防偽光柵、防偽商標、燙金膜及復合膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種防偽光柵，其具有多通道變色效果，所述防偽光柵包括依次層置的基底層、光柵信息層及介質層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。所述防偽光柵具有多通道變色效果，能將公眾防偽與專家識別很好地結合起來，可有效增強防偽標簽的防偽能力和應用范圍。本發(fā)明另外提供防偽商標、燙金膜及復合膜。
【專利說明】防偽光柵、防偽商標、燙金膜及復合膜

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及防偽【技術領域】，尤其涉及一種具有多通道變色效果的防偽光柵及具有 該防偽光柵的防偽商標、燙金膜及復合膜。

【背景技術】
[0002] 隨著當今時代科技發(fā)展而興起的光學防偽技術是一種主要利用物理光學對產品 進行防偽的手段。其基本原理是利用光在各種承載介質中傳播時，所產生的透射、折射、衍 射等各種光學特性會使形成的防偽產品在觀察時獲得相應的光學效果，并且該防偽方式能 夠具有獨特性與唯一性，不易仿造。激光全息光柵防偽技術不僅能夠呈現物體或設計圖形 的主體形象，還能通過光學衍射的原理使得圖像隨著觀察角度的改變而呈色彩豐富化和多 樣化。該防偽技術含量高、設備精良、生產過程復雜，加工后產品極易被破壞，因而具有相當 高的藝術和防偽價值。
[0003] 我國計劃經濟的飛速發(fā)展帶來了玲瑯滿目的商品。為了扼制假冒偽劣產品對市場 經濟帶來的惡劣影響，除了建立注冊商標制度以外，還要發(fā)展防偽商標，以規(guī)范商品經濟和 市場發(fā)展。防偽商標是指能夠通過粘貼、印刷等方式轉移到產品包裝或附屬物上，并具有防 偽作用的標識。
[0004] 目前已有的防偽注冊商標包括激光全息標識、二維電碼防偽、防偽油墨印刷等，這 些防偽手段由于其物理原理簡單易懂，能夠工業(yè)化生產，因此制作成本較低且利于廣泛推 廣。但隨著這些技術的普及與公開化，令其防偽功能明顯下降，讓造假商家有機可乘，因此 急需尋求一種設計原理復雜但制作簡便的防偽方式，來延續(xù)防偽商標的發(fā)展。
[0005] 從防偽的角度出發(fā)，一般可分為公眾防偽、專業(yè)人員防偽和專家防偽三個層次。公 眾防偽是指無需借助任何儀器，使用者僅用眼睛看、耳朵聽、手觸摸即可辨別產品真?zhèn)蔚姆?偽手段。另外兩個層次的防偽需要借助儀器設備，將防偽產品中的特殊材料所具有的特有 屬性加以識別。隨著科技的發(fā)展和日益增長的物質文化需求，單純的公眾防偽和專家防偽 已然不能滿足。因此，研究具有公眾和專家雙重防偽功能的高新防偽技術是大勢所趨。


【發(fā)明內容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有多通道變色效果的防偽光柵，具有 公眾和專家雙重防偽功能。
[0007] -種防偽光柵，其具有多通道變色效果，所述防偽光柵包括依次層置的基底層、光 柵信息層及介質層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
[0008] 本發(fā)明一較佳實施方式中，所述光柵信息層為由鎳母版熱壓而成，所述鎳母版通 過激光全息超精細光刻或電子束準確曝光技術制成。
[0009] 本發(fā)明一較佳實施方式中，所述基底層由熱塑性樹脂或玻璃制成；所述光柵信息 層由透明樹脂制成，其折射率為1. 4?1. 9 ;所述介質層由高折射率透明材質制成，其折射 率大于1. 9,厚度為25?60nm ;所述高折射率透明材質為硫化鋅或二氧化鈦。
[0010] 本發(fā)明一較佳實施方式中，所述亞波長光柵為單周期光柵，其周期為320? 420nm，光柵槽深為80?140nm。
[0011] 本發(fā)明一較佳實施方式中，以25?45度角觀察所述防偽光柵時，繞著垂直于圖像 平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光；以60?80度角觀察所述防偽光 柵時，在垂直于光柵柵線平面方向觀察，可以看到一級衍射彩虹光。
[0012] 本發(fā)明一較佳實施方式中，所述亞波長光柵為雙周期光柵，其包括小周期正弦光 柵和大周期正弦光柵，所述小周期正弦光柵的周期為320?420nm，所述大周期正弦光柵的 周期為600?900nm。
