CN111716938A - 光学防伪元件及光学防伪产品 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种光学防伪元件及光学防伪产品，属于光学防伪领域。所述光学防伪元件包括：基层；位于基层表面上且至少部分覆盖基层的微浮雕结构，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反射光方向上干涉相长；同形覆盖在所述微浮雕结构表面的镀层；以及覆盖所述镀层表面的至少半透明的涂层，其中，所述基层表面划分为m×n个区域，处于同一行的各区域上的微浮雕结构的深度相同而涂层的折射率不相同，处于同一列的各区域上的微浮雕结构的深度不相同而涂层的折射率相同。其能够在不同区域提供不同的颜色特征。

Description

光学防伪元件及光学防伪产品

技术领域

本发明涉及光学防伪领域，具体地，涉及一种光学防伪元件及光学防伪产品。

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)防伪技术，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2005版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。

中国专利申请CN104249597A公开了一种光学防伪元件，其所包含的微结构被定义成当光束以一入射角照射时，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。该光学防伪元件区别于上述衍射光变图像，避免了具有不确定颜色的彩虹特征的衍射光的干扰，而是利用了干涉机理形成的易于描述的颜色稳定的光，从而使得该光学防伪元件中微浮雕结构所覆盖的区域形成特定的图案时具有较高的易识别难伪造的作用，但作为钞票、身份证件等产品对高防伪技术水平日益提高的紧迫需求，该光学防伪元件需要进一步提高独特性以及易识别难伪造的属性。

因此，亟需实现更加丰富的颜色特征，使光学防伪元件更具独特性，更加易于识别且难以伪造。同时还要减小光学防伪元件的加工难度，使批量生产可行性得到提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种更可靠且易识别难伪造的光学防伪元件及光学防伪产品。

为了实现上述目的，本发明提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括：基层；位于所述基层表面上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构，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反射光方向上干涉相长；同形覆盖在所述微浮雕结构表面的镀层；以及覆盖所述镀层表面的至少半透明的涂层，所述基层表面划分为m×n个区域，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度不等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域所对应的涂层的折射率，与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率不等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域所对应的涂层的折射率，其中，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于2的整数，区域R(i,j)表示所述基层表面的第i行第j列的区域，i为整数且1≤i≤m，j为整数且1≤j≤n。

相应地，本发明还提供一种光学防伪产品，包括上述的光学防伪元件。

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。含有该特征的样品在光学防伪元件的不同区域上分别提供了不同颜色特征，不同区域的颜色特征是由微浮雕结构、镀层以及该区域的涂层折射率共同来决定的，而不同区域之间的颜色特征差异则是由涂层折射率差异和微浮雕结构的深度差异来决定。可以通过分别定义所述微浮雕结构的结构参数(如，深度)以及涂层的折射率来实现鲜明的对比和反差，从而形成具有易识别、难伪造的特征的独特的光学防伪元件。

本发明实施例的其它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实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1a至图1b示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件；

图1c至图1d示出了微浮雕结构的浮雕单元的剖面形状示意图；

图2a至图2b示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件；

图3a至图3c示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件；

图4示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件的剖面图；以及

图5示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明中提到的“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。

“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。

本发明提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件可以包括：

基层；

位于所述基层表面上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构，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反射光方向上干涉相长；

同形覆盖在所述微浮雕结构表面的镀层；

以及覆盖所述镀层表面的至少半透明的涂层，

所述基层表面划分为m×n个区域，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度不等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域所对应的涂层的折射率，与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率不等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域所对应的涂层的折射率，

其中，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于2的整数，区域R(i,j)表示所述基层表面的第i行第j列的区域，i为整数且1≤i≤m，j为整数且1≤j≤n。

