CN108773229B - 防伪装置及制造方法和安全票证 - Google Patents

防伪装置及制造方法和安全票证 Download PDF

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Abstract

一种防伪装置及制造方法和安全票证，防伪装置包括透明承载层(1)、第一层(2)、第二层(8)、第一微图案结构(23)、第二微图案结构(25)和磁性编码阵列(29)，通过圆锥体微透镜单元(6)观察第一微图案结构(23)形成立体的第一防伪图案，通过圆锥体微透镜单元(6)观察第二微图案结构(25)形成立体的第二防伪图案，通过第二球面微透镜单元(12)和圆锥体微透镜单元(6)观察第二微图案结构(25)形成立体的第三防伪图案，第三防伪图案由第二防伪图案和凹凸微结构套准形成，每个磁性编码(30)的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，斜边的倾斜角度处于30‑60度，磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄。

Description

防伪装置及制造方法和安全票证
技术领域
本发明属于防伪领域，特别是涉及一种防伪装置及制造方法和安全票证。
背景技术
随着科技的发展，制造业也在不断发展，给社会带来了便捷和巨大的经济利益，同时也给伪造带来了便利，能携带更多信息的防伪装置更是成为防伪的主流，防伪装置用于保护安全文件和有价文件以防伪造或复制,已经开发出多种具有防伪功能的防伪装置。例如：利用光学可变技术，可以有效识别通过复印、扫描等伪造方式对有价物品被假冒、伪造。由于光变技术中采用的成像系统记录的是被复制品表面的散射光信息，因此，通过复印、扫描等伪造方式无法复制出具有光变效果的伪造品。并且，利用光变技术制作成的防伪装置具有随角度变色特征，易于被大众识别，有助于从流通领域阻止伪造品的传播。防伪装置从人眼视觉特征来看，可以在不同角度给观察者展现出不同的视觉图像，例如：不同的色彩，随着观察角度的不同，图案颜色的变化容易引起人们的注意，利用这样的防伪特征可方便观察者快速地对有价物品的真伪做出判断，保护大众的切身经济利益，并从最广泛的领域中阻截伪造物品的流通，在近年来得到了广泛的应用。
随着光学可变技术的不断发展与市场化，伪造手段逐渐提高，使光学可变元件越来越容易于被效仿，降低了其防伪性能。具有随角度色效果的多层光学膜在礼品及高档商品包装方面的应用越来越普遍，使得随角度可变技术的防伪功效受到了挑战。因此，采用光学可变防伪技术开发出来的防伪装置的防伪安全性越来越受到挑战，因此，防伪装置必须不断改进。
专利文献CN104875523公开的光学防伪元件和产品及制备光学防伪元件的方法和设备，该方法包括：在第一版辊的凹槽中填充第一辐射固化材料，所述第一版辊的凹槽宽度为微米或亚微米量级以使得与所述第一版辊的凹槽分布相同的微图文图案的精细度达到微米或亚微米量级；除去位于所述第一版辊的凹槽以外部分上的所述第一辐射固化材料；使所述第一版辊的凹槽中的第一辐射固化材料与所述基材的上表面相接触；利用第一辐射固化源对所述第一辐射固化材料进行辐射固化，并且辐射固化后所述第一辐射固化材料与所述基材的结合强度大于所述第一辐射固化材料与所述第一版辊的结合强度；以及使所述基材与所述第一版辊分离，以使得所述第一辐射固化材料从所述第一版辊的凹槽中剥离并依附于所述基材的上表面上，从而由剥离的所述第一辐射固化材料形成所述微图文图案。该专利具有高的对比度、较强的公众吸引力和更高的抗伪造能力。但该专利防伪特征单一、无法形成整体上一体的防伪产品且容易仿造以及仿造成本低。
专利文献CN103260894公开的一种具有带有第一图案(4)的面图案区域(3)的光学可变元件，所述第一图案包括多个经由整个所述第一图案(4)延伸的子结构(8)，所述子结构分别具有交替布置的亮和暗的部分区域，其中，每个子结构(8)在位于第一平面中的第一观察角度(αx)相对于预定的照射方向(P1)改变的情况下仅在所述第一观察角度(αx)中的恰好一个第一观察角度的条件下是可见的，并且所有第一观察角度(αx)均不同，从而能够根据所述第一观察角度(αx)觉察到具有相应的子结构(8)的所述第一图案(4)。该专利提供一种具有带有第一图案的面图案区域的光学可变元件，该图案在较大的空间角度上总是以极其良好地对比度可见，但该专利防伪特征单一、无法形成整体上一体的防伪产品且容易仿造以及仿造成本低。
