CN104647938A

CN104647938A - 一种制备光学防伪元件的方法

Info

Publication number: CN104647938A
Application number: CN201310596859.9A
Authority: CN
Inventors: 胡春华; 吴远启; 周赟; 张宝利; 蔡翔; 董林茂
Original assignee: China Banknote Printing and Minting Corp; Zhongchao Special Security Technology Co Ltd
Current assignee: China Banknote Printing and Minting Corp; Zhongchao Special Security Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: CN104647938B

Abstract

本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，其能够获得位于大深宽比或小深宽比起伏结构上的精确定位的镀层。该方法包括：在基材上形成起伏结构层，该起伏结构层包括至少第一区域和第二区域，所述第一区域中的起伏结构层的深宽比大于所述第二区域中的起伏结构层的深宽比；在起伏结构层上形成镀层；在镀层上形成感光胶层；在感光胶层一侧以合适的曝光剂量进行曝光，以使得所述第一区域和所述第二区域其中一个区域上的感光胶层在后续显影步骤中的溶解度大于另一个区域上的感光胶层的溶解度；用所述显影液进行显影，直到所述一个区域上的感光胶层完全溶于显影液而所述另一个区域上的感光胶层仍然存在为止；以及去除未被感光胶层保护的镀层。

Description

一种制备光学防伪元件的方法

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。光学防伪技术一般通过安全线、标或者条等防伪元件作为载体，来实现防伪目的。

为了增加图像的亮度，光学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特定图案能够大幅度提高光学防伪元件的视觉效果和抗伪造能力。

专利申请CN102460236A提出了一种镂空金属的解决方案。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，该方法形成的掩膜层材料一般为微片状结构，因此得到的镂空金属图像边缘不细致，也无法形成极精细的图像，例如尺寸小于10微米。另外，利用该方法只能保留具有平坦的或深宽比小的凹凸结构的第一区域，而不能保留含有深宽比更大的凹凸结构的第二区域。这使得该方法在应用上受到一定的局限性。

专利申请US2008/0050660A1提出了另外一种镂空金属的方案。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，从起伏结构层一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对其进行处理，将第一区域或第二区域上的感光胶层除去。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。该方法克服了CN102460236A提出的方案只能保留具有小深宽比的凹凸结构上的金属反射层的局限性，也解决了图像精细度的问题，但该方法由于需要透过反射层对感光胶层曝光，需要对反射层的厚度精确控制，增加了工艺难度，且提供的紫外光的能量需远大于光刻胶曝光需要的紫外光的能量，造成了资源浪费。

发明内容

本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，该方法能够获得位于大深宽比起伏结构上的精确定位的镀层，也可以获得位于小深宽比起伏结构或者平坦结构上的精确定位的镀层。

根据本发明的制备光学防伪元件的方法包括：

在基材上形成起伏结构层，该起伏结构层包括至少第一区域和第二区域，其中所述第一区域中的起伏结构层的深宽比大于所述第二区域中的起伏结构层的深宽比；

在所述起伏结构层上形成镀层；

在所述镀层上形成感光胶层；

在所述感光胶层一侧以合适的曝光剂量进行曝光，以使得所述第一区域和所述第二区域其中一个区域上的所述感光胶层在后续显影步骤中的溶解度大于另一个区域上的所述感光胶层的溶解度；

用所述显影液进行显影，直到所述一个区域上的所述感光胶层完全溶于所述显影液而所述另一个区域上的所述感光胶层仍然存在为止；

去除未被所述感光胶层保护的所述镀层。

通过采用根据本发明的方法，由于第一区域中的起伏结构层的深宽比大于第二区域中的起伏结构层的深宽比，所以当用特定的光作为入射光来照射感光胶层时，入射光会在第一区域中的起伏结构层中反射数次，使得大部分入射光被感光胶层吸收而发生反应且再反射到空气中的光很少，而在第二区域中，入射光被感光胶层吸收的量则相对较少且大部分入射光都被再反射到空气中。或者说，第一区域上的感光胶层实际吸收的光能量远大于第二区域上的感光胶层实际吸收的光能量，这样，通过照射合适剂量的光，可使得第一区域上的感光胶层的曝光剂量大于其曝光阈值，第二区域上的感光胶层的曝光剂量小于其曝光阈值，因此，若选择负性感光胶层，则第一区域上的感光胶层在显影液中的溶解度远小于第二区域上的感光胶层的溶解度，若选择正性感光胶层，则第一区域上的感光胶层在显影液中的溶解度远大于第二区域上的感光胶层的溶解度，从而在去除镀层的步骤中，未被显影液除去的感光胶层可作为保护层来保护其下方的镀层，而被显影液完全除去感光胶层的区域中，镀层则完全暴露于去镀层溶液中而被除去。这样，若采用负性感光胶层，便获得了精确位于具有大深宽比起伏结构层的第一区域中的镀层；若采用正性感光胶层，便获得了精确位于具有小深宽比起伏结构或者平坦结构的第二区域中的镀层。注意，这里所述的特定的光一般为紫外光，某些场合也可以采用短波长的可见光或者电子束。为叙述简便，下文描述时仅用紫外光作为示例。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a和1b是一种示例性光学防伪元件的俯视图；

