CN106142875A - 薄膜标识及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种薄膜标识及其制造方法。通过激光刻蚀的方式镂空薄膜基层上方的金属层，从而使得薄膜标识可以具备由镂空结构和图案化的金属层共同构成的各种图案，激光刻蚀的高度可控性以及相对于模压技术的低成本使得本发明的薄膜标识可以添加个性化的信息以及小批量制造。

Description

薄膜标识及其制造方法

技术领域

本发明涉及产品标识以及防伪领域，具体涉及一种薄膜标识及其制造方法。

背景技术

标识和防伪是所有证件以及产品所需要解决的重要问题。激光全息膜作为主要的光学可变装置(OVD，optical variable device)的载体被广泛应用于对证件以及产品进行标识和防伪。

现有的激光全息膜通常通过激光制版制作承载全息图像的转印模板，通过转印模板模压激光全息膜将全息图像或预订的图案转印到激光全息膜的基层上。

通过现有技术制造的激光全息膜标识成本较高，必须大批量制造。其无法实现为薄膜标识添加唯一标记或相对独有的防伪标记。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种薄膜标识及其制造方法，以实现对于薄膜标识的个性化信息添加。

第一方面，提供一种薄膜标识制造方法，所述薄膜包括透明的基层和覆盖所述基层的金属层，所述方法包括：

按预定图案控制激光移动轨迹，刻蚀所述基层上的金属层，形成图案化的镂空结构。

优选地，所述图案化的镂空结构和金属层形成第一图文和第二图文，所述第二图文叠置于所述第一图文中，所述第一图文和所述第二图文为图案和/或文字。

优选地，所述镂空结构包括线宽小于200微米的微图案或微文字；和/或

所述镂空结构使得图案化的金属层包括线宽小于200微米的微图案 或微文字。。

优选地，所述薄膜为激光全息膜，所述基层包括膜层和模压层，所述模压层模压形成有预定的光学可变图案。

优选地，所薄膜具有由图案化的金属层形成的二维码或条形码图形，所述微图案或微文字形成在所述二维码或条形码的非关键位置。

图案化第二方面，提供一种薄膜标识，包括：

透明的基层；和

覆盖所述基层的金属层；

所述金属层具有露出所述基层的图案化的镂空结构，所述镂空结构通过按照预定图案控制激光移动轨迹刻蚀形成。

优选地，所述图案化的镂空结构和金属层形成第一图文和第二图文，所述第二图文叠置于所述第一图文中，所述第一图文和所述第二图文为图案和/或文字。

优选地，所述镂空结构为线宽小于200微米的微图案或微文字；和/或

所述镂空结构使得图案化的金属层包括线宽小于200微米的微图案或微文字。

优选地，所述薄膜为激光全息膜，所述基层包括膜层和模压层，所述模压层模压形成有预定的光学可变图案。

优选地，所薄膜具有由图案化的金属层形成的二维码或条形码图形，所述微图案或微文字形成在所述二维码或条形码的非关键位置。

通过激光刻蚀的方式镂空薄膜基层上方的金属层，从而使得薄膜标识可以具备由镂空结构和图案化的金属层共同构成的各种图案，激光刻蚀的高度可控性以及相对于模压技术的低成本使得本发明的薄膜标识可以添加个性化的信息以及小批量制造。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1A是本发明实施例的未刻蚀的激光全息膜截面示意图；

图1B是本发明实施例的经刻蚀获得薄膜标识的截面示意图；

图1C是本发明实施例的另一种激光全息膜在未刻蚀状态示意图；

图1D是本发明实施例的包括保护层的经刻蚀的薄膜标识的截面示意图；

图2是用于制造本发明实施例的薄膜标识的激光刻蚀系统的示意图；

图3是本发明实施例中具有二维码和微文字的薄膜标识的示意图；

图4是本发明实施例中具有条形码和微文字的薄膜标识的示意图；

图5是本发明实施例中包括由图案化的金属层构成的微文字的薄膜标识的示意图；

图6是本发明实施例中通过激光刻蚀形成叠置的图案的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

应当理解，在描述装置的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果进行翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

