一種制備光學(xué)防偽元件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)防偽領(lǐng)域，尤其涉及一種制備光學(xué)防偽元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了防止利用掃描和復(fù)印等手段產(chǎn)生的偽造，鈔票、證卡和產(chǎn)品包裝等各類高安全或高附加值印刷品中廣泛采用了光學(xué)防偽技術(shù)，并且取得了非常好的效果。
[0003]表面微米級(jí)或納米級(jí)的浮雕結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期以來(lái)光學(xué)防偽技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)。在利用表面浮雕結(jié)構(gòu)形成光學(xué)防偽元件時(shí)，為了增加圖像的亮度，常常在表面浮雕上蒸鍍金屬反射層。對(duì)該金屬反射層進(jìn)行鏤空從而形成對(duì)反射層的圖案化能夠大幅度提高光學(xué)防偽元件的視覺(jué)效果和抗偽造能力。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)該金屬反射層進(jìn)行鏤空的方法有如下幾種。
[0004]印刷脫金屬，即通過(guò)印刷方式在金屬反射層上形成圖案化的保護(hù)層，然后通過(guò)化學(xué)溶劑對(duì)保護(hù)區(qū)域以外的金屬進(jìn)行腐蝕?；蛘咴谛纬山饘俜瓷鋵又坝∷冸x層，并在形成金屬反射層后通過(guò)某種液體的浸泡使剝離層以上的金屬反射層脫落從而形成鏤空?qǐng)D案。在這一方法中，如果光學(xué)防偽元件本身即為圖案化的，那么印刷的鏤空?qǐng)D案通常與光學(xué)防偽元件的圖案之間存在對(duì)位誤差，這一誤差通常不低于百微米量級(jí)，并且在大生產(chǎn)過(guò)程中這一誤差可能會(huì)更大。
[0005]另外一種方法是在表面浮雕結(jié)構(gòu)形成時(shí)，即制作原版的過(guò)程中在光學(xué)防偽元件的金屬反射層的鏤空區(qū)域制作大深寬比的微納結(jié)構(gòu)，例如正弦光柵結(jié)構(gòu)。在形成金屬反射層過(guò)程中，由于大深寬比微納結(jié)構(gòu)的區(qū)域具有相對(duì)其它區(qū)域而言單位表觀面積上更大的表面積，因此將在大深寬比微結(jié)構(gòu)區(qū)域形成相對(duì)薄的金屬反射層。對(duì)于特定波長(zhǎng)的光，薄金屬反射層具有更強(qiáng)的透射率。當(dāng)在金屬反射層上涂覆特定的感光膠后，從反射層的背面投射的特定波長(zhǎng)的光將透過(guò)薄金屬反射層區(qū)域?qū)φ娴母泄饽z感光從而使得薄金屬區(qū)域的感光膠變性而容易溶解于特定溶劑，使得感光膠失去對(duì)薄金屬區(qū)域的金屬層的保護(hù)作用。最后通過(guò)特定溶劑對(duì)裸露的薄金屬層進(jìn)行腐蝕從而形成鏤空?qǐng)D案。在這一方法中，鏤空?qǐng)D案和光學(xué)防偽元件自身的圖案的對(duì)位誤差由光學(xué)制版過(guò)程來(lái)決定，通常這一誤差可以控制在微米量級(jí)，甚至百納米量級(jí)。但是，該方法的缺陷是，薄金屬區(qū)域的透光率較低，對(duì)感光膠的對(duì)比度要求較高，工藝復(fù)雜而可靠性低，不利于大生產(chǎn)的實(shí)施。
[0006]還有一種方法是在形成上述薄金屬反射層后繼續(xù)形成第二層材料，該材料具有疏松結(jié)構(gòu)或孔洞，且在大深寬比微結(jié)構(gòu)區(qū)域厚度相對(duì)較薄，因而對(duì)大深寬比微結(jié)構(gòu)區(qū)域的薄金屬反射層的遮蓋保護(hù)能力較差，使得薄金屬反射層區(qū)域容易滲入腐蝕性氣體或液體從而形成鏤空?qǐng)D案。這一方法的鏤空?qǐng)D案與光學(xué)防偽元件的圖案對(duì)位誤差與前一種方法相同，但第二層材料的疏松結(jié)構(gòu)或孔洞質(zhì)量難以控制，因此工藝穩(wěn)定性較低，不利于工程化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中在制備光學(xué)防偽元件時(shí)誤差大、可靠性低、工藝可控性差等缺陷，提供一種能夠克服這些缺陷的制備光學(xué)防偽元件的方法。
[0008]本發(fā)明提供一種制備光學(xué)防偽元件的方法，該方法包括:
[0009]在基材的表面上形成表面浮雕結(jié)構(gòu)層，所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層包括至少兩個(gè)區(qū)域，其中各個(gè)所述區(qū)域中的所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的表面積與表觀面積的比值互不相同；
[0010]至少在所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的其中一個(gè)所述區(qū)域的至少一部分上形成鍍層；
[0011 ] 在全部或部分所述鍍層上形成緩沖層；以及
[0012]將形成所述緩沖層后的所述光學(xué)防偽元件置于能夠與所述緩沖層和所述鍍層進(jìn)行反應(yīng)以使所述緩沖層和所述鍍層減薄甚至消失的環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，直到得到所需的光學(xué)防偽元件為止，其中所述緩沖層在單位時(shí)間內(nèi)的厚度減薄速率小于所述鍍層在單位時(shí)間內(nèi)的厚度減薄速率。
