CN108239893A - 防伪元件及其制造方法和安全票证 - Google Patents

Abstract

一种防伪元件及其制造方法和安全票证，防伪元件包括承载层（1）、磁性光变油墨层（2）和微透镜层（3），由聚合物材料构成的所述承载层（1）包括上表面和下表面，所述磁性光变油墨层（2）包括按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙的磁性编码（4），每个所述磁性编码（4）在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边（5），微透镜层（3）设在所述承载层（1）下表面的对应第一间隔的位置处，微透镜层（2）包括套准所述凹凸微结构（13）的圆锥体微透镜阵列（14），所述圆锥体微透镜阵列（14）的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

Description

防伪元件及其制造方法和安全票证

技术领域

本发明属于防伪领域，特别是涉及一种防伪元件及其制造方法和安全票证。

背景技术

安全文件必需具有使得难以伪造并尽可能防止伪造这些文件的安全特征。安全元件用于保护安全文件和/或有价文件以防伪造或复制。这里已知，使安全文件具有透光的安全特征，当在透射光下观察时可检查所述安全特征，并且可提供尤其高的防止利用彩色复印机进行仿造的安全性。

从实践中已知，例如在单一的印刷层中示出的护照照片以防伪造使得带有安全元件的保护薄膜至少在护照照片的部分区域之上粘贴或层压。因为这种安全元件不是个人化的，所以未经许可的人员可无破坏地揭下这种带有安全元件的保护薄膜，并且使用这种保护薄膜以用于制造压印伪造件例如通过应用到其它的伪造的安全文件和/或有价元件上，或者通过改变或更换个人化的全部信息(例如护照照片)并且重新应用安全元件。在光学防伪领域，利用颜色变化形成具有独特效果是一种常用的光学防伪形式。通过某种形式，将光学防伪元件形成一种明亮鲜艳的颜色，能够吸引观察者的注意力，将观察者的注意力集中在所需要的位置。当观察者变化观察角度时，例如倾斜光学防伪元件，或者改变光源的照明方向，或者改变观察者的观察方向，该光学防伪元件的颜色发生渐变或突变，形成有别于最初颜色的其他颜色。这种颜色变化辨识简单，无需对观察者进行过多的教育，观察者即可在极短的时间内，例如几秒的时间内，发现两种颜色之间的明显区别。

专利文献CN104169098公开的防伪文件包括载体衬底(1)、至少在部分区域上透明的膜元件(2)和粘合剂层(3)，载体衬底具有载体层(10)和热敏涂层(11)，所述热敏涂层能通过热作用发生颜色变化，膜元件具有至少一个设有至少一个光学防伪标识(51、52)的装饰层(24、25)，粘合剂层(3)设置在膜元件(2)和载体衬底(1)之间，热敏涂层(11)设置在粘合剂层(3)和载体层(10)之间并且在垂直于由载体衬底的上侧构成的平面观察时膜元件(2)至少在部分区域上覆盖热敏涂层(11)，所述载体衬底(1)包括热敏纸，和/或所述载体层(10)涂有热敏涂层(11)并且所述热敏涂层(11)至少在部分区域上延伸到载体层(10)的体积中。该专利通过热敏涂层设置在膜元件和载体层之间，使得热敏层以及写入该区域中的数据无法再自由接近和通过膜元件防止了篡改尝试。但该专利防伪特征单一、容易仿制且防伪效果差。

专利文献CN103562803公开的一种防伪结构体，其是将至少浮雕形成层、第1反射层、功能性薄 膜层、第2反射层及保护层依次层叠而成的防伪结构体，所述浮雕形成层的单侧具有浮雕结构，该浮雕结构具有将可见光的至 少一部分波长区域衍射、散射、吸收、偏振分离的效果；所述第1反射层、功能性薄膜层沿着浮雕结构的凹凸整面地设置；所述第2反射层设置在覆盖浮雕结构的凹凸的一部分的任意区域上；所述保护层按照仅覆盖所述第2反射层的区域的方式设置；并且所述第1反射层、功能性薄膜层及第2反射层这3个层使可见光的至少一部分区域发生干涉。该专利通过着色反射浮雕结构和无彩色反射浮雕所产生光学效果，但该专利防伪特征单一、容易仿制且防伪效果差。