上述光学防伪元件中，处于同一行的各区域上的微浮雕结构的深度相同，但是各区域上的涂层的折射率不相同，而处于同一列的各区域上的微浮雕结构的深度不相同，但是各区域上的涂层的折射率相同，这使得光学防伪元件在不同区域上可以提供不同的颜色特征。不同区域的颜色特征是由微浮雕结构、镀层以及该区域的涂层折射率共同来决定的，而不同区域之间的颜色特征差异则是由涂层折射率差异和微浮雕结构的深度差异来决定。可以通过分别定义所述微浮雕结构的结构参数(如，深度)以及涂层的折射率来实现鲜明的对比和反差，从而形成具有易识别、难伪造的特征的独特的光学防伪元件。

下文将以m和n为不同的值为例，本发明提供的光学防伪元件进行举例说明。

图1a示出了根据本发明一实施方式的光学防伪元件1的剖面示意图，光学防伪元件1是以m的值为1，n的值为2为例进行说明的。光学防伪元件1可以包括基层101；位于基层101上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构102，同形覆盖在所述微浮雕结构102表面的镀层104；覆盖在镀层104表面的区域A上的至少半透明的涂层1031，覆盖在所述镀层表面的区域B上的至少半透明的涂层1032，所述涂层1031和涂层1032具有不同的折射率，涂层1031和涂层1032可以统称为涂层。所述微浮雕结构102被定义成当光束以一入射角照射所述微浮雕结构102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，并且在区域A和区域B的微浮雕结构102具有大致相同的深度。

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。含有该特征的样品在所述区域A和区域B分别提供了不同颜色特征，不同区域的颜色特征是由微结构、镀层以及对应区域的涂层1031和涂层1032的折射率共同来决定的，而不同区域之间的颜色特征差异则是由涂层1031和涂层1032的折射率之差来决定。

所述基层101可以例如为PET、PVC、PE等透明材料，也可以是纸张、印刷品、包装等载体。所述基层101也可以是加工过程中的载体，而在后期应用时被剥离。

在本实施方式中，镀层104可以例如为金属反射层。优选地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。所述镀层104还可以是干涉型多层膜结构。所述镀层104可以通过热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射等物理或化学气相沉积的方法获得。

为了便于描述微浮雕结构102，定义x-y-z空间坐标系。如图1b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至6μm，优选为0.6μm至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％至80％，优选为35％至65％。如图1a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1a所示)。

微浮雕结构102的深度d可以为100nm至5μm，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、覆盖在镀层104表面的涂层1031和1032的材料折射率分布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102的深度d。

举例来说，设计波长λ＝600nm，涂层1031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＝2668.8nm时，波长为410.8nm的光满足反射光干涉相长条件，因此防伪元件1在区域A的反射光方向上呈现洋红色，散射光方向上呈现其补色——绿色。区域B的涂层1032折射率n＝1.63，其余参数与区域A相同的情况下，防伪元件1在区域B的反射光方向上呈现绿色，散射光方向上呈现其补色——洋红色。

区域A和区域B的颜色特征差异是由涂层1031和涂层1032的折射率差异所决定的。

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。

下面将具体说明本发明的光学防伪元件1的优势：

光学防伪元件不仅要易于识别和难以伪造，还要具备低成本批量化工业化生产的可行性。在防伪元件1中，如果选择d＝1528.8nm，那么防伪元件1在区域A的反射光方向上呈现红色，在散射光方向呈现蓝绿色。也就是说，如果区域A的微浮雕结构的深度d与区域B的微浮雕结构的深度d不同，那么就可以定义区域A和区域B的颜色特征形成反差。然而实际加工过程中，同时在不同区域实现两种深度d对于现有技术来说是存在比较高的难度的或者是不可能的。特别是本发明的光学防伪元件中对颜色的控制在深度d方面是要求在纳米级。那么，如果能够简化制版工艺复杂度，在不同的区域制作相同深度d的微浮雕结构，还能同时实现不同区域之间充分的颜色反差，那么对于光学防伪元件1的低成本批量化工业生产是具有重要的意义的。本发明中所述光学防伪元件1中区域A和区域B采用的具有不同折射率的涂层1031和涂层1032这一方案有效的解决了上述问题，使得在相同的微浮雕结构深度d的情况下，不同区域能够呈现不同的颜色特征。需要说明的是虽然本发明实施例中不同区域示意为邻接的形式，但显然事实上它们彼此间可以按设计的需求留有空白区域。

