一种增强型微图案放大显示结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于尺度从几微米到几十微米甚至上百微米的增强型微图形放大显示的方法；通过在微结构表面镀金属膜层，并添加微透镜阵列后，可以获得具有强烈对比度的图案显示效果。该技术产生的图案可广泛应用于微缩文字/图案防伪，三维/动态显示/防伪等领域。
【背景技术】
[0002]从上世纪90年代开始，微缩文字、三维显示、防伪等技术便得到了迅速发展，主要是以激光全息图为主，但这种技术已经半公开，防伪功能受到挑战。此外还有诸如水印防伪等技术也已经发展了很长时间，基本原理及实现方法也已经基本被大众所了解。迫切需要发展新的防伪技术。
[0003]为此人们提出了基于光学原理的放大显示防伪方法，这种方法的原理是:在正常照明条件下，人眼的极限分辨力为I分，在明视距离250mm条件下，人眼的极限分辨力为0.072mm。一般来说为使眼睛不疲劳，人眼的视角在4分左右，即可以分辨距离为0.3mm左右的两个点。在一般情况下，10 X 10个点刻组成简单图案，其大小约在4mm X 4_左右，其它细小的物体必须采用放大镜或显微镜进行放大才能看清其细微结构。对于小于该尺度的图案必须采用显微镜等辅助工具，这个观察带来很大不便。
[0004]随后，人们又开发出了基于微透镜阵列的三维、动态显示和防伪技术，然而上述技术受到现有像素尺度(150微米)的限制，很难获得流畅的动态显示效果和纤薄的厚度。同理，在三维电视中，也存在上述问题，采用现有像素，三维图像的显示随观测角度成阶段性变化，只有采用更加微小的像素尺寸方可获得流畅的三维动态效果。
[0005]然而，现有的印刷技术如:丝网印刷技术、凸版应刷技术、凹版印刷技术等都只能完成600DPI的分辨力，即每英寸600线对，线条周期最小约40微米左右。对于宽度仅1_2微米甚至更小的线条，采用现有的印刷工艺是根本无法完成的。基于上述几十微米级宽度的线条实现防伪和动态\3D显示更是不可能的。
[0006]为了克服上述问题，我们提出了一种基于压印、金属镀膜技术的增强型微图案放大显示结构，首先利用压印技术在有机塑料膜层的表面完成三维微纳结构的压印，随后通过在压印完成的三维微纳结构图案面镀金属膜即可实现增强型微米级图案的成形，最后在其上加载微透镜即可获得三维动态显示效果。基于上述方法可有效克服现有印刷技术分辨力不高的问题，完成具有微米级分辨力的微图案的成形，在3D显示、微缩图案防伪、动态显示等领域具有广泛的应用价值。
【发明内容】
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[0007]基于上述考虑，一种基于尺度从几微米到几十微米甚至上百微米的增强型微图案放大显示结构；通过在压印后的三维微纳结构表面镀金属膜层，可以获得具有强烈对比度和金属感的图案显不效果。
[0008]本发明的技术解决方案通过以下步骤完成:一种增强型微图案放大显示结构，其特征在于:
[0009]1、一种增强型微图案放大显示结构由图形层、反射层、间隔层以及微透镜阵列层组成。
[0010]2、权利要求1中表述的图形层具有如下特征:图形层表面的图案可以为具有连续面形的三维微纳结构所构成或者具有台阶状表面形貌的三维微结构所构成。上述连续面形三维微纳结构和台阶状面形三维微纳结构的横断面剖面形貌可以为包括但不限于半球形、三角形、梯形、矩形在内的各种几何图形，上述三维微纳结构图案可以为周期、准周期或非周期的三维微纳结构图案阵列；从多个视角观察，图形层携带的微纳结构在显微镜下具有明显的三维结构物体的显示特征；
[0011]3、权利要求1中表述的反射层具有如下特征:反射层为紧贴于图形层表面蒸镀的一层金属薄膜，用于对照射到图形层携带的凸起或凹下的三维微纳结构表面的光进行高效反射，形成金属膜式的高效光反射效果；
[0012]4、权利要求1中表述的反射层具有如下特征:如果图形层本身具有金属薄膜式的高效光反射效果，则图形层与反射层合为I层；
[0013]5、权利要求1中表述的间隔层具有如下特征:间隔层主要用于调节反射层与微透镜阵列层之间的距离，使反射层位于微透镜阵列层的焦面处；间隔层可以为包括但不限于塑料、空气在内的各种材质；
[0014]本发明最大的特点在于:采用该技术可获得具有三维特征的、动态的显示效果；且工艺简单、采用现有全息与镭射薄膜技术相关设备即可完成，为三维显示、动态显示以及防伪印刷技术提供了新的手段和实现途径。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本技术可以基于微纳米级结构特征的三维微图案，获得三维的、放大的、动态的显示效果，与现有的显示效果完全不同；
[0017]2、本技术制备的放大显示结构，是基于基底薄膜上、下两个表面图形共同作用实现的，这为仿制该结构提出了很大的难度。
[0018]3、该技术所述的显示结构非常简单、有效，且与现有工艺兼容，采用现有的全息镭射装备即可完成该结构的批量生产。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例1中要显示的三维微纳结构图案示意图；
[0020]图2为图1所示三维微纳结构图案的单元图案，标注I与标注2分别为不同区域的截面；
[0021]图3a为图2中单元图案的标注I处所示截面的轮廓，其剖面形状为球冠；
[0022]图3b为图2中单元图案的另一个区域，标注2处所示截面的剖面轮廓，其剖面形状为梯形；
[0023]图4a为与图2中标注I对应的镍母版的剖面轮廓；
[0024]图4b为与图2中标注2对应的镍母版的剖面轮廓；
[0025]图5a与图2中标注I处对应的承印物表面三维微纳结构图案的剖面轮廓，该三维