专利文献CN103370206公开的安全元件（1）、特别是有价证券，包含由一个或多个设计元件（22）组成的图案区域（21）以及至少在部分区域上包围图案区域的所述一个或多个设计元件的背景区域（20），所述图案区域的形状提供可视觉看到的第一信息，其中安全元件（1）具有不透明的反射层，该反射层不设置在背景区域（20）内并且在图案区域（21）内设置在各第一区（31）内、但不设置在一个或多个第二区内或设置在一个或多个第二区内、但不设置在各第一区（31）内，其中各第一 区（31）彼此间隔开小于300μm并且具有小于300μm的最小尺寸。该专利容易仿制且防伪效果差。

因此，本领域急需要解决的技术问题在于，即提供一种防伪元件及其制造方法和安全票证，其中，防伪元件具有组合光学防伪效果且多种防伪特征共同作用、可以使用检测设备进行检测，仿冒难度高、防伪效果好。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一方面，一种防伪元件包括承载层、磁性光变油墨层和微透镜层，由聚合物材料构成的所述承载层包括上表面和下表面，所述磁性光变油墨层设在所述承载层上表面。

所述磁性光变油墨层包括按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙的磁性编码，每个所述磁性编码在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边，所述斜边的倾斜角度处于20-80度，每个所述磁性编码在垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括具有多个第一倾斜角度的第一齿和多个第二倾斜角度的第二齿，第一齿的倾斜表面上沉积金属化层，电介质层气相沉积在所述金属化层上，透明涂层按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层上，油墨标记层布置在第二间隙，液晶取向层覆盖在所述透明涂层和油墨标记层上，所述第二齿上设有亚波长光栅浮雕结构，所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层，所述第一间隔中设有光学可变的凹凸微结构，凹凸微结构的深度处于0.6-0.7微米之间，微透镜层设在所述承载层下表面的对应第一间隔的位置处，微透镜层包括套准所述凹凸微结构的圆锥体微透镜阵列，所述圆锥体微透镜阵列直径为20μm到30μm。

在所述的防伪元件中，所述承载层由聚氯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的厚度为10至15微米的柔性透明层。

在所述的防伪元件中，所述磁性光变油墨层含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的矫顽力大于第二磁性粒子的矫顽力，第一磁性粒子的剩磁值大致等于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为5:2。

在所述的防伪元件中，每个所述磁性编码在平行于承载层方向上的截面形状为若干个三角形和若干个正方形的组合，所述斜边的倾斜角度分别为30度、45度和60度。

在所述的防伪元件中，所述第一倾斜角度的范围为30-60度，所述第二倾斜角度和第一倾斜角度相反。

在所述的防伪元件中，所述金属化层为气化渗镀的铜合金层且厚度为20纳米-40纳米，所述电介质层为气相沉积的ZnSe层且厚度为30纳米-60纳米，透明涂层为聚合物涂层且厚度为50-80纳米，油墨标记层为UV固化油墨层且厚度小于所述透明涂层的厚度，液晶取向层包括偏移红色的厚度为30-50纳米的第一向列型液晶取向层和偏移蓝色的厚度为30-50纳米的第二向列型液晶取向层。

在所述的防伪元件中，所述第二齿、亚波长光栅浮雕结构和具有法布里-珀罗谐振腔的反射层形成干涉和衍射共同效应。

所述磁性光变油墨层经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置。

在所述的防伪元件中，所有的所述磁性编码形成第一图案，所有的第一齿形成第二图案，所有的油墨标记层形成相应于第二图案的第三图案，所有的第二齿形成第四图案，所有的凹凸微结构形成第五图案。

本发明的另一方面，一种制造所述的防伪元件的方法的步骤包括

第一步骤，提供一个具有上表面和下表面的承载层；

第二步骤，按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙印刷磁性编码形成磁性光变油墨层，所述磁性光变油墨层经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置固化；

第三步骤，在第一间隔中凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成光学可变的凹凸微结构，凹凸微结构的深度处于0.6-0.7微米之间；

第四步骤，在每个所述磁性编码垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括多个具有第一倾斜角度的第一齿和多个第二倾斜角度的第二齿，第一齿的倾斜表面上沉积金属化层，电介质层气相沉积在所述金属化层上，透明涂层按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层上，油墨标记层套印在第二间隙，液晶取向层覆盖在所述透明涂层和油墨标记层上，

第五步骤，在第二齿上部分地固化亚波长光栅浮雕结构，所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层；