[0013] 本發(fā)明一較佳實施方式中，以25?45度角觀察所述防偽光柵時，繞著垂直于圖像 平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光；以60?80度角及以5?30度 角觀察所述防偽光柵時，在垂直于光柵柵線平面方向觀察，均能看到一級衍射彩虹光。
[0014] 本發(fā)明提供一種防偽商標，所述防偽商標的主體部為如上所述防偽光柵。
[0015] 本發(fā)明提供一種燙金膜，其包括依次層置的基底層、離型層、光柵信息層、介質層 及熱熔背膠層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
[0016] 本發(fā)明提供一種復合膜，其包括依次層置的基底層、光柵信息層、介質層及黑色壓 敏膠層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
[0017] 相對于現有技術，所述防偽光柵具有多通道變色效果，能將公眾防偽與專家識別 很好地結合起來，可有效增強防偽標簽的防偽能力和應用范圍。
[0018] 上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明第一實施例提供的防偽光柵的示意圖；
[0020] 圖2為圖1所示防偽光柵的衍射特性的影響參數示意圖；
[0021] 圖3為圖1所示防偽光柵為雙周期光柵結構時的示意圖；
[0022] 圖4a至圖4d為圖1所示防偽光柵的零級透射率測試圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明第三實施例提供的燙金膜的示意圖；
[0024] 圖6為本發(fā)明第四實施例提供的復合膜的示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0026] 請參閱圖1，本發(fā)明提供一種防偽光柵100,其具有多通道變色效果，所述防偽光 柵100包括依次層置的基底層10、光柵信息層20及介質層30,所述光柵信息層20為一維 正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
[0027] 可以理解的是，亞波長光柵的特征尺寸與光波波長有相同的數量級，光波的偏振 對光波的衍射效果有著重要的影響，標量衍射理論不能滿足實際需求，必須運用基于電磁 場理論的嚴格矢量衍射理論對光柵特性進行分析，比如嚴格耦合波理論。影響亞波長光柵 衍射特性的參數很多，包括入射光的波長、入射角Θ、入射方位角和光柵的周期T、折射率 nl、槽深h、鍍介質膜的厚度d、介質膜的折射率n2等，如圖2所示，這些參數中任何一個發(fā) 生變化時，衍射效率都將發(fā)生變化。對光柵特性進行分析時，本實施例基于嚴格耦合波理 論，利用遺傳算法迭代優(yōu)化具有特定多通道變色效果的防偽光柵結構參數，包括入射角Θ、 光柵的周期T、折射率nl、槽深h、鍍介質膜的厚度d、介質膜的折射率n2,這些參量相互匹 配，使得所述防偽光柵100具有特定多通道變色效果。
[0028] 所述防偽光柵100的多通道變色效果具體可體現為：
[0029] 通過設計相互匹配的光柵的周期T、折射率nl、槽深h、鍍介質膜的厚度d、介質膜 的折射率n2。在垂直于光柵柵線平面方向觀察所述防偽光柵100,當入射光約為45°時，再 現的零級光的顏色為紫色；當入射光約為42°時，再現的零級光的顏色為藍色；當入射光 約為30°時，再現的零級光的顏色為亮綠色；當入射光約為70°時，再現的是炫麗的一級 衍射彩虹光。繞著垂直于圖像平面的軸旋轉約45°觀察所述防偽光柵100,當入射光約為 45°時，再現的零級光的顏色為亮綠色；繞著垂直于圖像平面的軸旋轉至90°觀察所述防 偽光柵100,當入射光約為45°時，再現的零級光的顏色為金黃色；當入射光約為30°時， 再現的零級光的顏色為深紅色。
[0030] 制作所述防偽光柵100時，所述光柵信息層20和所述介質層30依次形成于所述 基底層10的同一側表面，其中，所述介質層30為形成于所述光柵信息層20的表面的鍍層， 其形狀、結構由所述光柵信息層20的形狀、結構所決定。