图2a和2b分别是沿着图1a和1b中的X-X线看到的一种可能剖面图；以及

图3至图10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。

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1a和图1b是示例性光学防伪元件的俯视图，图2a和图2b分别是沿着图1a和图1b中的X-X线所看到的一种示例性剖面图。图1a中的文字部分为显示区域，其与图2a中的第一区域A相对应，镀层3精确位于该文字部分上，显示区域在正面垂直角度及在垂直角度附近的小角度观察时，显示为黑色或者灰色，而在大角度倾斜观察时显示亮丽的彩色。图1a中的背景部分为去镀层的区域，其与图2a中的第二区域B相对应，该第二区域B中没有所述的镀层，因此透视观察表现为透明或者半透明的效果。图1b中的“PY”的背景部分为显示区域，其与图2b中的第二区域B相对应，镀层3精确位于“PY”的背景区域，该显示区域具有小深宽比微结构所表现出来的特定光学效果（比如全息效果）或者无特殊光学效果的平坦结构（这往往表现为精细的线条，例如尺寸小于10um）。图1b中的“PY”文字区域为去镀层的区域，其与图2b中第一区域A相对应；第一区域A中没有所述的镀层，因此透视观察表现为透明或者半透明的效果。第一区域A在微观结构上表现为较大的深宽比，比如大于0.5，如图2a和2b所示。为了防伪的需要，显示区域内部往往采用更复杂的结构，比如不同显示区域中微结构光栅的深宽比、和/或频率、和/或方向、和/或形状均有所不同。这里，为了表述的简洁性，显示区域采用统一尺寸和方向的微结构。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、反射层3、以及保护层和/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微结构深宽比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10对根据本发明的制备光学防伪元件的方法进行详细描述，该方法可以包括步骤S11至S15。

S11、在基材1上形成起伏结构层2，该起伏结构层2包括至少第一区域A和第二区域B，其中第一区域A中的起伏结构层的深宽比大于第二区域B中的起伏结构层的深宽比，如图3的剖面图所示。在图3中，第一区域A与第二区域B是邻接的，但是实际应用中，这两个区域也可以是不邻接的。

具体而言，起伏结构层2是由位于基材1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。虽然图3中示出了第二区域B的数量是2以及第一区域A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，第一区域A和第二区域B的数量可以是任意的。

为了实现最终的去镀层效果，第一区域A和第二区域B中的起伏结构层应具有明显不同的深宽比。优选地，第一区域A中的起伏结构层的深宽比大于0.5，优选为0.7～1.5，而第二区域B中的起伏结构层的深宽比优选小于0.2或者第二区域B中的起伏结构层为平坦结构（这时可以认为其深宽比为0）。第一区域A和第二区域B中的起伏结构层具有明显不同的深宽比值是能够采用本发明提出的方法来制备光学防伪元件的关键条件。第一区域A中的起伏结构层的深宽比越大，本发明涉及的方法的适应性就越强。通常，第一区域A中的起伏结构层的深度优选在80nm～6000nm的范围内，宽度优选在100nm～3000nm的范围内。第二区域B若为具有特殊的光学效果，则其深度与平均周期宽度的比值一般小于0.2。第二区域B中的起伏结构层的深度优选在20nm～1500nm的范围内，宽度优选在100nm～3000nm的范围内。图3中显示了第二区域B中部分区域具有小深宽比的起伏结构层，部分区域具有平坦结构。如果最终的光学防伪元件的第一区域A为显示区域、第二区域B仅仅表现为镂空效果而没有其他的光学效果，则第二区域B优选为平坦结构；如果第二区域B不仅表现为镂空效果而且还具有全息或/和其他光学效果，则第二区域B优选具有深宽比不为零的起伏结构层。