专利文献CN106457872公开的安全元件，包括一个衬底，在该衬底上：在第一区中，布置第一光学可变设备，该第一光学可变设备包括一个衍射或反射浮雕结构和遵循该浮雕结构的轮廓的反射增强材料；且在第二区中，布置第二光学可变设备，该第二光学可变设备包括虹彩振幅干涉材料；其中该第一光学可变设备由沿着该安全元件的一个预定方向以一个循环重复顺序安排的多个子区构成，所述多个子区共同形成该第一区，该衍射或反射浮雕结构的浮雕参数在每个重复循环内从一个子区到下一个子区变化，由此在任何一个视角下，在任何一个重复循环内的每个子区表现出与相同的重复循环内的其他子区的衍射颜色或反射强度不同的衍射颜色或反射强度，且使得，当使该设备倾斜时，不同的衍射颜色或反射强度显现为在每个重复循环内沿着该预定方向从一个子区到下一个子区移动。该专利采用了虹彩振幅干涉材料提高了仿造成本，但该专利生产成本高，专利防伪特征无法形成有机的整体。
因此，本领域急需要解决的技术问题在于，即提供一种防伪装置及其制造方法和安全票证，其中，防伪装置具有多种光学防伪效果且多种防伪特征共同作用形成有机整体，其中的防伪特征互相作用提高了仿造成本和防伪效果，可以使用检测设备进行检测且防伪效果好。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
本发明的一方面，一种防伪装置包括：
透明承载层，其包括上表面和下表面，
第一层，设在所述上表面上的第一层包括圆锥体微透镜阵列、第一起伏结构和第二起伏结构，所述圆锥体微透镜阵列包括多个均匀间隔分布在上表面的圆锥体微透镜单元，所述第一起伏结构为非对称齿状衍射结构，其上设有周期为290nm至310nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向的亚波长光栅浮雕结构，所述第二起伏结构包括六棱锥压花结构、涂覆在所述六棱锥压花结构上的铝反射层、气相沉积在所述铝反射层上的电介质层和设在所述电介质层上的吸收层，
透明涂层，设在所述第一层上的透明涂层为中性树脂涂层，其包括水平的顶表面，
第二层，设在所述顶表面上的第二层包括球面微透镜阵列，所述球面微透镜阵列包括多个均匀间隔分布的球面微透镜单元，球面微透镜单元包括多个在垂直方向上不对齐所述圆锥体微透镜单元的第一球面微透镜单元和多个在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元的第二球面微透镜单元，所述第二球面微透镜单元的外表面均布多个凹凸微结构，凹凸微结构的深度处于0.2-0.4微米之间，其中，所述透明承载层在垂直方向上经由第一球面微透镜单元、第二球面微透镜单元和圆锥体微透镜单元分为与圆锥体微透镜单元对齐的第一区域、与第一球面微透镜单元对齐的第二区域、与第二球面微透镜单元对齐的第三区域以及第一、第二和第三区域之外的背景区域，第一起伏结构和第二起伏结构交错布置在所述背景区域，
第一微图案结构，设在下表面的第一区域的第一微图案结构包括带有第一微图案的UV光固油墨层，通过所述圆锥体微透镜单元观察所述第一微图案结构形成立体的第一防伪图案，
第二微图案结构，设在下表面的第二区域和第三区域的第二微图案结构包括带有第二微图案的金属层、介质层和金属薄膜层，通过所述圆锥体微透镜单元观察所述第二微图案结构形成立体的第二防伪图案，通过所述第二球面微透镜单元和圆锥体微透镜单元观察所述第二微图案结构形成立体的第三防伪图案，所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构套准形成，
磁性编码阵列，其包括按照预定顺序排列在所述下表面的背景区域的多个磁性编码，每个所述磁性编码的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，所述斜边的倾斜角度处于30-60度，所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄。
在所述的防伪装置中，所述透明承载层由双轴向聚丙烯构成厚度为22至24微米的柔性透明层。
在所述的防伪装置中，圆锥体微透镜单元的孔径为d1，高度为h1，圆锥体微透镜单元和第一微图案结构之间的距离第一球面微透镜单元和/或第二球面微透镜单元的孔径为d2，高度为h2，第一球面微透镜单元和/或第二球面微透镜单元与第二微图案结构之间的距离孔径d2大于孔径d1。
在所述的防伪装置中，非对称齿状衍射结构至少包括处于30-40度之间的第一倾斜角度和15-25度之间的第二倾斜角度，且第一倾斜角度大于第二倾斜角度，非对称齿状衍射结构的锯齿的深宽比大于1.5且相邻锯齿的间距处于2-3微米。
在所述的防伪装置中，亚波长光栅浮雕结构上设有法布里-珀罗谐振腔的反射涂层。
在所述的防伪装置中，六棱锥压花结构经由预定角度压花形成六棱锥阵列，铝反射层的厚度为25纳米-35纳米，所述电介质层为气相沉积的MgF2层且厚度为40纳米-50纳米，吸收层为铬吸收层且厚度为60-70纳米。
