筆畫部分。
[0054]區(qū)域71中采用紅色納米油墨作為第二區(qū)域中該子區(qū)域的顏色功能層(未示出)，即區(qū)域71中文字“A”的筆畫部分；
[0055]區(qū)域72中采用綠色金屬油墨作為第二區(qū)域中該子區(qū)域的顏色功能層(未示出)，即區(qū)域72中文字“B”的筆畫部分；
[0056]區(qū)域73中采用光變油墨(例如采購自Sicpa公司的正面觀察為洋紅色，傾斜觀察為綠色的OVI油墨)作為第二區(qū)域中該子區(qū)域的顏色功能層(未示出)，即區(qū)域73中文字“B”的筆畫部分；
[0057]區(qū)域74中采用液晶光變材料(正面觀察為金色，傾斜觀察為綠色的膽留型液晶光變材料)作為第二區(qū)域中該子區(qū)域的顏色功能層(未示出)，即區(qū)域74中文字“B”的筆畫部分；
[0058]區(qū)域75中采用Cr/Si02/Al(4nm/360nm/50nm)組成的光變鍍層作為第二區(qū)域中該子區(qū)域的顏色功能層(未示出)，即區(qū)域75中文字“C”及“D”的筆畫部分，所述光變鍍層的顏色特征為綠色(正面)變藍(lán)色(傾斜)，且Cr層在基材2的第二表面一側(cè)。
[0059]圖5(b)及(C)給出了按照以上配置形成的光學(xué)防偽元件的光學(xué)特征，當(dāng)旋轉(zhuǎn)、平移或傾斜光學(xué)防偽元件的過程中，區(qū)域71?75中將呈現(xiàn)沿著視線的變化方向相正交(或垂直)方向的彩色或光變圖案的移動或切換現(xiàn)象。具體來說，例如沿著轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)樣品過程中，71?75各區(qū)域中文字將發(fā)生圖5(b)所示的彩色或光變的采樣合成圖像沿著箭頭所指方向的移動現(xiàn)象，其中:
[0060]區(qū)域71中白色背景紅色筆畫的文字“A”向上移動；
[0061]區(qū)域72中白色背景綠色筆畫的文字“B”向下移動；
[0062]區(qū)域73中白色背景洋紅色筆畫的文字“B”向上移動，隨著旋轉(zhuǎn)角度的增大，洋紅色的文字筆畫變?yōu)榫G色；
[0063]因此，當(dāng)區(qū)域72中綠色文字“B”移動到區(qū)域72與73的交界處時，區(qū)域73中的洋紅色文字“B”也向該交界處移動，產(chǎn)生類似兩個文字“B”的“煙滅”特征，并且“煙滅”過程中區(qū)域73中的洋紅色文字將改變?yōu)榕c區(qū)域72中文字相同的綠色。
[0064]區(qū)域74中白色背景金色文字“B”向上移動，隨著旋轉(zhuǎn)角度的增大，金色的文字筆畫變?yōu)榫G色；
[0065]因此，當(dāng)區(qū)域73中的文字在區(qū)域72和73交界處發(fā)生“煙滅”特征的同時，區(qū)域74中金色文字“B”向區(qū)域73和74的交界處移動，該移動過程與區(qū)域73中的文字“B”同步。當(dāng)區(qū)域74中文字“B”到達(dá)區(qū)域73和74的交界處后，區(qū)域73中的文字“B”將出現(xiàn)在該交界處，從而“補全”區(qū)域74中文字“B”實際缺失的部分，從而使人眼感受到區(qū)域74中的文字“B”越過73與74的交界，并且其顏色改變?yōu)檠蠹t色。同時，在旋轉(zhuǎn)角度持續(xù)增大的過程中，區(qū)域74和區(qū)域73中的文字“B”都將變?yōu)榫G色，使得上述人眼感受到的動態(tài)文字的顏色(金色和洋紅色)及顏色變化(金色變化為洋紅色)過程都突然發(fā)生改變(均改變?yōu)榫G色)。
[0066]區(qū)域75中白色背景綠色文字“C”向上移動，隨著旋轉(zhuǎn)角度的增大，綠色的文字筆畫變?yōu)樗{(lán)色，同時文字將切換為向上移動的文字“D”。
[0067]以上實施例中不僅給出了幾個具體的有益的光學(xué)防偽特征的實現(xiàn)方法。同時也證明了采用鍍層221及不同顏色功能層222、223的區(qū)域間光學(xué)結(jié)構(gòu)的強烈耦合以及進(jìn)一步帶來的光學(xué)特征的強烈親合。
[0068]圖5所示實施例中71?75各區(qū)域中的微圖像層是陣列周期與微透鏡陣列的陣列周期相同的圖案排列，事實上可以根據(jù)設(shè)計需要選擇二者的陣列周期不同。優(yōu)選地，所述陣列相對錯角可以在-2度至+2度間，從而決定所述采樣合成圖像的動感幅度。
[0069]圖5中區(qū)域75的“C”和“D”兩個圖案的切換特征也可以稱之為“雙通道”特征，事實上，可以根據(jù)設(shè)計需要將微透鏡單元下方的面積分為兩個或更多個部分，用于填充不同的微圖像信息，從而實現(xiàn)多個圖案的切換即“多通道特征”。所選擇的多個圖案之間可以有關(guān)聯(lián)，例如呈現(xiàn)某個圖像的放大、平移、縮放等效果中的若干幀圖案，也可以是一組動畫或多幀電影。
