特許 6967072 発光タガント組成物、これを含む発光材料、及びこれを含む物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6967072

(24)【登録日】2021年10月26日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】発光タガント組成物、これを含む発光材料、及びこれを含む物品

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/20 20060101AFI20211108BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20211108BHJP

   G03G 15/36 20060101ALI20211108BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/20

   H01L33/50

   G03G15/36

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-522213(P2019-522213)

(86)(22)【出願日】2017年11月14日

(65)【公表番号】特表2019-537054(P2019-537054A)

(43)【公表日】2019年12月19日

(86)【国際出願番号】US2017061521

(87)【国際公開番号】WO2018097990

(87)【国際公開日】20180531

【審査請求日】2020年11月6日

(31)【優先権主張番号】62/425,354

(32)【優先日】2016年11月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/810,959

(32)【優先日】2017年11月13日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100120754

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】カーステン・ラウ

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・ロス・ラポポート

【審査官】 渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５２１１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１２５９８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第６９５１６９２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００６−２７４０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１５０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１５０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２５５８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｈ０１Ｌ ３３／５０

Ｇ０３Ｇ １５／３６

Ｂ４２Ｄ ２５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１放出性イオンを含む第１発光タガントであって、前記第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる、第１発光タガントと、
前記第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含む第２発光タガントであって、前記第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、前記第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる、第２発光タガントと、
前記第１放出性イオンと前記第２放出性イオンとを含む第３発光タガントと、を含み、
前記第１発光タガントは、前記第２放出性イオンを実質的に含まず、前記第２発光タガントは、前記第１放出性イオンを実質的に含まない、発光タガント組成物。

【請求項2】

媒質と、
前記媒質内に配置され、第１放出性イオンを含む第１発光タガントであって、前記第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる、第１発光タガントと、
前記媒質内に配置され、前記第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含む第２発光タガントであって、前記第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、前記第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる、第２発光タガントと、
前記媒質内に配置され、前記第１放出性イオンと前記第２放出性イオンとを含む、第３発光タガントと、を含み、
前記第１発光タガントは、前記第２放出性イオンを実質的に含まず、前記第２発光タガントは、前記第１放出性イオンを実質的に含まない、発光材料。

【請求項3】

基材と、
前記基材の表面上にあるか又は前記基材内に一体化された認証機能部であって、
第１放出性イオンを含む第１発光タガントであって、前記第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる、第１発光タガントと、
前記第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含む第２発光タガントであって、前記第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、前記第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる、第２発光タガントと、
前記第１放出性イオンと前記第２放出性イオンとを含む第３発光タガントと、を含み、
前記第１発光タガントは、前記第２放出性イオンを実質的に含まず、前記第２発光タガントは、前記第１放出性イオンを実質的に含まない、認証機能部と、を含む物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１１月２２日出願の米国仮出願第６２／４２５，３５４号及び２０１７年１１月１３日出願の米国出願第１５／８１０，９５９号の利益を主張するものである。

【0002】

「技術分野」は、発光タガント組成物は、概ね発光タガント、発光タガントを含む発光材料、及び発光タガントを含む物品に関し、複数の発光タガントは、固有のスペクトルシグネチャを提供するために使用される。

【背景技術】

【0003】

発光タガント又は発光蛍光体化合物は、外部エネルギー源によって化合物が励起される際に赤外、可視、及び／又は紫外スペクトルにおいて検出可能な量の放射線を放出することができる化合物である。典型的な発光タガントは、少なくとも母体結晶格子、放出性イオン（例えば、電磁放射線の吸収／放出又は別のイオンによって移動されたエネルギーの放出のいずれかが可能である希土類イオン）、及び場合によっては、「増感性」イオン（例えば、遷移金属又は異なる希土類金属のイオンであり、エネルギーを吸収し放出性の希土類金属イオンに移動させることができるもの）を含む。発光タガントによる放射線の発生は、放出性イオン（複数可）による又は母体材料及び増感性イオン（複数可）の一方若しくは両方による入射放射線の吸収、母体材料／増感性イオン（複数可）から放出性イオン（複数可）へのエネルギー移動、並びに放出性イオン（複数可）によって移動されたエネルギーの放射によって達成される。

【0004】

発光タガントの選択された構成成分は、化合物に、発光タガントの放出性イオンによって放出された高いスペクトルエネルギー出力（「発光」）に関する特定の発光特性、励起エネルギーの特異的な波長、及び／又は特異的なスペクトル位置（複数可）を有するようにさせることができる。しかしながら、全てのイオンが全ての母体材料において発光を生じさせるとは限らない。発光の可能性を有する放射線がクエンチされる又は増感性イオン若しくは母体材料から放出性イオンへのエネルギー移動が乏しいので放射線の影響がほとんど観察できない多数の例が存在する。他の母体材料において、放射線の影響は、非常に大きく、かつ量子効率が１に近い場合がある。

