发光材料、包含发光材料的制品和进行制品验证的方法技术

发光材料和制品的实施方案包括第一和第二无机基质晶格的第一和第二粒子。第一粒子能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射。第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使第一发射可被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段。第二粒子能够产生具有位于一个或多个第二波长的一个或多个第二发射峰的第二发射。第二发射具有比第一衰减半衰期长的第二衰减半衰期，且两者的衰减时间差足以使第二发射可被人眼感知持续自第一时段之后起始的第二时段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光材料、包含发光材料的制品和进行制品验证的方法优先权声明本申请要求2011年12月19日提交的美国临时申请61/577,543号的权益。
本专利技术大体上涉及辐射发射化合物和将它们用作防伪材料（securitymaterials）的方法和装置。背景许多发光材料在该材料被适当的外部能源激发时能够产生位于电磁波谱的红外、可见和/或紫外部分中的可检测发射（即具有相对较高光谱能量的输出辐射）。当发光材料发出辐射时，该发射在离散的时间跨度上出现，这可以由以衰减半衰期（即发射达到其峰值强度的50%所经过的时段）或其它量表示的可测量的衰减率（decayrate）来定义。表现出极短的发射衰减率（具有在微秒、纳秒或微微秒范围内的半衰期）的材料通常被描述为“荧光体（fluorophors）”（或“荧光的”）。相反，表现出较长衰减率（具有几毫秒至几分钟或更久（例如长达许多小时）的半衰期）的材料通常被描述为“磷光体（phosphors）”。当强度足够大的发射的波长位于电磁波谱的可见光区域内且其衰减半衰期足够长（例如大于人感知的时间阈值）时，该发射可以被人眼观察到具有颜色和亮度（或强度）。一旦激发停止，发射颜色作为可观察性逐渐减弱的余辉衰减，其最终完全消失。典型的发光磷光体化合物包含至少基质材料（例如结晶组成或晶格）、发射离子和在一些情况下“敏化”离子（例如可以吸收激发能量并将激发能量转移给发射离子的离子）。通过由发射离子吸收入射辐射（也被称作“激发能量”）并由发射离子辐射该能量，或通过由基质材料和/或敏化离子吸收入射辐射、接着能量从基质材料/敏化离子转移至发射离子并随后由发射离子辐射出所转移的能量，实现由磷光体化合物产生辐射。磷光体化合物的所选组分可以使该化合物具有特定的发射性质，包括其激发能量的特定波长和其发射的一个或多个特定光谱位置。对于产生可观察到的发射的特定磷光体化合物，其发射中具有较高光谱能量含量（或发光输出）的一个或多个光谱位置（即其“光谱特征(spectralsignature)”）可用于唯一地将该磷光体化合物与其它化合物识别开。该光谱特征主要归因于该磷光体化合物内包含的具体发射离子（或多种离子）。但是，由于基质材料对各种发射离子的影响——通常通过晶体场强度和分裂，可能存在光谱扰动。这也适用于发射的时间特性(temporalbehavior)。一些磷光体化合物的独特光谱性质使它们非常适用于验证或识别具有特殊价值或重要性的制品（例如纸币、护照、生物样品等）。相应地，已经将具有已知光谱特征的发光磷光体化合物结合到各种类型的制品中以增强检测此类制品的伪造品或赝品或者识别和追踪该制品的能力。例如，发光磷光体化合物已经以添加剂、涂层和印刷或以其它方式施加的构件形式（其可以在验证或追踪制品的过程中被分析）结合到各种类型的制品中。包括发光磷光体化合物的制品可通过人观察和/或使用专门设计的验证设备来验证。更具体地，制造商可以将已知磷光体化合物（例如“验证用（authenticating）”磷光体化合物）结合到其“正宗”制品中。如上所述，人眼可观察到具有足够长的衰减半衰期且具有位于电磁波谱的可见光部分中的发射波长的磷光体化合物。可以使用产生可被磷光体化合物吸收的激发能量的固定或便携的激发源来激发这类磷光体化合物。在移除激发源时，该磷光体化合物发射特定波长的光持续一段时间（例如几秒）。当发射的光具有预期颜色时，人类观察者可以认为该制品是正宗的。相反，当该磷光体化合物发射出颜色不符合预期的光或没有发射出具有足够强度的光时，人类观察者可以认为该制品是不正宗的（例如假冒或伪造的制品）。可以使用适当构造的验证设备检测具有位于电磁波谱的紫外、可见和红外部分中的发射波长的磷光体化合物的存在。当用于验证时，该验证设备具有与验证用磷光体化合物相关的可吸收激发能量的波长和发射的光谱性质的知识（例如已储存的信息和/或各种滤光器）。当与要验证的样品制品一起提供时，验证设备使制品暴露于具有与发光磷光体化合物的吸收构件的已知波长相对应的波长的激发能量，其直接或间接导致所需发射。