一种可见光-红外双波段防伪标签及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可见光‑红外双波段防伪标签及其制备方法，其中防伪标签包括依次设置在衬底上的反射层、间隔层以及相变材料层；相变材料层上设置有由两种或者多种稳定相态区域组成的红外防伪图案。制备方法，包括：在衬底层上依次沉积反射层、间隔层、相变材料层和保护层；通过激光脉冲照射，在相变材料层特定区域发生相态或形态转变，形成红外或可见光防伪图案。本发明专利技术利用不同相态下相变材料在红外波段的光谱辐射率不同以及不同形态下材料在可见光波段的散射系数不同的特性，设置具有不同稳定相态的相变材料层形成红外防伪图案，以及保护层表面设置凸起结构形成可见光防伪图案，实现可见光‑红外双波段防伪。

【技术实现步骤摘要】
一种可见光-红外双波段防伪标签及其制备方法
本专利技术属于热辐射控制与防伪
，具体涉及一种可见光-红外双波段防伪标签及其制备方法。
技术介绍
防伪技术是保障信息安全、维护产品权益的重要手段。红外防伪等光学防伪技术得到广泛应用。现有的红外防伪技术主要采用特殊油墨吸收或反射红外光方式实现(CN103242708A)；亦有采用具有不同红外辐射特性的涂覆图案实现(CN101783094B)。上述现有技术中的红外防伪技术需使用专门的防伪油墨，制作成本较高且方法相对复杂。此外，上述方法均属于不可重复使用的设计，不能满足部分场合针对可重复配置的防伪标记的需求。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种可见光-红外双波段防伪标签及其制备方法，该制备方法能够更简单地制备可见光-红外双波段防伪标签，并且实现对标签进行重复配置应用。一种可见光-红外双波段防伪标签，包括依次设置在衬底上的反射层、间隔层以及相变材料层；所述相变材料层上设置有由两种或者多种稳定相态区域组成的红外防伪图案。上述技术方案中，所述衬底层作为支撑结构，用于承载防伪图案；所述衬底可以是产品自身的基材，也可以是单独设置的支撑结构。所述反射层和间隔层用于形成光学谐振腔，增强防伪图案在红外波段的光谱辐射率对比；所述相变材料层以不同程度的相变状态形成具有不同光谱辐射率的红外防伪图案。本专利技术的可见光-红外双波段防伪标签，利用不同相态下相变材料在红外波段的光谱辐射率不同的特性，在相变材料层设置两种或多种稳定相态区域，使相变材料层在红外光下呈现由该两种或多种相态共同形成的红外防伪图案，实现防伪功能。作为优选，所述相变材料层的两种或多种稳定相态之间能相互转换。在特定情况下，相变材料层的相态之间可以相互转换，能够实现对红外防伪图案的重置。利用该重置功能，可以在红外防伪图案验证完成之后，通过相态转换擦除该红外防伪图案避免被二次利用；或者是用于交换信息，该红外防伪图案作为一个在交换信息中在双方之间反复呈现的信息媒介，提高防伪的级别。作为优选，所述可见光-红外双波段防伪标签还包括设于所述相变材料层上的保护层，所述保护层在特定波长范围内的光波透明。上述技术方案中，所述保护层用于对所述相变材料层进行保护，以维持红外防伪图案的效果。所述特定波长为相变材料层发生相变的波长，所述保护层在该波长下光波透明，以使所述相变材料层吸收所有的入射激光。作为优选，所述保护层上设置构成可见光防伪图案的多个凸起结构。通过凸起结构的设置，形成可见光防伪图案，实现可见光-红外双波段防伪，提高防伪效果。作为优选，所述凸起结构的高度为10～500nm，直径为100nm～5μm。作为优选，所述保护层为氧化铝膜。作为优选，所述衬底层为硅衬底；所述反射层为金薄膜；所述间隔层为硫化锌膜；所述相变材料层为锗锑碲合金薄膜。作为优选，所述反射层的厚度为50～200nm；所述间隔层的厚度为600～1000nm；所述相变材料层的厚度为10～40nm；所述保护层的厚度为15～50nm。作为优选，所述红外防伪图案由晶态区域和非晶态区域构成。一般来讲，相变材料非晶态区域的原子排布成无序状态，其晶态区域的原子排布则是有序的规整状态。一种上述任一项所述的可见光-红外双波段防伪标签的制备方法，包括：(1)在衬底层上依次沉积反射层、间隔层、相变材料层，可选择的最后沉淀保护层，得具有非晶态(也可以是晶态或者任一中间稳定态)相变材料层的器件A；(2)通过激光脉冲照射，在相变材料层特定区域发生相态转变，形成所述由两种或者多种稳定相态区域构成的红外防伪图案；对于沉淀有保护层的结构，在步骤(2)前或者步骤(2)后，对相变材料层进行激光脉冲照射，在保护层形成由凸起结构构成的可见光防伪图案。上述技术方案中，利用不同相态下相变材料在红外波段的光谱辐射率不同的特性，采用激光脉冲照射，将被照射的相变材料层部分由非晶态转变成晶态，由此形成了由晶态区域和非晶态区域组成的相变材料层，在红外光源照射下可呈现出由晶态区域和非晶态区域则共同形成的防伪图案。