【0005】

観察可能な発光を生じさせる特異的な発光タガントに関して、その発光における高いスペクトルエネルギー含量（又は発光出力）のスペクトル位置（複数可）（すなわち、その「スペクトルシグネチャ」）は、他の化合物から発光タガントを個別に特定するために使用され得る。主に、スペクトルシグネチャは、希土類イオン（複数可）によるものである。しかしながら、スペクトル摂動は、典型的には結晶場強度及び分裂による、種々の放出性イオン上の母体材料の影響により存在する場合がある。これは、発光の時間的挙動についても同様にあてはまる。

【0006】

一部の発光タガントの固有のスペクトル特性は、それらの発光タガントを特定の値又は重要度の物品の認証又は識別において用いるのに好適にする（例えば、紙幣、パスポート、生体サンプルなど）。したがって、周知のスペクトルシグネチャを有する発光タガントは、様々なタイプの物品に組み込まれて、そのような物品の偽物若しくは偽造コピーを検出する又はその物品を識別し追跡する能力を高めてきた。例えば、発光タガントは、物品を認証又は追跡するプロセスで分析され得る添加剤、コーティング、及び印刷ないしは別の方法で適用された機能部の形態で様々なタイプの物品に組み込まれてきた。

【0007】

発光タガントを含む物品は、特別設計された認証装置を使用して認証され得る。特に、製造業者は、周知の発光タガント（例えば、「認証」発光タガント）をその「真正」物品の中に組み込むことができる。そのような物品の信頼性を検出するように構成された認証装置は、認証発光タガントに関連した、吸収される励起エネルギーの波長及び発光のスペクトル特性についてのナレッジ（例えば、記憶された情報及び／又は様々なスペクトルフィルタ）を有するであろう。認証用のサンプル物品が与えられると、認証装置は、直接的又は間接的に所望の発光につながる発光タガントの吸収機能部の周知の波長と一致する波長を有する励起エネルギーに物品を曝露する。認証装置は、物品によって生じ得る何らかの発光のスペクトルパラメータを感知し、特性化する。検出した発光のスペクトル信号が、認証発光タガント（「検出パラメータ空間」と呼ばれる）に一致する検出装置の認証パラメータ値域内であるとき、物品は真正と見なされ得る。逆に、認証装置が検出パラメータ空間内で予想された信号を感知するのに失敗すると、物品は不正と見なされ得る（例えば、偽物の又は偽造した物品）。

【0008】

上述の技術は、比較的単純な偽物及び偽造活動を検出し阻止するにあたり極めて効果的である。しかしながら、適切なリソース及び装置を有する個人は、いくつかの発光タガントの構成成分を測定するためにスペクトル測定技術を使用できる場合がある。発光タガントは、その場合、再現され不正物品で使用される恐れがあり、結果として、別の方法で特定の発光タガントによって提供され得る認証効果を損なう。

【0009】

したがって、多数の発光タガントが上述の方法で物品認証を容易にするために開発されてきたが、追加の化合物、そのような化合物を物品と共に使用する固有の方法、及び物品を認証するための技術を開発することが望ましく、それらは、偽物及び偽造活動をより困難にし得、並びに／又は特に関心ある物品を識別及び追跡するのに有効だとわかり得る。更に、他の望ましい特徴及び特性は、後続の「発明を実施するための形態」及び添付の「特許請求の範囲」を、添付図面及び本「背景技術」と併せ読むことで明らかになるであろう。

【発明の概要】

【0010】

発光タガント組成物、発光タガントを含む発光材料、及び発光タガントを含む物品が本明細書で提供される。実施形態において、発光タガント組成物は、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントを含む。第１発光タガントは、第１放出性イオンを含み、第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる。第２発光タガントは、第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含み、第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる。第１発光タガントは、第２放出性イオンを実質的に含まず、第２発光タガントは、第１放出性イオンを実質的に含まない。第３発光タガントは、第１放出性イオン及び第２放出性イオンを含む。

【0011】

別の実施形態において、発光材料は、媒質、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントを含む。第１発光タガントは、媒質内に配置され、第１放出性イオンを含む。第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる。第２発光タガントは、媒質内に配置され、第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含む。第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる。第１発光タガントは、第２放出性イオンを実質的に含まず、第２発光タガントは、第１放出性イオンを実質的に含まない。第３発光タガントは、媒質内に配置され、第１放出性イオン及び第２放出性イオンを含む。

【0012】

別の実施形態において、物品は、基材、及び基材の表面上にある又は基材内に一体化された認証機能部を含む。認証機能部は、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントを含む。第１発光タガントは、第１放出性イオンを含み、第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる。第２発光タガントは、第１放出性イオンと異なる第２放出性イオンを含み、第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる。第１発光タガントは、第２放出性イオンを実質的に含まず、第２発光タガントは、第１放出性イオンを実質的に含まない。第３発光タガントは、第１放出性イオン及び第２放出性イオンを含む。