在工业生产中，获得不同折射率的涂层是可能的，但是通常的高分子材料涂层折射率在1.50附近，起伏范围在±0.02范围内，从而能够对微浮雕结构102的深度d产生的调制范围在0.04×d，对反射光干涉相长的波长范围的调制是有限的，难以满足调制区域A和区域B的颜色特征实现颜色反差的目的。

为实现本发明中光学防伪元件1的区域A和区域B呈现人眼可见的明显的颜色反差，本发明进一步提供了具有折射率差的涂层1031和涂层1032的具体配置：

优选地，涂层1031或涂层1032的主树脂中掺杂有氧化硅，调整氧化硅的掺杂比例能够调节涂层1031或涂层1032的折射率在例如1.45至1.58之间；

优选地，涂层1031涂层1032的主树脂中掺杂有物理孔洞，所述物理孔洞包裹有空气，调整物理孔洞在主树脂中的掺杂比例能够调节涂层1031或涂层1032的折射率在例如1.40至1.46之间；

优选地，涂层1031涂层1032的主树脂中掺杂有低折射率(例如，小于1.70)的氟化物，调整氟化物在主树脂中的掺杂比例能够调节涂层1031或涂层1032的折射率在例如1.30至1.40之间；

优选地，涂层1031涂层1032的主树脂自身具有例如大于或等于1.70的高折射率，如果主树脂的折射率为1.70，那么结合固化剂等材料混合而成的涂层1031或涂层1032的折射率可调节范围在例如1.50至1.60之间。

优选地，涂层1031涂层1032的主树脂中掺杂有高折射率(例如，大于或等于1.70)氧化物，例如氧化锆，通过调节掺杂的比例能够调节涂层1031或涂层1032的折射率在1.60以上。

涂层1031或涂层1032的折射率可以通过阿贝折射仪或椭圆偏振光谱仪测量获得，并根据结果进行树脂组分的调整。

涂层1031和涂层1032可以通过印刷的方式分别涂覆在区域A和区域B上。应当了解，涂层1031或涂层1032的厚度仅需要满足能够填充相应区域的微浮雕结构的深度为d的空隙即可，超出的部分的涂层厚度将对所述区域A和区域B提供的颜色特征没有影响，因此在实际加工过程中可以选择精确控制所述涂层1031和涂层1032的厚度不大于所述深度d来节省成本。另外，为了简化工艺，如果顺序为先加工涂层1031后加工涂层1032，那么可以选择在区域A印刷涂层1031后再在整个平面上涂布涂层1032，由于区域A的微结构空隙已经被涂层1031填充，其表面再次叠加涂覆的涂层1032对区域A的颜色特征不再产生影响。

为了获得所述区域A和区域B之间较大的颜色特征差异，优选地，涂层1031和涂层1032的折射率差应当不小于0.04，进一步优选地，所述折射率差应当不小于0.1。

实际加工过程中，由于加工误差，区域A和区域B中微浮雕结构102的深度d难免存在差异，优选地微浮雕结构102在区域A和区域B的深度差异小于50nm，进一步优选地，所述差异小于20nm，从而保证区域A、B中的颜色差异完全由涂层1031和涂层1032的折射率来控制。

图2a和2b示出了根据本发明一实施方式的反射式光学防伪元件2，光学防伪元件2是以m的值为1，n的值为2为例进行说明的。如图所示，提供了一种光学防伪元件2，包括基层201，位于基层201上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构202，同形覆盖在所述微浮雕结构202表面的镀层204；覆盖在镀层204表面的区域A上的至少半透明的涂层2031，覆盖在所述镀层表面的区域B上的至少半透明的涂层2032，所述涂层2031和涂层2032具有不同的折射率，涂层2031和涂层2032可以统称为涂层。所述微浮雕结构202被定义成当光束以一入射角照射所述微浮雕结构时，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，并且在区域A和区域B的微浮雕结构202具有大致相同的深度。

