[發明專利]發光材料、包含發光材料的制品和進行制品驗證的方法

有效

• 申請號: 201280069970.6
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN104159995A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: K.J.史密斯;H.A.弗雷恩克爾
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;C09K11/78;C09D7/12;C09J11/04;C08K3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;楊思捷

優先權聲明?

本申請要求2011年12月19日提交的美國臨時申請61/577,543號的權益。

技術領域

本發明大體上涉及輻射發射化合物和將它們用作防偽材料（security?materials）的方法和裝置。?

背景?

許多發光材料在該材料被適當的外部能源激發時能夠產生位于電磁波譜的紅外、可見和/或紫外部分中的可檢測發射（即具有相對較高光譜能量的輸出輻射）。當發光材料發出輻射時，該發射在離散的時間跨度上出現，這可以由以衰減半衰期（即發射達到其峰值強度的50%所經過的時段）或其它量表示的可測量的衰減率（decay?rate）來定義。表現出極短的發射衰減率（具有在微秒、納秒或微微秒范圍內的半衰期）的材料通常被描述為“熒光體（fluorophors）”（或“熒光的”）。相反，表現出較長衰減率（具有幾毫秒至幾分鐘或更久（例如長達許多小時）的半衰期）的材料通常被描述為“磷光體（phosphors）”。當強度足夠大的發射的波長位于電磁波譜的可見光區域內且其衰減半衰期足夠長（例如大于人感知的時間閾值）時，該發射可以被人眼觀察到具有顏色和亮度（或強度）。一旦激發停止，發射顏色作為可觀察性逐漸減弱的余輝衰減，其最終完全消失。

典型的發光磷光體化合物包含至少基質材料（例如結晶組成或晶格）、發射離子和在一些情況下“敏化”離子（例如可以吸收激發能量并將激發能量轉移給發射離子的離子）。通過由發射離子吸收入射輻射（也被稱作“激發能量”）并由發射離子輻射該能量，或通過由基質材料和/或敏化離子吸收入射輻射、接著能量從基質材料/敏化離子轉移至發射離子并隨后由發射離子輻射出所轉移的能量，實現由磷光體化合物產生輻射。?

磷光體化合物的所選組分可以使該化合物具有特定的發射性質，包括其激發能量的特定波長和其發射的一個或多個特定光譜位置。對于產生可觀察到的發射的特定磷光體化合物，其發射中具有較高光譜能量含量（或發光輸出）的一個或多個光譜位置（即其“光譜特征(spectral?signature)”）可用于唯一地將該磷光體化合物與其它化合物識別開。該光譜特征主要歸因于該磷光體化合物內包含的具體發射離子（或多種離子）。但是，由于基質材料對各種發射離子的影響——通常通過晶體場強度和分裂，可能存在光譜擾動。這也適用于發射的時間特性(temporal?behavior)。?

一些磷光體化合物的獨特光譜性質使它們非常適用于驗證或識別具有特殊價值或重要性的制品（例如紙幣、護照、生物樣品等）。相應地，已經將具有已知光譜特征的發光磷光體化合物結合到各種類型的制品中以增強檢測此類制品的偽造品或贗品或者識別和追蹤該制品的能力。例如，發光磷光體化合物已經以添加劑、涂層和印刷或以其它方式施加的構件形式（其可以在驗證或追蹤制品的過程中被分析）結合到各種類型的制品中。?

包括發光磷光體化合物的制品可通過人觀察和/或使用專門設計的驗證設備來驗證。更具體地，制造商可以將已知磷光體化合物（例如“驗證用（authenticating）”磷光體化合物）結合到其“正宗”制品中。如上所述，人眼可觀察到具有足夠長的衰減半衰期且具有位于電磁波譜的可見光部分中的發射波長的磷光體化合物。可以使用產生可被磷光體化合物吸收的激發能量的固定或便攜的激發源來激發這類磷光體化合物。在移除激發源時，該磷光體化合物發射特定波長的光持續一段時間（例如幾秒）。當發射的光具有預期顏色時，人類觀察者可以認為該制品是正宗的。相反，當該磷光體化合物發射出顏色不符合預期的光或沒有發射出具有足夠強度的光時，人類觀察者可以認為該制品是不正宗的（例如假冒或偽造的制品）。?

可以使用適當構造的驗證設備檢測具有位于電磁波譜的紫外、可見和紅外部分中的發射波長的磷光體化合物的存在。當用于驗證時，該驗證設備具有與驗證用磷光體化合物相關的可吸收激發能量的波長和發射的光譜性質的知識（例如已儲存的信息和/或各種濾光器）。當與要驗證的樣品制品一起提供時，驗證設備使制品暴露于具有與發光磷光體化合物的吸收構件的已知波長相對應的波長的激發能量，其直接或間接導致所需發射。該驗證設備感測和表征該制品可能產生的任何發射的光譜參數。當檢測到的發射的光譜信號在與驗證用磷光體化合物對應的檢測裝置驗證參數范圍（被稱作“檢測參數空間”）內時，該制品可被認為是正宗的。相反，當驗證設備沒有感測到在檢測參數空間內的預期信號時，該制品可被認為是不正宗的。?