ホーム > 特許ランキング > ラーセン、クリスチャン
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ ラーセン、クリスチャンの特許一覧 ▶ サンドストローム、アンドレアスの特許一覧 ▶ タン、シの特許一覧 ▶ スタフシェデ、パトリックの特許一覧 ▶ エドマン、ルディヴィグの特許一覧
特表2024-536928発光電気化学セル、セキュリティ要素、セキュリティシステム、動作方法および製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-08
(54)【発明の名称】発光電気化学セル、セキュリティ要素、セキュリティシステム、動作方法および製造方法
(51)【国際特許分類】
H10K 50/135 20230101AFI20241001BHJP
H10K 50/115 20230101ALI20241001BHJP
H10K 85/50 20230101ALI20241001BHJP
H10K 50/12 20230101ALI20241001BHJP
H10K 71/20 20230101ALI20241001BHJP
H10K 50/84 20230101ALI20241001BHJP
H10K 77/10 20230101ALI20241001BHJP
H10K 50/805 20230101ALI20241001BHJP
G01N 21/64 20060101ALI20241001BHJP
B42D 25/24 20140101ALI20241001BHJP
B42D 25/29 20140101ALI20241001BHJP
H05B 33/14 20060101ALI20241001BHJP
H10K 102/10 20230101ALN20241001BHJP
【ＦＩ】
H10K50/135
H10K50/115
H10K85/50
H10K50/12
H10K71/20
H10K50/84
H10K77/10
H10K50/805
G01N21/64 Z
B42D25/24
B42D25/29
H05B33/14 Z
H10K102:10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024541593
(86)(22)【出願日】2022-09-19
(85)【翻訳文提出日】2024-05-15
(86)【国際出願番号】 SE2022050818
(87)【国際公開番号】W WO2023043361
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】2151145-6
(32)【優先日】2021-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524107333
【氏名又は名称】ラーセン、クリスチャン
(71)【出願人】
【識別番号】524107344
【氏名又は名称】サンドストローム、アンドレアス
(71)【出願人】
【識別番号】524107355
【氏名又は名称】タン、シ
(71)【出願人】
【識別番号】524107366
【氏名又は名称】スタフシェデ、パトリック
(71)【出願人】
【識別番号】524107377
【氏名又は名称】エドマン、ルディヴィグ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ラーセン、クリスチャン
(72)【発明者】
【氏名】サンドストローム、アンドレアス
(72)【発明者】
【氏名】タン、シ
(72)【発明者】
【氏名】スタフシェデ、パトリック
(72)【発明者】
【氏名】エドマン、ルディヴィグ
【テーマコード（参考）】
2C005
2G043
3K107
【Ｆターム（参考）】
2C005HA02
2C005HA03
2C005HA04
2C005HB01
2C005HB02
2C005HB10
2C005HB20
2C005JB40
2C005LB60
2G043AA04
2G043EA01
2G043EA02
2G043FA06
2G043JA03
2G043LA03
3K107AA01
3K107AA05
3K107BB01
3K107CC45
3K107DD12
3K107DD15
3K107DD16
3K107DD42Z
3K107DD43Z
3K107DD44Z
3K107DD45Z
3K107DD46Z
3K107DD53
3K107DD57
3K107DD59
3K107DD66
3K107DD70
3K107DD89
3K107DD95
3K107DD96
3K107EE57
3K107FF15
(57)【要約】
発光電気化学セル（１、１’、１’’、１’’’）は、基板（１０）と、第１の電極（１１）と、第１の電極（１１）と接し、発光層が視覚的に区別可能であることによって作られる第１の２Ｄパターンを提供する発光層（１３）と、第２の電極（１４）とを備える。発光層（１３）は、フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分（１３１ａ、１３１ｂ；１３２ａ、１３２ｂ）と、フォトルミネッセンスに対して活性である発光層の第２の部分（１３３）とで構成される第２の２Ｄパターンを提供し、第３の２Ｄパターンは、第１および第２の電極（１１、１４）が発光層（１３）の第２の部分（１３３）と重なり電気的に接触する、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域によって提供される。また、セキュリティ要素、セキュリティシステム、および発光電気化学セル（１、１’、１’’、１’’’）を動作させる方法および製造する方法も開示される。
【選択図】図１０ａ
【選択図】図１０ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板（１０）と、第１の電極（１１）と、
前記第１の電極（１１）と接し、第１の２Ｄパターンを提供する発光層（１３）であって、前記第１の２Ｄパターンは、前記発光層が視覚的に区別可能であることによって作られる、発光層（１３）と、
第２の電極（１４）と
を備える発光電気化学セル（１、１’、１’’、１’’’）であって、
前記発光層（１３）は、フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分（１３１ａ、１３１ｂ；１３２ａ、１３２ｂ）と、フォトルミネッセンスに対して活性である前記発光層の第２の部分（１３３）とで構成される第２の２Ｄパターンを提供し、
第３の２Ｄパターンは、前記第１および第２の電極（１１、１４）が前記発光層（１３）の前記第２の部分（１３３）と重なり電気的に接触する、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域によって提供される、発光電気化学セル。
【請求項2】
前記発光電気化学セルは、少なくとも前記第２の部分（１３３）が光学的に励起されてフォトルミネッセンスになった場合に前記第２の２Ｄパターンが視覚的に区別可能であるように構成される、請求項１に記載の発光電気化学セル。
【請求項3】
前記発光電気化学セルは、前記電極（１１、１４）間に電位が印加された場合に前記第３の２Ｄパターンが視覚的に区別可能であるように構成され、前記電極（１１、１４）間への前記電位の印加により、前記領域の前記フォトルミネッセンスは少なくとも部分的に消光され、
前記電位が除去され、前記第２の２Ｄパターンの少なくとも前記第２の部分（１３３）が励起されてフォトルミネッセンスになった後、第４の２Ｄパターンが視覚的に区別可能である、請求項１または２に記載の発光電気化学セル。
【請求項4】
前記発光電気化学セルは、前記第２の２Ｄパターンの少なくとも第２の部分のフォトルミネッセンスへの励起によって、前記電気的動作後の前記第４の２Ｄパターンから前記第２の２Ｄパターンへの時間的遷移が検出可能であるように構成される、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光電気化学セル。
【請求項5】