[0031] 本實施例中，所述基底層10由熱塑性樹脂或玻璃制成，具體地，可以采用如聚碳 酸酯（PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚氯乙烯（PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚乙 烯（PE)或聚丙烯（Β0ΡΡ)等材質制成。
[0032] 本實施例中，所述光柵信息層20由透明樹脂制成，其折射率為1. 4?1. 9,且所述 光柵信息層20由鎳母版熱壓而成，可以理解的是，所述鎳母版可以通過激光全息超精細光 刻或電子束準確曝光技術制成。
[0033] 本實施例中，所述介質層30由高折射率透明材質制成，其折射率不同于所述光柵 信息層20的折射率。優(yōu)選地，所述介質層30的折射率大于1. 9,厚度為25?60nm。
[0034] 可以理解的是，所述高折射率透明材質可以為硫化鋅或二氧化鈦等材質。
[0035] 實施例1
[0036] 請一并參閱圖1和圖2,所述亞波長光柵為單周期光柵，即所述防偽光柵100中的 光柵信息層20為單周期光柵結構，其周期T為320?420nm，光柵槽深為80?140nm。
[0037] 所述防偽光柵100具有多通道變色功能，即使在陰天或不明亮的散光環(huán)境下，也 可以在多個觀察平面都再現不同顏色。具體地，以25?45度角觀察所述防偽光柵100時， 繞著垂直于圖像平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光，具有多通道變 色效果，無需額外借助光學儀器進行觀察；以60?80度角觀察所述防偽光柵100時，在垂 直于光柵柵線平面方向觀察，能明顯看到一級衍射彩虹光。
[0038] 實施例2
[0039] 請參閱圖3,所述亞波長光柵為雙周期光柵，即所述防偽光柵100中的光柵信息層 20為雙周期光柵結構，其包括小周期正弦光柵和大周期正弦光柵，所述小周期正弦光柵的 周期T1為320?420nm，所述大周期正弦光柵的周期T2為600?900nm。
[0040] 所述防偽光柵100具有多通道變色功能，即使在陰天或不明亮的散光環(huán)境下，也 可以在多個觀察平面都再現不同顏色。具體地，以25?45度角觀察所述防偽光柵時，繞著 垂直于圖像平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光，具有多通道變色效 果，而無需額外借助光學儀器進行觀察；以60?80度角及以5?30度角觀察所述防偽光 柵時，在垂直于光柵柵線平面方向觀察，均能看到一級衍射彩虹光。
[0041] 為驗證所述防偽光柵100的特性，本實施例利用紫外可見分光光度計在不同觀察 平面及不同光源入射角的情況下，對所述防偽光柵100的零級反射率進行測試，如圖4a至 4d所示，可知，所述防偽光柵100在藍紫光、綠光、金黃光及紅光波段都有高于80%的反射 率，并且具有高于50nm的半波帶寬，因此所述防偽光柵100再現的高純度光亮度高。
[0042] 可以理解的是，利用所述防偽光柵100,可形成透視型全息標識薄膜覆蓋的印刷圖 文，印刷在機要文件、加密文檔上面，既不影響激光全息圖像的觀察，也不影響文檔內容的 讀取。在正常閱讀文件的角度，由于入射角度和防偽圖形的反射波長角度不重合，其防偽圖 形會因看不見而隱藏起來，不影響對文檔內容的正常閱讀；而將文檔傾斜一定角度，則隱藏 的防偽圖形將得以顯示。
[0043] 所述防偽光柵100在漫射照明條件下，能通過肉眼明顯觀察到多通道變色效果， 并且顏色變化是特定的、可描述的；再現的零級光為偏振光，可利用相關檢測儀器進行識 另IJ。因此，所述防偽光柵100能將公眾防偽與專家識別很好地結合起來，可有效增強防偽標 簽的防偽能力和應用范圍。
[0044] 所述防偽光柵100也可與燙金膜、復合膜、轉移膜等結合起來，形成新型的、多樣 化的防偽產品，應用于卡證、煙酒、服裝、化妝品、藥品、計算機硬件等各種產品中。
[0045] 本發(fā)明第二實施例提供一種防偽商標，其主體部為所述防偽光柵100。所述防偽商 標將浮雕型光柵和反射體積型光柵很好地結合起來，因此能夠用于模壓復制、大批量工業(yè) 化生產，成本低。
