一种相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件及产品的制作方法

1.本实用新型涉及光学防伪技术领域，具体涉及一种相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件及产品。


背景技术：

2.微透镜阵列防伪膜是一类将微透镜阵列与阵列图像或文字相结合的一种光学防伪元件，是在薄膜的表面制作微透镜阵列和与之相匹配的微图文阵列，能够在不同角度呈现动感、立体以及多变换等多重视觉效果。传统的微透镜阵列防伪膜主要包括基材层以及分别制作在基材层两侧的透镜层和微图文层，此种结构的微透镜阵列防伪膜的结构厚度较大，耗材较多，制造成本较高，包含此类防伪膜的产品需要消耗较多的塑料薄膜，不满足当下环保去塑的理念。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，其厚度更小，耗材更少，能够降低成本，且视觉效果更突出，防伪性能更佳。
4.为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，包括基材、微浮雕立体结构层和反射介质层，所述微浮雕立体结构层设置在基材的下表面，所述反射介质层设置在所述微浮雕立体结构层的下表面，所述微浮雕立体结构层包括微透镜阵列结构和微图文阵列结构，所述微图文阵列结构嵌套在所述微透镜阵列结构中，所述微透镜阵列结构设有连通至所述微图文阵列结构的通槽。
5.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本光学防伪元件将微透镜阵列结构和微图文阵列结构设置在基材的同一侧，使得本防伪元件的厚度更小，耗材更少，能够降低加工成本。本防伪元件将微图文阵列结构嵌套在微透镜阵列结构中，且微透镜阵列结构设有连通至微图文阵列的通槽，也即呈现一种微透镜与微图文相交的微浮雕立体结构，具有很强的立体感。从不同的角度观测时，可以观测到不同周期数的图文叠加所呈现的图像，随着观测视角的移动，本光学防伪元件能够呈现闪烁变化并且富有层次感和立体感的视觉效果，视觉效果更突出，能够在众多光学防伪元件中脱颖而出，防伪性能更佳。
6.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述通槽的侧壁垂直于所述基材的下表面。
7.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述微透镜阵列结构包括多个周期分布的微透镜，所述微图文阵列结构包括多个周期分布的微图文，所述微图文附于所述通槽的底壁。
8.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述微图文阵列的结构线宽范围在500纳米到50微米之间。
9.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述微透镜阵列结构为凸微透镜
阵列或凹微透镜阵列。
10.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述基材为透明或半透明片状材料。
11.上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，所述微透镜阵列结构的阵列排布方式为三角形、方形或蜂窝形。
12.本实用新型还提供了一种产品，包括上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件。
13.上述的产品，所述产品为镭射纸张，包括纸张和所述光学防伪元件，所述反射介质层的表面与所述纸张粘合连接。
14.上述的产品，所述产品为镭射复合纸张，包括纸张和所述光学防伪元件，所述反射介质层的表面与所述纸张粘合连接。
15.包含本防伪元件的产品，能够实现包装去塑化的目标，减少耗材，降低加工成本，满足当下的环保去塑的理念。
16.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的光学防伪单元的截面图；
18.图2为本实用新型实施例的光学防伪单元呈现3d动态视觉效果的示意图；
19.图3为本实用新型实施例的光学防伪单元呈现多维移动视觉效果的示意图；
20.图4为本实用新型实施例的光学防伪单元呈现上浮视觉效果的示意图；
21.图5为本实用新型实施例的光学防伪元件呈现下沉视觉效果的示意图。
22.附图标号说明：1-基材、2-微浮雕立体结构层、21-通槽、3-反射介质层。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，参照图1，本实用新型的实施例提供了一种相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件，包括基材1、微浮雕立体结构层2和反射介质层3。
24.基材1为透明或半透明片状材料，具体地可以为15微米－50微米厚度的基材1。基材1可以至少是局部透明的，也可以是有色的介质层，还可以是经过复合而成的多层膜，基材1可以采用耐物化性能良好且机械强度高的薄膜材料形成，例如：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)薄膜及双向拉伸聚丙烯(bopp)薄膜等塑料薄膜，优选15微米厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜。
25.微浮雕立体结构层2设置在基材1的下表面，包括微透镜阵列结构和微图文阵列结构，微透镜阵列结构包括多个周期分布的微透镜，微图文阵列结构包括多个周期分布的微图文。微透镜结构阵列的周期可以相同，也可以不同，同理地，微图文阵列结构亦是如此。微图文阵列结构嵌套在微透镜阵列结构中，微透镜阵列结构设有连通至微图文阵列结构的通槽21，也即呈现一种微透镜与微图文相交的微浮雕立体结构。具体地，如图1所示，通槽21开设于微透镜上，微图文则位于通槽21的底壁，因此，当微透镜和微图文呈阵列分布时，就能呈现出微透镜与微图文相交的微浮雕立体结构。