前記発光層（１３）と前記電極（１１、１４）の１つとの間に選択的に提供される絶縁層（１２ａ、１２ｂ）をさらに備え、前記第３の２Ｄパターンが前記絶縁層（１２ａ、１２ｂ）によって少なくとも部分的に決定されるようにする、請求項１～４のいずれか１項に記載の発光電気化学セル。
【請求項6】
前記絶縁層（１２ａ、１２ｂ）は、ポリマ（たとえばエポキシ、アクリル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、セラミック、およびガラス（たとえばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）から成るグループから選択された材料で形成される、請求項５に記載の発光電気化学セル。
【請求項7】
前記発光層（１３）は、１または複数の有機および／または無機半導体と１または複数の可動イオン源との混合物を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の発光電気化学セル。
【請求項8】
前記有機半導体は、非イオン性およびイオン性遷移金属錯体、共役ポリマ、共役小分子、有機、炭素、およびペロブスカイト量子ドット、および熱活性化遅延蛍光を特徴とする様々な種類の特殊エミッタから成るグループから選択され、または前記無機半導体は、無機量子ドットおよびペロブスカイトから成るグループから選択され、前記可動イオンは、イオン溶解化合物に溶解した塩およびイオン液体から成るグループから選択される、請求項７に記載の発光電気化学セル。
【請求項9】
前記発光層（１３）に界面活性剤が含まれる、請求項７または８に記載の発光電気化学セル。
【請求項10】
前記基板（１０）は、ガラス（たとえばフロートガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）、ポリマ（たとえばＰＥＴ、ポリカーボネート、ＰＥＮなど）、パルプ系材料（たとえば紙、ボール紙など）、金属材料および金属メッシュ（たとえばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなど）、および、防湿および酸素バリア材料から成るグループから選択された１または複数の材料で形成される、請求項１～９のいずれか１項に記載の発光電気化学セル。
【請求項11】
前記電極（１１、１４）の少なくとも１つは、フィルム、焼結（ナノ）粒子、（ナノ）ワイヤ、薄片、またはワイヤメッシュの形態の、たとえばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＮｉなどの金属、たとえばＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、およびＦＴＯなどのドープ無機半導体および原始無機半導体、たとえばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどのドープ有機半導体および原始有機半導体、および、たとえばポリエチレンイミン、ポリスチレン、ＰＭＭＡ、およびエポキシなどのポリマから成るグループから選択された１または複数の組み合わせの材料で形成される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光電気化学セル。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光電気化学セルと、前記発光電気化学セル（１、１’、１’’、１’’’）を選択的に活性化させるために前記第１および第２の電極（１１、１４）に動作可能に結合された電源（１１５）とを備えるセキュリティ要素（１１０）。
【請求項13】
前記電源（１１５）は、たとえばキャパシタまたはバッテリなどの蓄電器、たとえば誘導アンテナ、太陽電池などの発電機、および任意選択的に整流器を備えるグループから選択される、請求項１２に記載のセキュリティ要素（１１０）。
【請求項14】
請求項１２または１３に記載のセキュリティ要素（１１０）と、前記発光層（１３）にフォトルミネッセンスをもたらすための波長範囲の光を供給するように構成された励起光源（５）と
を備えるセキュリティシステム（１００）。
【請求項15】
少なくとも１つの画像捕捉デバイス（６）と、前記セキュリティ要素の発光層領域の少なくとも一部を表す画像である、前記画像捕捉デバイス（６）からのデータを受信し、
前記セキュリティ要素（１１０）の真正性を決定するために前記データを処理する
ように構成された少なくとも１つの処理デバイス（４）と
をさらに備える、請求項１４に記載のセキュリティシステム。
【請求項16】
前記発光電気化学セルの少なくとも一部の発光スペクトルおよび／または反射スペクトルを捕捉するために構成された分光計をさらに備える、請求項１５に記載のセキュリティシステム。
【請求項17】
基板（１０）と、第１の電極（１１）と、
前記第１の電極（１１）と接し、第１の２Ｄパターンを提供する発光層（１３）であって、前記第１の２Ｄパターンは、前記発光層が視覚的に区別可能であることによって作られる、発光層（１３）と、
第２の電極（１４）と
を備え、
前記発光層（１３）は、フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分（１３１ａ、１３１ｂ；１３２ａ、１３２ｂ）と、フォトルミネッセンスに対して活性である前記発光層の第２の部分（１３３）とで構成される第２の２Ｄパターンを提供し、
第３の２Ｄパターンは、前記第１および第２の電極（１１、１４）が前記発光層の前記第２の部分と重なり電気的に接触する、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域によって提供される発光電気化学セルを動作させる方法であって、
前記第１の２Ｄパターンのみが視覚的に区別可能である前記発光電気化学セルを提供することと、
前記発光電気化学セル（１’）を第１の励起光に露光させることにより、前記第２の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように前記発光層の前記第２の部分（１３３）にフォトルミネッセンスを供給させることと、
前記第３の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように、前記電極（１１、１４）間に電位を印加することによって前記発光層（１３）にエレクトロルミネッセンスが生じるように前記発光電気化学セルを電気的に動作させることと
を備える方法。
【請求項18】
前記発光電気化学セル（１’’）の前記電気的動作を停止することと、前記電気的動作に続き、前記第２の２Ｄパターンおよび前記第３の２Ｄパターンの反転に対応する第４の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように、前記発光電気化学セル（１’’’）を第２の励起光に露光させることと
をさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記発光電気化学セルの前記第２の励起光への前記露光中、前記発光電気化学セル（１’’’）を表す第４の画像を捕捉することをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記発光電気化学セルの前記第２の励起光への前記露光中、前記発光電気化学セル（１’’’）の少なくとも一部からフォトルミネッセンスを表す第４のスペクトルデータを捕捉することをさらに備える、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項21】
前記電気的動作は、前記領域の前記ＰＬ容量を可逆的に消すことを備える、請求項１７～２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項22】
前記電気的動作は、前記領域の前記ＰＬ容量を永続的に消すことを備える、請求項１７～２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項23】