第六步骤，在所述承载层下表面的对应第一间隔的位置处套准布置微透镜层，微透镜层包括套准所述凹凸微结构的圆锥体微透镜阵列，所述圆锥体微透镜阵列的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

本发明的又一方面，一种用于防伪的安全票证包括所述的防伪元件。

本发明的优势在于，本发明通过第一至第五图案的共同作用提供了多种相互作用的防伪效果，每个所述磁性编码在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边，所述斜边的倾斜角度处于20-80度，具有斜边的磁性编码不同于现有对称的磁性编码，通过控制磁性编码的斜边和斜边的倾斜角度使得检测波形具有独特的防伪性，进而显著提高了防伪元件的防伪性，第一齿上的第二图案和第三图案具有对应性，金属化层、电介质层、透明涂层、油墨标记层和液晶取向层的相互作用提高了光学防伪效果，当倾斜时对预定色彩进行偏移且第二图案和第三图案色彩区别明显，提高了识别效果，所述第二齿、亚波长光栅浮雕结构和具有法布里-珀罗谐振腔的反射层形成干涉和衍射共同效应，三者相互作用下可以进一步提高防伪效果；套准所述凹凸微结构的圆锥体微透镜阵列进一步提高了防伪效果，本发明的防伪元件具有组合光学防伪效果且多种防伪特征共同作用、可以使用检测设备进行检测，仿冒难度高、防伪效果好。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的防伪元件的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的防伪元件的磁性编码截面形状的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的制造防伪元件的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明的一个实施例的防伪元件的结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

本发明所基于的任务在于提高防伪文件、尤其是车票和票证的防伪性。如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种防伪元件，防伪元件包括承载层1、磁性光变油墨层2和微透镜层3，由聚合物材料构成的所述承载层1包括上表面和下表面，所述磁性光变油墨层2设在所述承载层1上表面，所述磁性光变油墨层2包括按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙的磁性编码4，每个所述磁性编码4在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边5，所述斜边5的倾斜角度处于20-80度，每个所述磁性编码4在垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括多个具有第一倾斜角度的第一齿6和多个第二倾斜角度的第二齿15，第一齿6的倾斜表面上沉积金属化层7，电介质层8气相沉积在所述金属化层7上，透明涂层9按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层8上，油墨标记层10布置在第二间隙，液晶取向层11覆盖在所述透明涂层9和油墨标记层10上，所述第二齿15上设有亚波长光栅浮雕结构16，所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构16上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层12，所述第一间隔中设有光学可变的凹凸微结构13，凹凸微结构13的深度处于0.6-0.7微米之间，微透镜层3设在所述承载层1下表面的对应第一间隔的位置处，微透镜层2包括套准所述凹凸微结构13的圆锥体微透镜阵列14，所述圆锥体微透镜阵列14的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

在本发明中，承载层1是透明的或是半透明的，其中半透明在本发明上下文中意指透射的光基本上散射或扩散，“透明”是指在人眼可见波长范围内大于50％、进一步优选大于80％、进一步优选大于90％的透射率。

在本发明中，承载层1提供了安全元件的承载体，承载层1可以透射可见光或不可见光，从而通过在上表面2和下表面3的涂层反射和折射等作用进行防伪，本发明通过所有的所述磁性编码4形成第一图案，所有的第一齿6形成第二图案，所有的油墨标记层10形成相应于第二图案的第三图案，所有的第二齿15形成第四图案，所有的凹凸微结构13形成第五图案，在第一至第五图案的共同作用提供了多种相互作用的防伪效果，另外，每个所述磁性编码4在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边5，所述斜边5的倾斜角度处于20-80度，具有斜边5的磁性编码不同于现有对称的磁性编码，通过控制磁性编码的斜边和斜边的倾斜角度使得检测波形具有独特的防伪性，进而显著提高了防伪元件的防伪性，第一齿6上的第二图案和第三图案具有对应性，金属化层、电介质层、透明涂层、油墨标记层和液晶取向层11的相互作用提高了光学防伪效果，当倾斜时对预定色彩进行偏移且第二图案和第三图案色彩区别明显，提高了识别效果，所述第二齿15、亚波长光栅浮雕结构11和具有法布里-珀罗谐振腔的反射层12形成干涉和衍射共同效应，三者相互作用下可以进一步提高防伪效果；套准所述凹凸微结构13的圆锥体微透镜阵列14进一步提高了防伪效果，因此，本发明的防伪元件在多种防伪技术共同作用、不容易仿制且防伪效果好。