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至6μm，优选为0.6μm至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％至80％，优选为35％至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反射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件2在反射光方向上呈现第一颜色。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。由于涂层2031和涂层2032分别填充了区域A和区域B的微浮雕结构202，使区域A和区域B的相长干涉条件产生了区别，相应的第一颜色和第二颜色均发生了偏移，即区域A和区域B的颜色特征具有了反差。

微浮雕结构202深度d可以为100nm至5μm之间，优选为200nm至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。此外，光学防伪元件2的其他特征与有益效果与上述光学防伪元件1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反射式光学防伪元件3，光学防伪元件3是以m的值为1，n的值为2为例进行说明的。如图所示，提供了一种光学防伪元件3，包括基层301，位于基层301上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构302，同形覆盖在所述微浮雕结构302表面的镀层304；覆盖在镀层304表面的区域A上的至少半透明的涂层3031，覆盖在所述镀层表面的区域B上的至少半透明的涂层3032，所述涂层3031和涂层3032具有不同的折射率，涂层3031和涂层3032可以统称为涂层。所述微浮雕结构302被定义成当光束以一入射角照射所述微浮雕结构时，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，并且在区域A和区域B的微浮雕结构302具有大致相同的深度。

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至6μm，优选为0.6μm至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至6μm，优选为0.6μm至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％至80％，优选为35％至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反射光方向上干涉相长，从而使得所述光学防伪元件3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。由于涂层3031和涂层3032分别填充了区域A和区域B的微浮雕结构302，使区域A和区域B的相长干涉条件产生了区别，相应的第一颜色和第二颜色均发生了偏移，即区域A和区域B的颜色特征具有了反差。

微浮雕结构302深度d可以为100nm至5μm之间，优选为200nm至3μm。确定深度d的方法与图1所示的实施方式中的相同，这里不再赘述。此外，光学防伪元件2的其他特征与有益效果与上述光学防伪元件1相同，这里不再赘述。

图4为本发明所述的一实施方式的光学防伪元件4的剖面示意图，光学防伪元件3是以m的值为1，n的值为3为例进行说明的。所述光学防伪元件4是在图1所述的光学防伪元件1的基础上进一步增加了区域C，所述区域C中相应的包含了与区域A和区域B大致相同深度的微浮雕结构102、镀层104、以及折射率不同于涂层1031和涂层1032的至少半透明的涂层1033。如此，则通过调制涂层1031、涂层1032和涂层1033的折射率差，实现了区域A、区域B和区域C不同的颜色特征。

光学防伪元件4的其他特征与有益效果与上述光学防伪元件1相同，这里不再赘述。在应用中，还可以在图4所述的光学防伪元件4的基础上进一步增加具有不同的颜色特征的区域，使本发明所述的光学防伪元件的光学特征更加丰富。

更进一步地，本发明所述的光学防伪元件中，并不局限于深度d相同的微浮雕结构形式，也可以增加不同深度d的区域，从而使光学防伪元件的颜色特征更加丰富。如图5所示为本发明所述的另一个实施方式中光学防伪元件5的俯视图，光学防伪元件5是以m的值为3，n的值为2为例进行说明的。微浮雕结构51和51’具有大致相同的深度d₁，微浮雕结构52和52’具有大致相同的深度d₂，微浮雕结构53和53’具有大致相同的深度d₃，其中d₁、d₂和d₃彼此不相同，微浮雕结构51、51’、52、52’、53、53’可以任意采用图1、图2或图3对应的光学防伪元件的微浮雕结构在xoy平面上的分布方式。定义微浮雕结构51、52和53在区域A，微浮雕结构51’、52’和53’在区域B，并相应地在区域A采用折射率为1.48的涂层，区域B采用折射率为1.61折射率的涂层。那么，当调节d₁、d₂和d₃使微浮雕结构51、52和53所在区域分别呈现黄色、蓝色和绿色时，在区域B的微浮雕结构51’、52’和53’所在区域则由于采用了较高折射率的涂层而改变颜色为红色、绿色和洋红色。