前記発光電気化学セルが少なくとも非励起光に露光されている間かつ前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光前、前記発光電気化学セルを表す第１の画像を捕捉することと、前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光中、前記発光電気化学セルを表す第２の画像を捕捉することをさらに備える、請求項１７～２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項24】
前記第１および／または第２の画像を捕捉することは、前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光中、前記発光電気化学セルの少なくとも一部からの発光を表す第１のスペクトルデータおよび／または第２のスペクトルデータを捕捉することを備える、請求項１７～２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項25】
前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光の直後、少なくとも１つの発光強度過渡信号を捕捉することにより、高速で減衰する蛍光と比較的緩慢に減衰する燐光との区別を可能にすることをさらに備える、請求項１７～２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項26】
前記エレクトロルミネッセンス中に前記発光電気化学セルを表す第３の画像を捕捉することをさらに備える、請求項１７～２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項27】
前記エレクトロルミネッセンス中に前記発光電気化学セルの少なくとも一部からの発光を表す第３のスペクトルデータを捕捉することをさらに備える、請求項１７～２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項28】
前記電気的動作は、前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光の後に行われる、請求項１７～２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項29】
前記電気的動作は、前記発光電気化学セルの前記第１の励起光への前記露光の前に行われる、請求項１７～２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項30】
前記発光電気化学セルの前記第２の励起光への前記露光中、異なる時点において、前記発光電気化学セルからの前記フォトルミネッセンスを表す少なくとも２つの画像を捕捉することをさらに備える、請求項１７～２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項31】
前記時点は、前記電気化学的ドーピングの消光からフォトルミネッセンスが回復する回復段階中に生じる、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
スペクトルデータは、前記フォトルミネッセンスが回復する回復段階中の異なる時点における前記発光電気化学セルを表す画像の少なくともいくつかに関して捕捉される、請求項３１に記載の方法。
【請求項33】
発光電気化学セルを製造する方法であって、基板（１０）を提供することと、
前記基板（１０）上に第１の電極（１１）を堆積させることと、
発光層が視覚的に区別可能であることによって構成される第１の２Ｄパターンを提供するために、前記第１の電極（１１）と接触し、少なくとも部分的に重なる発光層（１３）を堆積させることと、
フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分（１３１ａ、１３１ｂ；１３２ａ、１３２ｂ）と、フォトルミネッセンスに対して活性である前記発光層（１３）の第２の部分（１３３）とで構成される第２の２Ｄパターンを提供することと、
エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域を形成するために、前記発光層と接触し、少なくとも部分的に重なり、前記第１の電極と少なくとも部分的に重なる第２の電極（１４）を堆積させることと
を備える方法。
【請求項34】
前記第２の２Ｄパターンを提供することは、前記堆積された発光層（１３）の一部（１３１ａ、１３１ｂ）を選択的に不活性化することによって前記発光層の不活性化部分を提供することを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記第２の２Ｄパターンを提供することは、フォトルミネッセンスに対する不活性材料を選択的に堆積させることによって不活性化部分（１３２ａ、１３２ｂ）を提供することを備える、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項36】
前記電極（１１、１４）は、第３の２Ｄパターンに従って、前記発光層（１３）のフォトルミネッセンスが活性である部分との重なりおよび電気的接触を有するように選択的に堆積される、請求項３３～３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項37】
前記活性材料層（１３）と前記電極（１１、１４）の１つとの間に少なくとも１つの絶縁層（１２ａ、１２ｂ）を選択的に堆積させることをさらに備え、前記絶縁層（１２ａ、１２ｂ）は、好適には第３の２Ｄパターンに従って選択的に堆積される、請求項３３～３６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光電気化学セル、そのような発光電気化学セルを備えるセキュリティ要素、そのようなセキュリティ要素を備えるセキュリティシステム、発光電気化学セルを動作させる方法、および発光電気化学セルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＵＳ９５９２７０１には、１または複数の発光素子が活性化されると光を放射するように配置されており、そのような素子の各々が自発光性で電気作動型の表示素子で形成されている、多層可撓性フィルム体を備えるセキュリティ要素が開示されている。
【0003】
そのようなセキュリティ要素は、真正性を示すために、銀行券、たとえばパスポートなどの身分証明書、製品ラベル、製品パッケージなどを含む様々な種類の文書に貼り付けられ得る。
【0004】
ＵＳ９５９２７０１において、発光素子、たとえば発光電気化学セルが形成され得ることが開示されている。
【0005】
発光電気化学セル（以下、「ＬＥＣ」と称する）およびそれらの製造および動作方法は、たとえばＷＯ２０１００８５１８０Ａ１、ＷＯ２０１１０５３２３６Ａ１、ＷＯ２０１５１４４２０４Ａ１、ＷＯ２０１４０６４２９８Ａ１、ＷＯ２０１７０８８９０１Ａ１、およびＷＯ２０１８１３３９３０Ａ１によって知られている。
【0006】
このように、ＬＥＣは、エレクトロルミネッセンスを通して光を発することにより、様々な印刷技術によって非常に低コストで製造することができ、比較的低い電圧で活性化することができるデバイスにおいて、発光の電気活性化２Ｄパターンを提供することを可能にする。本文脈において、２Ｄパターンとは、３次元でパターンを提供する３Ｄパターンとは異なり、２次元を有するパターンである。
【0007】
改善されたセキュリティ要素への要望が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本開示の目的は、異なる条件下で異なるパターンを生成することが可能である点で、複製が困難な改善されたデバイスを提供することである。特定の目的は、改善されたセキュリティ要素、特に、動作が堅牢かつユーザに使い易いものでありながら比較的低コストで製造することが可能な、高いレベルの安全性を有するセキュリティ要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、添付の独立請求項によって定義され、実施形態は、従属請求項、以下の説明、および図面に記載される。
