CN115249432A - 一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法，包括：金属薄膜；位于所述金属薄膜上的纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。本发明提供的防伪彩色标签，基于表面等离激元共振原理，当纳米级介质薄膜侧接入入射光后，通过椭圆孔阵列激发表面等离激元共振产生的结构色，进而实现彩色防伪功能。本发明提供的技术方案，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
Description
技术领域
本发明涉及防伪印刷技术领域，更为具体地说，涉及一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法。
背景技术
随着市场经济将会飞速发展，伴随经济带来的将是大量的假冒伪劣产品。防伪标签学名防伪标识，又名防伪商标，是能粘贴、印刷、转移在标的物表面。在生活中，防伪标签的应用及其广泛，如食品行业、酒类行业、保健品行业、药品行业等等，防伪标签是产品各种各样防伪功能的首选载体，防伪标签使用起来方便快捷，消费者可以核对防伪标签上的信息通过手机、官方电话或网络渠道查询验证产品，防伪标签早就和人们的生活紧密相连，息息相关了。
现在无论是在网上购物还是去商场购物，人们第一时间关注的就是产品的真伪，并且及时去验证，确定是正品我们才会安全放心的使用，这说明在生活中，人们的防伪意识越来越强烈。由此可见，防伪在未来发展中，将是一个重要发展的方向。市场上传统的防伪标签仍存在一些问题，现有防伪标签常采用化学染料形成，不利于环保。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法，有效地解决了现有技术存在的技术问题，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种防伪彩色标签，包括：
金属薄膜；
位于所述金属薄膜上的纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。
可选的，所述椭圆孔阵列呈多个椭圆孔行和多个椭圆孔列排列，且每一所述椭圆孔行包括多个所述椭圆孔，及每一所述椭圆孔列包括多个所述椭圆孔；
在所述椭圆孔行的延伸方向上，及在所述椭圆孔列的延伸方向上，每预设距离p内包括一所述椭圆孔。
可选的，400纳米≤p≤900纳米。
可选的，所述椭圆孔的短轴直径为b，其中，200纳米≤b≤675纳米；
所述椭圆孔的长轴直径为a，其中，1.1≤a/b≤2；
以及，0.5≤b/p≤0.75。
可选的，所述金属薄膜的材质为铝。
可选的，所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶。
可选的，所述纳米级介质薄膜的厚度为H，其中，200纳米≤H≤300纳米。
相应的，本发明还提供了一种防伪彩色标签的制备方法，所述制备方法包括：
提供基底；
在所述基底上形成金属薄膜；
在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。
可选的，所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶，其中，在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜包括：
在所述金属薄膜上形成PMMA光刻胶层；
对所述PMMA光刻胶层进行曝光、显影，形成包括所述椭圆孔阵列的所述纳米级介质薄膜。
相应的，本发明还提供了一种印刷品的制备方法，包括上述的防伪彩色标签的制备方法。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法，包括：金属薄膜；位于所述金属薄膜上的纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。本发明提供的防伪彩色标签，基于表面等离激元共振原理，当纳米级介质薄膜侧接入入射光后，通过椭圆孔阵列激发表面等离激元共振产生的结构色，进而实现彩色防伪功能。本发明提供的技术方案，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种防伪彩色标签的结构示意图；
图2为图1中AA’方向的切面图；
图3为本发明实施例提供的一种椭圆孔阵列的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种防伪彩色标签的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种防伪彩色标签的制作方法的流程图；
图6a-图6c为图5中各步骤相应的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下公开内容提供了多种不同实施例或实例，以实现本发明的不同特征。以下将描述组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。
此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在...下方”、“在...下面”、“下部”、“在...上面”、“上部”等空间关系术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中示出的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可以同样地作相应地解释。