在所述的防伪装置中，所述金属层为镍金属层且厚度为20纳米-30纳米、介质层为聚氯乙烯层且厚度为80-100纳米和金属薄膜层为铝金属薄膜层且厚度为10纳米-15纳米。
在所述的防伪装置中，所述磁性编码阵列含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的剩磁值大于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为2:1，所述磁性编码阵列经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列形成磁性编码图案。
本发明的另一方面，一种制造所述的防伪装置的方法步骤包括：
第一步骤，布置具有上表面和下表面的透明承载层；
第二步骤，在第一层的第一区域上模压多个圆锥体微透镜单元以形成圆锥体微透镜阵列，在第一层的背景区域上交错布置第一起伏结构和第二起伏结构，其中，在背景区域上压印形成非对称齿状衍射结构，非对称齿状衍射结构上固化形成亚波长光栅浮雕结构，在背景区域上预定角度压花形成六棱锥阵列，在六棱锥阵列上涂覆铝反射层，电介质层气相沉积在所述铝反射层上，吸收层覆盖所述电介质层；
第三步骤，在所述第一层上涂覆透明涂层，在顶表面上的第二区域上模压多个第一球面微透镜单元，以及在第三区域上模压多个第二球面微透镜单元以形成球面微透镜阵列，其中，第二球面微透镜单元在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元，所述第二球面微透镜单元的外表面凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成多个均布的凹凸微结构；
第四步骤，在下表面的第一区域凹版印刷可固化油墨形成带有第一微图案的UV光固油墨层；
第五步骤，在下表面的第二区域和第三区域蒸镀带有第二微图案的金属层，在所述金属层上模制介质层，最后蒸镀金属薄膜层；
第六步骤，在所述下表面的背景区域印刷按照预定顺序排列印刷磁性编码形成磁性编码阵列，其中，每个所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄，所述磁性编码阵列经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列形成磁性编码图案。
本发明的又一方面，一种用于防伪的安全票证包括所述的防伪装置。
本发明的优势在于，本发明的第一起伏结构通过非对称齿状衍射结构和周期为290nm至310nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向的亚波长光栅浮雕结构形成的独特的衍射效果可作为第一防伪特征，且由于在预定的背景区域上压印形成非对称齿状衍射结构，非对称齿状衍射结构上固化形成亚波长光栅浮雕结构使得仿造难度和仿造成本提高，本发明在背景区域上预定角度压花形成六棱锥阵列，在六棱锥阵列上涂覆铝反射层，电介质层气相沉积在所述铝反射层上，吸收层覆盖所述电介质层形成了色移效果，六棱锥压花结构在色移效应作用下可作为第二防伪特征，设在下表面的第一区域的第一微图案结构包括带有第一微图案的UV光固油墨层，通过所述圆锥体微透镜单元观察所述第一微图案结构形成立体的第一防伪图案可作为第三防伪特征，设在下表面的第二区域和第三区域的第二微图案结构包括带有第二微图案的金属层、介质层和金属薄膜层，通过所述圆锥体微透镜单元观察所述第二微图案结构形成立体的第二防伪图案，可作为第四防伪特征的第二防伪图案和第一防伪图案不仅图案上不同，而且形成的立体方位也不同，进一步提高了防伪效果，通过所述第二球面微透镜单元和圆锥体微透镜单元观察所述第二微图案结构形成立体的第三防伪图案，可作为第五防伪特征的所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构套准形成，其显著提高了仿造难度和仿造成本，大大提升了防伪效果。按照预定顺序排列在所述下表面的背景区域的多个磁性编码，每个所述磁性编码的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，所述斜边的倾斜角度处于30-60度，所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄，因此，磁性编码阵列形成了独特的防伪图案，通过控制磁性编码的斜边和斜边的倾斜角度使得检测波形具有独特的防伪性，显著提高了防伪装置的防伪性，因此，本发明通过第一、第二、第三区域和背景区域的交错布置以及其相应的防伪特征形成的整体防伪效果非常显著，本发明的防伪装置在多种防伪技术共同作用下难以仿造且防伪效果好，还可以使用检测设备进行检测。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的防伪装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的制造防伪装置的方法步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明的一个实施例的防伪装置的结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。