【0010】
第１の態様によると、基板と、第１の電極と、第１の電極と接し、発光層が視覚的に区別可能であることによって作られる第１の２Ｄパターンを提供する発光層と、第２の電極とを備える発光電気化学セルが提供される。発光層は、フォトルミネッセンス（「ＰＬ」）に対して不活性である第１の部分と、フォトルミネッセンスに対して活性である発光層の第２の部分とで構成される第２の２Ｄパターンを提供する。第３の２Ｄパターンは、第１および第２の電極が発光層の第２の部分と重なり電気的に接触する、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域によって提供される。
【0011】
「視覚的に区別可能」という用語は、発光電気化学セルが貼り付けられる基板および／または構成要素または物品のその他の部分から視覚的に区別できることを意味する。第１の２Ｄパターンは、主に、特に全体的に、入射照明光の反射によって区別可能であってよい。
【0012】
発光層は、通常の光条件下で、および／または特定の波長を有する光を受けた場合、人間の目および／または画像センサに対して視覚的に区別可能であってよい。
【0013】
第１および第２の電極は、発光層を少なくとも部分的に間に挟んでよい。
【0014】
あるいは、電極および発光層は、平面基板上に横並び配置で配置され得る。
【0015】
電極の少なくとも１つは、透明であってよい。
【0016】
フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分は、発光層自体を現場で選択的に不活性化することによって形成され得る。あるいは、または補足として、第１の部分は、フォトルミネッセンスを示す能力を有さない材料、または発光層と同じ材料であるが堆積前に不活性化されている材料の選択的な堆積によって形成され得る。
【0017】
さらに留意点として、第１の部分は、フォトルミネッセンスに対して様々な程度で不活性化されてよい。すなわち、不活性化部分は、第２の部分より少ない程度のフォトルミネッセンスを示してよい。また、パターンが、完全なフォトルミネッセンスと、部分的なフォトルミネッセンスと、フォトルミネッセンスなしとの間で段階的な遷移を備え得るように、異なる程度に不活性化される第１の部分を提供することが可能である。
【0018】
発光層は、たとえば反射色、フォトルミネッセンス（蛍光または燐光）、またはエレクトロルミネッセンス（「ＥＬ」）の点で互いを区別可能にする異なる特性を有し得る複数の部分を備えてよい。したがって、発光層は、いくつかのステップで堆積されてよく、各ステップは、異なる特性を有する部分の堆積を含んでよい。あるいは、それらの部分は、カラーインクジェットプリンタで可能であるように、同時に堆積されてもよい。
【0019】
発光層がＰＬに対して選択的に不活性化されるということは、光による励起の後、発光する能力を部分的または完全に失うように改変されることを意味する。
【0020】
よって、発光層は、ＰＬ活性部分とＰＬ不活性化部分とで構成され得る。
【0021】
そのようなＬＥＣにおいて、第１の２Ｄパターンは、任意の通常照明環境で検出され得るが、第２の２Ｄパターンは、たとえばＵＶ光への露光など、発光層の光誘発励起によって検出され得る。
【0022】
したがって、今までのところ、このＬＥＣは２つの異なるパターンを提供することができる。
【0023】
第３の２Ｄパターンは、さらに、電極の重なりおよび発光層のＰＬ活性部分との電気的接触によって画定される、発光層のＥＬ活性部分を提供する。電気的動作中、第３のパターンのＰＬ容量は、電気化学的ドーピングによって少なくとも部分的に消される。この結果、ＬＥＣの電気的動作後の改変されたＰＬパターンは、電気的動作前とは異なっている。
【0024】
したがって、第３の２Ｄパターンは、発光層の一部にＥＬが生じるようなデバイスの電気的動作時に可視であり、第４の２Ｄパターンは、ＬＥＣが電気的に動作した直後、ＬＥＣが再び励起光を受けた場合、第２の２Ｄパターンと実質的に第３の２Ｄパターンの反転との組み合わせによって形成される。
【0025】
ＬＥＣが、電気的動作の直後に定期的な時間間隔で励起光を受けると、電気化学的ドーピングが緩和し、同時に第３の２Ｄパターンによって画定された発光層のＰＬ損失が回復するのに伴い、第４の２Ｄパターンは回復段階中に第２の２Ｄパターンに段階的に戻ることが観察される。
【0026】
あるいは、ＰＬ容量が永続的に破壊され、不可逆的であるように、ＬＥＣを電気的に動作させることが可能である。そのような場合も、１回の動作サイクル中に４つの異なるパターンを区別することが可能である。
【0027】
発光電気化学セルは、少なくとも第２の部分が光学的に励起されてフォトルミネッセンスになった場合に第２の２Ｄパターンが視覚的に区別可能であるように構成され得る。
【0028】
発光電気化学セルは、電極間に電位が印加された場合に第３の２Ｄパターンが視覚的に区別可能であるように構成されてよく、電位が除去されて第２の２Ｄパターンの少なくとも第２の部分が励起されてフォトルミネッセンスになった後、第４の２Ｄパターンが視覚的に区別可能であるように、電極間への電位の印加により、上記領域のフォトルミネッセンスは少なくとも部分的に消光される。
【0029】
発光電気化学セルは、第２の２Ｄパターンの少なくとも第２の部分のフォトルミネッセンスへの励起によって、電気的動作後の第４の２Ｄパターンから第２の２Ｄパターンへの時間的遷移が検出可能であるように構成され得る。
【0030】
発光電気化学セルは、第３の２Ｄパターンが絶縁層によって少なくとも部分的に決定されるように、発光層と電極の１つとの間に選択的に提供される絶縁層をさらに備えてよい。
【0031】
したがって、電極を選択的にパターン化することへの代替または追加として、発光層から電極の１つを分離する絶縁材料の層を選択的にパターン化することにより、第３の２Ｄパターンを提供し、その結果、第４の２Ｄパターンを提供することが可能である。
【0032】
絶縁層は、ポリマ（たとえばエポキシ、アクリル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、セラミック、およびガラス（たとえばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）から成るグループから選択された材料で形成され得る。
【0033】
発光層は、１または複数の有機および／または無機半導体と１または複数の可動イオン源との混合物を備えてよい。有機半導体は、非イオン性およびイオン性遷移金属錯体、共役ポリマ、共役小分子、有機、炭素、およびペロブスカイト量子ドット、および熱活性化遅延蛍光を特徴とする様々な種類の特殊エミッタから成るグループから選択されてよく、無機半導体は、無機量子ドットおよびペロブスカイトから成るグループから選択されてよく、可動イオンは、イオン溶解化合物に溶解した塩およびイオン液体から成るグループから選択され得る。
【0034】
いくつかの実施形態において、発光層に界面活性剤が含まれ得る。
【0035】
基板は、ガラス（たとえばフロートガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）、ポリマ（たとえばＰＥＴ、ポリカーボネート、ＰＥＮなど）、パルプ系材料（たとえば紙、ボール紙など）、金属材料および金属メッシュ（たとえばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなど）、および、防湿および酸素バリア材料から成るグループから選択された１または複数の材料で形成され得る。
【0036】
