CN104249597B - 一种光学防伪元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学防伪元件，该元件包括：基层；以及位于所述基层上的微结构，该微结构被定义成当光束以一入射角照射所述微结构时，该光束中一波长或波长范围的光在透射光方向或反射光方向上干涉相长。

Description

一种光学防伪元件

技术领域

本发明涉及一种光学防伪元件。

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、证卡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衍射光变图像（例如全息图、动态衍射图等）光学防伪元件，并且取得了非常好的效果。例如，大面额欧元纸币采用了衍射光变图像烫印标识，小面额采用了衍射光变图像烫印宽条，中国人民币除一元面额外都采用了衍射光变图像开窗安全线。Visa、MasterCard和中国的银联信用卡采用了衍射光变图像烫印标识，中国的身份证、驾驶证、护照等重要证件也都采用了衍射光变图像防伪技术。到目前为止，世界上的大多数钞票、信用卡、护照等安全证卡采用了衍射光变图像防伪技术。

用于防伪的衍射光变图像是一种浮雕结构的光栅，当照明光（例如自然光）照射到其表面时，发生衍射作用，利用其1级（或-1级）衍射光形成再现图像，实现醒目的动感、立体、颜色变化等大众防伪特征。

随着衍射光变图像技术的日益普及，该技术在一般商品及包装中也得到了广泛的应用，例如烟、酒、药品等的包装，甚至纺织品、玩具的标签都采用了该技术。这种防伪技术越来越易于实现，使得该技术的防伪性能大打折扣。因此，需要一种新的更可靠的防伪技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种更可靠的光学防伪元件。

为了实现上述目的，本发明提供一种光学防伪元件，该元件包括：基层；以及位于所述基层上的微结构，该微结构被定义成当光束以一入射角照射所述微结构时，该光束中一波长或波长范围的光在透射光方向或反射光方向上干涉相长。

通过上述技术方案，可以实现一种明显区别于衍射光变图像防伪技术的光学防伪特征，含有该特征的样品在不同的观察角度分别呈现两种互为补色的颜色，具有易识别、难伪造的特征。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1a-1d示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件；

图2a-2b示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件；

图3a-3c示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件；

图4示出了根据本发明的一个可替换实施方式的透射式光学防伪元件；

图5示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件；

图6示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件；

图7a-7b示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件；

图8示出了根据本发明的一个可替换实施方式的反射式光学防伪元件；以及

图9示出了根据本发明的一个可替换实施方式的反射式光学防伪元件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本文中提到的“特征尺寸”是指微浮雕结构中取其表面高度最低和最高点的平均值将表面分割，从而形成包围凸起或凹下部分的轮廓在任意方向的尺寸。

“微浮雕结构”是指二维表面上根据需要形成的凹凸不平的微结构，且其特征尺寸在微米量级，其高度差也在微米量级。

“微浮雕单元”是指微浮雕结构中取其表面高度最低和最高点的平均值，将表面分割形成的单个的凸起或凹下的部分，其特征尺寸在微米量级。“微浮雕结构的深度d”是指微浮雕结构中表面高度最高点和最低点的高度差。

图1a-1d示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件1。如图所示，提供了一种光学防伪元件1，包括基层101，以及位于基层101上的微结构。在本实施方式中，微结构可以是微浮雕结构102。为便于描述，定义x-y-z空间坐标系。如图1a所示，微浮雕结构102可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），且在x轴、y轴方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，且微浮雕结构102的图案（即微浮雕结构的浮雕单元）可以是随机或伪随机分布的。微浮雕结构102中凸起部分可以占微浮雕结构102总面积的20%-80%，优选为35%-65%。图1b-1d是根据本发明的一个实施方式的防伪元件1的剖面示意图。如图1b所示，微浮雕结构102的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形。如图1c所示，微浮雕结构102的浮雕单元的剖面形状可以是锯齿形。如图1d所示，微浮雕结构102的浮雕单元的剖面形状可以是矩形。本领域技术人员可以理解的是，微浮雕结构102的浮雕单元的剖面形状还可以是其他形状。微浮雕结构102的深度d可以满足以下条件，即当自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构102时，光束通过微浮雕结构102后，波长为λ（或者一波长范围）的光在透射光方向上干涉相长，从而使得在透射光方向观察光学防伪元件1时，呈现第一颜色，而在散射光方向上观察光学防伪元件1时，呈现第二颜色（如图1b所示）。