本发明所基于的任务在于提高防伪文件、尤其是车票和票证的防伪性。如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种防伪装置,所述防伪装置包括：
透明承载层1，其包括上表面和下表面，
第一层2，设在所述上表面上的第一层2包括圆锥体微透镜阵列3、第一起伏结构4和第二起伏结构5，所述圆锥体微透镜阵列3包括多个均匀间隔分布在上表面的圆锥体微透镜单元6，所述第一起伏结构4为非对称齿状衍射结构，其上设有周期为290nm至310nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向的亚波长光栅浮雕结构18，所述第二起伏结构5包括六棱锥压花结构19、涂覆在所述六棱锥压花结构19上的铝反射层20、气相沉积在所述铝反射层20上的电介质层21和设在所述电介质层21上的吸收层22，
透明涂层7，设在所述第一层2上的透明涂层7为中性树脂涂层，其包括水平的顶表面，
第二层8，设在所述顶表面上的第二层8包括球面微透镜阵列9，所述球面微透镜阵列9包括多个均匀间隔分布的球面微透镜单元10，球面微透镜单元10包括多个在垂直方向上不对齐所述圆锥体微透镜单元6的第一球面微透镜单元11和多个在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元6的第二球面微透镜单元12，所述第二球面微透镜单元12的外表面均布多个凹凸微结构13，凹凸微结构13的深度处于0.2-0.4微米之间，其中，所述透明承载层1在垂直方向上经由第一球面微透镜单元11、第二球面微透镜单元12和圆锥体微透镜单元6分为与圆锥体微透镜单元6对齐的第一区域14、与第一球面微透镜单元11对齐的第二区域15、与第二球面微透镜单元12对齐的第三区域16以及第一、第二和第三区域之外的背景区域17，第一起伏结构4和第二起伏结构5交错布置在所述背景区域17，
第一微图案结构23，设在下表面的第一区域14的第一微图案结构23包括带有第一微图案的UV光固油墨层24，通过所述圆锥体微透镜单元6观察所述第一微图案结构23形成立体的第一防伪图案，
第二微图案结构25，设在下表面的第二区域15和第三区域16的第二微图案结构25包括带有第二微图案的金属层26、介质层27和金属薄膜层28，通过所述圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成立体的第二防伪图案，通过所述第二球面微透镜单元12和圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成立体的第三防伪图案，所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构(13)套准形成，
磁性编码阵列29，其包括按照预定顺序排列在所述下表面的背景区域17的多个磁性编码30，每个所述磁性编码30的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，所述斜边的倾斜角度处于30-60度，所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄。
在本发明中，透明承载层1是透明的或是半透明的，其中透明在本发明上下文中意指透射的光基本上散射或扩散，“透明”是指在人眼可见波长范围内大于80％、进一步优选大于90％的透射率。
在本发明中，透明承载层1提供了防伪装置的承载体，透明承载层1可以透射可见光或不可见光，从而通过在上表面和下表面的层反射、衍射和折射等作用进行防伪。