利用不同形态下材料在可见光波段的散射系数不同的特性，采用激光脉冲照射，在被照射的相变材料层部分气化形成内部为空腔的凸起，进而使保护层形成相应的凸起结构，形成表面由平坦表面和凸起结构组成保护层，该保护层在可见光下呈现出由凸起结构和平坦表面共同形成的防伪图案。上述制备方法中，可见光防伪图案和红外防伪图案的制备是相互独立，互不影响的，制备时可随意选择先制备可见光防伪图案或者先制备红外防伪图案。本专利技术的可见光-红外双波段防伪标签的制备方法，调整激光脉冲的宽度和功率，通过激光脉冲照射绘制红外防伪图案和可见光防伪图案，实现了可见光-红外双波段防伪。另外还可以通过调整激光脉冲的宽度和功率，使相变材料在晶态和非晶态之间转换，实现红外防伪图案可重复配置。作为优选，所述激光脉冲的波长在400nm-2500nm。作为优选，制备红外防伪图案时，所述激光脉冲的脉冲宽度为1～20ms，功率为1～25mW。进一步优选为，脉冲宽度为1～10ms，功率为1～10mW。作为优选，制备可见光防伪图案时，所述激光脉冲的脉冲宽度为1～100ns，功率为30～1000mW。进一步优选为，脉冲宽度为1～50ns，功率为30～100mW。所述相变材料层在激光脉冲照射下能够发生相态转换。所述相态转换可以是所述相变材料内部原子结构由无序的相态转换至有序的相态，也可以是由有序的状态转换至无序的状态。作为优选，在制备红外防伪图案时，在激光脉冲照射下，所述相变材料层的相态转换的最小区域直径为100nm～5μm。作为优选，将相变材料层中晶态区域转换为非晶态区域时，激光脉冲的脉冲宽度为1～100ns，功率为1～25mW。进一步优选为，脉冲宽度为1～50ns，功率为10～20mW。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的可见光-红外双波段防伪标签，利用不同相态下相变材料在红外波段的光谱辐射率不同以及不同形态下材料在可见光波段的散射系数不同的特性，设置具有不同稳定相态的相变材料层形成红外防伪图案，以及保护层表面设置凸起结构形成可见光防伪图案，实现可见光-红外双波段防伪。本专利技术的制备方法，通过激光脉冲照射形成防伪图案，并调整不同的脉冲宽度和功率，分别制备红外防伪图案和可见光防伪图案，以及将相变材料在不同稳定相态之间相互转换，实现红外防伪图案重置。附图说明图1中：(a)为本专利技术实施例未绘制可见光防伪图案的剖面结构示意图；(b)为本专利技术实施例的剖面结构示意图；图2为本专利技术的可见光-红外双波段防伪标签的制备流程图；图3中：(a)为本专利技术实施例中平坦表面和凸起结构的可见光散射特性对比图；(b)为本专利技术实施例中非晶态区域平坦表面和凸起结构，以及晶态区域平坦表面的红外光谱辐射率对比图；图4为本专利技术提出的可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，包括依次设置在衬底上的反射层、间隔层以及相变材料层；/n所述相变材料层上设置有由两种或者多种稳定相态区域组成的红外防伪图案。/n

【技术特征摘要】
1.一种可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，包括依次设置在衬底上的反射层、间隔层以及相变材料层；
所述相变材料层上设置有由两种或者多种稳定相态区域组成的红外防伪图案。


2.根据权利要求1所述的可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，还包括设于所述相变材料层上的保护层，所述保护层在特定波长范围内的光波透明。


3.根据权利要求2所述的可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，所述保护层上设置构成可见光防伪图案的多个凸起结构。


4.根据权利要求3所述的可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，所述凸起结构的高度为10～500nm，直径为100nm～5μm；
所述保护层为氧化铝膜。


5.根据权利要求1所述的可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，所述衬底为硅衬底；所述反射层为金薄膜；所述间隔层为硫化锌膜；所述相变材料层为锗锑碲合金薄膜。


6.根据权利要求1所述的可见光-红外双波段防伪标签，其特征在于，所述红外防伪图案由晶态区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，徐梓铨，仇旻，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33