在本发明的防伪元件优选实施例，所述承载层1由聚氯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的厚度为10至15微米的柔性透明层。在本发明中，经研究发现，10至15微米的柔性透明层承载所述第一图案、第二图案、第三图案、第四图案和第五图案的光学效果显著，承载层1也可能是塑料基层或由一个或多个塑料和/或纸质层组成的基层。基层可具有例如一个或多个作为其他防伪元件的以下元件：水印、防伪印、防伪线、具有一个或多个起到例如全息或衍射光学结构作用的防伪特征的贴片。

在本发明的防伪元件优选实施例，所述磁性光变油墨层2含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的矫顽力大于第二磁性粒子的矫顽力，第一磁性粒子的剩磁值大致等于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为5:2，这使得本发明具备更高的检测维度且检测波形效果更加明显，识别效果显著提高。

在一个实施例，磁性光变油墨层是指任何可以在印刷工艺中施加到基材上的油墨、油漆或其他涂层，且其可在柔软时进行压印从而形成浮雕结构，并可通过辐射加以固化从而固定压印的浮雕结构。固化工艺不会在可固化油墨被压印之前发生，但固化工艺可能会在压印之后或基本与压印步骤的同时发生。可固化油墨优选地可由紫外辐射加以固化。可替换地，可固化油墨可通过其他形式的辐射固化，如电子束或X射线。可固化油墨优选是由透明的树脂材料形成的透明或半透明油墨。这样的透明或半透明油墨特别适于印刷透镜结构。在一种特别优选的实施方式中，透明或半透明油墨优选包括丙烯酸基的UV可固化透明可压印油漆或涂料。本发明所用的可固化油墨和油漆特别适于压印微结构，油墨优选被压印并由紫外辐射几乎同时加以固化。在 特别优选的实施方式中，辐射可固化油墨以照相凹版印刷工艺几乎同时施加和压印。优选地，为了适于照相凹版印刷，可固化油墨的粘度在80到约120厘泊，粘度可通过测量从查恩杯中流干油漆的时间确定。对于某些聚合物基材，需要在施加可固化油墨前向基材施加中间层从而改善油墨形成的压印结构对基材的粘附性。

图2是根据本发明一个实施例的防伪元件的磁性编码截面形状的结构示意图，在本发明的防伪元件优选实施例，每个所述磁性编码4在平行于承载层方向上的截面形状为若干个三角形和若干个正方形的组合，所述斜边5的倾斜角度分别为30度、45度和60度。通过控制磁性编码的斜边和斜边的倾斜角度使得检测波形具有独特的防伪性。

在本发明的防伪元件优选实施例，所述第一倾斜角度的范围为30-60度，所述第二倾斜角度和第一倾斜角度相反，所述第二齿15、亚波长光栅浮雕结构11和具有法布里-珀罗谐振腔的反射层12形成干涉和衍射共同效应。在一个实施例中，为了提高安全元件颜色的饱和度，呈现更为鲜艳多彩的颜色，在亚波长光栅浮雕结构11上沉积高折射率/低折射率/高折射率/低折射率的多层反射层12，反射层12为沉积反射型和干涉型反射层，所述反射层由铝、氟化镁和铝形成。反射层12具有法布里-泊罗谐振腔结构，其对入射的白光具有选择作用，出射光线只包含某些波段的光线，形成特定的颜色；但当入射角度变化时，与之相对应的光程发生变化，干涉波段发生变化，导致呈现的颜色也随之变化，从而呈现光变效果。反射层12与亚波长光栅浮雕结构11组合时，干涉与衍射共同作用，可以得到其他波段，这种作用与光线的入射角度相关，同样获得一种光变效果，通过一次蒸镀光变结构获得两种光变效果。当适当选择亚波长光栅浮雕结构11的特征周期与反射层12参数后，可以实现同色异步现象，即在一个观察角度下，亚波长光栅浮雕结构11与无亚波长光栅浮雕结构11区域的反射/透射光谱不同但颜色相同或相近；当观察角度发生变化时，两者光变效果不同，各自经历不同的光变过程，产生差别。在第二齿、亚波长光栅浮雕结构11和反射层12三者相互作用下，可以进一步提高防伪效果。