正如背景技术所述，现在无论是在网上购物还是去商场购物，人们第一时间关注的就是产品的真伪，并且及时去验证，确定是正品我们才会安全放心的使用，这说明在生活中，人们的防伪意识越来越强烈。由此可见，防伪在未来发展中，将是一个重要发展的方向。市场上传统的防伪标签仍存在一些问题，现有防伪标签常采用化学染料形成，不利于环保。
基于此，本发明实施例提供了一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法，有效地解决了现有技术存在的技术问题，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
为实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图6c对本发明实施例提供的技术方案进行更详细的描述。
结合图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的一种防伪彩色标签的结构示意图，图2为图1中AA’方向的切面图。其中，本发明实施例提供的防伪彩色标签包括：
金属薄膜100。
位于所述金属薄膜100上的纳米级介质薄膜200，所述纳米级介质薄膜200包括裸露所述金属薄膜100的多个椭圆孔210所形成的椭圆孔阵列。其中，本发明实施例提供的椭圆孔210在金属薄膜100至纳米级介质薄膜200方向的横截面为椭圆形。
由上述内容可知，本发明实施例提供的防伪彩色标签，基于表面等离激元共振原理，当纳米级介质薄膜侧接入入射光后，通过椭圆孔阵列激发表面等离激元共振产生的结构色，进而实现彩色防伪功能。本发明实施例提供的技术方案，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
可以理解的，表面等离激元共振是当光波(电磁波)入射到金属与介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，在共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，这时就形成的一种特殊的电磁模式：电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离激元共振现象。表面等离激元共振现象可以利用金属薄膜和介质来实现。当光波进入具有椭圆孔阵列的纳米级介质薄膜和金属薄膜的分界面后，金属薄膜表面的自由电子发生集体震荡，当电子的振荡频率与入射光的频率一致时，表面等离激元共振现象就可以发生。
本发明实施例提供的技术方案，基于表面等离激元共振原理，形成包括金属薄膜和纳米级介质薄膜的防伪彩色标签，由于表面等离激元结构色依赖于固有的材料特性、结构几何形状以及周期性阵列的排布，因此可以克服现有标签采用化学染料着色的缺点，本发明提供的防伪彩色标签更加绿色环保。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种椭圆孔阵列的结构示意图，其中，本发明实施例提供的所述椭圆孔阵列呈多个椭圆孔行201和多个椭圆孔列202排列，且每一所述椭圆孔行201包括多个所述椭圆孔210，及每一所述椭圆孔列202包括多个所述椭圆孔210。
在所述椭圆孔行201的延伸方向X上，及在所述椭圆孔列202的延伸方向Y上，每预设距离p内包括一所述椭圆孔210。
在本发明一实施例中，本发明所提供的椭圆孔阵列中，所有椭圆孔的长轴方向可以相互平行，同样的，所有椭圆孔的短轴方向可以相互平行，对此本发明不做具体限制。
在本发明一实施例中，本发明实施例提供的预设距离p，其范围可以为：400纳米≤p≤900纳米。本发明实施例提供的所述椭圆孔的短轴直径为b，其中，200纳米≤b≤675纳米；所述椭圆孔的长轴直径为a，其中，椭圆孔的长轴直径和短轴直径的比范围可以为：1.1≤a/b≤2，优选的可以为1.2；以及，椭圆孔的短轴和预设距离的比范围可以为：0.5≤b/p≤0.75。
需要说明的是，本发明实施例对于椭圆孔阵列中所有椭圆孔的排列方式不做具体限制，同样的对于椭圆孔的尺寸、排列周期等均不做具体限制，对此需要根据实际应用选取不同参数，达到采用预设波长的入射光照射标签情况下能够产生相应结构光，最终实现彩色防伪目的。
在本发明一实施例中，本发明所提供的所述金属薄膜的材质可以为铝。以及，本发明实施例提供的所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶。其中，本发明实施例提供的纳米级介质薄膜的折射率的范围可以为1.5-1.8，包括端点值。
如图4所示，为本发明实施例提供的另一种防伪彩色标签的结构示意图，其中，本发明实施例提供的所述纳米级介质薄膜200的厚度为H，其中，200纳米≤H≤300纳米。
相应的，本发明实施例还提供了一种防伪彩色标签的制备方法，制备方法用于制作上述任意一实施例提供的防伪彩色标签。参考图5所示，为本发明实施例提供的一种防伪彩色标签的制备方法的流程图，其中所述制备方法包括：
S1、提供基底。
S2、在所述基底上形成金属薄膜。
S3、在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。
由上述内容可知，本发明实施例提供的防伪彩色标签，基于表面等离激元共振原理，当纳米级介质薄膜侧接入入射光后，通过椭圆孔阵列激发表面等离激元共振产生的结构色，进而实现彩色防伪功能。本发明实施例提供的技术方案，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
结合图6a-6c对本发明实施例提供的防伪彩色标签的制备方法进行更详细的描述，其中图6a-6c为图5中各步骤相应的结构示意图。
如图6a所示，对应步骤S1，提供基底10。
