[发明专利]一种光学防伪元件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学防伪领域，尤其涉及一种光学防伪元件及其制备方法。

背景技术

由于光变镀层在不同的观察角度下能够呈现不同的颜色、便于描述、易于公众识别且无法利用照相机、扫描仪、打印机等电子设备进行模仿或复制，因此光变镀层具有很高的防伪能力并被广泛用于钞票等高防伪有价证券的公众防伪。

为了提高光变镀层的防伪能力，现有技术多是将两种光变镀层组合在一起来实现两种光变效果。例如，US5766738、US6114018以及US7729026提出了通过选择适当的光变镀层厚度与颜色来实现光变匹配特征的干涉光变防伪元件。具体地，该干涉光变防伪元件包括两个光变区域，其中一个光变区域包含第一光变结构，另一光变区域包含第二光变结构，而且在某一个观察角度下两个区域具有匹配的颜色，而在其他观察角度下两个区域都具有不同的颜色。

为了保证良好的颜色匹配效果，需要精确控制两个区域的镀层厚度。然而，在实际生产中，通常难以精确控制上述干涉光变防伪元件的镀层厚度以达到颜色匹配的要求，从而导致在设计的匹配角度下颜色有明显差异，影响了防伪效果。另外，两种镀层不能在一次蒸镀过程中获得，从而必须增加精确的定位印刷保护胶、脱金属以及二次蒸镀光变镀层等工艺，这增加了工艺复杂度和成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能够克服上述缺陷的光学防伪元件及其制备方法。

本发明提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括基材，所述基材包括第一表面和第二表面，所述第一表面上的部分区域为亚波长微浮雕结构、部分区域为平坦表面结构，所述亚波长微浮雕结构和所述平坦表面结构上均依次层叠有第一介质层、第二介质层和第三介质层，在特定观察角度下，所述亚波长微浮雕结构区域和所述平坦表面结构区域的颜色相同，在其他观察角度，所述亚波长微浮雕结构区域和所述平坦表面结构区域的颜色不相同。

本发明还提供一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括：

提供基材，所述基材包括第一表面和第二表面；

在所述第一表面上形成亚波长微浮雕结构，使得所述第一表面上的部分区域为所述亚波长微浮雕结构、部分区域为平坦表面结构；

在亚波长微浮雕结构区域和平坦表面结构区域上同时形成第一介质层；

在所述第一介质层上同时形成第二介质层；

在所述第二介质层上同时形成第三介质层。

由于根据本发明的光学防伪元件的基材的第一表面上形成有亚波长微浮雕结构和平坦表面结构，而且所述亚波长微浮雕结构和所述平坦表面结构上均依次层叠有第一介质层、第二介质层和第三介质层，由于由三层介质层所构成的镀层结构对入射的白光具有选择作用，这样在入射角度变化时，与之对应的光程发生变化，干涉波段也发生变化，从而使得亚波长微浮雕结构区域和平坦表面结构区域的颜色随着观察角度的变化而变化。当通过适当设计由第一介质层、第二介质层和第三介质层构成的镀层结构、亚波长微浮雕结构的参数时，可以实现在特定的观察角度下，亚波长微浮雕结构区域和平坦表面结构区域具有相同的颜色，在其他观察角度下，亚波长微浮雕结构区域和平坦表面结构区域的颜色存在明显的差异。在此说明“相同的颜色”指人眼观察感知到的颜色相同或相近，并非两者反射光谱完全相同。

传统工艺实现两区域颜色相同的方式一般要经过“印刷——蒸镀——脱金属——蒸发”的过程，并且在上述工艺中，印刷的定位套准精度、两次蒸镀中镀层厚度的精确控制均存在很大难度。本发明中涉及的光学防伪元件的结构与制备方法则能够很好的解决上述问题。本发明中所涉及的亚波长微浮雕结构区域和平坦表面结构区域均可以通过激光直刻或电子束直刻等微加工方法获得，而激光直刻或电子直刻等技术具有极高的精度，能够达到纳米级别，从而可以实现这两个区域的精确套准定位。当亚波长微浮雕结构的参数决定后，在亚波长微浮雕结构区域与平坦表面结构区域上同时依次蒸镀第一介质层、第二介质层和第三介质层，即可实现两区域在特定观察角度下颜色相同、其他观察角度下颜色不同的光学效果。因此能够在不需要分别精确控制两区域镀层厚度的情况下，通过设计适当的镀层厚度来实现很好的防伪效果。另外，由于根据本发明的光学防伪元件中的三层介质层能够在一次蒸镀过程中形成，所以还简化了工艺复杂度。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的光学防伪元件的剖面图；

图2是根据本发明的光学防伪元件的不同区域的颜色坐标随观察角度的变化情况；