[0046] 請參閱圖5,本發(fā)明第三實施例提供一種燙金膜200,其包括基底層10、光柵信息 層20、介質層30、離型層40及熱熔背膠層50。所述基底層10、所述離型層40、所述光柵信 息層20、所述介質層30及所述熱熔背膠層50依次層置，所述光柵信息層20為一維正弦浮 雕型準反射體積的亞波長光柵。
[0047] 所述離型層40在所述燙金膜200的使用中起離解作用，所使用的原料通常都是熔 點為80-90°C的蠟。所述熱熔背膠層50為所述燙金膜200的表面層，其覆蓋于所述介質層 30,在所述燙金膜200的使用時，起到與被印物表面相粘附的作用。
[0048] 可以理解的是，所述燙金膜200即為所述防偽光柵100的應用。
[0049] 請參閱圖6,本發(fā)明第四實施例提供一種復合膜300,其包括基底層10、光柵信息 層20、介質層30及黑色壓敏膠層60。所述基底層10、所述光柵信息層20、所述介質層30 及所述黑色壓敏膠層60依次層置，所述光柵信息層20為一維正弦浮雕型準反射體積的亞 波長光柵。
[0050] 所述黑色壓敏膠60覆蓋于所述介質層30,其可吸收雜散光、增加顏色對比度、增 強多通道顏色變化效果。
[0051] 可以理解的是，所述復合膜300即為所述防偽光柵100的應用。
[0052] 以上所述，僅是本發(fā)明的實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本 發(fā)明已以實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫 離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化 的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1. 一種防偽光柵，其具有多通道變色效果，其特征在于，所述防偽光柵包括依次層置的 基底層、光柵信息層及介質層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光 柵。
2. 如權利要求1所述的防偽光柵，其特征在于，所述光柵信息層為由鎳母版熱壓而成， 所述鎳母版通過激光全息超精細光刻或電子束準確曝光技術制成。
3. 如權利要求1所述的防偽光柵，其特征在于，所述基底層由熱塑性樹脂或玻璃制成； 所述光柵信息層由透明樹脂制成，其折射率為1. 4?1. 9 ;所述介質層由高折射率透明材質 制成，其折射率大于1. 9,厚度為25?60nm ;所述高折射率透明材質為硫化鋅或二氧化鈦。
4. 如權利要求1所述的防偽光柵，其特征在于，所述亞波長光柵為單周期光柵，其周期 為320?420nm，光柵槽深為80?140nm。
5. 如權利要求4所述的防偽光柵，其特征在于，以25?45度角觀察所述防偽光柵時， 繞著垂直于圖像平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光；以60?80度角 觀察所述防偽光柵時，在垂直于光柵柵線平面方向觀察，可以看到一級衍射彩虹光。
6. 如權利要求1所述的防偽光柵，其特征在于，所述亞波長光柵為雙周期光柵，其包括 小周期正弦光柵和大周期正弦光柵，所述小周期正弦光柵的周期為320?420nm，所述大周 期正弦光柵的周期為600?900nm。
7. 如權利要求6所述的防偽光柵，其特征在于，以25?45度角觀察所述防偽光柵時， 繞著垂直于圖像平面的軸旋轉觀察，可以再現不同顏色的亮麗的高純度光；以60?80度角 及以5?30度角觀察所述防偽光柵時，在垂直于光柵柵線平面方向觀察，均能看到一級衍 射彩虹光。
8. -種防偽商標，其特征在于，所述防偽商標的主體部為如權利要求1?7任一項所述 的防偽光柵。
9. 一種燙金膜，其特征在于，包括依次層置的基底層、離型層、光柵信息層、介質層及熱 熔背膠層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
10. -種復合膜，其特征在于，包括依次層置的基底層、光柵信息層、介質層及黑色壓敏 膠層，所述光柵信息層為一維正弦浮雕型準反射體積的亞波長光柵。
【文檔編號】G02B5/18GK104101926SQ201410344663
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】徐平, 王笑冰, 黃燕燕, 李建兵, 張海明, 梁厚慧 申請人:徐平, 深圳大學反光材料廠