微浮雕结构102的深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。可以通过以下的方法来确定深度d。

①表示出微浮雕结构102的复振幅透过率τ_g，τ_g为深度d、设计波长λ、微浮雕结构102的槽型、材料折射率分布n以及位置（x,y）的函数；②对复振幅透过率τ_g进行傅利叶变换；③找出波长为λ的透射光（即零级衍射光）最大的条件；④根据透射光最大的条件计算微浮雕结构102的深度d。

举例来说，设计波长λ＝600nm，微浮雕结构102材料的折射率n＝1.5，微浮雕结构102的剖面形状为正弦形，外部介质为空气，则d＝1528.8nm时，防伪元件1在透射光方向上呈现红色，在散射光方向呈现蓝色。若d＝2668.8nm，由于此时波长为410.8nm的光也满足透射光干涉相长条件，所以防伪元件1在透射光方向上呈现洋红色，散射光方向上呈现绿色。

图2a和2b示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件2。如图所示，提供了一种光学防伪元件2，包括基层201，以及位于基层201上的微结构。在本实施方式中，微结构可以为微浮雕结构202。为便于描述，定义x-y-z空间坐标系。如图2a所示，微浮雕结构202可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），且在x轴方向的特征尺寸可以大于6μm，优选大于10μm，由此微浮雕结构202在该方向上没有衍射效果，微浮雕结构202在y轴方向上的特征尺寸可以为0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，且图案可以是随机或伪随机分布的。微浮雕结构202中凸起部分可以占微浮雕结构202总面积的20%-80%，优选为35%-65%。图2b是根据本发明的一个实施方式的防伪元件在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）的剖面示意图。如图2b所示，微浮雕结构202的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形。但是本领域技术人员可以理解，微浮雕结构202的浮雕单元的剖面形状可以是锯齿形、矩形或者其他形状。微浮雕结构202的深度d可以满足下述条件，即自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构202时，光束通过微浮雕结构202后，波长为λ（或者一波长范围）的光在透射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件2在透射光方向上观察到第一颜色。此外，如果光束在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内，光学防伪元件2在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内散射光方向上观察到第二颜色。

微浮雕结构202深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。确定深度d的方法与上一个实施方式中的相同，这里不再赘述。

图3a-3c示出了根据本发明的一个实施方式的透射式光学防伪元件3。如图所示，提供了一种光学防伪元件3，包括基层301，以及位于基层301上的微结构302。在本实施方式中，微结构可以是微浮雕结构302。为便于描述，定义x-y-z空间坐标系。如图3a所示，微浮雕结构302可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），在y轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以是随机或伪随机分布的，在x轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以例如是周期性结构。微浮雕结构302中凸起部分可以占微浮雕结构302总面积的20%-80%，优选为35%-65%。图3b是根据本发明的一个实施方式的防伪元件3在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）的剖面示意图，图3c是根据本发明的一个实施方式的防伪元件3在xoz平面（或与xoz平面平行的平面）的剖面示意图。微浮雕结构302的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形、矩形或者其他形状。微浮雕结构302的深度d可以满足下述条件，即自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构302时，光束通过微浮雕结构302后，波长为λ（或者一波长范围）的光在透射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件3在透射光方向上观察到第一颜色。此外，如果光束在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内，光学防伪元件3在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内散射光方向观察到第二颜色；如果光束在xoz平面（或与xoz平面平行的平面）内，光学防伪元件3在衍射光方向上观察到光栅的+1或-1级衍射光颜色随观察角度变化。