[0070]在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式中，如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件還可以包括位于采樣合成層21的表面上的反射層9，從而使得人眼的觀察方向在基材2的第二表面32—側(cè)，也即，采樣合成層21對微圖像層22進(jìn)行采樣合成之后由反射層9將采樣合成層21的成像內(nèi)容反射到人眼中。關(guān)于帶有反射層9的采樣合成層21的光學(xué)防偽元件的結(jié)構(gòu)、制作方法請參照中國專利CN104118236，其內(nèi)容全部被引用到本專利中。
[0071]另外，當(dāng)采用圖6所示配置時，顏色功能層222及223和鍍層221中的至少一者優(yōu)選為半透明或透明，以使得光線能夠透過微圖像層22并投射到人眼中。
[0072]在根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件還可以包括形成于基材2中、基材2的第一表面31上、基材2的第二表面32上、所述第一區(qū)域中、所述第二區(qū)域中、采樣合成層21中、微圖像層22的表面上的至少一者中的衍射光變特征、干涉光變特征、微納結(jié)構(gòu)特征、印刷特征、部分金屬化特征以及用于機讀的磁、光、電、放射性特征中的一種或多種特征。例如，可以在本發(fā)明的光學(xué)防偽元件中添加熒光材料(未示出)，從而使其帶有熒光特征。該熒光材料可以通過例如印刷方式形成熒光圖案。例如，將作為顏色功能層的液晶光變材料替換為熒光材料，將實現(xiàn)熒光圖案能夠滿足采樣合成的條件，從而形成采樣合成焚光圖案。
[0073]此外，基材2可以是至少局部透明的，也可以是有色的介質(zhì)層。在一種優(yōu)選方案中，所述基材2可以是一層單一的透明介質(zhì)薄膜，例如PET膜、PVC膜等，當(dāng)然也可以是表面帶有功能涂層(比如壓印層)的透明介質(zhì)薄膜，還可以是經(jīng)過復(fù)合而成的多層膜。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件特別適合制作成開窗安全線。所述安全線的厚度不大于50μπι。帶有所述開窗安全線的防偽紙用于鈔票、護照、有價證券等各類高安全產(chǎn)品的防偽。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)防偽元件也可用作標(biāo)簽、標(biāo)識、寬條、透明窗口、覆膜等，可以通過各種粘結(jié)機理粘附在各種物品上。例如轉(zhuǎn)移到鈔票、信用卡等高安全產(chǎn)品和高附加值產(chǎn)品上。
[0076]本發(fā)明另一方面提供了帶有所述光學(xué)防偽元件的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括但不限于鈔票、信用卡、護照、有價證券等各類高安全產(chǎn)品及高附加值產(chǎn)品，以及各類包裝紙、包裝盒等。
[0077]以上僅示例性地描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案。但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0078]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0079]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種光學(xué)防偽元件，其特征在于，該光學(xué)防偽元件包括: 基材，該基材包括相互對立的第一表面和第二表面； 位于所述基材的第一表面上的采樣合成層；以及 位于所述基材的第二表面上的微圖像層，該微圖像層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中至少部分覆蓋有鍍層，所述第二區(qū)域包含至少兩個子區(qū)域，每個子區(qū)域中至少部分覆蓋有顏色功能層，各個子區(qū)域中的顏色功能層以及第一區(qū)域中的鍍層具有各自不同的顏色特征，而且所述微圖像層能夠被所述采樣合成層所采樣并合成從而形成圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層由微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列中的至少一者形成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列為分別由多個微孔單元、微柵格單元和微透鏡單元構(gòu)成的周期性陣列、非周期性陣列、隨機性陣列、局部周期性陣列中的任意一者或其組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列呈現(xiàn)正方形排列、矩形排列、六邊形排列、圓形排列、橢圓形排列以及其它四邊形或多邊形排列方式中的至少一種排列方式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層和所述微圖像層的圖像周期為I Ομπ?