光学防伪元件5的其他特征与有益效果与上述光学防伪元件1相同，这里不再赘述。

上述实施方式中描述了本申请中防伪元件具有两个区域的情形，实际上，可以根据需要，增加更多的具有不同颜色特征的区域。例如，进一步引入区域C，其与区域B或A的区别在于选择的在微结构上涂覆的涂层折射率不同，从而提供不同于区域B或A的颜色特征。依此类推，可以进一步增加更多的具有不同颜色特征的区域。此类情形均在本发明保护的范围内。

更进一步地，不同区域之间的界限可以不具明确性，例如采用折射率随着区域的分布而渐变的涂层在所述微结构的不同区域涂覆，从而实现从一个区域的颜色特征渐变到另一个区域的颜色特征。在实际操作中，可例如采用双嘴喷头，不同喷嘴设置有不同折射率的涂层材料，通过改变不同喷嘴的喷涂剂量，以及改变喷涂在微结构上的区域位置，实现在不同的区域上喷涂不同组合折射率的涂层，所述组合折射率是不同喷头喷涂的不同折射率的材料混合后共同形成的综合折射率。

本申请的防伪元件还可以集成多种其他类型的浮雕结构，比如还可以在基层覆盖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，即在基层上涂布剥离层，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，基层剥离下来。

本申请的防伪元件进一步可以带有其他功能层，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。

相应地，本发明实施例还提供一种光学防伪产品，包括上述的光学防伪元件。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例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实施例的保护范围。

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。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例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实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (15)

1.一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括：

基层；

位于所述基层表面上且至少部分覆盖所述基层的微浮雕结构，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反射光方向上干涉相长；

同形覆盖在所述微浮雕结构表面的镀层；以及

覆盖所述镀层表面的至少半透明的涂层，

其中，所述基层表面划分为m×n个区域，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，区域R(i,j)上覆盖的微浮雕结构的深度不等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域上覆盖的微浮雕结构的深度，

与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率等于与区域R(i,j)的行值i不相同但是列值j相同的区域所对应的涂层的折射率，与区域R(i,j)所对应的涂层的折射率不等于与区域R(i,j)的行值i相同但是列值j不相同的区域所对应的涂层的折射率，

其中，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于2的整数，区域R(i,j)表示所述基层表面的第i行第j列的区域，i为整数且1≤i≤m，j为整数且1≤j≤n。

2.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其中，m的值为1，n的值为2。

3.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其中，m的值为1，n的值为3。

4.根据权利要求1所述的光学防伪元件，其中，m的值为3，n的值为2。

5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，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。

6.根据权利要求5所述的光学防伪元件，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至6μm，优选为0.6μm至3μm，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，所述光学防伪元件的至少一部分在散射光方向上呈现第二颜色。

7.根据权利要求5所述的光学防伪元件，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至6μm，优选为0.6μm至3μm，在第一方向的特征尺寸大于6μm，优选大于10μm，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。

8.根据权利要求7所述的光学防伪元件，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至6μm，优选为0.6μm至3μm，在该第二方向的特征尺寸为0.3μm至6μm，优选为0.6μm至3μm，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。

9.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，所述镀层为金属反射层。

10.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，所述镀层为干涉型多层膜结构。

11.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，所述微浮雕结构的深度的为100nm至5μm，优选为200nm至3μm。

12.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，所述微浮雕结构的浮雕单元的剖面为以下任意一种：正弦形、锯齿形、或矩形。

13.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，涂层的折射率差不小于0.04，优选不小于0.1。

14.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的光学防伪元件，其中，所述涂层的主树脂中掺杂有以下任意一者：氧化硅、物理孔洞、低折射率的氟化物、或高折射率的氧化物，或者所述涂层的主树脂具有高折射率。

15.一种光学防伪产品，包括根据权利要求1至14中任意一项权利要求所述的光学防伪元件。

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