一种光学防伪元件及使用该光学防伪元件的光学防伪产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学防伪领域，尤其涉及一种光学防伪元件及使用该光学防伪元件的光学防伪产品。
【背景技术】
[0002]为了防止利用扫描和复印等手段产生的伪造，钞票、证卡和产品包装等各类高安全或高附加值印刷品中广泛采用了光学防伪技术，并且取得了非常好的效果。
[0003]CN101563640、CN101443692、CN101120139、CN101346244、US5712731、US0034082、US4765656、US4892336、CN1271106、CN1552589等专利文献中公开了同一类在基材的两个表面上分别带有微透镜阵列和微图文阵列的防伪元件，其中，微图文阵列位于微透镜阵列的焦平面附近，通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用来再现具有一定景深或呈现动态效果的图案。
[0004]为保证莫尔放大的图案在不同的环境光源条件下都易于识别，微图文阵列和其背景需要有足够的颜色或亮度的对比度，即需对微图文阵列进行着色。由于所需的微图文结构非常精细(约几个微米)，而一般印刷技术的极限印刷笔画在20微米以上，因此一般印刷技术无法满足该精细度的要求。
[0005]目前文献中有两类着色的方法。一类方法如CN1906547A等专利文献中所公开:在微图文区域形成一定深度的凹陷，利用刮涂工艺将着色材料填充至凹陷中，而微图文区域之外的多余材料被基本刮除。为实现较好的着色，这种方法对微图文的线条宽度和凹陷深度，以及二者匹配关系有较大的限制。
[0006]另一类办法是利用微纳结构，如专利文献US20030179364公开了利用大深宽比的光学吸收结构实现黑色的微图文着色，专利文献US20100307705A1公开了利用纳米颗粒填充或台阶型的金属纳米结构实现微图文的着色。
[0007]以上两种着色方法在不同方面存在缺陷:US20030179364公开的结构不能实现彩色化的着色;US20100307705A1利用的台阶型结构和镀层对所述结构的平面覆盖方式难以在生产中实现。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种光学防伪元件以及使用该光学防伪元件的光学防伪产品，其具有易识别且难伪造的特点。
[0009]本发明提供一种光学防伪元件，该光学防伪元件包括:基材，该基材包括相互对立的第一表面和第二表面;位于所述基材的第一表面上的采样合成层；以及位于所述基材的第二表面上的微图像层，该微图像层包括第一区域和第二区域，所述第一区域中至少部分覆盖有镀层，所述第二区域包含至少两个子区域，每个子区域中至少部分覆盖有颜色功能层，各个子区域中的颜色功能层以及第一区域中的镀层具有各自不同的颜色特征，而且所述微图像层能够被所述采样合成层所采样并合成从而形成图像。
[0010]本发明还提供一种采用上述光学防伪元件的光学防伪产品。
[0011]根据本发明的光学防伪元件和光学防伪产品具有如下优势:
[0012](I)由于微图像层是由具有不同颜色特征的镀层以及多个颜色功能层共同形成的，所以该微图像层将具有多个颜色的信息，从而使得采样合成后的图像具有多色特征，并解决了此类产品颜色单一的问题；
[0013](2)由于镀层和多个颜色功能层的颜色特征可以任意定义，从而决定了采样合成后的图像具有颜色间的强烈对比度；
[0014](3)由于采样合成的图像的多色特征可以与采样合成的图像相呼应，因此形成了新颖的光学防伪特征，其易于识别，且能够产生更强的公众吸引力和更高的抗伪造能力；
[0015](4)根据本发明的光学防伪元件可以利用本领域通用设备进行批量生产，工艺可行性强。
【附图说明】
[0016]图1a是根据本发明一个实施方式的光学防伪元件的剖面图；
[0017]图1b是根据本发明一个实施方式的光学防伪元件的采样合成层和微图像层的排列方式的示意图；
[0018]图1c和图1d是根据本发明一个实施方式的光学防伪元件的光学特征示意图；
[0019]图2是根据本发明一个实施方式的光学防伪元件的微图像层中的镀层的一种制作步骤的示意图；
