CN103963510B - 一种制备光学防伪元件的方法 - Google Patents
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Abstract
由于目前制备防伪元件时效率低、不能精细定位去金属镂空，本发明提供一种精确定位镀层的制备光学防伪元件的方法，包括：在基材表面上形成包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域的起伏结构层，第一起伏结构层区域的表面积与表观面积之比大于第二起伏结构层区域的表面积与表观面积之比；在第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层和在第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；在第一镀层的至少一部分上和第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，第一镀层上的保护层厚度小于第二镀层上的保护层厚度；加热以升华保护层直到第一镀层上的保护层完全升华而第二镀层上的保护层未完全升华；镂空不被保护层保护的镀层部分。
Description
技术领域
本发明涉及光学防伪领域，尤其涉及一种制备光学防伪元件的方法。
背景技术
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采用了光学防伪技术，并且取得了非常好的效果。
在各种光学防伪技术中，全息技术是目前应用最为广泛的光学防伪技术。为了增加图像的亮度，全息防伪元件一般采用金属镀层。对该金属镀层进行镂空从而形成对金属镀层的图案化能够大幅度提高光学防伪元件的视觉效果和抗伪造能力。镂空技术就是指采用特殊的工艺设备将全息薄膜或其他形式的金属膜上的金属镀层按设计的图文和位置分布进行局部清除，从而形成具有镂空透视效果的一种防伪技术。
对金属镀层进行镂空的技术一般有两种，即水洗去金属和碱洗去金属。水洗去金属工艺是在需要镂空的位置先涂布水洗胶层，然后蒸镀金属镀层，再经过润湿、水洗，使得水洗胶层溶于水中，水洗胶层上覆盖的金属镀层也随之剥离，达到镂空的目的。碱洗去金属工艺利用碱液对铝层的化学腐蚀作用达到镂空的目的，即先蒸镀金属镀层，然后在不需要镂空的位置涂布保护层，然后浸入碱液以腐蚀掉未被保护层覆盖的金属镀层，从而形成镂空图文。这两种去金属技术中，涂布水洗胶层或者保护层均需与膜上的图像进行套印对准。现有设备的套印误差都在0.1mm以上，且难以稳定控制，因此无法得到连续化的、准确定位的镂空全息图像。
专利申请US2008/0050660A1提出了一种去金属方案。首先，提供含有深宽比大的凹凸结构的第一区域和具备平坦的或深宽比更小的凹凸结构的第二区域的起伏结构层。接着，在该起伏结构层上，以均匀的表面密度形成金属反射层。然后，在金属反射层上形成感光胶层。然后，从起伏结构层侧将层叠体的整面曝光。这样，由于第一区域和第二区域光透过率的差异，与第一区域对应的感光胶层能够以更高的效率产生光反应。接着，通过采用适当的溶剂等对其进行处理，将第一区域或第二区域对应的感光胶层除去。接着，采用未被除去的感光胶层作为保护层，进行金属反射层的蚀刻处理。这样，只将金属反射层中的与第一区域或第二区域对应的部分除去，达到了准确定位的去金属镂空效果。但是，感光胶层的加工过程包括前烘、曝光、后烘、显影和去胶，所以工艺复杂；而且光刻胶的烘干条件苛刻，不适合大规模、高速卷绕式膜卷产品的生产。此外，感光胶层往往价格较高，使得该方法在成本率方面是不利的；从工艺上讲，通过控制第一区域和第二区域的金属反射层的透光度差异来控制两个区域的感光胶层的光反应程度是比较困难的。
专利申请CN102460236A提出了另外一种去金属解决方案。首先，提供含有平坦的或深宽比小的凹凸结构的第一区域和含有深宽比更大的凹凸结构的第二区域的起伏结构层。接着，在该起伏结构层上，以均匀的表面密度形成金属反射层。然后，在金属反射层上蒸镀不同于金属反射层材料的掩膜层，掩膜层一般由无机化合物构成，典型的例如为MgF2。掩膜层的厚度需满足以下条件：在第一区域覆盖有完整连续的掩膜层，而第二区域的掩膜层在凹部或凸部之间有开口。接着，将掩模层暴露于可与金属反射层材料反应的气体或液体中。这样，与第二区域对应的金属反射层和掩膜层均被除去，而与第一区域对应的金属反射层得以完整保留。但是，做到第二区域的掩膜层具有开口结构、同时第一区域的掩膜层保持完整连续是非常困难的。事实上，蒸镀无机化合物材料形成的掩膜层的致密性往往不好，会形成孔洞结构，因此第一区域的部分反射层还是会在最后的去金属工艺中遭到损坏，形成微小的空洞缺陷。另外，该方法形成的氟化镁为微片状结构，因此得到的去金属图像边缘不细致，并且无法形成极精细的图像，例如尺寸小于10微米。