電極の少なくとも１つは、フィルム、焼結（ナノ）粒子、（ナノ）ワイヤ、薄片、またはワイヤメッシュの形態の、たとえばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＮｉなどの金属、たとえばＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、およびＦＴＯなどのドープ無機半導体および原始無機半導体、たとえばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどのドープ有機半導体および原始有機半導体、および、たとえばポリエチレンイミン、ポリスチレン、ＰＭＭＡ、およびエポキシなどのポリマから成るグループから選択された１または複数の組み合わせの材料で形成され得る。
【0037】
第２の態様によると、上述したような発光電気化学セルと、発光電気化学セルを選択的に活性化させるために第１および第２の電極に動作可能に結合された電源とを備えるセキュリティ要素が提供される。
【0038】
電源は、ＬＥＣに給電するためにバッテリまたはキャパシタが使用される場合、セキュリティ要素と一体化されてよく、あるいは、外部電源に一時的に接続するための電力インタフェースの形態で提供されてもよい。したがって、電源は、ＬＥＣが外部電力を受け取り得るように、電源端子および／または誘導アンテナを備えてよい。
【0039】
セキュリティ要素は、文書、ラベル、たとえばパスポート、運転免許証などの身分証明デバイス、パッケージ、または製品などであるがこれらに限定されない、認証すべき物品に貼り付けられ得る。
【0040】
セキュリティ要素において、電源は、たとえばキャパシタまたはバッテリなどの蓄電器、たとえば誘導アンテナまたは太陽電池などの発電機、および任意選択的に整流器を備えるグループから選択され得る。
【0041】
第３の態様によると、上述したセキュリティ要素と、発光層にフォトルミネッセンスをもたらすための波長範囲の光を供給するように構成された励起光源とを備えるセキュリティシステムが提供される。
【0042】
セキュリティシステムは、少なくとも１つの画像捕捉デバイスと、少なくとも１つの処理デバイスとをさらに備えてよい。処理デバイスは、セキュリティ要素の発光層領域の少なくとも一部を表す画像である、画像捕捉デバイスからのデータを受信し、セキュリティ要素の真正性を決定するためにデータを処理するように構成され得る。
【0043】
画像捕捉デバイスは、パターン画像を捕捉するため、および／またはハイパースペクトル画像を捕捉するために構成されたカメラであってよい。画像捕捉デバイスは、分光計を備えてよく、または分光計の機能を行ってよい。
【0044】
セキュリティシステムは、発光電気化学セルの少なくとも一部の発光スペクトルおよび／または反射スペクトルを捕捉するために構成された分光計をさらに備えてよい。
【0045】
第４の態様によると、発光電気化学セルを動作させる方法が提供され、発光電気化学セルは、基板と、第１の電極と、第１の電極と接し、発光層が視覚的に区別可能であることによって作られる第１の２Ｄパターンを提供する発光層と、第２の電極とを備え、発光層は、フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分と、フォトルミネッセンスに対して活性である発光層の第２の部分とで構成される第２の２Ｄパターンを提供し、第３の２Ｄパターンは、第１および第２の電極が発光層の第２の部分と重なり電気的に接触する、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域によって提供される。この方法は、第１の２Ｄパターンのみが視覚的に区別可能である発光電気化学セルを提供することと、発光電気化学セルを第１の励起光に露光させることにより、第２の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように発光層の第２の部分にフォトルミネッセンスを供給させることと、第３の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように、電極間に電位を印加することによって上記発光層にエレクトロルミネッセンスが生じるように発光電気化学セルを電気的に動作させることとを備える。
【0046】
この方法は、発光電気化学セルの電気的動作を停止することと、上記電気的動作に続き、第２の２Ｄパターンおよび第３の２Ｄパターンの反転に対応する第４の２Ｄパターンが視覚的に区別可能になるように、発光電気化学セルを第２の励起光に露光させることとをさらに備えてよい。
【0047】
この方法は、発光電気化学セルの上記第２の励起光への上記露光中、発光電気化学セルを表す第４の画像を捕捉することをさらに備えてよい。
【0048】
第４の画像は、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0049】
この方法は、発光電気化学セルの上記第２の励起光への上記露光中、発光電気化学セルの少なくとも一部からフォトルミネッセンスを表す第４のスペクトルデータを捕捉することをさらに備えてよい。
【0050】
第４のスペクトルデータは、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0051】
ＬＥＣは、第４の２Ｄパターンから第２の２ＤパターンへのＰＬ回復遷移を視覚化するために、電気的動作の後、励起光を受けてよい。励起光は、発光層のＰＬの回復が強度画像および／またはスペクトルデータとして記録され得るように、パルスとして提供され得る。したがって、回復段階中のＰＬ挙動が追跡され得る。
【0052】
この方法において、電気的動作は、領域のＰＬ容量を可逆的に消すことを備えてよい。
【0053】
あるいは、電気的動作は、領域のＰＬ容量を永続的に消すことを備えてよい。
【0054】
この方法は、発光電気化学セルが少なくとも非励起光に露光されている間かつ発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光前、発光電気化学セルを表す第１の画像を捕捉することと、発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光中、発光電気化学セルを表す第２の画像を捕捉することをさらに備えてよい。
【0055】
非励起光は、第１のパターンの区別を可能にするようなものであるべきで、基本的に第２のパターンを呼び出すような励起をもたらすべきではない。
【0056】
第１および第２の画像は、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0057】
この方法において、上記第１および／または第２の画像を捕捉することは、発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光中、発光電気化学セルの少なくとも一部からの発光を表す第１のスペクトルデータおよび／または第２のスペクトルデータを捕捉することを備えてよい。
【0058】
スペクトルデータは、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0059】
この方法は、発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光の直後、少なくとも１つの発光強度過渡信号を捕捉することにより、高速で減衰する蛍光と比較的緩慢に減衰する燐光との区別を可能にすることをさらに備えてよい。
【0060】
過渡データは、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0061】
この方法は、上記エレクトロルミネッセンス中に発光電気化学セルを表す第３の画像を捕捉することをさらに備えてよい。
【0062】
第３の画像は、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0063】
この方法は、上記エレクトロルミネッセンス中に発光電気化学セルの少なくとも一部からの発光を表す第３のスペクトルデータを捕捉することをさらに備えてよい。
【0064】