本发明的第一起伏结构4通过非对称齿状衍射结构和周期为290nm至310nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向的亚波长光栅浮雕结构18形成的独特的衍射效果可作为第一防伪特征，且由于在预定的背景区域17上压印形成非对称齿状衍射结构，非对称齿状衍射结构上固化形成亚波长光栅浮雕结构18使得仿造难度和仿造成本提高，本发明在背景区域17上预定角度压花形成六棱锥阵列，在六棱锥阵列上涂覆铝反射层20，电介质层21气相沉积在所述铝反射层20上，吸收层22覆盖所述电介质层21形成了色移效果，六棱锥压花结构19在色移效应作用下可作为第二防伪特征，设在下表面的第一区域14的第一微图案结构23包括带有第一微图案的UV光固油墨层24，通过所述圆锥体微透镜单元6观察所述第一微图案结构23形成立体的第一防伪图案可作为第三防伪特征，设在下表面的第二区域15和第三区域16的第二微图案结构15包括带有第二微图案的金属层26、介质层27和金属薄膜层28，通过所述圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成立体的第二防伪图案，可作为第四防伪特征的第二防伪图案和第一防伪图案不仅图案上不同，而且形成的立体方位也不同，进一步提高了防伪效果，通过所述第二球面微透镜单元12和圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成立体的第三防伪图案，可作为第五防伪特征的所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构套准形成，其显著提高了仿造难度和仿造成本，大大提升了防伪效果。按照预定顺序排列在所述下表面的背景区域17的多个磁性编码30，每个所述磁性编码30的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，所述斜边的倾斜角度处于30-60度，所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄，因此，磁性编码30阵列形成了独特的防伪图案，通过控制磁性编码的斜边和斜边的倾斜角度使得检测波形具有独特的防伪性，显著提高了防伪装置的防伪性，因此，本发明通过第一、第二、第三区域和背景区域的交错布置以及其相应的防伪特征形成的整体防伪效果非常显著，本发明的防伪装置在多种防伪技术共同作用下难以仿造且防伪效果好。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，所述透明承载层1由双轴向聚丙烯构成厚度为22至24微米的柔性透明层。在本发明中，经研究发现，22至24微米的柔性透明层承载圆锥体微透镜阵列3、所述球面微透镜阵列9、第一起伏结构4、第二起伏结构5、第一微图案结构23、第二微图案结构25以及磁性编码阵列的光学效果显著，第二微图案结构25也可能是塑料基层。基层可具有例如一个或多个作为其他防伪装置的以下元件：水印、防伪印、防伪线、具有一个或多个起到例如全息或衍射光学结构作用的防伪特征的贴片。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，圆锥体微透镜单元6的孔径为d1，高度为h1，圆锥体微透镜单元6和第一微图案结构23之间的距离其中，第一球面微透镜单元11和/或第二球面微透镜单元12的孔径为d2，高度为h2，第一球面微透镜单元11和/或第二球面微透镜单元12与第二微图案结构25之间的距离孔径d2大于孔径d1。当观察者从上表面一侧观察时，圆锥体微透镜单元6和第一微图案结构23之间的距离产生立体的第一防伪图案，该第一防伪图案立体感强且清晰度高，视觉效果明显，第一球面微透镜单元11和/或第二球面微透镜单元12与第二微图案结构25之间的距离使得通过所述圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成的立体的第二防伪图案立体感强且清晰度高，视觉效果明显，通过所述第二球面微透镜单元12和圆锥体微透镜单元6观察所述第二微图案结构25形成立体的第三防伪图案，所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构套准形成，显著提高了防伪效果。在一个实施例中，所述凹凸微结构的轮廓形状和/或峰谷深度提高本发明的反射效果。本发明的凹凸微结构具有至少一个特有的几何大小，例如长度、间距、宽度、深度等，所述“深度”处于微米范围中，深度处于0.2-0.4微米之间的范围中。在一个实施例中，所述凹凸微结构的颜色印象或颜色效果在直接反射中是可见的，即在镜面反射条件下，是入射光的角度是直射光的角度。优选地，通过对所述凹凸微结构的峰谷深度和轮廓形状的相应选择，如果入射角和出射角同时从例如10°变为20°，则还产生可清楚识别的颜色变化。凹凸微结构不对称交叉光栅对反射光TE-偏振组分和反射光的TM-偏振组分。。在平面中旋转的情况中，即与方位角无关，凹凸微结构的颜色印象通常是相同的。当观察TE-偏振组分时，出现基本为第一颜色印象。转过90°，则看到显示第二颜色。在一个实施例中，对于上表面的表面法线，凹凸微结构的颜色印象或颜色效果在直接反射中是可见的，即在镜面反射条件下，是入射光的角度是直射光的角度。如果入射角和出射角同时从例如10°变为20°，则还产生可清楚识别的颜色变化。