因此，仍然有必要寻找一种工艺简单、生产高效、质量易控、能够精细准确定位的去金属镂空解决方案。
发明内容
本发明针对现有技术中在制备光学防伪元件时效率低、质量难控、不能精细准确地定位去金属镂空等缺陷，提供一种能够克服这些缺陷的制备光学防伪元件的方法。
本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括：
在基材的表面上形成起伏结构层，所述起伏结构层包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域，其中所述第一起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值大于所述第二起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值；
在所述第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层以及在所述第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；
在所述第一镀层的至少一部分上以及在所述第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，其中所述第一镀层上的保护层的厚度小于所述第二镀层上的保护层的厚度；
加热以使所述保护层升华，直到所述第一镀层上的保护层完全升华而所述第二镀层上的保护层尚未完全升华为止；以及
对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空，直到得到所需的光学防伪元件为止。
由于根据本发明的方法是通过在基材的表面上形成起伏结构层、在起伏结构层上形成镀层、在镀层上形成能够被加热升华的保护层并之后加热以使保护层升华直到将被镂空的镀层部分上的保护层完全升华而将不被镂空的镀层部分上的保护层未完全升华为止，所以根据本发明的方法无需像现有技术那样采用昂贵的感光胶，使得该方法的成本低廉，而且根据本发明的方法也无需复杂的前烘、曝光、后烘、显影和去胶等工艺，从而相比于现有技术而言其工艺更为简单，另外根据本发明的方法因保护层对镀层的保护而能够相比于现有技术而言更为精确地定位需要镂空的部位，使得根据本发明的方法的工艺可行性和工艺稳定性更强、质量易控以及空洞缺陷小甚至没有空洞缺陷。
附图说明
图1是一种示例性光学防伪元件的俯视图；
图2是沿着图1中的X-X线看到的一种可能的剖面图；以及
图3至图9是根据本发明的制备光学防伪元件的方法的流程剖面图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图来详细描述根据本发明的制备光学防伪元件的方法的流程。
为了能够对根据本发明的制备光学防伪元件的方法进行更形象的描述，我们以形成图1和图2所示的示例性光学防伪元件为例对根据本发明的方法进行示例性描述，其中图1是示例性光学防伪元件的俯视图，图2是沿着图1的X-X线所看到的一种示例性剖面图，图1中的文字部分为显示区域，其与图2中的b区域相对应，一般而言，为了防伪的需要，显示区域往往采用特殊光学技术制备的具有特殊效果（例如，全息效果）的图像，图1中的背景部分为去镀层镂空区域，其与图2中的a区域相对应。此外，图1及图2所示的光学防伪元件具有基材1、起伏结构层2、镀层3、能够被加热升华的剩余保护层4’、以及第一保护层和/或功能涂层5。
本领域技术人员应当理解的是，根据本发明的制备光学防伪元件的方法并不仅仅适用于制备图1和图2所示的光学防伪元件，实际上，根据本发明的方法可以适用于制备具有表面积与表观面积的比值互不相同的多个起伏结构层区域的任何光学防伪元件。
下面结合图3至图9对根据本发明的制备光学防伪元件的方法进行描述，该方法可以包括步骤S11至S15。