第３のスペクトルデータは、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。
【0065】
この方法において、電気的動作は、発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光の後に行われ得る。
【0066】
あるいは、電気的動作は、発光電気化学セルの第１の励起光への上記露光の前に行われ得る。
【0067】
この方法は、発光電気化学セルの第２の励起光への上記露光中、異なる時点において、発光電気化学セルからのフォトルミネッセンスを表す少なくとも２つの画像を捕捉することをさらに備えてよい。
【0068】
回復段階中に撮像された画像は、処理デバイスによって格納され、送信され、または瞬時に受信されてよく、たとえば参照マスク、参照画像、または参照特徴などの１または複数の所定の基準との比較を含み得る認証処理を受けてよい。また、画像シーケンスに基づく時間的分析が行われよく、これに基づいて、回復／緩和挙動が決定され、参照回復／緩和挙動と比較され得る。
【0069】
この方法において、上記時点は、電気化学的ドーピングの消光からフォトルミネッセンスが回復する回復段階中に生じ得る。
【0070】
この方法において、スペクトルデータは、上記フォトルミネッセンスが回復する回復段階中の異なる時点における発光電気化学セルを表す画像の少なくともいくつかに関して捕捉され得る。
【0071】
第５の態様によると、発光電気化学セルを製造する方法が提供され、この方法は、基板を提供することと、基板上に第１の電極を堆積させることと、基板から発光層が視覚的に区別可能であることによって構成される第１の２Ｄパターンを提供するために、第１の電極と接触し、少なくとも部分的に重なる発光層を堆積させることと、フォトルミネッセンスに対して不活性である第１の部分と、フォトルミネッセンスに対して活性である発光層の第２の部分とで構成される第２の２Ｄパターンを提供することと、エレクトロルミネッセンスに対して活性である領域を形成するために、発光層と接触し、少なくとも部分的に重なり、第１の電極と少なくとも部分的に重なる第２の電極を堆積させることとを備える。
【0072】
この方法において、上記発光層の不活性化部分を提供することは、堆積された発光層の一部を選択的に不活性化することを備えてよい。
【0073】
選択的な不活性化は、発光層を特定の大気および特定の露光に晒すことによって行われ得る。
【0074】
露光は、マスクによって、および／または制御可能な光ビームの使用によって選択的に適用され得る。
【0075】
この方法において、上記発光層の不活性化部分を提供することは、不活性材料を選択的に堆積させることを備える。
【0076】
この方法において、電極は、第３の２Ｄパターンに従って、発光層のフォトルミネッセンスが活性である部分との重なりおよび電気的接触を有するように選択的に堆積され得る。
【0077】
代替または補足として、この方法は、発光層と電極の１つとの間に少なくとも１つの絶縁層を選択的に堆積させることをさらに備えてよく、絶縁層は、好適には第３の２Ｄパターンに従って選択的に堆積される。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1a】ＬＥＣを製造する方法における第１のステップを概略的に示す。
【図1b】ＬＥＣを製造する方法における第１のステップを概略的に示す。
【図2a】ＬＥＣを製造する方法における第２のステップを概略的に示す。
【図2b】ＬＥＣを製造する方法における第２のステップを概略的に示す。
【図3a】ＬＥＣを製造する方法における第３のステップを概略的に示す。
【図3b】ＬＥＣを製造する方法における第３のステップを概略的に示す。
【図4a】ＬＥＣを製造する方法における第４のステップを概略的に示す。
【図4b】ＬＥＣを製造する方法における第４のステップを概略的に示す。
【図5a】ＬＥＣを製造する方法における第３および第４のステップの代替ルートを概略的に示す。
【図5b】ＬＥＣを製造する方法における第３および第４のステップの代替ルートを概略的に示す。
【図6a】ＬＥＣを製造する方法における第５のステップを概略的に示す。
【図6b】ＬＥＣを製造する方法における第５のステップを概略的に示す。
【図7a】ＬＥＣを動作させる方法における第１のステップを概略的に示す。
【図7b】ＬＥＣを動作させる方法における第１のステップを概略的に示す。
【図8a】ＬＥＣを動作させる方法における第２のステップを概略的に示す。
【図8b】ＬＥＣを動作させる方法における第２のステップを概略的に示す。
【図9a】ＬＥＣを動作させる方法における第３のステップを概略的に示す。
【図9b】ＬＥＣを動作させる方法における第３のステップを概略的に示す。
【図10a】ＬＥＣを動作させる方法における第４のステップを概略的に示す。
【図10b】ＬＥＣを動作させる方法における第４のステップを概略的に示す。
【図11】ＬＥＣが使用され得るセキュリティシステムを概略的に示す。
【図12a】概念実証ＬＥＣデバイスを示す写真である。
【図12b】概念実証ＬＥＣデバイスを示す写真である。
【図12c】概念実証ＬＥＣデバイスを示す写真である。
【図12d】概念実証ＬＥＣデバイスを示す写真である。
【図12e】概念実証ＬＥＣデバイスを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0079】
図１ａ、図１ｂを参照すると、ＬＥＣ１を製造する方法における第１のステップは、基板１０を提供することを備え、基板１０は、たとえばガラス（フロートガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）、セラミック、ポリマ（ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＮなど）、パルプ系材料（紙、ボール紙など）、防湿および酸素バリア材料などの電気絶縁材料のグループからの１または複数の材料、および、たとえば金属材料およびワイヤメッシュ（たとえばＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ）などの導電性材料で形成され得る。
【0080】
基板は、平面、単一曲面、二重曲面、凸面、凹面などを含む、後続する材料層の堆積を可能にする任意の形状を有してよい。
【0081】
基板は、可撓性または剛性であってよい。
【0082】
特定の実施形態において、基板は、薄いポリマまたはバリアフィルム、または紙シートであってよい。
【0083】
導電性基板が使用される実施形態において、導電性基板を第１の電極として使用することが望ましい場合がある。導電性基板が使用される他の実施形態において、発光層を設ける前にパターン化絶縁基層を設けることが望ましい場合がある。導電性基板が使用される他の実施形態において、第１の電極を設ける前に絶縁基層を設けることが望ましい場合がある。導電性基板が使用される他の実施形態において、基板を用いてＬＥＣ１に電力を結合することが望ましい場合がある。
【0084】
第１の電極１１は、基板１０上に堆積され得る。
【0085】
適切な堆積技術は、インクジェット、グラビア印刷、オフセットおよびスクリーン印刷、スプレー、バーおよびスロットダイコーティング、熱および電子ビーム蒸着、化学蒸着、およびスパッタリングを含む。
【0086】
第１の電極１１は、たとえば金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなど）、ドープまたは原始無機および有機半導体（ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなど）、およびポリマ（ＰＥＩ、ポリスチレン、ＰＭＭＡ、エポキシなど）など、１または複数の導電性材料と１または複数の非導電性材料との組み合わせとして提供されてよく、薄膜、焼結（ナノ）粒子、（ナノ）ワイヤ、薄片、またはワイヤメッシュとして堆積され得る。
【0087】
いくつかの実施形態において、第１の電極１１は、基板１０の全てまたは一部を覆う層として堆積され得る。