【図面の簡単な説明】

【0013】

様々な実施形態が、次の描画図形と共に以下に説明され、同様の番号は、同様の要素を示す。

【0014】

【図1】様々な例示の実施形態による、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントの潜在的構成成分を示す。

【図2】実施形態に従って基材及び認証機能部を含む物品の側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下の「発明を実施するための形態」は、事実上単に例示のものであり、特許請求に記載される発光タガント組成物、発光タガント、及び発光タガントを含む物品を含む発光材料を限定することは意図しない。更に、前述の「背景技術」又は以下の「発明を実施するための形態」で提示される、任意の理論によって拘束されることは意図していない。

【0016】

本明細書に記載されるように、発光タガント組成物は、第１放出性イオンを含む第１発光タガント、第２放出性イオンを含む第２発光タガント、並びに第１及び第２放出性イオンを含む第３発光タガントを含む。本明細書で使用される場合、用語「放出性イオン」は、エネルギーを放出し、更にエネルギー自体を吸収すること及び／又は１つ以上の他の活性イオンにエネルギーを移動することもできる発光蛍光体粒子中のイオンを指す。第１発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせ、第２発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドと異なる、すなわち区別できる、第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる。本明細書で使用される場合、「発光バンド」は、内部に集中された無視できない（例えば、検出可能な）発光が発光タガントの１つ以上の放出性イオンから発生する電磁スペクトルの波長の範囲を意味するものと本明細書において定義される。任意の特定の放出性イオンについて、「発光バンド」は、その下方でそのイオンに対して発光がほとんどない低い波長、及びその上方で同じマニホールド又はエネルギー状態（Ｄｉｅｃｋｅダイアグラムに記載される）からのそのイオンに対して発光がほとんどない高い波長によって境界付けられる。より具体的には、「発光バンド」は、上方のエネルギー準位マニホールドから下方のエネルギー準位マニホールドまで及び、そのバンド内の全ての発光は、本明細書に記載されるように、「発光バンド」の一部であり、実際の発光が「発光バンド」内部で間隙を呈しても別個の発光バンドにおける発光と考えられるものではない。放出性イオンが、複数の発光バンドを含んでもよいことを理解されたい。とりわけ、第１発光タガントは、第２放出性イオンを実質的に含まず、第２発光タガントは、第１放出性イオンを実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、それぞれの発光タガント１００、２００が問題になっている放出性イオンで意図的にドープされないことを意味する。第１及び第２放出性イオンの両方を含む第３発光タガントを使用すると、第３発光タガントは、励起エネルギーに曝露されると発光タガント組成物に、第１タガント発光バンドにおける混乱した発光及び第２タガント発光バンドにおける混乱した発光を提供する。本明細書で使用される場合、「励起エネルギー」は、イオン（放出性イオン若しくは増感性イオンのどちらか）の、又は発光タガントの母体材料の吸収バンドに対応する波長の範囲を有する励起エネルギーを指す。適切な励起エネルギーが発光タガントに向けられると、励起エネルギーは吸収され、発光タガント内の放出性イオン（すなわち、励起エネルギーを吸収するイオンと同じであっても又は異なってもよいイオン）は、検出可能な発光を生じ得る。本明細書に記載されるように、「混乱した発光」は、第１発光タガント又は第２発光タガントのどちらかに単独で存在するそれぞれの放出性イオンに起因するが、第１発光タガント及び第２発光タガントの物理的な混合で再現することができない第１タガント発光バンド及び第２タガント発光バンドにおける発光タガント組成物からの発光である。発光タガント組成物からの混乱した発光は、発光タガント組成物内に第１発光タガント及び第２発光タガントを含むことと共に、第１放出性イオン及び第２放出性イオンを合わせて第３発光タガントに含むことによって生じる。第３発光タガントは、放出性イオンが母体材料内に共に存在するとき、間にエネルギー移動が発生するように第１及び第２放出性イオンを選択して、又は第１及び第２発光タガントにより生じた発光と比較して対応の放出性イオンからの発光を調節する他の機構を介して、例えば、第３発光タガント内に異なる母体材料を使用するなどによって、混乱した発光をもたらすことができる。あるいは、第３発光タガントは、第１発光バンド及び第２発光バンドにおいて発光を提供することによって、混乱した発光を簡易にもたらすことができ、したがって、発光が発光タガント組成物中の任意の１つの発光タガントに起因すると考えることを不可能にする。第１発光タガント及び第２発光タガントを使用して第１及び第２発光をそれぞれ生じさせることに加えて、第３発光タガントを使用して混乱した発光を生じさせることによって、発光タガント組成物からの発光の照合に基づいた偽物及び発光タガント組成物を再現する不正な試みが不可能でない場合は、より困難にされる。