有时发生从一种颜色到另一种颜色的变化。进一步对凹凸结构的轮廓形状进行选择，凹凸结构由具有宽谷的窄峰排列组成，并且当从另一侧观察时，这种凹凸结构由具有窄深谷的宽峰组成。在一个实施例中，齿状衍射结构可以形成多个预定方向的图案，所述图案可以是预定的文字、图形、标记、符号或数字。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，非对称齿状衍射结构至少包括处于30-40度之间的第一倾斜角度和15-25度之间的第二倾斜角度，且第一倾斜角度大于第二倾斜角度，非对称齿状衍射结构的锯齿的深宽比大于1.5且相邻锯齿的间距处于2-3微米。在本发明的防伪装置优选实施方式中，亚波长光栅浮雕结构18上设有法布里-珀罗谐振腔的反射涂层。所述非对称齿状衍射结构、亚波长光栅浮雕结构18和具有法布里-珀罗谐振腔的反射涂层形成干涉和衍射共同效应。在一个实施例中，为了提高防伪装置颜色的饱和度，呈现更为鲜艳多彩的颜色，在亚波长光栅浮雕结构18上沉积高折射率、低折射率的多层反射层，反射涂层为沉积反射型和干涉型反射涂层。反射涂层对入射的白光具有选择作用，出射光线只包含某些波段的光线，形成特定的颜色；但当入射角度变化时，与之相对应的光程发生变化，干涉波段发生变化，导致呈现的颜色也随之变化，从而呈现光变效果。反射涂层与亚波长光栅浮雕结构组合时，干涉与衍射共同作用，可以得到其他波段，这种作用与光线的入射角度相关，同样获得一种光变效果，通过一次蒸镀光变结构获得两种光变效果。当适当选择亚波长光栅浮雕结构18的特征周期与反射涂层参数后，可以实现同色异步现象，在一个观察角度下，亚波长光栅浮雕结构18与无亚波长光栅浮雕结构18区域的反射光谱不同但颜色相同或相近；当观察角度发生变化时，两者光变效果不同，各自经历不同的光变过程，产生差别。在非对称齿状衍射结构、亚波长光栅浮雕结构18和反射涂层三者相互作用下，可以进一步提高防伪效果。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，六棱锥压花结构19经由预定角度压花形成六棱锥阵列，铝反射层20的厚度为25纳米-35纳米，所述电介质层21为气相沉积的MgF2层且厚度为40纳米-50纳米，吸收层22为铬吸收层且厚度为60-70纳米。当观察角度发生变化时，第二起伏结构5产生色移效应，进一步地，通过布置多种颜色，可以在不同角度发射不同颜色的光。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，所述金属层26为镍金属层且厚度为20纳米-30纳米、介质层27为聚氯乙烯层且厚度为80-100纳米和金属薄膜层28为铝金属薄膜层且厚度为10纳米-15纳米。本实施例的微图案能够提供具有偏振选择性的动态图案，在同一透镜单元下可观察到多种色彩效果的微图案。
在本发明的防伪装置优选实施方式中，所述磁性编码阵列29含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的剩磁值大于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为2:1，所述磁性编码阵列29经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列29形成磁性编码图案。这使得本发明具备更高的检测维度且检测波形效果更加明显，识别效果显著提高。
图2为本发明的一个实施例的制造防伪装置方法的步骤示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。
第一步骤S1，布置具有上表面和下表面的透明承载层1；
第二步骤S2，在第一层的第一区域上模压多个圆锥体微透镜单元6以形成圆锥体微透镜阵列3，在第一层的背景区域17上交错布置第一起伏结构4和第二起伏结构5，其中，在背景区域17上压印形成非对称齿状衍射结构，非对称齿状衍射结构上固化形成亚波长光栅浮雕结构18，在背景区域17上预定角度压花形成六棱锥阵列，在六棱锥阵列上涂覆铝反射层20，电介质层21气相沉积在所述铝反射层20上，吸收层22覆盖所述电介质层21；
第三步骤S3，在所述第一层上涂覆透明涂层7，在顶表面上的第二区域上模压多个第一球面微透镜单元11，以及在第三区域上模压多个第二球面微透镜单元12以形成球面微透镜阵列9，其中，第二球面微透镜单元12在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元6，所述第二球面微透镜单元12的外表面凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成多个均布的凹凸微结构13；