微浮雕结构302深度d通常在100nm-5μm之间，优选为200nm-3μm。确定深度d的方法与第一个实施方式中的相同，这里不再赘述。

微浮雕结构可以通过激光刻蚀、电子束刻蚀、离子刻蚀等方式制成母版，然后通过电铸、模压、UV复制等工艺复制到基层上。更为常用的工艺是在基层的表面涂布成像层，将微浮雕结构复制在成像层上，目的是提高微浮雕结构的复制质量和提高复制效率。

构成微浮雕结构的材料可以例如为ZnS、ZnO、Ta₂O₅、SnO₂、Nb₂O₅、HfO₂、In₂O₃、CeO₂、Dy₂O₃、Bi₂O₃、MgF₂、Al₂O₃、AlF₃、CaF₂、SiO₂、SrF₂、YbF₃、NaF、Na₃AlF₆、PET、PVC、PE、聚酯胶、聚氨酯胶等。

所述基层可以例如为PET、PVC、PE等透明材料。

当基层和微浮雕结构的材料均为无色透明材料时，所述第一颜色和第二颜色可以为互补色。

图4示出了根据本发明的可替换实施方式的光学防伪元件4。如图所示，提供了一种光学防伪元件4，包括基层401，以及位于基层401上的微结构。在本实施方式中，微结构可以是变折射率微结构402。为便于描述，定义x-y-z空间坐标系。变折射率微结构402可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），其图案在该xoy平面（或与xoy平面平行的平面）内的至少一个方向上随机或伪随机分布，且该方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm。该实施方式是用变折射率微结构402替代上述实施方式的微浮雕结构。变折射率微结构402的作用与浮雕结构完全相同，即光束以入射角α照射所述变折射率微结构402，波长为λ（或者一波长范围）的光在透射光方向上满足干涉相长条件，使得被照射区域在透射光方向上观察到第一颜色，散射光方向上观察到第二颜色。

该变折射率微结构402的厚度d的确定方法与上述微浮雕结构的深度的确定方法相似，即：

①表示出变折射率微结构402的复振幅透过率τ_g，τ_g为变折射率微结构402厚度d、设计波长λ、折射率分布n(x,y)的函数；②对复振幅透过率τ_g进行傅利叶变换；③找出波长为λ的透射光（即零级衍射光）最大的条件；④根据透射光最大的条件确定变折射率微结构402厚度d或者折射率分布n(x,y)。

该变折射率微结构402可以通过例如激光干涉法来形成。某些感光材料曝光后折射率会发生改变，例如银盐感光材料、重铬酸明胶等。通过对这些材料采用激光干涉法曝光可以得到满足要求的折射率分布结构。

图5示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件5。如图所示，提供了一种光学防伪元件5，包括基层501和位于基层501上的微结构，该微结构可以包括微浮雕结构502和位于基层501与微浮雕结构502之间的反射层503。在本实施方式中，反射层可以例如为金属反射层。为了便于描述，定义x-y-z空间坐标系。微浮雕结构502可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），且在x轴、y轴方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，且微浮雕结构502的图案可以是随机或伪随机分布的。微浮雕结构502中凸起部分可以占微浮雕结构502总面积的20%-80%，优选为35%-65%。微浮雕结构502的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形。矩形或其他形状。微浮雕结构502的深度d可以满足以下条件，即当自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构502时，光束通过微浮雕结构并被反射层503反射再通过微浮雕结构502，波长为λ（或者一波长范围）的光在反射光方向上干涉相长，从而使得在反射光方向观察光学防伪元件5时，呈现第一颜色，而在散射光方向上观察光学防伪元件5时，呈现第二颜色（如图5所示）。

构成金属反射层503的材料可以包括例如金、银、铜、铁、锡、镍、铬、铝、锌、钛及其合金，厚度可以大于5nm，优选大于10nm。所述反射层503可以是镂空的，镂空部分和非镂空部分（即金属部分）可以构成可分辨的图案。