该验证设备感测和表征该制品可能产生的任何发射的光谱参数。当检测到的发射的光谱信号在与验证用磷光体化合物对应的检测装置验证参数范围（被称作“检测参数空间”）内时，该制品可被认为是正宗的。相反，当验证设备没有感测到在检测参数空间内的预期信号时，该制品可被认为是不正宗的。上述技术在检测和遏制相对简单的伪造和假冒活动方面非常有效。但是，具有适当资源和设备的个体能够使用光谱技术测定一些磷光体化合物的组分。然后复制该磷光体化合物并与赝品一起使用，由此损害特定的磷光体化合物本来可提供的验证益处。相应地，尽管已经开发了许多磷光体化合物以利于以上述方式进行制品验证，但希望开发可以使伪造和假冒活动更困难和/或可证实有益于识别和追踪具有特别意义的制品的更多化合物、将此类化合物与制品一起使用的独特方式和制品验证技术。此外，基于本专利技术的随后详述和所附权利要求，并结合附图和专利技术背景，本专利技术的其它合意特性和特征将变得显而易见。概述发光材料的一种实施方式包括第一无机基质晶格的第一颗粒和第二无机基质晶格的第二颗粒。第一颗粒具有至少一种分散在第一无机基质晶格内的第一物质。第一颗粒能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射。所述一个或多个第一波长包括至少一个位于可见光谱内的第一可见波长，且位于第一可见波长的第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使位于第一可见波长的第一发射可被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段。第二颗粒具有至少一种分散在第二无机基质晶格内的第二物质。第二颗粒能够产生具有位于一个或多个第二波长的一个或多个第二发射峰的第二发射。所述一个或多个第二波长包括至少一个位于可见光谱内的第二可见波长。第二可见波长不同于第一可见波长，且位于第二可见波长的第二发射具有比第一衰减半衰期长的第二衰减半衰期，且两者的衰减时间差足以使位于第二可见波长的第二发射可被人眼感知持续自第一时段之后起始的第二时段。制品的一种实施方式包括第一无机基质晶格的第一颗粒和第二无机基质晶格的第二颗粒。第一颗粒具有至少一种分散在第一无机基质晶格内的第一物质。第一颗粒能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射。所述一个或多个第一波长包括至少一个位于可见光谱内的第一可见波长，且位于第一可见波长的第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使位于第一可见波长的第一发射可被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段。第二颗粒具有分散在第二无机基质晶格内的至少一种第二物质。第二颗粒能够产生具有位于一个或多个第二波长的一个或多个第二发射峰的第二发射。所述一个或多个第二波长包括至少一个位于可见光谱内的第二可见波长。第二可见波长不同于第一可见波长，且位于第二可见波长的第二发射具有比第一衰减半衰期长的第二衰减半衰期，且两者的衰减时间差足以使位于第二可见波长的第二发射可被人眼感知持续自第一时段之后起始的第二时段。制品验证方法的一种实施方式包括通过使制品和激发源彼此相对移动而为制品提供激发能量，并测定来自该制品的第一部分的发射是否符合第一颜色和来自该制品的第二部分的发射是否符合与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光材料，其包含：第一无机基质晶格的第一颗粒，其具有至少一种分散在第一无机基质晶格内的第一物质，其中第一颗粒能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射，其中所述一个或多个第一波长包括至少一个位于可见光谱内的第一可见波长，且位于第一可见波长的第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使位于第一可见波长的第一发射可被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段；和第二无机基质晶格的第二颗粒，其具有至少一种分散在第二无机基质晶格内的第二物质，其中第二颗粒能够产生具有位于一个或多个第二波长的一个或多个第二发射峰的第二发射，其中所述一个或多个第二波长包括至少一个位于可见光谱内的第二可见波长，其中第二可见波长不同于第一可见波长，且位于第二可见波长的第二发射具有比第一衰减半衰期长的第二衰减半衰期，且两者的衰减时间差足以使位于第二可见波长的第二发射可被人眼感知持续自第一时段之后起始的第二时段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.19 US 61/577543;2012.12.07 US 13/7082101.