【0017】

上に言及したように、発光タガント組成物は、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントを含む。本明細書に記載されるように、発光タガント組成物は、主としてタガントを含むが、原材料内にパッケージ化された発光タガントと共に存在し得る添加剤、製造残滓などを更に含んでもよい。発光タガント組成物は、更に詳しく後述されるように、発光タガントに加えて媒質を含む発光材料内に含まれてもよい。

【0018】

図１は、様々な例示の実施形態による、第１発光タガント１００、第２発光タガント２００、及び第３発光タガント３００の潜在的構成成分を示す。発光タガント１００、２００、３００はそれぞれ、母体結晶格子材料などの母体材料１１０、２１０、３１０を含む。各発光タガント１００、２００、３００はまた、更に詳しく後述されるように、放出性イオン（複数可）１２０、２２０も含む。更なる実施形態では、発光タガント１００、２００、３００は、任意追加的に入射放射線の吸収のための増感性イオン１３０を含んでもよい。使用されるとき、増感性イオン１３０は、エネルギーを第１放出性イオン１２０及び／又は第２放出性イオン２２０にそれぞれ、励起後に増感性イオン１３０自体によってもたらされる発光がほとんどないか全くない状態で移動させる。更に詳しく後述されるように、所望の混乱した発光効果をもたらすために、第１発光タガント１００と第２発光タガント２００と第３発光タガント３００との間で放出性イオン１２０、２２０又は母体材料１１０、２１０、３１０の様々な組み合わせが使用され得る。更に、同じ増感性イオン１３０、異なる増感性イオン１３０、又は増感性イオンなしは、対応の発光タガント１００、２００、３００において独立して使用され得る。

【0019】

第１発光タガント１００は、第１母体材料１１０、第１放出性イオン１２０、及び任意追加的に増感性イオン１３０を含む。第１発光タガント１００は、励起エネルギーに曝露されると第１タガント発光バンドにおいて第１発光を生じさせる。実施形態において、第１タガント発光バンドは、第１放出性イオン１２０単独からの、かつ放出性イオン及び／又は妨害性イオンなどの他の活性イオンの影響のない発光に対応する。本明細書に記載されるように、「妨害性」イオンは、妨害性イオンがない場合の時間的減衰特性と比較して、例えば、発光タガントの減衰速度定数などの時間的減衰特性を修正する材料である。しかしながら、他の実施形態では、第１放出性イオン１２０以外の他の放出性イオンが第１発光タガント１００中に存在しない場合に限り、第１タガント発光バンドにおける第１発光は、妨害性イオン又は増感性イオンなどの他の活性イオンによって影響を受ける場合があることを理解されたい。第１母体材料１１０は、第１放出性イオン１２０及び／又は増感性イオン１３０が中に組み込まれている（すなわち、第１母体材料１１０の１つ以上の置換可能な要素を置換した）材料を含む。特に、第１母体材料１１０は、異なる化学的成分が格子内部の様々な位置で置換し得る結晶格子である。好適な母体材料の例としては、酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、又はこれらの混合物から選択されるものが挙げられるがこれらに限定されない。実施形態において、第１母体材料１１０は、酸化物、酸硫化物、ホウ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ペロブスカイト、又はこれらの混合物から選択される。好適な母体材料の特異的な例としては、酸硫化イットリウム、イットリウムアルミニウムガーネット、イットリウムガリウムガーネット、ガドリニウムガリウムガーネット、ガドリニウムアルミニウムガーネット、又は酸硫化ガドリニウムから独立して選択されるものが挙げられる。

【0020】

より具体的には、第１放出性イオン１２０は、第１母体材料１１０内に配置時及び励起後に電磁放射線を放出することができるイオンである。実施形態において、第１放出性イオン１２０は、ネオジム、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、又はホルミウムから選択される。特異的な放出性イオン及び母体材料に応じて、例えば、発光消光などに起因する、光タガントに有効な発光特性を付与するには、多くの場合１００パーセント未満の置換が必要である。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１発光タガント１００は、化学量論的タガントであってもよいことを理解されたく、これは第１放出性イオン１２０が、母体材料１１０中に別の格子イオン（例えば、第１放出性イオン１２０の置換前に母体材料１１０内に存在するイットリウム又は他の置換可能なイオン）を、置換後に第１発光タガント１００が有効な発光特性を保持したまま、１００パーセント置換することができることを意味する。例えば、化学量論的タガントは、母体材料がホウ酸塩又はリン酸塩である実施形態において可能であり得る。母体材料に置換される各イオン（又は原子）の量は、本明細書において原子パーセントの用語で説明される。

【0021】

上に言及したように、実施形態において、第１発光タガント１００は、第１発光タガント１００について所望される励起のモードに応じて増感性イオン１３０を更に含んでもよい。増感性イオン１３０は、例えば、外部ソースから励起エネルギーを吸収しそのエネルギーを第１放出性イオン１２０に移動することができる、第１放出性イオン１２０以外の遷移金属又は異なる希土類金属であってもよい。好適な増感性イオンの特異的な例としては、クロム及び／又は鉄が挙げられる。