起伏结构层2可以是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、结构的深度等）的定义，来确保各个区域中的起伏结构层的深宽比。另外，起伏结构层2可以图案化地覆盖在基材1的表面上。

优选地，基材1可以是至少局部透明的，可以是单层介质薄膜，也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。

另外，所述第一区域A中的起伏结构层可以为正弦光栅结构、闪耀光栅结构、矩形光栅结构、柱面光栅结构、球面光栅结构、一维光栅结构和二维光栅结构之一或其组合，所述第二区域B中的起伏结构层可以为正弦光栅结构、闪耀光栅结构、矩形光栅结构、柱面光栅结构、球面光栅结构、一维光栅结构、二维光栅结构和平坦结构之一或其组合。

S12、在起伏结构层2上形成镀层3。如图4的剖面图所示。

镀层3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，其中该吸收层与所述起伏结构层2相接触；以及（4）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。为保证后续曝光工艺中，紫外光在第一区域A的起伏结构层中能够充分反射以引发感光胶层反应，在镀层3为多层结构的情况下要求反射层与感光胶层邻接，或者说吸收层与起伏结构层2邻接。

上述第3、4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。

镀层3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。

为保证后续曝光工艺中，紫外光在第一区域A中的起伏结构层中能够充分反射并引发感光胶层反应交联，镀层3应具有高的反射率。一般而言，镀层3越厚，反射率越高。由于第一区域A中的起伏结构层具有大的深宽比，因此，第一区域A的镀层3的厚度低于第二区域B中的镀层3的厚度。当镀层3是金属镀层时，可以以光学密度（OD）来衡量镀层蒸镀的量，通常，要保证第一区域A中的镀层3具有高的反射率，要求此区域中镀层3的光学密度大于1.5，优选大于2且小于3.5。当然，具体实施起来，应根据第一区域A中的起伏结构层的实际深宽比来确定，原则是第一区域A中的镀层有尽可能高的反射率。当镀层3是多层干涉膜结构时，第一区域A中镀层3中的反射层的光学密度大于1.5，优选大于2且小于3.5。

S13、在镀层3上形成感光胶层4，如图5的剖面图所示。

具体来讲，若要保留第一区域A中的镀层3，则感光胶层4需全部覆盖第一区域A中的镀层并至少部分覆盖第二区域B中的镀层；若要保留第二区域B的镀层，则感光胶层4需全部覆盖第二区域B中的镀层并至少部分覆盖第一区域A中的镀层。感光胶层4也可以满版涂布，将第一区域A和第二区域B中的镀层全部覆盖，正如图5的剖面图所示。若第一区域A为显示区域、第二区域B为镂空区域，则感光胶层4须为负性感光胶层，即受到合适剂量的紫外光照射时会发生交联而不易溶于显影液，不被紫外光照射或照射不足时则易于溶于显影液。若第一区域A为镂空区域、第二区域B为显示区域，则感光胶层4须为正性感光胶，即受到合适剂量的紫外光照射时会发生分解而易于溶于显影液，不被紫外光照射或照射不足时难于溶于显影液。感光胶层4的厚度应大于100nm，小于1um。从涂重上讲，感光胶层4的干涂重应大于0.1g/m²，小于1g/m²；厚度太大，则需要的曝光剂量过高，且造成材料成本太高；厚度太小，则在去镀层工序中，欲保留的镀层得不到有效保护。感光胶层4形成后，在合适的烘烤条件下将溶剂烘干，以便完成收卷。

S14、在感光胶层4一侧以合适的曝光剂量进行曝光，以使得所述第一区域A和所述第二区域B其中一个区域上的所述感光胶层4在后续显影步骤中的溶解度大于另一个区域上的所述感光胶层4的溶解度，如图6的剖面图所示。

感光胶一般具有这样的特性，即在低于一定的曝光剂量（阈值）时，反应程度很小，而高于一定的剂量时几乎完全反应。对应负性感光胶而言，在低于一定的曝光剂量时，则易溶于显影液中，而高于一定的剂量时，则很难溶于显影液。对应正性感光胶而言，在低于一定的曝光剂量时，则难溶于显影液中，而高于一定的剂量时，则易溶于显影液。本发明即是利用了感光胶的这一特性。对于特定型号和厚度的感光胶，这一阈值有所不同，从几个mJ/cm²到几百mJ/cm²不等。