【0088】
いくつかの実施形態において、第１の電極１１は、２Ｄパターンとして堆積され得る。そのような２Ｄパターンの別々の部分は、電気的に相互接続される必要があり得る。
【0089】
いくつかの実施形態において、第１の電極１１は、複数の発光パターンを可能にするために複数の電気的に分離された２Ｄパターン電極として堆積され得る。
【0090】
【0091】
したがって、絶縁層１２ａ、１２ｂは、２Ｄパターンを提供してよい。
【0092】
絶縁材料１２ａ、１２ｂは、ポリマ（エポキシ、アクリル、ＰＭＭＡ、ＰＳなど）、セラミック、またはガラス（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）であってよい。
【0093】
適切な堆積技術は、インクジェット、グラビア印刷、オフセットおよびスクリーン印刷、スプレー、バーおよびスロットダイコーティング、熱および電子ビーム蒸着、化学蒸着、およびスパッタリングを含む。
【0094】
【0095】
発光層１３は、１または複数の有機半導体（たとえば非イオン性およびイオン性遷移金属錯体、共役ポリマ、共役小分子、有機、炭素、およびペロブスカイト量子ドット、および熱活性化遅延蛍光を特徴とする様々な種類の特殊エミッタ）および／または無機半導体（たとえば無機量子ドットおよびペロブスカイト）、および１または複数の可動イオン源（たとえばイオン溶解化合物またはイオン液体に溶解した塩）の混合物を備えてよい。
【0096】
有機半導体の非限定的な例は、ポリ（１，４－フェニレンビニレン）、Ｓｕｐｅｒ Ｙｅｌｌｏｗ、ＭＥＨ－ＰＰＶ、ポリ（フルオレン）、ポリ（９－ビニカルバゾール）、１，３－ビス［２－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾ－５－イル］ベンゼン、トリス［２－（５－ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ－フェニル）－ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）、および２，４，５，６－テトラ（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）イソフタロニトリルである。
【0097】
無機半導体の非限定的な例は、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅＴｅ／ＺｎＳ、ＰｂＳ量子ドットおよびペロブスカイト量子ドット、フィルム、および構造体である。
【0098】
可動イオンの非限定的な例は、イオン溶解材料であるポリ（エチレンオキシド）およびトリメチロールプロパンエトキシレートおよびその誘導体の１または複数に溶解した塩ＫＣＦ３ＳＯ３およびＬｉＣＦ３ＳＯ３の１または複数、またはイオン液体であるテトラヘキシルアンモニウムテトラフルオロボレートおよびテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロリン酸塩の１または複数である。
【0099】
発光層１３は、たとえばスプレーコーティング、ブレードコーティング、スロットダイコーティング、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、熱蒸着、または電子ビーム蒸着などの技術によって堆積され得る。
【0100】
発光層１３は、基板１０および／またはＬＥＣ１が支持される構造と区別可能な２Ｄパターンで設けられ得る。
【0101】
発光層１３は、反射特性、フォトルミネッセンス特性、およびエレクトロルミネッセンス特性の特異的なセットを示す単一の材料系および層の形態で、または異なるそのような特性を示す２つ以上の異なる材料系および層の形態で堆積され得る。
【0102】
絶縁層１２ａ、１２ｂが堆積される場合、その２Ｄパターンに従って、第１の電極１１と発光層との間に電気絶縁が提供される。
【0103】
いくつかの実施形態において、発光層１３は、通常の光条件下で人間の目によって基板１０および／またはデバイス構造の他の部分から視覚的に区別可能であり得る。
【0104】
他の実施形態において、発光層１３は、通常の光条件下では人間の目によって基板１０および／またはデバイス構造の他の部分から視覚的に区別できず、発光層１３および基板１０および／またはデバイス構造の他の部分が特定の波長の光に晒される条件下でのみ、視覚的に区別可能であってよい。
【0105】
また他の実施形態において、発光層１３は、光学フィルタを通して見た場合および／または特定の波長に構成されたカメラによって見た場合のみ視覚的に区別可能であってよい。そのような実施形態は、通常の光条件下で、または発光層が特定の波長の光に晒された場合のみ、可視的な区別をもたらし得る。
【0106】
いくつかの実施形態において、複数の発光層１３は、同一のまたは異なる反射特性、フォトルミネッセンス特性、および／またはエレクトロルミネッセンス特性を示す別個のまたは重なり合う２Ｄパターンで堆積されてよく、各パターンは、区別可能であるために１または複数の特定の波長の光を必要とし、および／または撮像されるために特定の波長に構成されたカメラを必要とし得る。
【0107】
【0108】
不活性化は、１または複数の光または粒子開始化学反応によって実現され、一方の有機または無機半導体（複数も可）またはイオン溶解材料（複数も可）または可動イオン（複数も可）と、他方の１または複数の反応分子（Ｏ２、Ｈ２Ｏなど）との間で起こり得る。
【0109】
たとえば、不活性化は、たとえばＯ２などの反応分子を含む大気中でＵＶ光源３からのＵＶ光に発光層１３の一部を選択的に露光させることによって実現され得る。
【0110】
２Ｄパターンを提供するために、ＵＶ光を効果的に透過させる開口部２１ａ、２１ｂを有するマスク２が使用され得る。開口部２１ａ、２１ｂに対応する発光層１３の部分１３１ａ、１３１ｂにおいて、発光層１３のフォトルミネッセンスが不活性化される。
【0111】
あるいは、たとえばデジタル光処理「ＤＬＰ」、または空間光変調「ＳＬＭ」によって実現された所望の２Ｄパターンに従って、発光層１３を選択的に露光させるために、制御された光ビームが使用され得る。
【0112】
発光層の空間的に段階的な不活性化は、発光層の異なる部分が受け取る線量を空間的に変化させることによって得られ得る。これは、光強度、露光時間、または反応ガス濃度を空間的に変化させることによって実現され得る。
【0113】
図５ａ、図５ｂを参照すると、ＬＥＣを製造する方法における第３および第４のステップの代替ルートでは、第３のステップで説明する発光層１３が、領域１３１ａ、１３１ｂに対応する空隙１３２ａ、１３２ｂを有して堆積され、所望の２Ｄパターンを形成するために、異なるフォトルミネッセンス能力を有する材料またはフォトルミネッセンス能力のない材料がこれらの空隙１３２ａ、１３２ｂに別々に堆積される。この直接堆積ルートの場合、第４のステップで説明する不活性化手順は任意であり、必須ではない。
【0114】
この代替ルートにおける堆積技術は、第３のステップで説明する発光層堆積と同じであってよい。
【0115】
任意選択的に、発光層１３の外側の領域または発光層１３と部分的に重なる領域で、着色顔料および／またはフォトルミネッセンス顔料の堆積によって、追加の反射およびフォトルミネッセンス２Ｄパターンが生成され得る。
【0116】
【0117】
第２の電極１４は、コーティング層、印刷層、蒸着層、またはスパッタ層の形態で設けられ得る。
【0118】
適切な堆積技術は、どの電極材料が使用されるかに依存して、インクジェット、グラビア印刷、オフセットおよびスクリーン印刷、スプレー、バーおよびスロットダイコーティング熱および電子ビーム蒸着、化学蒸着、およびスパッタリングを含む。
【0119】