至200μ??。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層和所述微圖像層的圖像周期為15μηι至50μηι。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層的焦距為ΙΟμπι至200μηιο8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層的焦距為15μπι至40μπιο9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述采樣合成層的加工深度小于15μπι010.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述加工深度為0.5μπι至ΙΟμπι。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述基材的厚度與所述采樣合成層的焦距之差小于8μπι。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述基材的厚度與所述采樣合成層的焦距之差小于3μπι。13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述微孔陣列、微柵格陣列和微透鏡陣列的陣列周期與所述微圖像層之間的陣列周期相同或不同，且陣列相對錯角位于-2度至2度的范圍內(nèi)。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述鍍層或者顏色功能層位于所述微圖像層中的圖案、圖案背景或者二者中任意一者的一部分中。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，該光學(xué)防偽元件還包括覆蓋在所述鍍層上的與各個子區(qū)域中的顏色功能層的顏色特征相同或不同的顏色功能層。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述鍍層為單層金屬鍍層、多層金屬鍍層、單層介質(zhì)層、多層介質(zhì)層、干涉型多層膜結(jié)構(gòu)中的至少一者。17.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，所述顏色功能層為油墨、顏料、染料和光變油墨、液晶光變層、單層金屬鍍層、多層金屬鍍層、單層介質(zhì)層、多層介質(zhì)層、干涉型多層膜結(jié)構(gòu)中的至少一者。18.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，該光學(xué)防偽元件還包括位于所述采樣合成層表面上的反射層，而且各個所述子區(qū)域中的顏色功能層以及所述第一區(qū)域中的鍍層中的至少一者為半透明或透明。19.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)防偽元件，其特征在于，該光學(xué)防偽元件還包括形成于所述基材中、所述基材的第一表面上、所述基材的第二表面上、所述第一區(qū)域中、所述第二區(qū)域中、所述采樣合成層中、所述微圖像層的表面上的至少一者中的衍射光變特征、干涉光變特征、微納結(jié)構(gòu)特征、印刷特征、部分金屬化特征以及用于機讀的磁、光、電、放射性特征中的一種或多種特征。20.—種光學(xué)防偽產(chǎn)品，其特征在于，該光學(xué)防偽產(chǎn)品采用根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項權(quán)利要求所述的光學(xué)防偽元件。
【文檔編號】B42D25/364GK205416817SQ201520971899
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月1日
【發(fā)明人】朱軍, 張寶利, 葉中東, 胡春華, 李欣毅
【申請人】中鈔特種防偽科技有限公司, 中國印鈔造幣總公司