由于第一区域A中的起伏结构层的深宽比大于第二区域B中的起伏结构层的深宽比，所以当用光照射感光胶层4时，入射光会在第一区域A中的起伏结构层中反射数次，使得大部分入射光被感光胶层4吸收而发生反应且再反射到空气中的光很少，而在第二区域B，入射光被感光胶层4吸收的量则相对较少且大部分入射光都被再反射到空气中。或者说，第一区域A中的感光胶层4实际吸收的光能量远大于第二区域B中的感光胶层4实际吸收的光能量。这样，通过照射合适剂量的光，可使得第一区域的A中的感光胶层的曝光剂量大于其曝光阈值，第二区域B中的感光胶层的曝光剂量小于其曝光阈值，这样，若选择负性感光胶层，则第一区域A中的感光胶层在显影液中的溶解度远小于第二区域B中的感光胶层的溶解度；若选择正性感光胶层，则第一区域A中的感光胶层在显影液中的溶解度远大于第二区域B中的感光胶层的溶解度。曝光之后，根据情况选择是否需要再次烘干。一般来说，若选用的感光胶层为化学放大胶，则曝光之后需要再次烘干。

S15、用显影液进行显影，直到所述一个区域上的所述感光胶层4完全溶于所述显影液而所述另一个区域上的所述感光胶层4仍然存在为止，如图7a和图7b的剖面图所示。

这里做一补充说明，图7a、8a、9a、10a对应于采用负性感光胶层4达到保留第一区域A中的镀层3的目的，图7b、8b、9b、10b对应于采用正性感光胶层达到保留第二区域B中的镀层3的目的。

由于上述实际曝光剂量的差别，第一区域A中的感光胶层在显影液中的溶解度和第二区域B中的感光胶层在显影液中的溶解度有着明显的区别。若为负性感光胶层4，则在一定温度和浓度的显影液中，一定时间后，第二区域B中的感光胶层被显影液完全溶解，而第一区域A中的感光胶层没有被完全溶解，即第二区域B中的镀层完全暴露在外而第一区域A中的镀层仍被感光胶层完全覆盖。若为正性感光胶层，则在一定温度和浓度的显影液中，一定时间后，第一区域A中的感光胶层被显影液完全溶解，而第二区域B中的感光胶层没有被完全溶解，即第一区域A中的镀层完全暴露在外而第二区域B中的镀层仍被感光胶层完全覆盖。显影液可以是有机溶剂，也可以是无机溶液，优选为碱液。曝光温度根据感光胶层的性质确定，一般为20摄氏度到60摄氏度。

S16、去除未被所述感光胶层4保护的所述镀层3，如图8a和8b的剖面图所示。

一般而言，在单层金属镀层3或者多层结构镀层3中的反射层为铝层时，去除镀层3的反应氛围优选为碱液，即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，与镀层3进行反应的氛围还可以是诸如由无机酸、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式的、能够与镀层3反应的液体或气体。应当注意，若为负性感光胶层，则与镀层3反应的氛围应不与曝光后的第一区域A中的感光胶层反应，或者反应速率很慢以至于第二区域B中的镀层被去除完毕时第一区域A中的感光胶层仍完全的覆盖该区域中的镀层；若为正性感光胶层，则与镀层反应的氛围应不与第二区域B中的感光胶层反应，或者反应速率很慢以至于第一区域A中的镀层被去除完毕时第二区域B的感光胶层仍完全的覆盖该区域中的镀层。若镀层3为多层结构，而一次去镀层工序不能将多层结构中的所有层均去除时，可以进行多次去镀层工序，直至所有镀层结构均去除完全。

去镀层的溶液可以与显影液的构成相同，比如均为碱液。这样，实际操作中，显影过程和去镀层过程可在同一工序中完成。

至此，根据本发明的制备光学防伪元件的方法就实现了具有精确位于第一区域A或者第二区域B的镀层的光学防伪元件。

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，除去未被所述显影液溶解的感光胶层4，如图9a和9b的剖面图所示。该过程的目的是去除未被显影的感光胶层，防止对后续工艺或者最终产品的质量造成影响。去感光胶层的过程一般采用某种能与曝光后的感光胶材料反应的氛围，可以是化学反应过程，也可以是物理反应过程，这种氛围可以是有机溶剂，也可以是无机溶液，也可以是某种气体。但值得注意的是，该氛围应不与镀层3进行反应，以防止对镀层3造成损坏。当然，如果与其他工序的兼容性很好或者对产品的质量标准没有影响，可以不进行去感光胶层的过程，而是直接在未被所述显影液溶解的感光胶层4上形成保护层或/和功能涂层5，如图10a和10b所示。