S11、在基材1的表面上形成起伏结构层2，所述起伏结构层2包括至少第一起伏结构层区域a和第二起伏结构层区域b，其中所述第一起伏结构层区域a的表面积与表观面积的比值大于所述第二起伏结构层区域b的表面积与表观面积的比值。如图3的剖面图所示。
具体而言，起伏结构层2是由位于基材1的表面上的、在二维平面上的高度随位置分布而起伏变化的表面起伏结构所组成，相对于平坦表面而言，表面起伏结构在单位表观面积上的表面积更大，且该表面积与起伏结构层2的起伏程度呈正相关。在本文中，术语“表观面积”指的是某一区域中在与该区域平行的平面内的正投影的面积，即无视该区域中的起伏结构的面积；术语“表面积”指的是考虑到某一区域中的凹结构及凸结构的面积。显然，某一区域的表面积与其表观面积之比为大于等于1的数值。
虽然图3中示出了第二起伏结构层区域b的数量是2以及第一起伏结构层区域的数量是1，但是本领域技术人员应当理解的是，图3仅是示例性的，根据实际的防伪设计，第一起伏结构层区域b和第二起伏结构层区域a的数量可以是任意的，而且第一起伏结构层区域a和第二起伏结构层区域b可以是相邻的也可以是不相邻的，第二起伏结构层区域b也可以是完全的平坦结构。例如，在形成图1和图2所示的光学防伪元件时，与显示区域相对应的第二起伏结构层区域b可以是全息光栅结构，以提高防伪效果；其也可以是平坦结构，这往往在宏观上表现为精细的图像或线条。
另外，为了使随后在第一起伏结构层区域a和第二起伏结构层区域b上形成的镀层的厚度有着明显的区别，第一起伏结构层区域a的表面积与表观面积之比与第二起伏结构层区域b的表面积与表观面积之比的比值优选大于1.5。而且，起伏结构层2往往具有周期结构，因此对于第一起伏结构层区域a而言，其平均深度与宽度之比需大于0.4，优选为0.7~1.5，若平均深度与宽度之比太大，则起伏结构层2的形成会很困难。第一起伏结构层区域a的深宽比越大，其表面积与表观面积之比就越大，在该区域上形成的镀层的实际厚度就越小，对后续保护层的加热升华就越有利。通常，第一起伏结构层区域a的深度优选在80nm～6000nm的范围内，宽度优选在100nm～3000nm的范围内。第二起伏结构层区域b若为全息光栅结构，则其深度与平均周期宽度的比值一般小于0.2。第二起伏结构层区域b的深度优选在20nm～1500nm的范围内，宽度优选在100nm～3000nm的范围内。当然，第二起伏结构层区域b也可以是平坦结构。专利申请US2008/0094713A1论述了在起伏结构层2上形成的镀层的实际厚度与该起伏结构层2的深宽比之间的关系，该专利申请的全部内容通过引用合并到本申请中。
优选地，起伏结构层2还可以是包括但不限于以下特征的任意起伏结构层：一个或多个连续曲面型结构、一个或多个矩形结构、一个或多个锯齿型棱镜或它们的拼接或组合。其中，所述连续曲面型结构可以为微透镜结构、正弦型结构、椭圆型结构、双曲面型结构、抛物面型结构等中的一种或多种结构的拼接或组合。所述微透镜结构可以是折射型微透镜、衍射型微透镜或它们的拼接或组合，其中折射型微透镜可以包括球面微透镜、椭球面微透镜、柱面微透镜或其它任意几何形状的基于几何光学的微透镜，衍射型微透镜包括谐衍射微透镜、平面衍射微透镜、菲涅耳波带片等。另外，以上结构的具体排列方式可以是周期性的、局部周期性的、非周期性、随机性的或它们的组合等。通过不同的具体结构的选择，特别是对于具体结构的结构参数（例如结构的周期（结构开口宽度）、结构的深度等）的定义，来确保基材1表面上的各个起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值互不相同。另外，起伏结构层2可以图案化地覆盖基材1的表面。
优选地，基材1可以是至少局部透明的，也可以是有色的介质层，还可以是表面带有功能涂层（比如压印层）的透明介质薄膜，还可以是经过复合而成的多层膜。基材1一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、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）薄膜及聚丙烯（PP）薄膜等塑料薄膜形成基材1，而且基材1优选由PET材料形成。基材1上一般含有粘结增强层，以增强基材1与起伏结构层2的粘结。若光学防伪元件最终通过烫印的方式应用于有价物品上，则可以在基材1上预先形成剥离层，以方便后续工艺中基材1与起伏结构层2的分离。