[0013]由于根據(jù)本發(fā)明的方法是通過(guò)在基材的表面上形成表面浮雕結(jié)構(gòu)層、在表面浮雕結(jié)構(gòu)層上形成鍍層、在鍍層上形成緩沖層，并之后將光學(xué)防偽元件置于能夠與鍍層和緩沖層進(jìn)行反應(yīng)的環(huán)境中來(lái)形成鏤空?qǐng)D案，而且緩沖層在單位時(shí)間內(nèi)的厚度減薄速率小于鍍層在單位時(shí)間內(nèi)的厚度減薄速率，所以其能夠精確定位需要鏤空的部位，工藝可行性和工藝穩(wěn)定性強(qiáng)，與印刷去金屬的技術(shù)相比，具有更高的靈活性并且能夠?qū)崿F(xiàn)所得光學(xué)防偽產(chǎn)品的更強(qiáng)的防偽能力。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的制備光學(xué)防偽元件的方法的流程圖；以及
[0015]圖2是將光學(xué)防偽元件置于反應(yīng)環(huán)境中之前光學(xué)防偽元件的一種示意性剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的制備光學(xué)防偽元件的方法的流程圖。
[0017]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的制備光學(xué)防偽元件的方法包括以下步驟:
[0018]S11、在基材的表面上形成表面浮雕結(jié)構(gòu)層，所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層包括至少兩個(gè)區(qū)域，其中各個(gè)所述區(qū)域中的所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的表面積與表觀面積的比值互不相同。
[0019]具體而言，所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層是由位于所述基材的表面上的、在二維平面上的高度隨位置分布起伏變化的表面起伏結(jié)構(gòu)所組成。相對(duì)于平坦表面而言，表面起伏結(jié)構(gòu)在單位表觀面積上的表面積更大，且所述表面積與所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的起伏程度呈正相關(guān)。在本文中，術(shù)語(yǔ)“表觀面積”指的是某一區(qū)域中在與該區(qū)域平行的平面內(nèi)的正投影的面積，即無(wú)視該區(qū)域中的起伏結(jié)構(gòu)的面積；術(shù)語(yǔ)“表面積”指的是考慮到某一區(qū)域中的起伏結(jié)構(gòu)的面積。顯然，某一區(qū)域的表面積與其表觀面積之比為大于等于I的數(shù)值。
[0020]以圖2所示的將光學(xué)防偽元件置于反應(yīng)環(huán)境之前的光學(xué)防偽元件的示意剖面圖為例，基材2具有相互對(duì)立的第一表面21和第二表面22,在基材2的第一表面21上形成的表面浮雕結(jié)構(gòu)層3具有兩個(gè)區(qū)域，即第一區(qū)域31和第二區(qū)域32，其中，第一區(qū)域31中的表面浮雕結(jié)構(gòu)層的起伏程度小于第二區(qū)域32中的表面浮雕結(jié)構(gòu)層的起伏程度，從而使得所述第二區(qū)域32中的表面浮雕結(jié)構(gòu)層在單位表觀面積上的表面積大于所述第一區(qū)域31中的表面浮雕結(jié)構(gòu)層在單位表觀面積上的表面積。應(yīng)當(dāng)理解，圖2僅是示例性的，根據(jù)實(shí)際需要，可以在基材2的第一表面21上形成表面浮雕結(jié)構(gòu)層的表面積與表觀面積的比值互不相同的任意數(shù)量的區(qū)域。
[0021]優(yōu)選地，表面浮雕結(jié)構(gòu)層3可以是包括但不限于以下特征的任意表面浮雕結(jié)構(gòu):一個(gè)或多個(gè)連續(xù)曲面型結(jié)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)矩形結(jié)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)鋸齒型棱鏡或它們的拼接或組合。其中，所述連續(xù)曲面型結(jié)構(gòu)可以為微透鏡結(jié)構(gòu)、正弦型結(jié)構(gòu)、橢圓型結(jié)構(gòu)、雙曲面型結(jié)構(gòu)、拋物面型結(jié)構(gòu)等中的一種或多種結(jié)構(gòu)的拼接或組合。所述微透鏡結(jié)構(gòu)可以是折射型微透鏡、衍射型微透鏡或它們的拼接或組合，其中折射型微透鏡可以包括球面微透鏡、橢球面微透鏡、柱面微透鏡或其它任意幾何形狀的基于幾何光學(xué)的微透鏡，衍射型微透鏡包括諧衍射微透鏡、平面衍射微透鏡、菲涅耳波帶片等。另外，以上結(jié)構(gòu)的具體排列方式可以是周期性的、局部周期性的、非周期性、隨機(jī)性的或它們的組合等。通過(guò)不同的具體結(jié)構(gòu)的選擇，特別是對(duì)于具體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)(例如結(jié)構(gòu)的周期(結(jié)構(gòu)開口寬度)、結(jié)構(gòu)的深度等)的定義，來(lái)確?；谋砻嫔细鱾€(gè)所述區(qū)域中的所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的表面積與表觀面積的比值互不相同。另外，表面浮雕結(jié)構(gòu)層可以圖案化地覆蓋所述基材的表面。
[0022]優(yōu)選地，所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層可以通過(guò)光學(xué)曝光、電子束曝光等微納加工方式獲得，還可以結(jié)合熱熔回流等工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)紫外澆鑄、模壓、納米壓印等加工方式進(jìn)行批量復(fù)制。
[0023]S12、至少在所述表面浮雕結(jié)構(gòu)層的其中一個(gè)所述區(qū)域的至少一部分上形成鍍層。
[0024]其中，所述鍍層可以包括下述各種鍍層中的任意一種或其組合:單層金屬鍍層；多層金屬鍍層；由吸收層、低折射率介質(zhì)層和反射層依次堆疊形成的鍍