在本发明的防伪元件优选实施例，所述金属化层7为气化渗镀的铜合金层且厚度为20纳米-40纳米，所述电介质层8为气相沉积的ZnSe层且厚度为30纳米-60纳米，透明涂层9为聚合物涂层且厚度为50-80纳米，油墨标记层10为UV固化油墨层且厚度小于所述透明涂层9的厚度，液晶取向层11包括偏移红色的厚度为30-50纳米的第一向列型液晶取向层和偏移蓝色的厚度为30-50纳米的第二向列型液晶取向层。在一个实施例，金属化层7的金属颜料颗粒优选包括以下的组：铝、金、银、铂、铜、金属合金、不锈钢、镍铬合金和黄铜。金属油墨优选具有低粘接剂含量和高的颜料对粘接剂比。颜料对粘接剂的比率足够高从而允许颜料颗粒对衍射光栅的周线对准。合适的粘接剂可包括从下面组中选择的任意一种或多种：硝化纤维素，乙基纤维素，乙酸纤维素，乙酸丙酸纤维素，乙酸丁酸纤维素，醇溶性丙酸酯(ASP)，氯乙烯，乙酸乙烯共聚物，醋酸乙烯酯，乙烯基 丙烯酸，聚氨酯，聚酰胺，松香脂，烃，醛，酮，氨基甲酸酯，聚对苯二甲酸乙二酯，萜烯苯酚，聚烯烃，硅树脂，纤维素，聚酰胺和松香脂树脂。在一种特别优选的金属油墨中，粘接剂包括硝化纤维素和聚氨酯。在一个实施例中，金属油墨包括平均颗径为10μm到12μm的金属颜料颗粒、乙酸丁酸纤维素、氨基甲酸酯和着色剂，所述金属颜料颗粒占金属油墨的重量比在3％到4％的范围内。这样的金属油墨提高本发明的光学效果。在一个实施例中，颜料颗粒的厚度基本落在5- 10nm的范围内。

在本发明的防伪元件优选实施例，所述磁性光变油墨层2经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置。

在本发明的防伪元件优选实施例，所有的所述磁性编码4形成第一图案，所有的第一齿6形成第二图案，所有的油墨标记层10形成相应于第二图案的第三图案，所有的第二齿15形成第四图案，所有的凹凸微结构13形成第五图案。

在一个实施例，微透镜层3包括那些在均质材料的适当弯曲表面处折射光的微透镜，诸如平凸小透镜、双凸小透镜、平凹小透镜和双凹小透镜。微透镜形状可包括基于穹顶、半球形、六角形、正方形、圆锥形、阶梯状结构、立方形、或这些的组合的几何形状。本发明研究发现，凹凸微结构13在套准直径为20μm到30μm的圆锥体微透镜下光学防伪效果最为显著。

在一个实施例中，所述凹凸微结构的轮廓形状和/或峰谷深度提高本发明的反射效果。本发明的微结构指的是，所述结构具有至少一个特有的几何大小，例如长度、间距、宽度、高度、曲率半径等，所述结构的“长度”处于微米范围中，特别优选在0.6-0.7微米之间的范围中。在一个实施例中，所述凹凸微结构的颜色印象或颜色效果在直接反射中是可见的，即在镜面反射条件下，是入射光的角度是直射光的角度。优选地，通过对所述凹凸微结构的峰谷深度和轮廓形状的相应选择，如果入射角和出射角同时从例如15°变为25°，则还产生可清楚识别的颜色变化。

在一个实施例中，在45°的观察角下，凹凸微结构13为600nm周期、280nm光栅深度的不对称交叉光栅对反射光TE-偏振组分和反射光的TM-偏振组分。当观察TE-偏振组分时，出现基本为第一颜色印象。如果偏振器转过90°，则看到显示第二颜色的TM组分。平均光谱TE和TM被看作未偏振，当不用偏振器观察时，在平面中旋转的情况中，即与方位角无关，凹凸微结构的颜色印象通常是非常相似乃至几乎相同的。当通过偏振器分解时，不一定是这种情况，也可以实现以下设计：当不用偏振器观察时，具有单色表面，但是当在另一方面用偏振器观察时，显示了其他信息条目。

