[发明专利]一种光学防伪元件

说明书

技术领域

本发明涉及光学防伪领域，尤其涉及一种光学防伪元件。

背景技术

当今，光可变(optically variable)技术广泛用于钞票等高防伪有价证券的公众防伪，该技术具有裸眼可观察的动态图像和颜色变化等特征，且无法利用照相机、扫描仪、打印机等电子设备模仿或复制。目前常见的全息浮雕结构、亚波长光栅结构和光变(color shift)等光学防伪技术与其采用的镀层密切相关或完全基于镀层技术。其中，对于全息或零级技术，镀层为银白色(例如，采用Al)或无色透明(例如，采用ZnS)，其缺乏足够的公众视觉吸引力；光变应用于防伪领域也已经有三十余年，但其防伪特征也有待进一步提升与改进。

将颜色镀层与上述全息、亚波长表面浮雕结构、光变相结合，可以实现新型防伪特征，提高公众易识别性并增强抗伪造能力。颜色镀层技术主要有以下三种：(1)采用有色金属或金属合金作为颜色镀层，其镀层颜色易于控制，大规模生产工艺简单，但可选择的颜色非常少，且不能形成光学谐振腔，不易与光栅结构结合以产生新的光学效果。(2)有色涂料和反射镀层组合结构。这种结构一般是在基材上先涂布有色层或对基材进行染色后再蒸镀反射层形成颜色镀层，如专利ZL200780051054.9。这种方式可实现的颜色丰富，大规模生产工艺简单，已在一些防伪产品中应用，如用于银行卡的中国银联金色全息标等。但是，该种结构同样不能形成光学谐振腔，与亚波长结构结合无法产生期望的倾斜颜色变化或旋转颜色变化效果。(3)采用反射层/介质层或反射层/介质层/吸收层作为镀层结构，但其介质层的材料一般为钛、铬等金属的氧化物、氮化物或碳化物，且厚度需要为0.6微米-1.2微米或者更厚而且这些化合物一般采用电泳法、离子镀和磁控溅射法等获得。电泳法与离子镀法需要基材导电，磁控溅射法沉积速率低，而且基材上需加热和施加电场偏压，均不适合在PET等塑料基材上大规模生产。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的镀层颜色不丰富、不利于大规模生产或者不能与光栅结构相组合等缺陷，提供一种镀层颜色丰富、适于大规模生产且能够与光栅结构相结合的光学防伪元件。

本发明提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括基材和第一镀层，所述基材包括第一表面和第二表面，所述第一镀层包括形成于全部或部分所述第一表面上的第一反射层以及形成于所述第一反射层上的第一介质层，并且所述第一介质层由折射率大于1.8的介质材料形成。

由于根据本发明的光学防伪元件的第一镀层是多层膜结构，当光线到达第一镀层表面时，会在第一镀层与空气的界面发生反射，从而部分光线反射回空气中，而其他光线则进入第一镀层中并经第一镀层与基材的界面处被反射后重新从第一镀层与空气的界面出射，由于折射率大于1.8的介质层的存在使得反射和出射光线之间存在一定的光程差，从而发生光的干涉相长或相消，使得第一镀层产生特定的反射颜色，当第一镀层的结构和第一镀层中各层的材料及厚度被选定之后，第一镀层所呈现的颜色在各种观察角度基本保持不变，而通过改变第一镀层的结构和第一镀层中各层的材料及厚度则能够使第一镀层产生各种颜色，因此根据本发明的光学防伪元件能够产生丰富的色彩。另外，由于第一镀层的结构简单，所以能够实现大规模生产，并且由于对第一镀层的制备方法没有特殊的要求，例如第一镀层可以通过真空蒸镀的方式制备，这使得能够保持基材上的光栅浮雕结构，而且这种颜色镀层本身能够形成光学谐振腔，易于与光栅结构特别是亚波长浮雕结构的衍射作用相结合，从而能够实现新型的光学效果。

附图说明

图1是根据本发明一种实施方式的光学防伪元件的剖面图；

图2是图1所示的光学防伪元件的一种反射光谱图；

图3是根据本发明另一实施方式的光学防伪元件的剖面图；

图4是图3所示的光学防伪元件的一种反射光谱图；

图5是根据本发明一种实施方式的具有镂空结构的光学防伪元件的剖面图；

图6是根据本发明另一实施方式的具有镂空结构的光学防伪元件的剖面图；

图7是根据本发明另一实施方式的具有镂空结构的光学防伪元件的剖面图；

图8是根据本发明另一实施方式的具有镂空结构的光学防伪元件的剖面图；

图9是根据本发明另一实施方式的具有亚波长浮雕结构的光学防伪元件的剖面图；

图10是根据本发明另一实施方式的具有亚波长浮雕结构的光学防伪元件的剖面图；