发光材料，其包含：第一无机基质晶格的第一颗粒，其具有至少一种分散在第一无机基质晶格内的第一物质，其中第一颗粒能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射，其中所述一个或多个第一波长包括至少一个位于可见光谱内的第一可见波长，且位于第一可见波长的第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使位于第一可见波长的第一发射能被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段；和第二无机基质晶格的第二颗粒，其具有至少一种分散在第二无机基质晶格内的第二物质，其中第二颗粒能够产生具有位于一个或多个第二波长的一个或多个第二发射峰的第二发射，其中所述一个或多个第二波长包括至少一个位于可见光谱内的第二可见波长，其中第二可见波长不同于第一可见波长，且位于第二可见波长的第二发射具有比第一衰减半衰期长的第二衰减半衰期，且两者的衰减时间差足以使位于第二可见波长的第二发射能被人眼感知持续自第一时段之后起始的第二时段；其中第一无机基质晶格和第二无机基质晶格选自卤化物、硼酸盐、镓酸盐、磷酸盐、钒酸盐、氧卤化物、钼酸盐、钨酸盐、石榴石、锗酸盐、氯磷酸盐、铌酸盐、硅酸盐及它们的各种混合物；和一种或多种介质，在其中结合了所述第一颗粒和第二颗粒，其中所述一种或多种介质选自油墨添加剂、液体、凝胶、陶瓷、金属、织物、木材、纤维、纸及它们的各种混合物。2.根据权利要求1所述的发光材料，其中第一可见波长对应于第一颜色，第二可见波长对应于不同于第一颜色的第二颜色，且其中第一颜色和第二颜色是选自红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和紫色的不同颜色。3.根据权利要求1所述的发光材料，其中第一可见波长和第二可见波长相差至少2纳米。4.根据权利要求1所述的发光材料，其中第一无机基质晶格和第二无机基质晶格选自Y3Al5O12（YAG）、Gd3Ga5O12、Y3Ga5O12（YGG）、Y3Fe5O12（YIG）、YIG:YGG、Zn2SiO4、Me3MgSi2O8其中Me为碱土金属元素、及它们的各种混合物。5.根据权利要求1所述的发光材料，其中所述第一无机基质晶格与所述第二无机基质晶格相同。6.根据权利要求1所述的发光材料，其中所述第一无机基质晶格与所述第二无机基质晶格不同。7.根据权利要求1所述的发光材料，其进一步包含：一种或多种附加无机基质晶格的一种或多种附加颗粒，所述一种或多种附加无机基质晶格具有分散在所述一种或多种附加无机基质晶格内的一种或多种附加物质，其中所述一种或多种附加颗粒能够产生具有位于一个或多个附加波长的一个或多个附加发射峰的一个或多个附加发射，其中所述一个或多个附加波长包括一个或多个位于可见光谱内的附加可见波长，其中所述一个或多个附加可见波长不同于所述第一可见波长和第二可见波长，且位于所述一个或多个附加可见波长的附加发射具有一个或多个附加衰减半衰期，所述一个或多个附加衰减半衰期与所述第一衰减半衰期和第二衰减半衰期相差一个或多个衰减时间差，所述一个或多个衰减时间差足以使位于所述一个或多个附加可见波长的附加发射能被人眼感知持续自第一时段和第二时段之后起始的一个或多个附加时段。8.根据权利要求1所述的发光材料，其中第一衰减半衰期为10毫秒至100毫秒，且第二衰减半衰期为至少50毫秒。9.根据权利要求1所述的发光材料，其中第二衰减半衰期比第一衰减半衰期长至少10毫秒。10.根据权利要求1所述的发光材料，其中所述至少一种第一物质和所述至少一种第二物质各自包括选自铝、铬、锰、铁、铜、银、锡、锑、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、铅及它们的各种混合的元素的离子或原子。11.根据权利要求1所述的发光材料，其中所述一种或多种介质选自油墨、纸浆及它们的各种混合物。12.根据权利要求1所述的发光材料，其中所述卤化物为氟化物。13.制品，其包含：第一无机基质晶格的第一颗粒，其具有至少一种分散在第一无机基质晶格内的第一物质，其中第一颗粒能够产生具有位于一个或多个第一波长的一个或多个第一发射峰的第一发射，其中所述一个或多个第一波长包括至少一个位于可见光谱内的第一可见波长，且位于第一可见波长的第一发射具有第一衰减半衰期，其长到足以使位于第一可见波长的第一发射能被人眼感知持续自对发光材料的适当激发停止时起始的第一时段；...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ史密斯，HA弗雷恩克尔，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US