优选地，如果构成反射层503的材料为例如银、铝等针对不同波长的可见光其反射率相差不大的金属，则所述第一颜色和第二颜色可以为互补色。

微浮雕结构502的深度d通常在50nm-3μm，优选为100nm-2μm。可以通过以下的方法来确定深度d：

①表示出微浮雕结构502的复振幅反射率τ_g，τ_g为深度d、设计波长λ、微浮雕结构502材料折射率n、位置（x,y）的函数；②对复振幅反射率τ_g进行傅利叶变换；③找出波长为λ的反射光（即零级衍射光）最大的条件；④根据反射光最大的条件计算微浮雕结构502深度d。

图6示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件6。如图所示，提供了一种光学防伪元件6，包括基层601和位于基层601上的微结构。该微结构可以包括微浮雕结构602和位于该基层601与微浮雕结构602之间的反射层603。在本实施方式中，反射层603可以例如为金属反射层。为了便于描述，定义x-y-z空间坐标系。微浮雕结构602可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），且在x轴方向的特征尺寸可以大于6μm，优选大于10μm，由此微浮雕结构602在该方向上没有衍射效果，微浮雕结构602在y轴方向上的特征尺寸可以为0.3μm-6μm，优选0.6μm-3μm，并且图案可以是随机或伪随机分布的。微浮雕结构602中凸起部分占微浮雕结构602总面积的20%～80%，优选为35%～65%。图6为所述防伪元件6在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）的剖面示意图，浮雕单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形、矩形或其他形状。微浮雕结构602的深度d可以满足下述条件，即自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构602时，光束通过微浮雕结构602，由金属反射层603反射再次通过微浮雕结构602后，波长为λ（或者一波长范围）的光在反射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件6在反射光方向上观察到第一颜色。此外，如果光束在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内，光学防伪元件6在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）内散射光方向上观察到第二颜色。

微浮雕结构602的深度d通常在50nm-3μm，优选为100nm-2μm。确定深度d的方法与上一个实施方式中的相同，这里不再赘述。

图7a-7b示出了根据本发明的一个实施方式的反射式光学防伪元件7。如图所示，提供了一种光学防伪元件7，包括基层701和位于基层701上的微结构。该微结构可以包括微浮雕结构702和位于基层701与微浮雕结构702之间的反射层703。在本实施方式中，反射层703可以例如为金属反射层。为了便于描述，定义x-y-z空间坐标系。微浮雕结构702可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），在y轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以是随机或伪随机分布的，在x轴方向上的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm，图案可以例如是周期性结构。微浮雕结构702中凸起部分可以占微浮雕结构702总面积的20%-80%，优选为35%-65%。图7a是根据本发明的一个实施方式的防伪元件7在yoz平面（或与yoz平面平行的平面）的剖面示意图，图7b是根据本发明的一个实施方式的防伪元件7在xoz平面（或与xoz平面平行的平面）的剖面示意图。微浮雕结构702的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形、矩形或者其他形状。微浮雕结构702的深度d可以由下述条件决定，即自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构702时，光束通过微浮雕结构702，经金属反射层703反射再次透过微浮雕结构702后，波长为λ（或者一波长范围）的光在反射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件7在反射光方向上观察到第一颜色。如果光束在yoz平面内，光学防伪元件7在yoz平面内散射光方向上观察到第二颜色；如果照明光束在xoz平面内，光学防伪元件7在衍射光方向上观察到光栅的+1或-1级衍射光颜色随观察角度变化。

微浮雕结构702的深度d通常在50nm-3μm，优选为100nm-2μm。确定深度d的方法与上一个实施方式中的相同，这里不再赘述。

进一步地，光学防伪元件7的周期性结构的方位角可以与x轴有一定的夹角，这一夹角可以是变化的，例如在±45°范围内变化，由此光学防伪元件7的衍射光可以再现普通衍射光变图像的动感、立体、彩虹效果。