第四步骤S4，在下表面的第一区域14凹版印刷可固化油墨形成带有第一微图案的UV光固油墨层24；
第五步骤S5，在下表面的第二区域15和第三区域16蒸镀带有第二微图案的金属层26，在所述金属层26上模制介质层27，最后蒸镀金属薄膜层28；
第六步骤S6，在所述下表面的背景区域17印刷按照预定顺序排列印刷磁性编码30形成磁性编码阵列29，其中，每个所述磁性编码30的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄，所述磁性编码阵列29经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列29形成磁性编码图案。
本发明的制造防伪装置方法通过UV固化、凹版印刷、压印、磁化、气相沉积等形成了多种防伪技术，提高了防伪装置的工艺性，使得仿造难度进一步提高，防伪性进一步提升。在一个实施例中，UV可固化油墨优选地可由紫外辐射加以固化。可固化油墨可通过其他形式的辐射固化，如电子束或X射线。UV可固化油墨优选是由透明的树脂材料形成的透明或半透明油墨。本发明所用的。UV可固化油墨适于压印微结构。
本发明的另一方面，提供了一种用于防伪的安全票证，其包括所述的防伪装置。安全票证可以是例如钞票、支票、签证、护照、识别卡等，其设置有防伪装置，优选地，安全票证是钞票、聚合物钞票、混合纸、聚合物钞票、身份票证、护照、识别卡、支票、签证、证书或邮票。本发明的安全票证还可以结合其它的防伪技术如水印等进行防伪，不再赘述。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种防伪装置，其特征在于，所述防伪装置包括：
透明承载层(1)，其包括上表面和下表面，
第一层(2)，设在所述上表面上的第一层(2)包括圆锥体微透镜阵列(3)、第一起伏结构(4)和第二起伏结构(5)，所述圆锥体微透镜阵列(3)包括多个均匀间隔分布在上表面的圆锥体微透镜单元(6)，所述第一起伏结构(4)为非对称齿状衍射结构，其上设有周期为290nm至310nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向的亚波长光栅浮雕结构(18)，所述第二起伏结构(5)包括六棱锥压花结构(19)、涂覆在所述六棱锥压花结构(19)上的铝反射层(20)、气相沉积在所述铝反射层(20)上的电介质层(21)和设在所述电介质层(21)上的吸收层(22)，
透明涂层(7)，设在所述第一层(2)上的透明涂层(7)为中性树脂涂层，其包括水平的顶表面，
第二层(8)，设在所述顶表面上的第二层(8)包括球面微透镜阵列(9)，所述球面微透镜阵列(9)包括多个均匀间隔分布的球面微透镜单元(10)，球面微透镜单元(10)包括多个在垂直方向上不对齐所述圆锥体微透镜单元(6)的第一球面微透镜单元(11)和多个在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元(6)的第二球面微透镜单元(12)，所述第二球面微透镜单元(12)的外表面均布多个凹凸微结构(13)，凹凸微结构(13)的深度处于0.2-0.4微米之间，其中，所述透明承载层(1)在垂直方向上经由第一球面微透镜单元(11)、第二球面微透镜单元(12)和圆锥体微透镜单元(6)分为与圆锥体微透镜单元(6)对齐的第一区域(14)、与第一球面微透镜单元(11)对齐的第二区域(15)、与第二球面微透镜单元(12)对齐的第三区域(16)以及第一、第二和第三区域之外的背景区域(17)，第一起伏结构(4)和第二起伏结构(5)交错布置在所述背景区域(17)，
第一微图案结构(23)，设在下表面的第一区域(14)的第一微图案结构(23)包括带有第一微图案的UV光固油墨层(24)，通过所述圆锥体微透镜单元(6)观察所述第一微图案结构(23)形成立体的第一防伪图案，
第二微图案结构(25)，设在下表面的第二区域(15)和第三区域(16)的第二微图案结构(25)包括带有第二微图案的金属层(26)、介质层(27)和金属薄膜层(28)，通过所述圆锥体微透镜单元(6)观察所述第二微图案结构(25)形成立体的第二防伪图案，通过所述第二球面微透镜单元(12)和圆锥体微透镜单元(6)观察所述第二微图案结构(25)形成立体的第三防伪图案，所述第三防伪图案由第二防伪图案和所述凹凸微结构(13)套准形成，
磁性编码阵列(29)，其包括按照预定顺序排列在所述下表面的背景区域(17)的多个磁性编码(30)，每个所述磁性编码(30)的横截面的底边为水平直边、左侧边和/或右侧面为斜边，所述斜边的倾斜角度处于30-60度，所述磁性编码的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄。