【0022】

第２発光タガント２００は、第２母体材料２１０、第２放出性イオン２２０、及び任意追加的に増感性イオン１３０を含む。第２放出性イオン２２０は、第１放出性イオン１２０と異なり、第２発光タガント２００は、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドと異なる第２タガント発光バンドにおいて第２発光を生じさせる。「と異なる」とは、第２タガント発光バンドを、従来の検知装置によって第１タガント発光バンドと効果的に区別することができることを意味する。実施形態において、第１及び第２タガント発光バンドは、重なり合うことができるが、ピーク発光波長が異なる。他の実施形態では、第１及び第２タガント発光バンドは、重ならないものとすることができる。

【0023】

第２放出性イオン２２０が第１放出性イオン１２０と異なること以外は、第２発光タガント２００の他の態様は、好適な母体材料、放出性イオン、増感性イオンなどを含んで第１発光タガント１００について上述されたものと同じであってもよい。第１発光タガント１００は、第２放出性イオン２２０を実質的に含まず、第２発光タガント２００は、第１放出性イオン１２０を実質的に含まない。これは対応の発光タガント１００、２００が問題になっている放出性イオンで意図的にドープされないことを意味する。しかしながら、意図しない放出性イオンの不純物準位量が対応の発光タガント１００、２００内に存在し得ることを理解されたい。実施形態において、第１発光タガント１００及び第２発光タガント２００は、両方とも検出可能な発光を有する追加の放出性イオンを実質的に含まず、それによって、対応のタガントからの発光を第１放出性イオン１２０及び第２放出性イオン２２０にそれぞれ起因するものに分離する。他の実施形態では、追加の放出性イオンは、第１及び／又は第２発光タガント１００、２００内に存在してもよい。実施形態において、追加の放出性イオンが対応のタガント内に存在するとき、対応のタガントの放出性イオンと追加の放出性イオンとの間で検出可能なエネルギー移動は発生しない。

【0024】

実施形態において、エネルギーは、第１発光タガント１００と第２発光タガント２００との間で実質的に移動されない。より具体的には、第１又は第２発光タガント１００、２００のどちらかにおける放出性イオン１２０、２２０のうちの１つからの発光は、第１又は第２発光タガント１００、２００の他方の放出性イオン（及び／又は存在する場合、増感性イオン）によって検出可能に吸収されず、その結果、検出可能なエネルギー移動は第１発光タガント１００と第２発光タガント２００との間に発生しない。このように、第１発光タガント１００と第２発光タガント２００との間の吸収／発光動力学は、互いに独立しており、少なくともその間の何らかのエネルギー移動に対する検出限界に基づいている。

【0025】

第３発光タガント３００は、第３母体材料３１０、第１放出性イオン１２０、第２放出性イオン２２０、及び任意追加的に増感性イオン１３０を含む。第３発光タガント３００は、第１発光タガント１００及び第２発光タガント２００のそれぞれと共通の特性を有する発光を生じさせる、第１発光タガント１００及び第２発光タガント２００の両方からの放出性イオン１２０、２００を含み、したがって、発光タガント組成物が混乱した発光を生じさせることを可能にし、材料識別及び不正な再現を困難にする。特に、第３発光タガント３００は、励起エネルギーに曝露されると、第１タガント発光バンドにおいて発光を、及び第２タガント発光バンドにおいて発光を生じさせて、第１発光タガント１００、第２発光タガント２００、及び第３発光タガント３００からの発光がまとめられると発光タガント組成物からの混乱した発光をもたらす。第１発光バンド及び第２発光バンドにおいて第３発光タガント３００が寄与する発光は、第１発光タガント及び第２発光タガントだけの物理的混合により発光タガント組成物の発光スペクトル全体を再現するのを不可能にする。実施形態において、第１タガント発光バンド及び第２タガント発光バンドにおける第３発光タガント３００からの発光は、それぞれ第１発光タガント１００及び第２発光タガント２００の対応する第１発光及び第２発光の発光特性と区別できる１つ以上の特性を有して、材料識別及び不正な再現を一層困難にする。第１タガント発光バンド及び第２タガント発光バンドにおける第３発光タガント３００からの発光の特定の特性は、発光強度、時間的特性、分岐比、別のバンドにおける別のイオンへのエネルギー移動及びそのイオンからの発光、又はそのような発光特性の組み合わせのうちの１つ以上において、第１発光及び第２発光の対応する特性と区別可能であり得る。他の実施形態では、第３発光タガント１００は、発光タガント組成物によって第１発光バンド及び第２発光バンドにおいて発光を提供することによって、混乱した発光を簡易にもたらすことができ、したがって、発光が発光タガント組成物中の任意の１つの発光タガントに起因すると考えることを不可能にする。