在本发明一实施例中，本发明所提供的基底可以为硅基底，对此本发明不做具体限制，需要根据实际应用进行具体选取。
如图6b所示，对应步骤S2，在所述基底10上形成金属薄膜100。
在本发明一实施例中，本发明所提供的所述金属薄膜可以采用溅射工艺等形成。其中所述金属薄膜的材质可以为铝，对此本发明不做具体限制。
如图6c所示，对应步骤S3，在所述金属薄膜100上形成纳米级介质薄膜200，所述纳米级介质薄膜200包括裸露所述金属薄膜100的多个椭圆孔210所形成的椭圆孔阵列。
在本发明一实施例中，本发明实施例提供的所述椭圆孔阵列呈多个椭圆孔行和多个椭圆孔列排列，且每一所述椭圆孔行包括多个所述椭圆孔，及每一所述椭圆孔列包括多个所述椭圆孔。在所述椭圆孔行的延伸方向上，及在所述椭圆孔列的延伸方向上，每预设距离内包括一所述椭圆孔。其中，本发明所提供的椭圆孔阵列中，所有椭圆孔的长轴方向可以相互平行，同样的，所有椭圆孔的短轴方向可以相互平行，对此本发明不做具体限制。
在本发明一实施例中，本发明实施例提供的预设距离p，其范围可以为：400纳米≤p≤900纳米。本发明实施例提供的所述椭圆孔的短轴直径为b，其中，200纳米≤b≤675纳米；所述椭圆孔的长轴直径为a，其中，椭圆孔的长轴直径和短轴直径的比范围可以为：1.1≤a/b≤2，优选的可以为1.2；以及，椭圆孔的短轴和预设距离的比范围可以为：0.5≤b/p≤0.75。
需要说明的是，本发明实施例对于椭圆孔阵列中所有椭圆孔的排列方式不做具体限制，同样的对于椭圆孔的尺寸、排列周期等均不做具体限制，对此需要根据实际应用选取不同参数，达到采用预设波长的入射光照射标签情况下能够产生相应结构光，最终实现彩色防伪目的。
在本发明一实施例中，本发明提供的所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶，其中，在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜包括：
S31、在所述金属薄膜上形成PMMA光刻胶层。
S32、对所述PMMA光刻胶层进行曝光、显影，形成包括所述椭圆孔阵列的所述纳米级介质薄膜。
可选的，本发明实施例可以采用电子束光刻曝光，在PMMA光刻胶层上形成椭圆孔阵列的图案。具体的，在所述金属薄膜上形成PMMA光刻胶层后，通过电子束曝光，电子束电压可以为100Kv，电流可以为200pA，电子剂量可以为1000μC/cm2，以在电子束光刻胶上曝光椭圆形孔阵列。
而后通过湿法去胶工艺，去除PMMA光刻胶层上曝光的光刻胶材料，形成包括所述椭圆孔阵列的所述纳米级介质薄膜。其中，湿法去胶工艺采用的溶液依次可以为丙酮、无水乙醇、去离子水，然后用N2吹干。
相应的，本发明实施例还提供了一种印刷品的制备方法，包括上述任一实施例提供的防伪彩色标签的制备方法。
本发明实施例提供了一种防伪彩色标签及其制作方法和印刷品的制备方法，包括：金属薄膜；位于所述金属薄膜上的纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。本发明实施例提供的防伪彩色标签，基于表面等离激元共振原理，当纳米级介质薄膜侧接入入射光后，通过椭圆孔阵列激发表面等离激元共振产生的结构色，进而实现彩色防伪功能。本发明实施例提供的技术方案，避免现有采用化学染料形成防伪标签的情况，不仅使得防伪彩色标签绿色环保，而且易于制作且防伪图案分辨率高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种防伪彩色标签，其特征在于，包括：
金属薄膜；
位于所述金属薄膜上的纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。
2.根据权利要求1所述的防伪彩色标签，其特征在于，所述椭圆孔阵列呈多个椭圆孔行和多个椭圆孔列排列，且每一所述椭圆孔行包括多个所述椭圆孔，及每一所述椭圆孔列包括多个所述椭圆孔；
在所述椭圆孔行的延伸方向上，及在所述椭圆孔列的延伸方向上，每预设距离p内包括一所述椭圆孔。
3.根据权利要求2所述的防伪彩色标签，其特征在于，400纳米≤p≤900纳米。
4.根据权利要求2所述的防伪彩色标签，其特征在于，所述椭圆孔的短轴直径为b，其中，200纳米≤b≤675纳米；
所述椭圆孔的长轴直径为a，其中，1.1≤a/b≤2；
以及，0.5≤b/p≤0.75。
5.根据权利要求1所述的防伪彩色标签，其特征在于，所述金属薄膜的材质为铝。
6.根据权利要求1所述的防伪彩色标签，其特征在于，所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶。
7.根据权利要求1所述的防伪彩色标签，其特征在于，所述纳米级介质薄膜的厚度为H，其中，200纳米≤H≤300纳米。
8.一种防伪彩色标签的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供基底；
在所述基底上形成金属薄膜；
在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜，所述纳米级介质薄膜包括裸露所述金属薄膜的多个椭圆孔所形成的椭圆孔阵列。
9.根据权利要求8所述的防伪彩色标签的制备方法，其特征在于，所述纳米级介质薄膜的材质为PMMA光刻胶，其中，在所述金属薄膜上形成纳米级介质薄膜包括：
在所述金属薄膜上形成PMMA光刻胶层；
对所述PMMA光刻胶层进行曝光、显影，形成包括所述椭圆孔阵列的所述纳米级介质薄膜。
10.一种印刷品的制备方法，其特征在于，包括权利要求8或9所述的防伪彩色标签的制备方法。
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