2.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：所述透明承载层(1)由双轴向聚丙烯构成厚度为22至24微米的柔性透明层。
3.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：圆锥体微透镜单元(6)的孔径为d1，高度为h1，圆锥体微透镜单元(6)和第一微图案结构(23)之间的距离其中，第一球面微透镜单元(11)和/或第二球面微透镜单元(12)的孔径为d2，高度为h2，第一球面微透镜单元(11)和/或第二球面微透镜单元(12)与第二微图案结构(25)之间的距离孔径d2大于孔径d1。
4.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：非对称齿状衍射结构至少包括处于30-40度之间的第一倾斜角度和15-25度之间的第二倾斜角度，且第一倾斜角度大于第二倾斜角度，非对称齿状衍射结构的锯齿的深宽比大于1.5且相邻锯齿的间距处于2-3微米。
5.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：亚波长光栅浮雕结构(18)上设有法布里-珀罗谐振腔的反射涂层。
6.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：六棱锥压花结构(19)经由预定角度压花形成六棱锥阵列，铝反射层(20)的厚度为25纳米-35纳米，所述电介质层(21)为气相沉积的MgF2层且厚度为40纳米-50纳米，吸收层(22)为铬吸收层且厚度为60-70纳米。
7.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：所述金属层(26)为镍金属层且厚度为20纳米-30纳米、介质层(27)为聚氯乙烯层且厚度为80-100纳米和金属薄膜层(28)为铝金属薄膜层且厚度为10纳米-15纳米。
8.根据权利要求1所述的防伪装置，其特征在于：所述磁性编码阵列(29)含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的剩磁值大于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为2:1，所述磁性编码阵列(29)经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列(29)形成磁性编码图案。
9.一种制造根据权利要求1-8中任一项所述的防伪装置的方法，其步骤包括：
第一步骤(S1)，布置具有上表面和下表面的透明承载层(1)；
第二步骤(S2)，在第一层的第一区域上模压多个圆锥体微透镜单元(6)以形成圆锥体微透镜阵列(3)，在第一层的背景区域(17)上交错布置第一起伏结构(4)和第二起伏结构(5)，其中，在背景区域(17)上压印形成非对称齿状衍射结构，非对称齿状衍射结构上固化形成亚波长光栅浮雕结构(18)，在背景区域(17)上预定角度压花形成六棱锥阵列，在六棱锥阵列上涂覆铝反射层(20)，电介质层(21)气相沉积在所述铝反射层(20)上，吸收层(22)覆盖所述电介质层(21)；
第三步骤(S3)，在所述第一层上涂覆透明涂层(7)，在顶表面上的第二区域上模压多个第一球面微透镜单元(11)，以及在第三区域上模压多个第二球面微透镜单元(12)以形成球面微透镜阵列(9)，其中，第二球面微透镜单元(12)在垂直方向上对齐所述圆锥体微透镜单元(6)，所述第二球面微透镜单元(12)的外表面凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成多个均布的凹凸微结构(13)；
第四步骤(S4)，在下表面的第一区域(14)凹版印刷可固化油墨形成带有第一微图案的UV光固油墨层(24)；
第五步骤(S5)，在下表面的第二区域(15)和第三区域(16)蒸镀带有第二微图案的金属层(26)，在所述金属层(26)上模制介质层(27)，最后蒸镀金属薄膜层(28)；
第六步骤(S6)，在所述下表面的背景区域(17)印刷按照预定顺序排列印刷磁性编码(30)形成磁性编码阵列(29)，其中，每个所述磁性编码(30)的厚度随着靠近斜边的一侧线性变薄，所述磁性编码阵列(29)经过剩磁值不同的第一磁场和第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置，所述磁性编码阵列(29)形成磁性编码图案。
10.一种用于防伪的安全票证，其包括权利要求1-8中任一项所述的防伪装置。
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