【0026】

上に言及したように、第１タガント発光バンドにおける発光タガント組成物の混乱した発光及び第２タガント発光バンドにおける発光タガント組成物の混乱した発光は、それぞれ第１発光タガント１００及び第２発光タガント１００だけで再現することができない。特に、第１及び第２タガント発光バンドにおける混乱した発光は、放出性イオンの負荷レベル又は増感性イオン若しくは妨害性イオンなどの追加の非放出性活性イオンの包含にかかわらず第１及び第２発光タガント１００、２００そのもので再現することができない。そのような混乱した発光は、例えば、第３発光タガント内に第１放出性イオン及び第２放出性イオンを一緒に含むことによって実現することができ、また特定の放出性イオンを使用した状態でエネルギー移動を呈する異なる母体材料を使用することによって、又はその間のエネルギー移動を呈する放出性イオンを使用することによって更に実現されてもよく、その更なる詳細は以下に提供される。

【0027】

実施形態において、第１発光タガント１００、第２発光タガント１００、及び第３発光タガント３００は、共通の励起、すなわち、同じ励起モード及び／又は励起波長を有し、その結果、励起放射の単独の供給源を使用して、第１発光タガント１００、第２発光タガント１００、及び第３発光タガント３００を励起してもよい。第１発光タガント１００、第２発光タガント１００、及び第３発光タガント３００の共通の励起は、第１発光タガント、第２発光タガント、及び第３発光タガントからの発光の組み合わせが、共通の励起に曝露されたときに同時に生じることを確実にする。

【0028】

実施形態において、エネルギーは、第３発光タガント３００において第１放出性イオン１２０と第２放出性イオン２２０との間で実質的に移動しない。特に、この実施形態では、第１若しくは第２放出性イオン１２０、２２０のうちの１つからの発光又はエネルギーは、それらの放出性イオンが第３発光タガント３００内に一緒に存在するときでも、第１又は第２放出性イオンの他方に吸収ないしは別の方法で移動されない。この実施形態では、第３発光タガント３００の発光は、第１放出性イオン１２０と第２放出性イオン２２０との間のエネルギー移動による以外の効果によって生じる。例えば、第１又は第２発光タガント１００、２００と異なる第３発光タガント３００に関する母体材料３１０の使用は、例えば母体材料３１０と放出性イオン１２０、２２０との間のエネルギー移動によって、混乱した発光の生成をもたらし得る。母体材料は、異なる母体材料における同じ放出性イオンからの発光間の計測可能な差異によって発光タガントの発光特性に実質的な影響を与え得る。実施形態において、第３母体材料３１０は、第１母体材料１１０及び第２母体材料２１０の両方と異なる。第１母体材料１１０及び第２母体材料２１０は、共通の母体材料であり得るが、異なる第１及び第２母体材料１１０、２１０を使用できることも可能である。実施形態において、第１母体材料１１０及び第２母体材料２１０は、それぞれの放出性イオン１２０、２２０による検出可能なエネルギー移動を呈さないが、第３母体材料３１０は、それぞれの放出性イオン１２０、２２０によって検出可能なエネルギー移動を呈する。この実施形態に従う発光タガント組成物の特異的な例は、ネオジム、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、又はホルミウムから独立して選択される第１放出性イオン１２０及び第２放出性イオン２２０、並びに第１、第２、及び第３発光タガントのそれぞれに含まれる異なる結晶母体格子を含み、結晶母体格子は、酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、又はこれらの混合物から独立して選択される。この実施形態に従う発光タガント組成物の他の特異的な例は、ネオジム、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、又はホルミウムから独立して選択される第１放出性イオン１２０及び第２放出性イオン２２０、第１及び第２発光タガント１００、２００のそれぞれに含まれる同じ母体材料１１０、２１０、並びに第３発光タガント３００に含まれる異なる母体材料３１０を含み、母体材料は、酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、又はこれらの混合物から独立して選択される。

【0029】

別の実施形態において、エネルギー移動は、励起後に第３発光タガント３００における第１放出性イオン１２０と第２放出性イオン２２０との間で発生する。この実施形態では、エネルギーは、第１発光タガント１００と第２発光タガント２００との間で実質的に移動しない、すなわち、エネルギー移動は、異なるタガント内に存在するとき放出性イオン１２０と２２０との間で発生しない。第１母体材料１１０、第２母体材料２１０、及び第３母体材料３１０は、共通の、同一母体材料を含んでもよく、結果として母体材料間の差異は、混乱した発光の原因ではない。実施形態において、検出可能なエネルギー移動は、第１母体材料１１０、第２母体材料２１０、及び第３母体材料３１０における対応の放出性イオン１２０と２２０との間で発生しない。第３発光タガント３００における第１放出性イオン１２０と第２放出性イオン２２０との間のエネルギー移動は、１つ以上の発光特性（例えば、発光強度）に影響を与えるので、第３発光タガント３００からの発光は、第１発光タガント１００と、第２発光タガント２００と、第３発光タガント３００との間で同じ母体材料を使用しているときでも第１発光タガント１００からの第１発光及び第２発光タガント２００からの第２発光と異なるであろう。この実施形態に従う発光タガント組成物の他の特異的な例は、ネオジム、イッテルビウム、エルビウム、ツリウム、又はホルミウムから独立して選択される第１放出性イオン１２０及び第２放出性イオン２２０、並びに第１発光タガント１００、第２発光タガント２００、及び第３発光タガント３００のそれぞれに使用される共有結晶母体格子を含む。これらの特異的な例に従った実施形態において、共有結晶母体格子は、以下から選択される：
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、ペロブスカイト、及びこれらの混合物；並びに
−酸化物、フッ化物、酸硫化物、ハロゲン化物、ホウ酸塩、ケイ酸塩、没食子酸塩、リン酸塩、バナジン酸塩、オキシハロゲン化物、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネット、ニオブ酸塩、及びこれらの混合物。