微浮雕结构可以通过激光刻蚀、电子束刻蚀、离子刻蚀等方式制成母版，然后通过电铸、模压、UV复制等工艺复制到基层上。更为常用的工艺是在基层的表面涂布成像层，将微浮雕结构复制在成像层上，目的是提高微浮雕结构的复制质量和提高复制效率。

构成微浮雕结构的材料可以例如为ZnS、ZnO、Ta₂O₅、SnO₂、Nb₂O₅、HfO₂、In₂O₃、CeO₂、Dy₂O₃、Bi₂O₃、MgF₂、Al₂O₃、AlF₃、CaF₂、SiO₂、SrF₂、YbF₃、NaF、Na₃AlF₆、PET、PVC、PE、聚酯胶、聚氨酯胶等。

在反射式光学防伪元件的情况下，所述基层可以例如为PET、PVC、PE等透明材料，也可以是其他的透明、半透明或不透明材料。

图8是根据本发明的可替换实施方式的反射式光学防伪元件8。如图所示，提供了一种光学防伪元件8，包括基层801和位于基层801上的微结构。该微结构可以包括变折射率微结构802和位于基层801与变折射率微结构802之间的反射层803。在本实施方式中，反射层803可以例如为金属反射层。为了便于描述，定义x-y-z空间坐标系。变折射率微结构802可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），其图案在该xoy平面（或与xoy平面平行的平面）内的至少一个方向上随机或伪随机分布，且该方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm。该实施方式是用变折射率微结构802替代上述实施方式的微浮雕结构。变折射率微结构802的作用与浮雕结构完全相同，即光束以入射角α照射所述变折射率微结构802，波长为λ（或者一波长范围）的光在反射光方向上满足干涉相长条件，使得该区域在反射光方向上观察到第一颜色，散射光方向观察到第二颜色。

图9示出了根据本发明的一个实施方式的光学防伪元件9。如图所示，提供了一种光学防伪元件9，包括基层901和位于基层901上微结构。该微结构可以包括微浮雕结构902和反射层903，微浮雕结构902位于基层901上，反射层903随着微浮雕结构902的表面轮廓覆盖在该微浮雕结构902的表面。该反射层903可以是金属反射层。为便于描述，定义x-y-z空间坐标系。微浮雕结构902可以位于xoy平面（或与xoy平面平行的平面），其图案在该xoy平面（或与xoy平面平行的平面）内的至少一个方向上随机或伪随机分布，且该方向的特征尺寸可以例如是0.3μm-6μm，优选为0.6μm-3μm。微浮雕结构902中凸起部分可以占微浮雕结构902总面积的20%-80%，优选为35%-65%。微浮雕结构902的浮雕单元的剖面形状可以是正弦形、锯齿形、矩形或者其他形状。由此，金属反射层903的轮廓形状也可以是正弦形、锯齿形、矩形或者其他形状。微浮雕结构902的深度d可以由下述条件决定，即自然光（白光）以入射角α照射微浮雕结构902时，光束通过金属反射层903反射，使得波长为λ（或者一波长范围）的光在反射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件9在反射光方向上观察到第一颜色，散射光方向上观察到第二颜色。

微浮雕结构902的深度d通常在50nm-3μm，优选为100nm-2μm。确定深度d的方法与上一个实施方式中的相同，这里不再赘述。

构成金属反射层的材料可以包括例如金、银、铜、铁、锡、镍、铬、铝、锌、钛及其合金，厚度可以大于5nm，优选大于10nm。优选地，所述反射层可以是镂空的，镂空部分和非镂空部分（即金属部分）构成可分辨的图案。

基层的材料可以例如是PET、PVC、BOPP等材料，也可以是金属材料，即直接在金属基层表面形成微浮雕结构。

在该实施方式中，如果光学防伪元件的基层为透明材料，则在基层一侧观察也能够看到类似的光学效果。即金属反射层覆盖的区域在反射光方向上呈现第三颜色，在散射光方向上呈现第四颜色。如果基层的折射率与金属层另一侧介质的折射率相等，所述第三颜色与第一颜色相同，所述第四颜色与第二颜色相同。

