[发明专利]一种真彩色全息图案及其制备方法

说明书

本发明公开了一种真彩色全息图案及其制备方法，属于微纳器件光刻加工领域，可应用于防伪或者包装行业。本发明通过光栅结构色的组合实现真彩色，即实现了CIE色域与光栅结构的一一对应。本发明方法为：(1)按照本发明中真彩色方案设计版图(2)清洗硅片，在硅片上旋涂电子抗蚀胶；(3)通过光刻工艺在电子抗蚀胶上形成结构；(4)采用刻蚀工艺在硅片上形成结构，去除电子抗蚀胶得到有结构的硅片；(5)采用纳米压印工艺将结构转移到聚合物薄膜上；(6)采用磁控溅射工艺在聚合物薄膜的结构上溅射高折射率材料；(7)在高折射率材料的结构上旋涂聚合物形成保护层。通过本方案增加了全息图案能表现出的色彩，使得产品更难以仿造。

技术领域

本发明属于微纳器件光刻加工技术领域，更具体地，涉及一种真彩色全息图案及其制备方法，可应用于防伪或者包装行业。

背景技术

目前，包装领域广泛采用的防伪技术为干涉全息，这种全息技术主要是利用激光干涉形成光栅条纹。工业生产干涉全息光栅常采用两束激光干涉将图案写在光敏胶面上。这种方法加工的全息光栅由于制造成本低、衍射效率高等优点，被广泛应用于防伪领域。但是这种方法加工的光栅精确度低，不易于合成高精度的全息标志。

激光全息图主要是利用双光束干涉的原理，令物光和另一个与物光相干的光束(参考光束)产生干涉图样即可把位相合并上去，从而用感光底片能同时记录下位相和振幅，就可以获得全息图像。由于普通光源单色性不好，相干性差，因而全息技术发展缓慢，很难拍出像样的全息图。直到激光出现之后，其高亮度、高单色性和高相干度的特性，迅速推动了全息技术的发展，许多种类的全息图被制作出来，全息理论得到很好的验证，但由于激光干涉条纹存在先天不足，条纹的粗细及光斑无法有效的控制，因此只能通过光学衍射实现单一颜色而无法实现与CIE色域中一一对应的关系。

发明内容

本发明的目的是提出实现真彩色全息图的方案及其制备方法，采用电子束光刻制能很好的利用电子束高精度的优势。制作出的全息图具有精细度高，难以仿造，视觉效果独特等优势。本发明中定义的真彩是指通过红绿蓝三基色组成一个像素点，通过控制像素点中三基色比例改变像素点的视觉效果，因此通过本发明中的方案能够建立起光栅结构与CIE色域中色彩的一一对应关系。

为实现本上述发明目的，本发明提供了一种真彩色全息图案的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)设计版图，按真彩色定义的光栅结构设计版图；

(2)清洗硅片，在硅片上涂敷电子抗蚀胶；

(3)通过电子束光刻工艺在电子抗蚀胶上形成步骤(1)中设计的光栅结构；

(4)采用干法刻蚀将光栅结构转移到硅片上，去除电子抗蚀胶得到有光栅结构的硅片；

(5)采用纳米压印工艺将光栅结构转移到聚合物薄膜上；

(6)采用磁控溅射工艺在聚合物薄膜的光栅结构上溅射高折射率材料；

(7)在高折射率材料的结构上涂敷聚合物形成保护层。

进一步地，所述步骤(1)中采用利用光栅衍射理论或导模共振效应设计反射式滤波器，得到红光650nm，绿光540nm，蓝光470nm三基色的滤波器，即单色点，通过对三个单色点不同比例组合形成真彩色像素点，实现光栅结构与CIE色域的一一对应，通过不同真彩色点的组合形成光栅整列版图。

进一步地，所述步骤(2)中的电子抗蚀胶可使用正性抗蚀胶或者负性抗蚀胶(如HSQ，SAL601，PMMA或ZEP520等)。

进一步地，所述步骤(4)中的干法刻蚀采用CCl₄、BCl₃、CHF₃或CFCl₂为蚀刻气体，采用反应离子刻蚀RIE、电感耦合等离子ICP刻蚀或者电子回旋ECR刻蚀方法。