优选地，起伏结构层2可以通过光学曝光、电子束曝光等微纳加工方式获得，还可以结合热熔回流等工艺来实现，通过紫外浇铸、模压、纳米压印等加工方式进行批量复制。例如，起伏结构层2可以由热塑性树脂通过模压工艺形成，即预先涂布在基材1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，从而形成特定的起伏结构，之后冷却成型。起伏结构层2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材1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起伏结构层2。由于采用根据本发明的方法所制备的光学防伪元件中存在着较大深宽比的起伏结构层区域，即起伏结构层2的第一起伏结构层区域a，因此起伏结构层2优选采用辐射固化浇铸工艺形成。起伏结构层2的第一起伏结构层区域a可以是一维光栅结构，也可以是二维光栅结构，当然还可以是其他的起伏结构。由于在同样蒸镀量的条件下，在同样深宽比的一维光栅结构上形成的实际镀层厚度比在二维光栅结构上形成的实际镀层厚度要小，并且一维光栅在紫外浇铸过程中更容易剥离，因此第一起伏结构层区域a中的起伏结构层优选为一维光栅结构。专利申请US2008/0094713A1论述了在一维光栅结构和二维光栅结构上形成的镀层厚度的不同，该专利申请的全部内容通过引用而被合并到本申请中。
S12、在第一起伏结构层区域a的至少一部分上形成第一镀层31以及在第二起伏结构层区域b的至少一部分上形成第二镀层32。如图4的剖面图所示。
本领域技术人员应当理解的是，虽然图4中示出的是第一起伏结构层区域a完全被第一镀层31所覆盖，第二起伏结构层区域b完全被第二镀层32所覆盖，但是图4仅是示例性的，实际上，根据实际的防伪设计，可以只在第一起伏结构层区域a的一部分上形成第一镀层31以及只在第二起伏结构层区域b的一部分上形成第二镀层32。当然，第一镀层31和第二镀层32均分别完全覆盖第一起伏结构层区域a和第二起伏结构层区域b，能够更加有利地实现后续镂空过程的精细镂空定位。
另外，第一镀层31和第二镀层32可以是相同或不同的镀层，而且第一镀层31和第二镀层32都可以包括下述各种镀层中的任意一种或其组合：（1）单层金属镀层；（2）多层金属镀层；（3）由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中该反射层或吸收层与所述起伏结构层2相接触；（4）高折射率介质层镀层；（5）由高折射率介质层、低折射率介质层和高折射率介质层依次堆叠形成的多介质层镀层；以及（6）由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中，该反射层或吸收层与所述起伏结构层2相接触。在根据本发明的实施方式中，高折射率介质层指的是折射率大于等于1.7的介质层，其材料可以是ZnS、TiN、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ta2O5、Nb2O5、CeO2、Bi2O3、Cr2O3、Fe2O3、HfO2、ZnO等，低折射率介质层指的是折射率小于1.7的介质层，其材料可以是MgF2、SiO2等。金属镀层或反射层的材料可以是Al、Cu、Ni、Cr、Ag、Fe、Sn、Au、Pt等金属或其混合物和合金，由于铝的成本低廉且亮度高，因此优选为铝。吸收层材料可以是Cr、Ni、Cu、Co、Ti、V、W、Sn、Si、Ge等金属或其混合物和合金。
上述第3、5和6项的镀层结构属于多层干涉膜结构，其能够形成干涉光变效果，即在不同的角度观察或者不同角度的光源照射下，呈现不同的颜色或者颜色背景，从而能够形成很好的防伪效果。
第一镀层31和第二镀层32可以通过物理和/或化学沉积的方法形成在起伏结构层2上，例如包括但不限于热蒸发、磁控溅射、MOCVD、分子束外延等。优选地，第一镀层31可以以同形覆盖的方式形成在第一起伏结构层区域a上以及第二镀层32可以以同形覆盖的方式形成在第二起伏结构层区域b上。
