[发明专利]一种双重防伪标识及其制备和识别方法

权利要求书

1.一种双重防伪标识，其特征在于：包括具有低热膨胀系数的基板及附着在基板上的具有高热膨胀系数的有机/无机融合的有序微观点阵；所述微观点阵包含波长下转换材料，作为初级图案标识；每个微观点阵表面包含无机材料填充具有高热膨胀系数聚合物形成的随机褶皱子图案作为高级图案标识；

所述双重防伪标识的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：将波长下转换材料与具有多孔结构的高热膨胀系数聚合物按照一定比例均匀混合，在具有低热膨胀系数的第一基板上采用微观点阵制备方法,形成有序微观点阵，所述有序微观点阵组成宏观图案；固化聚合物即固化宏观图案，形成带有微观点阵构成的宏观图案的第二基板；

步骤S2：将设置有图案化聚合物点阵的第二基板置于原子层沉积反应腔体中，抽真空排除聚合物体内残余气体，并加热反应腔体，使具有低热膨胀系数的第一基板和具有高热膨胀系数的聚合物点阵同时受热膨胀，聚合物点阵的热膨胀程度大于第一基板的热膨胀程度；

步骤S3：采用原子层沉积方法，在第二基板上的每个聚合物点阵表面一层的孔洞结构中生成无机填充材料，形成包含有机/无机融合有序微观点阵的第三基板；

步骤S4：将第三基板置于反应腔中自然冷却，所述高热膨胀系数的聚合物材料孔洞中填充有无机材料，在冷却收缩过程中为释放应力将产生褶皱图案，反应结束后第三基板上图案化聚合物点阵表面产生一定起伏、一定周期的随机分布褶皱图案，即制备得到具有极高防伪特性的双重防伪标识；

步骤S5：采用软印刷方法，制作双重防伪标识模具；

步骤S6：利用双重防伪标识模具，将双重防伪标识复制到具有相同型号或系列的产品中，用以提高双重防伪标识的制作效率；

步骤S7：在产品中的双重防伪标识表面涂覆一层与用于制作双重防伪标识聚合物具有不同折射率的材料，且材料表面光滑，保证产品上的防伪标识既不能被重复制备，也无法被复制，用以提高防伪性能。

2.根据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的具体内容为：往原子层沉积反应腔体中通入第一前驱体并进行保压，使第一前驱体有效渗入到聚合物点阵表面孔洞结构中；抽真空至真空度低于10^-1Pa，排掉过量的第一前驱体，并通入惰性气体N₂进行冲洗一定时间后，通入第二前驱体并进行保压，使第二前驱体有效渗入到聚合物点阵内，并与第一前驱体发生化学反应，在衬底聚合物点阵表面的孔洞内生成无机填充材料，反应结束后抽真空至真空度低于10^-1Pa，排掉过量的第二前驱体，并通入惰性气体N₂进行冲洗一定时间；重复原子层沉积反应m个周期，在聚合物点阵表面深度10nm-5um范围内形成填充有无机材料的致密融合薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述波长下转换材料采用量子点或荧光粉；所述波长下转换材料与高热膨胀系数聚合物的质量混合比例小于1：3；所述有序微观点阵的制备方法包括丝网印刷、转印或喷墨打印。

4.根据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述褶皱图案为高低随机起伏的图案，所述褶皱图案的周期和高度尺寸范围均为10纳米-100微米。

5.根据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：所述无机填充材料包括Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、Ta₂O₅或ZnO。

6.根据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：所述低热膨胀系数的第一基板材料包括玻璃、硅片、石英或蓝宝石；所述高热膨胀系数聚合物材料包括PDMS、PMMA、Epoxy、PE、PS、PC、PF或PI。

7.据权利要求1所述的一种双重防伪标识的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述反应腔温度范围为50℃-500℃。