在去除感光胶层4之后，可以在镀层3上形成保护层或/和功能涂层5，如图10a和10b所示。该保护层或/和功能涂层5可以是单层，也可以是多层，其一般具有保护作用以用于保护镀层3不被外界环境腐蚀，同时一般还具有与其他基材（例如纸张）粘合的作用。

采用根据本发明的方法制备的光学防伪元件可制作成为标签、标识、宽条、贴膜、安全线等产品，并采用抄造、烫印或贴合的方式与纸张结合，配合应用到钞票、有价证券、护照、税票等高端防伪产品上。

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。

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

1.一种制备光学防伪元件的方法，该方法包括：

在基材（1）上形成起伏结构层（2），该起伏结构层（2）包括至少第一区域（A）和第二区域（B），其中所述第一区域（A）中的起伏结构层的深宽比大于所述第二区域（B）中的起伏结构层的深宽比；

在所述起伏结构层（2）上形成镀层（3）；

在所述镀层（3）上形成感光胶层（4）；

在所述感光胶层（4）一侧以合适的曝光剂量进行曝光，以使得所述第一区域（A）和所述第二区域（B）其中一个区域上的所述感光胶层（4）在后续显影步骤中的溶解度大于另一个区域上的所述感光胶层（4）的溶解度；

用所述显影液进行显影，直到所述一个区域上的所述感光胶层（4）完全溶于所述显影液而所述另一个区域上的所述感光胶层（4）仍然存在为止；以及

去除未被所述感光胶层（4）保护的所述镀层（3）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域（A）中的起伏结构层的深宽比大于0.5，所述第二区域（B）中的起伏结构层的深宽比小于0.2或者为平坦结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域（A）中的起伏结构层的深度位于80nm～6000nm的范围内、宽度位于100nm～3000nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二区域（B）中的起伏结构层的深度位于20nm～1500nm的范围内、宽度位于100nm～3000nm的范围内，或者所述第二区域（B）中的起伏结构层为平坦结构。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域（A）中的起伏结构层为正弦光栅结构、闪耀光栅结构、矩形光栅结构、柱面光栅结构、球面光栅结构、一维光栅结构和二维光栅结构之一或其组合，所述第二区域（B）中的起伏结构层为正弦光栅结构、闪耀光栅结构、矩形光栅结构、柱面光栅结构、球面光栅结构、一维光栅结构、二维光栅结构和平坦结构之一或其组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基材（1）和所述起伏结构层（2）之间形成有便于所述基材（1）和所述起伏结构层（2）分离的剥离层。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基材（1）和所述起伏结构层（2）之间形成有用于增强所述基材（1）与所述起伏结构层（2）的粘结的粘结增强层。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述起伏结构层（2）由热塑性材料或者辐射固化材料制成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述镀层（3）为下述至少一者：

由铝、银、铜、锡、铬、镍、钛或者它们的合金构成的镀层，且该镀层的厚度使得所述镀层在所述第一区域（A）中的光学密度大于1.5；以及

多层干涉膜型镀层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述光学密度大于2且小于3.5。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多层干涉膜型镀层包括依次层叠的反射层、介电层和吸收层，并且该吸收层与所述起伏结构层（2）相接触。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述反射层由铝、银、铜、锡、铬、镍、钛或它们的合金构成，所述介电层由MgF₂、SiO₂、ZnS、TiN、TiO₂、TiO、Ti₂O₃、Ti₃O₅、Ta₂O₅、Nb₂O₅、CeO₂、Bi₂O₃、Cr₂O₃、Fe₂O₃、HfO₂或ZnO构成，所述吸收层由铬、镍、铝、银、铜、锡、钛或它们的合金构成，而且所述反射层的厚度使得该反射层在所述第一区域（A）中的光学密度大于1.5。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述光学密度大于2且小于3.5。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感光胶层（4）的涂布厚度大于100nm且小于1um，干涂重大于0.1g/m²且小于1g/m²。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感光胶层（4）为负性感光胶层或正性感光胶层，且所述曝光剂量在10mJ/cm²～500mJ/cm²范围内。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显影液为有机溶剂或无机溶剂。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，在去除未被所述感光胶层（4）保护的所述镀层（3）之后，该方法还包括：

除去未被所述显影液溶解的感光胶层（4），并然后在所述镀层（3）上形成保护层或/和功能涂层（5）；或者

直接在未被所述显影液溶解的感光胶层（4）上形成保护层或/和功能涂层（5）。