另外，由于第一起伏结构层区域a的表面积与表观面积之比大于第二起伏结构层区域b的表面积与表观面积之比，所以在同样的沉积过程中，第一起伏结构层区域a中所形成的第一镀层31的厚度要小于第二起伏结构层区域b中所形成的第二镀层32的厚度。
当第一镀层31和第二镀层32都是金属反射层时，可以以光学密度来衡量金属反射层蒸镀的量。由于在相同的沉积过程中所形成的第一镀层31和第二镀层32的厚度是不同的，因此第一镀层31和第二镀层32的光学密度也是不同的。金属反射层蒸镀的量通常以起伏程度小的第二起伏结构层区域b中所形成的第二镀层32的光学密度为标准，一般优选第二镀层32的光学密度应大于1.8且小于5，优选大于2.5且小于3.5。第二镀层32的光学密度值太小，则第二镀层32的反射亮度不够，防伪效果不够醒目；第二镀层32的光学密度值太大，则会使所形成的镀层的脆性变大，而且成本上升。
当第一镀层31和第二镀层32都是多层干涉膜结构时，可以以第一镀层31和第二镀层32的具体厚度来衡量镀层蒸镀的量。
S13、在第一镀层31的至少一部分上以及在第二镀层32的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层4，其中第一镀层31上的保护层的厚度小于第二镀层32上的保护层的厚度。如图5的剖面图所示。
本领域技术人员应当理解的是，虽然图5中示出的是第一镀层31和第二镀层32完全被保护层4所覆盖，但是图5仅是示例，实际上可以只在第一镀层31的一部分上以及只在第二镀层32的一部分上形成保护层4。当然，第一镀层31和第二镀层32均完全被保护层4所覆盖是有利地，因为这样能够更加有利地实现后续镂空过程的精细镂空定位。
保护层4可以通过物理和/或化学沉积的方法形成，例如包括但不限于热蒸发、磁控溅射、MOCVD、分子束外延等。优选地，保护层4以同形覆盖的方式形成在第一镀层31和第二镀层32上。另外，由于在同样的沉积过程中，在步骤S12中形成的第一镀层31的厚度要小于第二镀层32的厚度，所以在步骤S13中，在同样的沉积过程中，在第一镀层31上所形成的保护层的厚度也会小于在第二镀层32上所形成的保护层的厚度。
当用去镀层溶液来溶解在步骤S12中所形成的镀层以形成镂空效果时，保护层4的材料优选是不能被去镀层溶液所溶解的材料，这也正是保护层4的“保护”意义所在。而且，保护层4的升华温度应当低于基材1的熔解温度，例如，若基材1采用耐性良好的PET材料，由于该PET材料的耐温范围一般小于220摄氏度，因此保护层4的升华温度应低于220摄氏度，优选低于180摄氏度。另外，由于由有机材料形成的保护层4的致密性好、成膜性好、对镀层的保护性好，所以保护层4优选采用有机材料。特别地，如果保护层4是带有颜色的染料，则形成的反射图案具有明亮的颜色特征，能够进一步提高采用根据本发明的方法所制备的光学防伪元件的亮度、美观效果和防伪效果。这一类带有颜色的有机染料包括三氰基乙烯染料、二氰基乙烯染料、丙二腈二聚物衍生物染料、偶氮染料，例如分散偶氮染料、蒽醌染料、吲哚苯染料、偶氮甲碱染料等，如具有以下各个结构式的染料即可用作保护层4：
优选地，第二镀层32上所形成的保护层4的厚度应大于1nm但小于100nm，因为厚度太低则保护性能有限，厚度太高则生产效率低。
S14、加热以使保护层4升华，直到第一镀层31上的保护层完全升华而第二镀层32上的保护层尚未完全升华为止。如图6的剖面图所示，在加热升华保护层4之后，第二镀层32上的保护层仍然存在，这里用标号4’表示第二镀层32上的剩余保护层。
可以进行简单的估计。若第一起伏结构层区域a的深宽比为1:1，则其表面积与表观面积之比为2.24:1。假设第二起伏结构层区域b为平坦结构，即其表面积与表观面积之比为1。若加热升华之前第二起伏结构层区域b上的保护层厚度为30nm，则加热升华之前第一起伏结构层区域a上的保护层厚度为13.4nm。当第一起伏结构层区域a上的保护层升华完毕时，第二起伏结构层区域b上的剩余保护层4’的厚度为16.6nm，比升华之前第一起伏结构层区域a上的保护层的厚度还大。当然这是理想的情况。实际情况可能是升华速度不均匀，导致第二起伏结构层区域b上的剩余保护层4’的局部厚度比理论厚度小，但只要该剩余保护层4’仍然能够形成对第二镀层32的完整连续的保护即可。
至此，第一镀层31完全暴露在外部环境中。
S15、对不被保护层保护的镀层部分进行镂空，直到得到所需的光学防伪元件为止。如图7的剖面图所示。