在一个实施例中，凹凸微结构13的轮廓形状和/或峰谷深度使得所述结构在第一光谱范围内有低于10％的反射率且在第二光谱范围内具有相对于所述第一光谱范围内的反射率至少5倍高的反射率。在一个实施例中，对于上表面的表面法线，凹凸微结构的颜色印象或颜色效果在直接反射中是可见的，即在镜面反射条件下，是入射光的角度是直射光的角度。优选地，通过对凹凸微结构的峰谷深度和轮廓形状的相应选择，如果入射角和出射角同时从例如15°变为25°，则还产生可清楚识别的颜色变化。这种颜色变化也易于由非专业人员证实并且特别易于在衍射光中识别。有时发生从一种颜色到另一种颜色的变化，有时发生从具体具有高颜色饱和度的深色(到具体具有低颜色饱和度的浅色的变化。进一步对凹凸结构的轮廓形状进行选择，使得反射光谱的边缘较强，尤其是在100nm的波长范围上具有超过10％，优选超过15％的反射率变化。在另一个实施例中，凹凸微结构11的深度处于0.6-0.7微米之间具有宽度为至少100nm的第一区域，其具有低于10％的反射率，以及具有宽度为10nm至200nm的第二区域，其具有第一区域中至少3倍高的反射率。当从一侧观察时，凹凸结构由具有宽谷的窄峰排列组成，并且当从另一侧观察时，这种凹凸结构由具有窄深谷的宽峰组成。

在一个实施例中，齿状衍射结构可以形成多个预定方向的图像，所述图像可以是预定的文字、图形、标记、符号或数字。

图3为本发明的一个实施例的制造防伪元件方法的步骤示意图，本发明实施例将结合图3进行具体说明。

一种制造所述的防伪元件的方法步骤包括：

第一步骤，提供一个具有上表面和下表面的承载层；

第二步骤，按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙印刷磁性编码4形成磁性光变油墨层2，所述磁性光变油墨层2经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置固化；

第三步骤，在第一间隔中凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成光学可变的凹凸微结构13，凹凸微结构13的深度处于0.6-0.7微米之间；

第四步骤，在每个所述磁性编码4垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括多个具有第一倾斜角度的第一齿6和多个第二倾斜角度的第二齿15，第一齿6的倾斜表面上沉积金属化层7，电介质层8气相沉积在所述金属化层7上，透明涂层9按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层8上，油墨标记层10套印在第二间隙，液晶取向层11覆盖在所述透明涂层9和油墨标记层10上，

第五步骤，在第二齿上部分地固化亚波长光栅浮雕结构11，所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构16上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层12；

第六步骤，在所述承载层1下表面的对应第一间隔的位置处套准布置微透镜层3，微透镜层2包括套准所述凹凸微结构13的圆锥体微透镜阵列14，所述圆锥体微透镜阵列14的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

本发明的制造防伪元件方法通过磁化、UV固化、凹版印刷、套印、气相沉积等形成了第一至第五图案，提高了防伪元件的工艺性，使得仿造难度进一步提高，防伪性进一步提升。

本发明的另一方面，提供了一种用于防伪的安全票证，其包括所述的防伪元件。安全票证可以是例如钞票、支票、签证、护照、识别卡等，其设置有防伪元件，优选地，安全票证是钞票、聚合物钞票、混合纸/聚合物钞票、身份票证、护照、识别卡、支票、签证、证书或邮票。

本发明的安全票证还可以结合其它的防伪技术如水印等进行防伪，这是本领域的常见的，因此不再赘述。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种防伪元件，所述防伪元件包括承载层（1）、磁性光变油墨层（2）和微透镜层（3），由聚合物材料构成的所述承载层（1）包括上表面和下表面，所述磁性光变油墨层（2）设在所述承载层（1）上表面，其特征在于：

所述磁性光变油墨层（2）包括按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙的磁性编码（4），每个所述磁性编码（4）在平行于承载层方向上的截面形状至少包括沿排列方向倾斜的斜边（5），所述斜边（5）的倾斜角度处于20-80度，每个所述磁性编码（4）在垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括多个具有第一倾斜角度的第一齿（6）和多个第二倾斜角度的第二齿（15），第一齿（6）的倾斜表面上沉积金属化层（7），电介质层（8）气相沉积在所述金属化层（7）上，透明涂层（9）按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层（8）上，油墨标记层（10）布置在第二间隙，液晶取向层（11）覆盖在所述透明涂层（9）和油墨标记层（10）上，所述第二齿（15）上设有亚波长光栅浮雕结构（16），所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构（16）上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层（12），所述第一间隔中设有光学可变的凹凸微结构（13），凹凸微结构（13）的深度处于0.6-0.7微米之间，微透镜层（3）设在所述承载层（1）下表面的对应第一间隔的位置处，微透镜层（2）包括套准所述凹凸微结构（13）的圆锥体微透镜阵列（14），所述圆锥体微透镜阵列（14）的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