在表述相对位置关系时，将位于筒状结构部件所包围的区域内称为位于该部件的内侧，将位于筒状结构部件所包围的区域外称为位于该部件的外侧。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于 描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，术语“薄膜”是相对于“厚膜”而言，“厚膜”厚膜是指在衬底上用印刷烧结等技术所形成的厚度为10微米到数十微米的膜层，“薄膜”是指厚度小于10微米的单一或复合膜层。

本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1A是本发明实施例的未刻蚀的激光全息膜截面示意图。如图1A所示，激光全息膜1包括透明的基层11和覆盖基层11的金属层12(通常为铝层)。其中，透明的基层11包括膜层11a和模压层11b。膜层11a用于承载模压层11b。模压层11b可以经过转印模压形成全息图像。金属层12覆盖基层11，通常用于为透明的基层11提供反光。

图1C是本发明实施例的另一种激光全息膜在未刻蚀状态示意图。如图1C所示，该类型的激光全息膜1还可以包括覆盖金属层12的保护层13。保护层13用于保护金属层，并可以提供其他功能(例如提供粘合剂的附着表面等)。应理解，保护层13对于激光全息膜以及实施本发明实施例并非必须的。

还应理解，虽然本实施例以激光全息膜为例进行说明，但是本发明实施例也适用于不包括模压层11b的薄膜材料。

在激光全息膜中，金属层12的厚度通常为1-3微米，通过能量较低的激光光束可以将金属层12蒸发露出部分基层11由此使得金属层12被图案化。由于现有的激光雕刻机可以被控制器精确地控制，同时激光的功率以及光束宽度(也即，激光束光着点的直径)均可调节，因此，可以利用现有激光雕刻机对金属层12进行高精度地刻蚀操作。

图1B是本发明实施例的经刻蚀获得薄膜标识的截面示意图。如图1B所示，薄膜标识包括透明的基层11和图案化的金属层12。图案化的金属层12的部分区域14被激光刻蚀镂空，从而露出下方的基层11。某些情况下，基层11的模压层可能被部分刻蚀，但不会影响薄膜标识的整体效果。

图1D是本发明实施例的包括保护层的经刻蚀的薄膜标识的截面示意图。由于激光雕刻或刻蚀的原理在于被雕刻或刻蚀的表面材料接触到 激光后，吸收激光的能量，材料的分子或原子之间结构由于受激而被破坏，吸收激光能量的材料分子或原子会气化逸出。对于存在保护层13的激光全息膜，通过调节激光的波段、脉冲，可以使得保护层13(通常部分透明的薄层)对激光进行透射，激光被保护层13下方的金属层12吸收。在激光的功率较小时，金属层12吸收基本全部的激光能量后由于受激而气化(而非因为温度上升而气化)，气化后的金属原子穿过保护层13逸出。由于金属层被刻蚀过程中温度可控，因此可以在保持保护层13不被物理损坏的前提下对其下方的金属层12图案化。例如，在金属层12为铝层时，采用红外波段的半导体激光对金属层12进行刻蚀可保证PVC保护层13不被破坏。因此，如图1D所示，以上述方法进行刻蚀后，金属层12上形成镂空结构14，而基层11和保护层13保持基本完整。

图2是用于制造本发明实施例的薄膜标识的激光刻蚀系统的示意图。如图2所示，所述激光刻蚀系统包括激光雕刻机2和控制器3。控制器2优选为计算机，其可以将预定的图案输入到激光雕刻机，按预定图案控制激光移动轨迹，刻蚀激光全息膜1的金属层12，形成图案化的镂空结构13。

