CN101699323A - 光学防伪元件及包含该光学防伪元件的光学防伪产品 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光学防伪元件以及包含该光学防伪元件的光学防伪产品。所述光学防伪元件包括基层以及形成于所述基层上的光栅层。所述光栅层包括具有二维光栅结构的第一区域，其中，在光照条件下，所述光学防伪元件在自身平面内转动时，所述第一区域呈现第一颜色变化；以及在所述光照条件下，在所述光学防伪元件与一偏振光学器件之间发生相对转动的情况下，当通过所述偏振光学器件观察所述第一区域时，所述第一区域呈现不同于所述第一颜色变化的第二颜色变化。

Description

光学防伪元件及包含该光学防伪元件的光学防伪产品

技术领域

本申请涉及一种光学防伪元件以及包含该光学防伪元件的光学防伪产品。

背景技术

在钞票、银行卡、证件等高安全产品以及高附加值产品中，普遍采用了光可变防伪技术。例如，欧元采用了全息宽条和全息标识，人民币中应用了全息防伪安全线。中国专利200410062644.X公开了一种带有衍射光变图像的双面结构的开窗安全线，该安全线在基层的两侧分别形成一个光学防伪信息层和一个磁性防伪信息层，在窗口处可以观察到衍射光变图像。中国专利申请200710087271.5公开了一种包括多层结构干涉单元与衍射光变图像相结合的开窗安全线，观察时，随着俯仰角的变化产生颜色变换效果，并且在一定的观察角度下可以看到衍射光变图像。中国专利申请200810126806.X公开了一种带有光栅结构的安全线，在光照条件下，所述安全线的至少部分区域呈现一种颜色，在同样的照明条件，将所述安全线在其自身平面内转动一定角度(优选地为90°)后，所述区域呈现另一种颜色，并且再现光是线偏振的。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种光学防伪元件，其包括基层以及形成于所述基层上的光栅层。所述光栅层包括具有二维光栅结构的第一区域，其中，在光照条件下，所述光学防伪元件在自身平面内转动时，所述第一区域呈现第一颜色变化；以及在所述光照条件下，在所述光学防伪元件与一偏振光学器件之间发生相对转动的情况下，当通过所述偏振光学器件观察所述第一区域时，所述第一区域呈现不同于所述第一颜色变化的第二颜色变化。

在一个实施方案中，所述二维光栅结构的光栅周期为0.1μm-2.0μm，槽深为0.02μm-0.8μm，折射率为1.2-2.6，厚度为0.02μm-1μm。优选地，所述二维光栅结构的光栅周期为0.2μm-1.0μm，槽深为0.05μm-0.4μm，折射率为1.2-2.6，厚度为0.05μm-0.5μm。

在另一实施方案中，所述光栅层可进一步包括第二区域和/或第三区域，所述第二区域具有全息光栅结构，所述第三区域具有以下光栅结构，该光栅结构被设计成当所述光学元件在自身平面内转动时所述第三区域呈现明显的颜色变化而借助于偏振光学器件观察时所述第三区域仅呈现亮度变化。

在再一实施方案中，所述光学防伪元件可进一步包括用于吸收透射光的吸收层，所述吸收层形成为覆盖所述光栅层或所述基层的至少一部分，并且所述吸收层上形成有能够被分辨的符号、荧光图案和用于机读的磁性介质层至少之一。

本申请的另一方面提供了一种包含上述光学防伪元件的光学防伪产品。

根据本申请，在光照条件下，当光学防伪元件在其自身平面内转动时，在不借助偏振光学器件观察的情况下，光栅层中具有二维光栅结构的区域的颜色变化不明显；而当光学防伪元件与偏振光学器件之间发生相对转动时，借助于偏振光学器件观察光栅层中具有二维光栅结构的区域，该区域具有明显的颜色变化，因此本申请的光学防伪元件具有突出的防伪特征，公众容易辨认。