【0030】

本明細書に記載される発光タガント組成物は、発光タガント１００、２００、３００に加えて、媒質を含む発光材料において使用されてもよい。媒質は、インク；インク添加物、糊、液体、ゲル、ポリマー、スラリー、プラスチック、プラスチックベース樹脂、ガラス、セラミック、メタル、布地、木材、繊維、製紙用パルプ、及び紙の群から選択されてもよい。例えば、媒質は、物品の基材を形成するために使用される材料に対応し得るか、又は媒質は、物品基材の表面に適用され得る（例えば、印刷された、コーティングされた、スプレーされた、ないしは別の方法で被着された又は結合された）材料に対応し得るか、又は媒質は、基材内に埋め込まれている機能部（例えば、埋め込まれた機能部、セキュリティスレッドなど）を形成するために使用される材料に対応し得るが、それらに限定されない。前者の場合は、発光タガントは、例えば、発光タガント組成物と媒質を組み合わせ、次に基材を媒質と共に形成することによって、かつ／又は媒質に発光タガントの粒子のコロイド分散液を含浸させることによって、基材材料の中に組み込まれ得る。含浸は、例えば、印刷、滴下、コーティング、又は噴霧プロセスによって実行され得る。

【0031】

図２は、例示の実施形態による、第１発光タガント１００、第２発光タガント２００、及び第３発光タガント３００を含む物品４００の断面図を示す。特に、物品４００は、基材４０２及び基材４０２の表面４０８上にある又は基材４０２内に一体化された認証機能部４０４、４０６を含み、認証機能部４０４、４０６は、発光タガント１００、２００、３００を含む。例えば、これは、媒質及び発光タガント１００、２００、３００を物品４００の中又は上に含む発光材料を組み込むことによって達成され得る。あるいは、発光材料は、基材４０２のためのベース材料として実際に使用されてもよい。逆に、発光材料が基材４０２の表面４０８に適用可能である実施形態では、発光材料は、所定の位置において基材４０２の１つ以上の表面４０８に印刷されてもよい。逆に、発光材料が、埋め込まれた認証機能部４０６に対応するとき、埋め込まれた認証機能部４０６は、基材材料が展性のある形態であるとき（例えば、材料がスラリー形態、溶融形態、又は未硬化形態のとき）基材材料と一体化されている。上述の方法のうちの任意の１つにおいて、本明細書に記載の発光材料又は発光タガント組成物は、物品４００に組み込まれてもよい。

【0032】

上に言及したように、発光材料は、物品４００の中又は上に組み込まれてもよい。特に、この実施形態において、物品４００は、表面に適用した及び／若しくは埋め込まれた、発光タガント１００、２００、３００を含む認証機能部４０４、４０６を含んでもよく、かつ／又は物品４００は、物品４００の１つ以上の構成成分内部（例えば、基材４０２及び／又は物品４００の１つ以上の層若しくは他の構成成分の内部）に均一若しくは不均一に分散されている発光タガント１００、２００、３００の粒子を含んでもよい。認証機能部４０４、４０６及び発光タガント１００、２００、３００の粒子の様々な相対寸法は、図２で一定の縮尺ではない場合がある。物品４００は、表面に適用した及び／又は埋め込まれた認証機能部４０４、４０６並びに発光タガント１００、２００、３００の粒子の両方を含むように図示されているが、別の物品は、埋め込まれた認証機能部４０６、表面に適用した認証機能部４０４、及び発光タガント１００、２００、３００の分散した粒子のうちの１つ又は組み合わせを含んでもよい。最後に、１つの表面に適用した認証機能部４０４及び１つの埋め込まれた認証機能部４０６のみが図２に示されているが、物品は、認証機能部４０４、４０６のどちらかのタイプのうち２つ以上を含んでもよい。