由此，通过激光刻蚀系统可以在已经形成有全息图案的激光全息膜上形成任何所需要的图案。这种图案化的激光全息膜在批量制造的全息膜产品基础上加工而成，可以添加更多的个性化信息，并支持低成本、小批量的生产。同时，激光全息膜的全息图案可以提供附加的防伪功能。

通过激光刻蚀获得镂空结构或图案化的金属层可以用于表示人或机器可识别信息(例如，文字、序列号、条形码或二维码)，也可以用于进行防伪。而模压形成的全息图案无法使得二维码等机器可识别图案可用。

而且，由于基层11是透明的，镂空结构部分的图案为透明的，薄膜标识可以部分露出其附着的产品颜色，具有更佳的标识效果。

对于激光雕刻机，在具有相同强度的激光束穿过透镜汇聚到靶材表面会形成艾丽光斑(airy disk)，其尺寸决定了焦点处的激光强度和分辨率。系统的分辨率基于两个可被区分的点的最小距离r确定。在光学系统中，该最小距离r被定义为：

$r=\frac{1.22\mathrm{\λ}}{2n\sin \mathrm{\θ}}=\frac{0.61\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}$

其中，λ为激光波长；n为辐射点左右的折射率；θ为射到靶材表面的入射光束的汇聚角度；NA为激光雕刻机的透镜的数值孔径(numerical aperture)。通过使用具有较大数值孔径的透镜，可以减小可以达到的所述最小距离r。根据以上公式，红外线波段激光使用通常的数值孔径的透镜系统理论上可以获得最小3.416微米的点间距离。

实际中，通过控制激光雕刻机，每次激光刻蚀可以在金属层12上形成直径或点间最小距离在50微米左右的点状镂空，这类点状镂空的直径小于人眼能够分辨的最小尺寸(约200微米)。进而，这些点状的镂空可以组合成最小点间距小于200微米的直线或曲线，这些直线或曲线可以用于形成肉眼无法识别的微图案或微文字。这些微图案或微文字可以刻蚀在薄膜标识的预定位置，与激光刻蚀形成的宏观图案相结合进行信息标识和防伪。

图3是本发明实施例中具有二维码和微文字的薄膜标识的示意图。如图3所示，通过激光刻蚀可以将金属层12图案化为二维码(例如，QR码)，该二维码可以被机器识别。同时，在二维码的非关键区域，例如图3所示的定位图形区，可以通过激光刻蚀微文字，该微文字肉眼无法识别，其可以是二维码的验证信息或防伪信息。在本发明实施例中，非关键区域是指增加微文字或微图案后不影响机器识别二维码或条形码的区域，其通常位于二维码或条形码中进行定位或对识别精度要求不高的区域。

应理解，微文字为字母、汉字、数字等组成的序列。同时，图3所示的微文字可以替代为微图案。

优选地，如图3所示，所述的微文字可以是每个薄膜标识唯一的序列码(100000002)，由此，所有的薄膜标识具有肉眼不可识别(可被高分辨率图像采集装置或放大镜识别)的唯一序列码，增强了其防伪性能。

图4是本发明实施中具有条形码和微文字的薄膜标识的示意图。与图3类似，通过激光刻蚀可以将金属层12图案化为条形码，该条形码可以被机器识别。同时，在条形码的非关键区域，例如较粗的条状线区域， 可以通过激光刻蚀微文字，该微文字肉眼无法识别，其可以是条形码的验证信息或防伪信息。

应理解，图4所示的微文字可以替代为微图案。

优选地，所述的微文字可以是每个薄膜标识唯一的序列码，由此，所有的薄膜标识具有肉眼不可识别的唯一序列码，增强了其防伪性能。

同时，如上所述，由于基层11是透明的，薄膜标识中金属层被镂空的部分图案为透明的，薄膜标识可以部分露出其附着的产品颜色。因此，薄膜标识利用其附着产品的颜色作为条形码或二维码中深色区域的部分，也即，利用镂空结构而非图案化的金属层作为机器可识别图案的深色区域。