2.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：所述承载层（1）由聚氯乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯构成的厚度为10至15微米的柔性透明层。

3.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：所述磁性光变油墨层（2）含有第一磁性粒子和第二磁性粒子，其中，第一磁性粒子的矫顽力大于第二磁性粒子的矫顽力，第一磁性粒子的剩磁值大致等于第二磁性粒子的剩磁值，第一磁性粒子和第二磁性粒子的配比为5:2。

4.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：每个所述磁性编码（4）在平行于承载层方向上的截面形状为若干个三角形和若干个正方形的组合，所述斜边（5）的倾斜角度分别为30度、45度和60度。

5.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：所述第一倾斜角度的范围为30-60度，所述第二倾斜角度和第一倾斜角度相反，所述第二齿（15）、亚波长光栅浮雕结构（11）和具有法布里-珀罗谐振腔的反射层（12）形成干涉和衍射共同效应。

6.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：所述金属化层（7）为气化渗镀的铜合金层且厚度为20纳米-40纳米，所述电介质层（8）为气相沉积的ZnSe层且厚度为30纳米-60纳米，透明涂层（9）为聚合物涂层且厚度为50-80纳米，油墨标记层（10）为UV固化油墨层且厚度小于所述透明涂层（9）的厚度，液晶取向层（11）包括偏移红色的厚度为30-50纳米的第一向列型液晶取向层和偏移蓝色的厚度为30-50纳米的第二向列型液晶取向层。

7.根据权利要求3所述的防伪元件，其特征在于：所述磁性光变油墨层（2）经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置。

8.根据权利要求1所述的防伪元件，其特征在于：所有的所述磁性编码（4）形成第一图案，所有的第一齿（6）形成第二图案，所有的油墨标记层（10）形成相应于第二图案的第三图案，所有的第二齿（15）形成第四图案，所有的凹凸微结构（13）形成第五图案。

9.一种制造根据权利要求1-8中任一项所述的防伪元件的方法，其步骤包括：

第一步骤（S1），提供一个具有上表面和下表面的承载层；

第二步骤（S2），按照预定顺序排列且相互之间间隔第一间隙印刷磁性编码（4）形成磁性光变油墨层（2），所述磁性光变油墨层（2）经过矫顽力大于第一磁性粒子的矫顽力的第一磁场，然后经过矫顽力小于第二磁性粒子的矫顽力的第二磁场，第二磁场的磁场方向与第一磁场的磁性方向相反，最后经过UV固化装置固化；

第三步骤（S3），在第一间隔中凹版印刷可固化油墨并辐射固化形成光学可变的凹凸微结构（13），凹凸微结构（13）的深度处于0.6-0.7微米之间；

第四步骤（S4），在每个所述磁性编码（4）垂直于承载层方向上压印形成齿状衍射结构，所述齿状衍射结构包括多个具有第一倾斜角度的第一齿（6）和多个第二倾斜角度的第二齿（15），第一齿（6）的倾斜表面上沉积金属化层（7），电介质层（8）气相沉积在所述金属化层（7）上，透明涂层（9）按照第二间隙地间隔布置在所述电介质层（8）上，油墨标记层（10）套印在第二间隙，液晶取向层（11）覆盖在所述透明涂层（9）和油墨标记层（10）上，

第五步骤（S5），在第二齿上部分地固化亚波长光栅浮雕结构（12），所述亚波长光栅浮雕结构周期为280nm至320nm且具有与所述齿状衍射结构相反的周期方向，所述亚波长光栅浮雕结构（16）上涂覆具有法布里-珀罗谐振腔的反射层（12）；

第六步骤（S6），在所述承载层（1）下表面的对应第一间隔的位置处套准布置微透镜层（3），微透镜层（2）包括套准所述凹凸微结构（13）的圆锥体微透镜阵列（14），所述圆锥体微透镜阵列（14）的圆锥体微透镜直径为20μm到30μm。

10.一种用于防伪的安全票证，其包括权利要求1-8中任一项所述的防伪元件。