附图说明

图1是根据本申请的第一实施方案的光学防伪元件的截面示意图；

图2a和图2b分别示出了根据一个实施例的二维光栅结构的平面示意图和剖面示意图；

图3是根据本申请的第二实施方案的光学防伪元件的截面示意图；

图4是根据本申请的第三实施方案的光学防伪元件的截面示意图。

具体实施方式

图1是根据本申请的第一实施方案的光学防伪元件的截面示意图。如图1所示，光学防伪元件100包括基层1以及在基层1上形成的光栅层2。光栅层2包括具有二维光栅结构的区域。图2a和图2b分别示出了根据本申请的一个实施例的二维光栅结构的平面示意图和剖面示意图。

基层1可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)等薄膜材料制成。

在基层1的一个表面上，可通过模压工艺形成浮雕光栅，再通过真空镀膜或者涂布的方式在所述浮雕光栅上完整地或部分地覆盖一层或多层透明介质，从而形成至少部分区域具有二维光栅结构的光栅层2。所述透明介质具有与基层1不同的折射率。所述透明介质例如为氟化镁(MgF₂)、二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、硫化锌(ZnS)、氟化钙(CaF₂)等以及各种树脂材料。

通过对二维光栅结构的光学结构进行设计，例如，对二维光栅结构的光栅周期、方向、槽深、折射率和厚度以及基层的折射率等参数进行控制，从而使得在一定入射角度的光照条件下，在反射光方向上观察时，光学防伪元件100在其自身平面内转动时，光栅层2中具有二维光栅结构的区域呈现第一颜色变化；而在同样的光照条件下，在光学防伪元件100与一偏振光学器件之间发生相对转动的情况下，例如，偏振光学器件在其自身平面内转动但光学防伪元件100保持静止，或者偏振光学器件保持静止而光学防伪元件100在其自身平面内转动，借助于该偏振光学器件观察光栅层2中具有二维光栅结构的区域时，该区域呈现第二颜色变化，所述第二颜色变化不同于所述第一颜色变化。优选地，所述偏振光学器件为偏振镜，所述光照条件为自然光照明。例如，在自然光照条件下，当光学防伪元件100在其自身平面内转动45度时，在不借助偏振光学器件观察的情况下，光栅层2中具有二维光栅结构的区域由黄色变为淡黄色；在同样的光照条件下，当光学防伪元件100保持静止而偏振光学器件转动90度时，借助于偏振光学器件观察具有二维光栅结构的区域，该区域由绿色变为红色。

所述二维光栅结构在x方向和y方向上的光栅周期为0.1μm-2.0μm，优选为0.2μm-1.0μm；槽深为0.02μm-0.8μm，优选为0.05μm-0.4μm；二维光栅结构的介质折射率为1.2-2.6，由所选择的材料确定。光栅层2的厚度为0.02μm-1μm，优选为0.05μm-0.5μm。

图2a和2b中以矩形截面为例示出了本申请的二维光栅结构，但是本领域技术人员可以理解，所述二维光栅结构的截面还可以是锯齿形、正弦形等。

图3是根据本申请的第二实施方案的光学防伪元件的截面示意图。如图3所示，光学防伪元件200包括基层1、在基层1上形成的模压成像层3、以及在模压成像层3上形成的光栅层2。模压成像层3在基层1上涂布形成，以改善模压后形成的浮雕光栅的质量。由于基层1和光栅层2已参照图1和图2进行了描述，因而在此不再赘述。

根据本申请的第一和第二实施方案的光学防伪元件例如可适用于制成永久膜产品，该永久膜产品适合于制成开窗安全线、防伪标示、防伪覆膜材料等。

图4是根据本申请的第三实施方案的光学防伪元件的截面示意图。如图4所示，光学防伪元件300包括基层1、在基层1上形成的剥离层4、在剥离层4上形成的模压成像层3、在模压成像层3上形成的光栅层2。剥离层4的作用是，在通过转印工艺(例如烫印工艺)将包含本申请的光学防伪元件的产品转移到承载物上后，能够将基层1顺利地剥离下来。可选地，光学防伪元件300可以包括位于剥离层4和模压成像层3之间的保护层(图中未示出)。由于基层1、模压成像层3和光栅层2已参照图1至图3进行了描述，因而在此不再赘述。