同时，在图3和图4所示的实施例中，微文字通过镂空的线条构成。然而，通过刻蚀较多的区域也可以使得刻蚀剩余的、图案化的金属层形成所述微文字。图5是本发明实施例中包括由图案化的金属层构成的微文字的薄膜标识的示意图。如图5所示，微文字形成在二维码的定位图形区的空白区域。

还应理解，微文字或微图案并不限于与机器可识别图形结合使用，其可以与任何刻蚀图案或文字结合，也可以作为唯一的激光刻蚀图案设置于激光全息膜上。

由此，通过激光刻蚀的方式镂空薄膜基层上方的金属层，从而使得薄膜标识可以具备由镂空结构和图案化的金属层共同构成的各种图案，激光刻蚀的高度可控性以及相对于模压技术的低成本使得本发明的薄膜标识可以添加个性化的信息以及小批量制造。

同时，通过激光可以形成尺寸极小的线条的特点，可以通过激光刻蚀在金属层形成微文字和微图案，利用微文字或微图案与机器可识别图案结合能够增加薄膜标签的信息量以及防伪性能。

通过激光刻蚀也可以不仅仅叠置形成微图案或微文字，也可以叠置两个可以肉眼识别的图案或文字。图6是本发明实施例中通过激光刻蚀形成叠置的图案的示意图。如图6所示，图案化的镂空结构和金属层形成第一图文和第二图文，所述第二图文叠置于所述第一图文中。其中，第一图文为二维码，所述第二图文为带有文字的企业标识。第二图文叠 置于第一图文的定位区域。

由此，通过激光刻蚀叠置可见的图文，使得薄膜标识具有更大的信息量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜标识制造方法，所述薄膜包括透明的基层和覆盖所述基层的金属层，所述方法包括：

按预定图案控制激光移动轨迹，刻蚀所述基层上的金属层，形成图案化的镂空结构。

2.根据权利要求1所述的薄膜标识制造方法，其特征在于，所述图案化的镂空结构和金属层形成第一图文和第二图文，所述第二图文叠置于所述第一图文中，所述第一图文和所述第二图文为图案和/或文字。

3.根据权利要求1所述的薄膜标识制造方法，其特征在于，所述镂空结构包括线宽小于200微米的微图案或微文字；和/或

所述镂空结构使得图案化的金属层包括线宽小于200微米的微图案或微文字。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的薄膜标识制造方法，其特征在于，所述薄膜为激光全息膜，所述基层包括膜层和模压层，所述模压层模压形成有预定的光学可变图案。

5.根据权利要求4所述的薄膜标识制造方法，其特征在于，所薄膜具有由图案化的金属层形成的二维码或条形码图形，所述微图案或微文字形成在所述二维码或条形码的非关键位置。

6.一种薄膜标识，包括：

透明的基层；和

覆盖所述基层的金属层；

所述金属层具有露出所述基层的图案化的镂空结构，所述镂空结构通过按照预定图案控制激光移动轨迹刻蚀形成。

7.根据权利要求6所述薄膜标识，其特征在于，所述图案化的镂空结构和金属层形成第一图文和第二图文，所述第二图文叠置于所述第一图文中，所述第一图文和所述第二图文为图案和/或文字。

8.根据权利要求6所述的薄膜标识，其特征在于，所述镂空结构为线宽小于200微米的微图案或微文字；和/或

所述镂空结构使得图案化的金属层包括线宽小于200微米的微图案或微文字。

9.根据权利要求6至8任一项所述的薄膜标识，其特征在于，所述薄膜为激光全息膜，所述基层包括膜层和模压层，所述模压层模压形成有预定的光学可变图案。

10.根据权利要求8所述的薄膜标识，其特征在于，所薄膜具有由图案化的金属层形成的二维码或条形码图形，所述微图案或微文字形成在所述二维码或条形码的非关键位置。