以图6所示的剖面图为例，在进行加热升华过程即步骤S14之后，不被剩余保护层4’保护的镀层部分是第一镀层31，因此步骤S15中的镂空过程是去除第一镀层31的过程，可以采用例如碱洗去镀层工艺进行镂空，也即当第一镀层31是铝层时可以利用碱液对铝层的化学腐蚀作用达到镂空的目的。当然，除了碱液之外，还可以采用诸如由无机酸、无机碱、有机酸、有机碱、氧化剂、有机溶剂、无机溶剂等中的一种或多种形成的、能够与第一镀层31进行反应但不与剩余保护层4’进行反应的液体或气体来去除第一镀层31以实现镂空目的。上述的液体或气体根据第一镀层31和剩余保护层4’的材料进行选择。
至此，根据本发明的制备光学防伪元件的方法就实现了去镀层以进行镂空的目的。
进一步地，根据本发明的制备光学防伪元件的方法还可以包括以下步骤：在步骤S15之后，在镂空之后的光学防伪元件上涂布第一保护层和/或功能涂层5，如图8所示，这样做的有益效果是，如果保护层4具有特定的颜色，则这样便保留了第二起伏结构层区域b上的剩余保护层4’的颜色，使得所得到的光学防伪元件更有美观性和防伪性，尤其是若第二起伏结构层区域b为无起伏结构的平坦结构时，剩余保护层4’的颜色特征更具有重要的价值，而这是现有的镂空技术所无法实现的；或者在步骤S15之后，去除第二镀层32上的剩余保护层4’，其中可以采用加热升华的方法、也可以采用某种特定有机溶剂进行清洗的方法来去除剩余保护层4’，以及在去除剩余保护层4’之后的光学防伪元件上涂布第一保护层和/或功能涂层5，如图9所示，这对应于所选用的可加热升华的保护层4材料的耐性不好且与涂布第一保护层和/或功能涂层5的后续加工工艺兼容性不好的情况。
进一步地，根据本发明的制备光学防伪元件的方法还可以包括以下步骤：在在基材1的表面上形成起伏结构层2之前即步骤S11之前，在所述基材1的表面上形成衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征、荧光特征以及用于机读的磁、光、电、放射性特征中的一种或多种特征；和/或在步骤S12之前，在所述起伏结构层2的表面上形成衍射光变特征、干涉光变特征、微纳结构特征、印刷特征、部分金属化特征、荧光特征以及用于机读的磁、光、电、放射性特征中的一种或多种特征。
根据本发明的制备光学防伪元件的方法适合于制作开窗安全线、标签、标识、宽条、透明窗口、覆膜等。带有所述开窗安全线的防伪纸用于钞票、护照、有价证券等各类高安全产品的防伪。
以上仅示例性地描述了本发明的优选实施方案。但是本领域技术人员可以理解，在不偏离本发明构思和精神的前提下，可以对本发明做出各种等同变换或修改，从而得到的技术方案也应属于本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括：
在基材的表面上形成起伏结构层，所述起伏结构层包括至少第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域，其中所述第一起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值大于所述第二起伏结构层区域的表面积与表观面积的比值；
在所述第一起伏结构层区域的至少一部分上形成第一镀层以及在所述第二起伏结构层区域的至少一部分上形成第二镀层；
在所述第一镀层的至少一部分上以及在所述第二镀层的至少一部分上形成能够被加热升华的保护层，其中所述第一镀层上的保护层的厚度小于所述第二镀层上的保护层的厚度；
加热以使所述保护层升华，直到所述第一镀层上的保护层完全升华而所述第二镀层上的保护层尚未完全升华为止；以及
对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空，直到得到所需的光学防伪元件为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一起伏结构层区域的表面积与表观面积之比与所述第二起伏结构层区域的表面积与表观面积之比的比值大于1.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一起伏结构层区域的平均深度与宽度的比值大于0.4。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述平均深度与宽度的比值为0.7～1.