【0033】

様々な実施形態において、物品４００は、ＩＤカード、運転免許証、パスポート、身元証明書、紙幣、小切手、文書、紙、株券、包装材料成分、クレジットカード、バンクカード、ラベル、シール、商品券、郵便切手、動物、及び生体サンプルが挙げられるがこれらに限定されない群から選択される任意のタイプの物品であってもよい。

【0034】

剛性又は可撓性であり得る基材４０２は、様々な実施形態において１つ以上の層又は構成成分から形成されてもよい。基材４０２の様々な構成は、様々な実施形態の発光タガント１００、２００、３００が無数の異なるタイプの物品と共に使用され得るので枚挙にいとまがない。したがって、単純な単体基材４０２が図２に例示されているが、基材４０２が様々な異なる構成のうちのいずれかを有し得ることが理解されよう。例えば、基材４０２は、同じ又は異なる材料の複数の層又は区域を含む「複合」基材であってもよい。例えば、基材４０２としては、ラミネート加工されて、ないしは別の方法で一緒に結合されて複合基材（例えば、紙層／プラスチック層／紙層又はプラスチック層／紙層／プラスチック層の複合基材）を形成する１つ以上の紙の層又は区域及び１つ以上のプラスチックの層又は区域が挙げられ得るが、それらに限定されない。更に、無生物の固体物品が本明細書で論じられているが、「物品」はまたヒト、動物、生物試料、液体サンプル、及びその中若しくは上に実施形態の発光材料が含まれ得る実質的に他の任意の物体又は材料を含むことが理解されよう。

【0035】

表面に適用した認証機能部４０４は、例えば、印刷した認証機能部又はその中若しくは上に本明細書に記載の発光タガント１００、２００、３００が含まれる１つ以上の剛性又は可撓性材料を含む認証機能部であってもよいが、それらに限定されない。例えば、表面に適用した認証機能部４０４としては、発光タガント１００、２００、３００の粒子を含むインク、顔料、コーティング、又は塗料が挙げられ得るが、それらに限定されない。あるいは、表面に適用した認証機能部４０４は、その中若しくは上に発光タガント１００、２００、３００の粒子が含まれる１つ以上の剛性又は可撓性材料を含んでもよく、表面に適用した認証機能部４０４は、次に基材４０２の表面４０８に接着され、ないしは別の方法で取り付けられる。様々な実施形態によれば、表面に適用した認証機能部４０４は、約１マイクロメートル以上の厚さ４１２を有してもよく、また表面に適用した認証機能部４０４は、基材４０２の幅及び長さ以下である幅及び長さを有してもよい。

【0036】

埋め込まれた認証機能部４０６は、その中若しくは上に本明細書に記載の発光タガント１００、２００、３００の粒子が含まれる１つ以上の剛性又は可撓性材料を含んでもよい。例えば、埋め込まれた認証機能部４０６は、別々の、剛性若しくは可撓性基材、セキュリティスレッド、又は別のタイプの構造の形態で構成されてもよいが、それらに限定されない。様々な実施形態によれば、埋め込まれた認証機能部４０６は、最大で基材４０２の厚さ４１６までの約１マイクロメートルの範囲の厚さ４２２を有してもよく、埋め込まれた認証機能部４０６は、基材４０２の幅及び長さ以下である幅及び長さを有してもよい。

【0037】

上述したように、発光タガント１００、２００、３００の粒子は、図２に示されるように基材４０２内部に、又は他の実施形態では物品４００の１つ以上の他の構成成分内部に、均一又は不均一に分散され得る（例えば、物品４００の１つ以上の層又は他の構成成分の内部）。発光タガント１００、２００、３００の粒子は、例えば、前に論じたように、基材４０２若しくは別の構成成分を形成するのに使用される媒質の中に発光タガント１００、２００、３００の粒子を混合することによって、及び／又は基材４０２若しくは他の構成成分に発光タガント１００、２００、３００の粒子のコロイド分散液を含浸することによって、基材４０２又は別の構成成分内部に分散され得るが、それらに限定されない。

【0038】

本明細書で論じられる発光タガントの実施形態の吸収及び発光特性（例えば、図１の発光タガント１００、２００、３００）は、セキュリティ及び認証機能部と併せた使用と矛盾しない。例えば、従来と同様の認証装置を使用すると、発光タガント１００、２００、３００の実施形態は、容易に励起してもよく、また従来の技術によって検出される発光であってもよい。

【0039】

前述の「発明を実施するための形態」で、少なくとも１つの例示の実施形態が提示されてきたが、膨大な数の変更例が存在することを理解されたい。例示の実施形態又は複数の例示の実施形態は、あくまで例示であり、いかなるようにも範囲、適用性、又は構成を制限する意図がないこともまた理解されたい。むしろ、前述の「発明を実施するための形態」は、当業者らに例示の実施形態を実装するのに簡便なロードマップを提供するだろう。添付の特許請求に記載される範囲から逸脱することなく、例示の実施形態に記載された要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができるものと理解される。

【図1】

【図2】