26.在一个周期的微透镜中，通槽21可以设置多个，以便于微图文阵列结构嵌套于微
透镜阵列结构内，也即，微图文附于通槽21的底壁。具体地，通槽21的侧壁垂直于基材1的下表面，易于光刻加工，并能防止观测到的微图文变形、失真或模糊，或者产生不利的光衍射或杂光等。具体地，微透镜阵列结构的阵列排布方式为三角形、方形或蜂窝形。微图文阵列的结构线宽范围在500纳米到50微米之间。具体地，微透镜阵列结构为凸微透镜阵列或凹微透镜阵列。
27.反射介质层3设置在微浮雕立体结构层2的下表面，反射介质层3可以包括下述各种镀层中的任意一种或任意多种组合：
28.第一种镀层：单层金属镀层，材料可以是al、cu、ni、cr、ag、fe、sn、au、pt等中的一种金属或其混合物和合金，优选al或zns；
29.第二种镀层：多层金属镀层，材料可以是al、cu、ni、cr、ag、fe、sn、au、pt等中的一种金属或其混合物和合金；
30.第三种镀层：由吸收层、低折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，且吸收层与微浮雕立体结构层2的表面相接触，吸收层的材料可以是cr、ni、cu、co、ti、v、w、sn、si、ge等中的一种金属或其混合物和合金，低折射率介质层为折射率小于1.7的介质层，其材料可以是mgf2或sio2等，反射层的材料可以是al、cu、ni、cr、ag、fe、sn、au、pt等中的一种金属或其混合物和合金；
31.第四种镀层：高折射率介质层镀层，其折射率大于1.7，材料可以采用zns、tin、tio2、tio、ti2o3、ti3o5、ta2o5、nb2o5、ceo2、bi2o3、cr2o3、fe2o3、hfo2、zno等中的一种；
32.第五种镀层：由第一高折射率介质层、低折射率介质层和第二高折射率介质层依次堆叠形成的多介质层镀层，且第一高折射率介质层与微浮雕立体结构层2的表面相接触，其中，第一高折射率介质层和第二高折射率介质层的折射率大于1.7，材料可以采用zns、tin、tio2、tio、ti2o3、ti3o5、ta2o5、nb2o5、ceo2、bi2o3、cr2o3、fe2o3、hfo2、zno等中的一种；
33.第六种镀层：由吸收层、高折射率介质层和反射层依次堆叠形成的镀层，其中，吸收层与微浮雕立体结构层2的表面相接触，其中，高折射率介质层的折射率大于1.7，材料可以采用zns、tin、tio2、tio、ti2o3、ti3o5、ta2o5、nb2o5、ceo2、bi2o3、cr2o3、fe2o3、hfo2、zno等中的一种，吸收层的材料可以是cr、ni、cu、co、ti、v、w、sn、si、ge等中的一种金属或其混合物和合金，反射层的材料可以是al、cu、ni、cr、ag、fe、sn、au、pt等中的一种金属或其混合物和合金。
34.这样，微浮雕立体结构层2和反射介质层3设置在基材层1的同一侧，既能满足防伪要求，又能减小结构厚度，耗材更少，能够明显降低生产制造的成本。微浮雕立体结构层2具有极强的立体感，从不同的角度观测时，可以观测到不同周期数的图文叠加所呈现的图像，随着观测视角的移动，本光学防伪元件能够呈现闪烁变化并且富有层次感和立体感的视觉效果，视觉效果更突出，能够在众多光学防伪元件中脱颖而出，防伪性能更佳。例如图2中所示的，随着观测视角的移动，光学防伪元件上的微图文星星呈现出现和消失交替的闪烁动态视觉效果，又如图3中所示的，从不同视角观测防伪元件时，其微图文a和b呈现不同维度上移动的视觉效果。而且本光学防伪元件的折射率范围为1.3～1.7，莫尔放大器的成像质量高，微图文阵列结构可以由不同周期的微图文叠加而成，在莫尔放大图像中显示出层级差异，也即景深不同的莫尔图像，产生上浮、下沉、上浮+下沉、上浮交错下沉以及下沉过渡
至上浮的三维立体的莫尔图像。例如图4中所示的上浮视角效果，图5中的下沉视觉效果。
35.本实用新型的实施例还公开了一种产品，包括上述的相交式微浮雕立体结构的光学防伪元件。该产品可以是镭射纸张，包括纸张和光学防伪元件，反射介质层3的表面与纸张粘合连接。该产品还可以是镭射复合纸张，包括纸张和光学防伪元件，反射介质层3的表面与纸张粘合连接。具有本实用新型的光学防伪元件的产品，能够呈现闪烁变化并且富有层次感和立体感的视觉效果，视觉效果更突出，防伪性能更佳。
36.目前，在限塑令的要求，薄膜基材已经被众多包装产品禁用，行业内多利用缩小微透镜阵列单元口径达到降低薄膜厚度，从而减少塑料薄膜的使用，但是却没有从根本上解决包装材料去塑化的问题。因此，本防伪元件的基材层1可以采用离型基材，采用本防伪元件与纸张结合制成产品时，将反射介质层3的表面与纸张粘合连接之后，可以采用机械的方式剥离基材层1，制得具有防伪效果的镭射纸张或镭射复合纸张，能够实现包装去塑化的目标，而剥离的基材层1可以重复利用，进一步地降低了加工成本。
37.需要注意的是，在本实用新型的描述中，如有涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系的，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本实用新型的限制。
38.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一或第二等的，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
39.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
40.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。