在该实施方式的可替换实施方式中，微浮雕结构可以是前面的几个实施方式中所描述的微浮雕结构，即在xoy平面（或与xoy平面平行的平面）内两个方向（例如x和y轴方向）均为随机或伪随机结构，或仅有一个方向为随机或伪随机结构，另一个方向为周期性结构，或某一方向的特征尺寸大于6μm。或者微浮雕结构用变折射率微结构来替换。以上结构均可实现相应的光学效果。

在参照图9所示的实施方式的一个可替换实施方式中，微浮雕结构可以是由可对光进行反射的材料制成，由此可以不需要反射层。

为了保护表面微浮雕结构，增加产品的使用寿命，通常可以在微浮雕结构的表面涂布或蒸镀保护层，保护层的材质可以是PET、PVC、PE等薄膜材料，也可以是聚酯、聚氨酯等各种高分子胶。

本申请的防伪元件可以集成多种其他类型的浮雕结构，比如普通的衍射光变图像、闪耀光栅结构等。

本申请的防伪元件还可以是烫印型的，即在基材上涂布剥离层，再在剥离层上制作本发明的防伪元件，当应用烫印工艺将它转移到承载物后，基材剥离下来。

本申请的防伪元件进一步带有其他功能层，如磁性信息层、荧光防伪特征层、印刷图案层、黏结胶层等。

本申请的防伪元件可以应用于标识、烫印宽条、贴条、安全线等形式转移或粘贴到承载物上。这些承载物可以是钞票、证券、信用卡、护照等高安全产品，也可以是高附加值商品。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。例如，可以将透射式防伪元件的实施方式进行组合，将反射式防伪元件的实施方式进行组合，或可以将透射式和反射式防伪元件的实施方式进行组合。例如，可以在一个防伪元件上既采用透射式元件，又采用反射式元件。而在透射式元件中既可以使用微浮雕结构又可以使用变折射率微结构。而在微浮雕结构中可以采用上述实施方式中的各种图案或组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (18)

1.一种光学防伪元件，该元件包括：

基层；以及

位于所述基层上的微结构，所述微结构的至少一部分是微浮雕结构，该微浮雕结构的至少一部分的深度满足以下条件：

当光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，该光束通过该微浮雕结构的至少一部分后，该光束中一波长或波长范围的光在透射光方向或反射光方向上干涉相长，并且使得所述光学防伪元件的至少一部分在透射光方向或反射光方向上呈现第一颜色，在散射光方向上呈现第二颜色。

2.根据权利要求1所述的元件，其中，所述微浮雕结构的至少一部分的图案为以下中的至少一种或任意组合：

微浮雕结构的浮雕单元随机或伪随机分布；

微浮雕结构的浮雕单元在一个方向随机或伪随机分布；

微浮雕结构的浮雕单元在第一方向周期分布，在第二方向随机或伪随机分布。

3.根据权利要求2所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分的特征尺寸为0.3μm-6μm。

4.根据权利要求2所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元在第二方向随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分在该第二方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，在第一方向的特征尺寸大于6μm，该微浮雕结构的至少一部分的深度还满足以下条件：

当所述光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第一平面内散射光方向上呈现所述第二颜色。

5.根据权利要求2所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元在第一方向周期分布，在第二方向随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分在该第一方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，在该第二方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，该微浮雕结构的至少一部分的深度还满足以下条件：

当所述光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第一平面内散射光方向上呈现所述第二颜色；如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第一方向的第二平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第二平面内的衍射光方向上呈现随角度变化+1级或-1级衍射光颜色。