根据本申请的第三实施方案的光学防伪元件例如可通过将烫印胶涂布于光栅层2上而制成烫印膜产品。

可选地，在以上参照图1至4描述的本申请的各实施方案中，光学防伪元件还可包括用于吸收透射光的吸收层(图中未示出)。根据具体的应用，所述吸收层可形成为至少覆盖光栅层2的一部分或者至少覆盖基层1的一部分。所述吸收层可以通过涂布、印刷、镀膜等方式形成。优选地，所述吸收层上形成有可分辨的文字、标志等图案。所述吸收层的材料可为各种油墨、树脂、金属材料等，并且可根据需要选择不同的颜色。

可选地，为了延长光学防伪元件的使用寿命，可以在光栅层2的表面通过涂布或复合一层薄膜材料而形成保护层(图中未示出)。该保护层的折射率与光栅层2的折射率不同。与所述二维光栅结构的上表面相接触的保护层的介质以及与所述二维光栅结构的下表面相接触的基层的介质会对光学防伪元件的颜色变化产生影响，可以引起光学防伪元件亮度变化和颜色偏移。因此，为了准确地再现设计颜色变化效果并具有高的亮度，在设计时可将保护层、基层和二维光栅结构一起考虑，综合设计。

可选地，本申请的光学防伪元件的光栅层除了包含具有如图2a和2b所示的二维光栅结构的区域之外，还可以包含具有其他功能的光栅结构的区域，使不同的区域具有不同的光学结构，从而呈现不同的光变特征，实现多种光学防伪技术的结合。例如，光栅层2可包括第一区域、第二区域和第三区域，其中所述第一区域具有如图2a和2b所示的二维光栅结构，呈现如上所述的光变效果；所述第二区域具有全息光栅结构，呈现全息图像；所述第三区域的光栅结构可呈现以下光变效果：光学防伪元件在其自身平面内转动时该区域具有明显的颜色变化，而借助于偏振镜观察时该区域只有亮度变化。

此外，本申请的光学防伪元件还可以具有磁性、荧光等特征。这些特征可以存在于以上所述的多个功能层中，也可以存在于单独的层中。

另外，在将本申请的光学防伪元件附着在承载物上时，可以在光学防伪元件的基层的下表面和/或光栅层的上表面上涂布粘结胶，以使光学防伪元件能够牢固地附着在承载物上。

以上参照附图对本申请的示例性的实施方案进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方案仅仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来进行限制。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种光学防伪元件，包括：

基层；以及

光栅层，形成于所述基层上并且包括具有二维光栅结构的第一区域，

其中，在光照条件下，所述光学防伪元件在自身平面内转动时，所述第一区域呈现第一颜色变化，以及

在所述光照条件下，在所述光学防伪元件与一偏振光学器件之间发生相对转动的情况下，当通过所述偏振光学器件观察所述第一区域时，所述第一区域呈现不同于所述第一颜色变化的第二颜色变化。

2.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其中，所述二维光栅结构的光栅周期为0.1μm-2.0μm，槽深为0.02μm-0.8μm，折射率为1.2-2.6，厚度为0.02μm-1μm。

3.根据权利要求2所述的光学防伪元件，其中，所述二维光栅结构的光栅周期为0.2μm-1.0μm，槽深为0.05μm-0.4μm，折射率为1.2-2.6，厚度为0.05μm-0.5μm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学防伪元件，其中，所述光栅层进一步包括：

第二区域，所述第二区域具有全息光栅结构；和/或

第三区域，所述第三区域具有以下光栅结构，该光栅结构被设计成当所述光学元件在自身平面内转动时所述第三区域呈现明显的颜色变化而借助于偏振光学器件观察时所述第三区域仅呈现亮度变化。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的光学防伪元件，进一步包括用于吸收透射光的吸收层，所述吸收层形成为覆盖所述光栅层或所述基层的至少一部分，并且所述吸收层上形成有能够被分辨的符号、荧光图案和用于机读的磁性介质层至少之一。

6.根据权利要求4中任一项所述的光学防伪元件，进一步包括用于吸收透射光的吸收层，所述吸收层形成为覆盖所述光栅层或所述基层的至少一部分，并且所述吸收层上形成有能够被分辨的符号、荧光图案和用于机读的磁性介质层至少之一。

7.一种光学防伪产品，包括根据权利要求1-6中任一项所述的光学防伪元件。

Images