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一起伏结构层区域的深度位于80nm～6000nm的范围内，宽度位于100nm～3000nm的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二起伏结构层区域的深度位于20nm～1500nm的范围内，宽度位于100nm～3000nm的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一起伏结构层区域和第二起伏结构层区域为一维光栅结构、二维光栅结构中的至少一者或其组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一镀层以同形覆盖的方式形成在所述第一起伏结构层区域上，所述第二镀层以同形覆盖的方式形成在所述第二起伏结构层区域上，以及所述保护层以同形覆盖的方式分别形成在所述第一镀层和第二镀层上。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一镀层和所述第二镀层各自包括下述各种镀层中的任意一种或其组合：单层金属镀层；多层金属镀层；由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中该反射层或吸收层与所述起伏结构层相接触；高折射率介质层镀层；由高折射率介质层、低折射率介质层和高折射率介质层依次堆叠形成的多介质层镀层；以及由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中，该反射层或吸收层与所述起伏结构层相接触。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一镀层和所述第二镀层是相同的金属镀层，而且所述第二起伏结构层区域中的所述金属镀层的光学密度大于1.8但小于5。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二起伏结构层区域中的所述金属镀层的所述光学密度大于2.5但小于3.5。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空包括：采用能够与所述第一镀层和所述第二镀层进行反应的溶解液或溶解气体对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空，所述保护层由不与所述溶解液或溶解气体反应的材料形成。
13.根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的方法，其中，所述保护层由带颜色的有机材料形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述有机材料为三氰基乙烯染料、二氰基乙烯染料、丙二腈二聚物衍生物染料、偶氮染料中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基材与所述起伏结构层之间具有粘结增强层或剥离层。
16.根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的方法，其中，所述保护层的升华温度低于所述基材的熔解温度。
17.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
在对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空直到得到所需的光学防伪元件为止之后，在镂空之后的所述光学防伪元件上涂布第一保护层和/或功能涂层；或者
在对不被所述保护层保护的镀层部分进行镂空直到得到所需的光学防伪元件为止之后，去除所述保护层，并在去除所述保护层之后的所述光学防伪元件上涂布所述第一保护层和/或功能涂层。
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Granted publication date: 20151223 |
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