光学防伪元件和产品及制备光学防伪元件的方法和设备的制造方法
【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和产品及制备光学防伪元件的方法和设备。
【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光学防伪元件，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，微图文阵列及其背景需要有足够的颜色或亮度对比度，即需对微图文阵列进行着色。由于所需的微图文阵列的结构非常精细(约几个微米)，所以一般的印刷技术难以达到该精细度。目前有两类着色的方法。一类方法如CN1906547A等专利文献中所公开的: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。另一类着色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来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来实现微图文的着色。
[0005]以上着色方法存在着各种缺陷:CN101379423和US20030179364公开的方法都难以实现彩色化的着色；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。
[0006]另外，当前精细凹印、纳米压印等微印刷方法也能够在一定程度上提高印刷图文的精细度，但是精细凹印难以获得小于30微米的图案线条，并且凹印需要比较大的压力，容易引起印刷图案及基材的变形，影响图文的质量。纳米压印等新兴技术并不具备大批量复制生产的可行性。
[0007]还有一种典型的做法是:采用带有颜色特征的辐射固化材料在凹印版辊表面挤压成型，然后剥离，之后对成型后剥离出的辐射固化材料进行辐射固化，这种方法的缺陷是由于挤压成型的过程中辐射固化材料是非固态的，并不能保证凹印版辊上的图案被完整复制，且非固态的辐射固化材料在剥离时将产生笔画的展宽等失真现象，同时版辊上的凹槽会被不可避免的残留的辐射固化材料所填充，影响批量生产的效率和质量。
[0008]综上，亟需一种技术来制备具有高分辨率、高精细度和高对比度图案的光学防伪元件和光学防伪产品，并实现高效、批量和稳定生产。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种光学防伪元件和产品及制备光学防伪元件的方法和设备，该方法和设备能够实现高效、批量和稳定的生产，并且所制备的光学防伪元件和产品具有高分辨率、高精细度和高对比度的微图文图案，能够提高所制备光学防伪元件和产品的公众吸引力和抗伪造能力。
[0010]本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，该光学防伪元件包括基材和位于所述基材上表面上的微图文图案，该方法包括:
[0011]在第一版辊的凹槽中填充第一辐射固化材料，所述第一版辊的凹槽宽度为微米甚至亚微米量级以使得与所述第一版辊的凹槽分布相同的微图文图案的精细度达到微米甚至亚微米量级；
[0012]除去位于所述第一版辊的凹槽以外部分上的所述第一辐射固化材料；
[0013]使所述第一版辊的凹槽中的第一辐射固化材料与所述基材的上表面相接触；
[0014]利用第一辐射固化源对所述第一辐射固化材料进行辐射固化，并且辐射固化后所述第一辐射固化材料与所述基材的结合强度大于所述第一辐射固化材料与所述第一版辊的结合强度；以及
[0015]使所述基材与所述第一版辊分离，以使得所述第一辐射固化材料从所述第一版辊的凹槽中剥离并依附于所述基材的上表面上，从而由剥离的所述第一辐射固化材料形成所述微图文图案。
[0016]本发明还提供一种采用上述方法制备的光学防伪元件。
[0017]本发明还提供一种带有上述光学防伪元件的光学防伪产品。
[0018]本发明还提供一种制备光学防伪元件的设备，该光学防伪元件包括基材和位于所述基材上表面上的微图文图案，该设备包括:
[0019]带有凹槽的第一版辊，所述第一版辊的凹槽宽度为微米甚至亚微米量级以使得与所述第一版辊的凹槽分布相同的所述微图文图案的精细度达到微米甚至亚微米量级；
[0020]第一辐射固化材料提供单元，用于在所述第一版辊的凹槽中填充第一辐射固化材料；
[0021]清除单元，用于在所述第一辐射固化材料提供单元进行所述填充之后除去位于所述第一版辊的凹槽以外部分上的所述第一辐射固化材料；
[0022]第一接触单元，用于在所述清除单元进行所述清除之后使所述第一版辊的凹槽中的第一辐射固化材料与所述基材的上表面相接触；
[0023]第一辐射固化源，用于在所述第一版辊的凹槽中的第一辐射固化材料与所述基材的上表面相接触之后对所述第一辐射固化材料进行辐射固化；以及
[0024]第一分离单元，用于在所述第一辐射固化源进行辐射固化之后将所述基材与所述第一版辊相分离，以使得所述第一辐射固化材料从所述第一版辊的凹槽中剥离并依附于所述基材的上表面上，从而由剥离的所述第一辐射固化材料形成所述微图文图案。
[0025]由于根据本发明的制备方法和制备设备中采用的第一版辊的凹槽宽度为微米甚至亚微米量级，所以能够制作高分辨率、高精细度的微图文图案；由于第一版辊的凹槽以外部分上的第一辐射固化材料被去除，并通过辐射固化技术使第一辐射固化材料在剥离前即以固态的形式依附于基材的上表面上，所以保证了基材上表面上具有微图文图案区域与无微图文图案区域的明显对比度，并能够完整地复制第一版辊的凹槽，确保了根据本发明制备的光学防伪元件和光学防伪产品具有高的对比度、较强的公众吸引力和更高的抗伪造能力。而且，根据本发明的制备方法和制备设备能够实现高效、批量和稳定的生产。
【附图说明】
[0026]通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，而且并未按照实际尺寸绘制附图，其仅用于示出本发明的主旨。
[0027]图1是根据本发明一种实施方式的制备光学防伪元件的方法流程图；
[0028]图2a和2b分别是根据本发明一种实施方式制备的光学防伪元件的剖面图和俯视图；
[0029]图3是根据本发明一种实施方式制备的光学防伪元件的剖面图；
[0030]图4是根据本发明一种实施方式制备的光学防伪元件的剖面图；
[0031]图5是根据本发明一种实施方式的制备光学防伪元件的设备的示意图；以及
[0032]图6是根据本发明一种实施方式的制备光学防伪元件的设备的另一示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都落入本发明的保护范围内。
[0034]如图1所示，在一种实施方式中，本发明提供一种制备光学防伪元件的方法，该光学防伪元件包括基材和位于所述基材上表面上的微图文图案，该方法包括:
[0035]S1、在第一版辊的凹槽中填充第一辐射固化材料，所述第一版辊的凹槽宽度为微米甚至亚微米量级以使得与所述第一版辊的凹槽分布相同的微图文图案的精细度达到微米甚至亚微米量级。
[0036]优选地，第一辐射固化材料不透明，从而使得在最终形成的光学防伪元件的上表面上，具有第一辐射固化材料的区域和不具有第一辐射固化材料的区域之间能够产生透明度上的区别，以增强这两个区域之间的对比度，提高根据本发明的制备方法制备的光学防伪元件的公众吸引力和抗伪造能力。
[0037]优选地，第一辐射固化材料还可以具有特定的颜色，使得在最终形成的光学防伪元件的上表面上，具有第一辐射固化材料和不具有第一辐射固化材料的区域之间能够产生颜色上的区别，以增强这两个区域之间的对比度，提高根据本发明的制备方法制备的光学防伪元件的公众吸引力和抗伪造能力。
[0038]优选地，第一辐射固化材料还可以具有颜色变化特征，所述颜色变化特征可例如为随观察角度的改变而产生的颜色变化特征，例如胆留型液晶材料在辐射固化后具有的随着角度变化而产生的颜色变化特征。同样地，还可以使最终形成的光学防伪元件的上表面上，具有第一辐射固化材料和不具有第一辐射固化材料的区域之间产生颜色变化特征上的区别。第一辐射固化材料的颜色变化特征提高了根据本发明的