6.一种光学防伪元件，该元件包括：

基层；以及

位于所述基层上的微结构，所述微结构的至少一部分是变折射率微结构，该变折射率微结构的厚度满足以下条件：

当光束以一入射角照射所述变折射率微结构时，该光束通过该变折射率微结构后，该光束中一波长或波长范围的光在透射光方向上干涉相长，并且使得所述光学防伪元件的至少一部分在透射光方向上呈现第一颜色，在散射光方向上呈现第二颜色。

7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的元件，其中，所述基层是透明的或半透明的。

8.一种光学防伪元件，该元件包括：

基层；以及

位于所述基层上的微结构，所述微结构的至少一部分包括微浮雕结构和位于该微浮雕结构与所述基层之间的反射层，该微浮雕结构的深度满足以下条件：

当光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，该光束通过该微浮雕结构的至少一部分并通过所述反射层反射后，该光束中一波长或波长范围的光在反射光方向上干涉相长，并且使得所述光学防伪元件的至少一部分在反射光方向上呈现第一颜色，在散射光方向上呈现第二颜色。

9.根据权利要求8所述的元件，其中，所述微浮雕结构的至少一部分的图案为以下中的至少一种或任意组合：

微浮雕结构的浮雕单元随机或伪随机分布；

微浮雕结构的浮雕单元在一个方向随机或伪随机分布；

微浮雕结构的浮雕单元在第一方向随机或伪随机分布，在第二方向周期分布。

10.根据权利要求8所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分的特征尺寸为0.3μm-6μm。

11.根据权利要求8所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元在第二方向随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分在该第二方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，在第一方向的特征尺寸大于6μm，该微浮雕结构的至少一部分的深度还满足以下条件：

当所述光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第一平面内散射光方向上呈现第二颜色。

12.根据权利要求8所述的元件，其中，在所述微浮雕结构的至少一部分的图案为微浮雕结构的至少一部分的浮雕单元在第一方向周期分布，在第二方向随机或伪随机分布的情况下，该微浮雕结构的至少一部分在该第一方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，在该第二方向的特征尺寸为0.3μm-6μm，该微浮雕结构的至少一部分的深度还满足以下条件：

当所述光束以一入射角照射所述微浮雕结构的至少一部分时，如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第二方向的第一平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第一平面内散射光方向上呈现第二颜色；如果所述光束在与所述基层所在平面垂直并包含所述第一方向的第二平面内，则所述光学防伪元件的至少一部分在该第二平面内的衍射光方向上呈现随角度变化+1级或-1级衍射光颜色。

13.一种光学防伪元件，该元件包括：

基层；以及

位于所述基层上的微结构，所述微结构的至少一部分包括变折射率微结构和位于该变折射率微结构和所述基层之间的反射层，该变折射率微结构的至少一部分的厚度满足以下条件：

当光束以一入射角照射所述变折射率微结构的至少一部分时，该光束通过该变折射率微结构的至少一部分并通过所述反射层反射后，该光束中一波长或波长范围的光在反射光方向上干涉相长，由此所述光学防伪元件的至少一部分在反射光方向上呈现第一颜色，在散射光方向上呈现第二颜色。

14.根据权利要求8-13中任意一项权利要求所述的元件，其中，所述反射层的至少一部分是镂空的，镂空部分与非镂空部分构成可分辨图案。

15.一种光学防伪元件，该元件包括：

基层；以及

位于所述基层上的微结构，所述微结构的至少一部分包括微浮雕结构和沿着该微浮雕结构表面轮廓覆盖的反射层，该微浮雕结构的至少一部分的深度满足以下条件：

当光束以一入射角照射所述反射层时，该光束中一波长或波长范围的光在反射光方向上干涉相长，并使得所述光学防伪元件在反射光方向上呈现第一颜色，在散射光方向上呈现第二颜色。

16.根据权利要求15所述的元件，其中，所述反射层的至少一部分是镂空的，镂空部分与非镂空部分构成可分辨图案。

17.根据权利要求15或16所述的元件，其中，所述基层是透明的。

18.根据权利要求17所述的元件，其中，所述微浮雕结构的至少一部分的折射率与所述基层的折射率相同。