[0020]图3是根据本发明一个实施方式的光学防伪元件的微图像层中的镀层的另一制作步骤的示意图；
[0021]图4是在图3所示制作步骤的基础上进一步制作第二区域中的颜色功能层的步骤的不意图；
[0022]图5a?5d是根据本发明的光学防伪元件能够带来的部分有益效果的实施例的示意图；以及
[0023]图6是根据本发明一种实施方式的在采样合成层上形成反射层的光学防伪元件的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图来详细说明根据本发明的光学防伪元件及使用该光学防伪元件的光学防伪产品。应当理解，所述附图和详细描述只是对本发明优选实施方式的描述，并非以任何方式来限制本发明的保护范围。并且，本领域技术人员应当理解，所有附图中的灰度以及尺寸比例仅为示意性的，不代表实际的颜色和尺寸比例。
[0025]如图1a所示，根据本发明一种实施方式的光学防伪元件包括基材2、采样合成层21和微图像层22。基材2包括相互对立的第一表面31和第二表面32。采样合成层21位于基材2的第一表面31上。微图像层22位于基材2的第二表面32上，该微图像层22包括第一区域和第二区域，所述第一区域中至少部分覆盖有镀层221，所述第二区域包含至少两个子区域，每个子区域中至少部分覆盖有颜色功能层(例如在图1a中示出了两个子区域，这两个子区域中分别覆盖有颜色功能层222和颜色功能层223)，各个子区域中的颜色功能层(222，223)以及第一区域中的镀层221具有各自不同的颜色特征，而且所述微图像层22能够被所述采样合成层21所采样并合成从而形成图像。也即，第一区域中的镀层221、第二区域中的颜色功能层222、223共同形成了微图像层22。
[0026]以图1a所示的第二区域具有两个子区域为例，根据本发明的光学防伪元件的一个具体实施例可以为:采样合成层22采用了21μπι直径的球面微透镜阵列，该微透镜阵列的排列呈矩形排列(如图lb(a)所示)、排列周期为23微米，微透镜高度为7μπι，基材2的厚度为20μm。镀层221为40nm厚的金属Al层，颜色功能层222、223分别为红色和绿色的纳米油墨。镀层221、颜色功能层222、223所组成的微图像层22的俯视图如图lb(b)所示，其中，Al镀层221形成了微图像层22的背景(即第一区域)，红色的颜色功能层222和绿色的颜色功能层223区域化地形成微图像层22的笔画(第二区域)，并且所组成的“B”微图像阵列的排列周期与采样合成层22中的微透镜阵列的排列周期一致，但微图像阵列和微透镜阵列的阵列取向具有
0.3度的差异。基于以上配置，将形成如图1c(倾斜光学防伪元件的情况)和图1d(旋转光学防伪元件的情况)所示的光学特征，也即，当倾斜或者旋转该光学防伪元件时，人眼将可以观察到采样合成的图像“B”能够形成彩色的动态特征，即图像背景呈现金属Al的银白色，而“B”的笔画部分则有两种颜色，特别是当采样合成的文字从红色颜色功能层222所在的子区域移动到绿色颜色功能层223所在的子区域的过程中，文字“B”的颜色将从红色变成绿色。
[0027]以上是结合图1b和图1c所示的实施例对采样合成层21、微图像层22、镀层221、颜色功能层222、223以及所获得的防伪特征进行了示例性的描述，事实上，根据本发明的光学防伪元件的各部分拥有更多的优选和组合方案。以下将进行详细描述。
[0028]在根据本发明的一个优选实施方式中，采样合成层21可以由微孔阵列、微栅格阵列、微透镜阵列和能够对微图像层22进行成像的其他微采样工具中的至少一者形成。其中，微孔阵列、微栅格阵列和微透镜阵列可以是分别由多个微孔单元、微栅格单元和微透镜单元构成的非周期性阵列、随机性阵列、周期性阵列、局部周期性阵列或它们的任意组合。微透镜单元可以为折射型微透镜、衍射型微透镜或它们的组合，其中折射型微透镜可以选取球面、抛物面、椭球面微透镜、柱面微透镜、多边形或其它任意几何形状的基于几何光学的微透镜或它们的任意组合，衍射型微透镜可以选取谐衍射微透镜、平面衍射微透镜、菲涅尔波带片。其中，除菲涅尔波带片外，其它微透镜的具体形式可以选择为连续曲面型或阶梯型透镜作为微透镜单元。
[0029]优选地，所述