第２の電極１４は、たとえば金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなど）、ドープまたは原始無機および有機半導体（ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなど）、およびポリマ（エポキシ、アクリル、ＰＥＩ、ポリ（スチレン）、ＰＭＭＡなど）など、１または複数の導電性材料と１または複数の非導電性材料との組み合わせとして提供されてよく、薄型または小型フィルム、焼結（ナノ）粒子、（ナノ）ワイヤ、薄片、またはワイヤメッシュとして堆積される。
【0120】
いくつかの実施形態において、第２の電極１４は、発光層１３、絶縁層１２ａ、１２ｂ、第１の電極１１、および基板１０の全てまたはいくつかに重なる層として堆積され得る。
【0121】
いくつかの実施形態において、第２の電極１４は、２Ｄパターンとして堆積され得る。
【0122】
いくつかの実施形態において、第２の電極１４は、複数の独自の発光パターンを可能にするために、複数の電気的に分離された電極として堆積され得る。
【0123】
任意選択的に、発光層１３と第２の電極１４との間の電気絶縁をもたらすために、第２のステップで説明するような電気絶縁層が第２の電極１４の前に堆積され得る。したがって、発光層１３と第２の電極１４との間の絶縁層は、２Ｄパターンを提供してよい。
【0124】
いくつかの実施形態において、第１の電極１１、発光層１３、および第２の電極１４は、垂直な幾何学的形状（「サンドイッチ構成」）ではなく横並びの水平な幾何学的形状（別称「面構成」）で堆積され得る。
【0125】
【0126】
第１のステップにおいて、ＬＥＣ１は、適切な波長範囲の光で見ることができ、発光層１３と基板１０および／またはデバイス構造の他の部分との間の光学コントラストによってもたらされる第１の２ＤパターンＰ１が可視である。いくつかの実施形態において、このステップで使用される光は、ＰＬに顕著な励起をもたらす必要はない。
【0127】
いくつかの実施形態において、ＬＥＣ１を１または複数の適切な光波長または適切な広帯域発光スペクトルに露光させるためにランプ５が作動され得る。
【0128】
このステップにおいて、ＬＥＣ１上のＰ１を区別する識別する第１の画像は、画像およびスペクトル情報を受信および格納するように構成されたコントローラ４によって制御され得る画像捕捉デバイス６を用いて取得され得る。
【0129】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、光に関するスペクトル情報も捕捉してよい。分光計機能は、画像捕捉デバイス６と統合され、ＬＥＣ１に関連する任意の画像捕捉ステップにおいて使用され得る。
【0130】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ランプ５からの異なる波長照明条件下で複数の画像およびスペクトルを捕捉してよい。
【0131】
コントローラ４はさらに、たとえば認証基準と比較することによって、第１の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルを処理するように構成され得る。
【0132】
【0133】
このステップにおいて、ランプ５は、発光層１３の不活性化されていない部分１３３と、場合によって不活性化部分１３１ａ、１３１ｂまたは不活性部分１３２ａ、１３２ｂとの間のＰＬ効率およびスペクトルのコントラストによってもたらされる第２の２ＤパターンＰ２に従って発光層１３がＰＬを通して光を発するように、ＬＥＣ１’を露光させるために作動してよい。
【0134】
ランプ５は、発光層において所望のＰＬを励起することが可能な１または複数の適切な光波長または適切な広域波長スペクトルにＬＥＣ１’を露光させるように作動してよい。
【0135】
ランプ５は、コントローラ４によって制御されてよく、またこのステップでは、ＬＥＣ１’からＰ２を区別する第２の画像を取得するために画像捕捉デバイス６が使用され得る。
【0136】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ＰＬ光のスペクトル情報も捕捉してよい。
【0137】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ランプ５からの異なる波長照明条件下で複数のＰＬ画像およびスペクトルを捕捉してよい。
【0138】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ＰＬの蛍光または燐光源を区別するために、ランプ５からの励起光に露光した直後の過渡段階中のＰＬの一時的強度および／または空間情報も捕捉してよい。
【0139】
またこのステップに関連して、コントローラ４は、第２の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルおよび過渡信号を格納し、および／または、たとえば認証基準と比較することによって、第２の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルおよび過渡信号を処理するように構成され得る。
【0140】
【0141】
このステップにおいて、ＬＥＣ１’’は、電極１１および１４が発光層１３のＰＬ活性部分との電気的接触を示す部分を通してもたらされる第３の２ＤパターンＰ３に従って発光層がエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を通して光を発するように、電極１１と１４との間への電圧の印加によって電気的に動作する。
【0142】
いくつかの実施形態において、ＬＥＣ１’’が電気的に動作する場合、Ｐ３からの発光は弱いか、または存在しない。
【0143】
ＬＥＣ１’’の電気的動作は、コントローラ４によって制御されてよく、またこのステップでは、画像捕捉デバイス６は、ＬＥＣ１’’からＰ３を区別する第３の画像を取得するために使用され得る。
【0144】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、発光に関するスペクトル情報も捕捉してよい。
【0145】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、複数の画像およびスペクトルを捕捉してよい。
【0146】
またこのステップに関連して、コントローラは、第３の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルを格納し、および／または、たとえば認証基準と比較することによって、第３の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルを処理するように構成され得る。
【0147】
【0148】
このステップにおいて、ランプ５は、第２の２ＤパターンＰ２と第３の２ＤパターンＰ３との差によってもたらされる第４の２ＤパターンＰ４に従って発光層１３がＰＬを通して光を発するように、電気的動作の直後、ＬＥＣ１’’’を露光させるように作動してよい。この２Ｄパターンの改変は、パターンＰ３に対応する領域内のＰＬ容量の可逆的かつ部分的または完全な損失によって生じる。したがって、ＬＥＣの電気的動作は、第４の２Ｄパターンを観察するために必要である。
【0149】
ランプ５は、コントローラ４によって制御されてよく、またこのステップにおいて、画像捕捉デバイス６は、ＬＥＣ１’’’からＰ４を区別する第４の画像を取得するために使用され得る。
【0150】
ここでもまた、いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ＰＬ光に関するスペクトル情報も捕捉してよい。
【0151】
ここでもまた、いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ランプ５からの異なる波長照明条件下で複数の画像およびスペクトルを捕捉してよい。
【0152】
またこのステップに関連して、コントローラ４は、第４の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルを格納し、および／または、たとえば認証基準と比較することによって、第４の画像（複数も可）およびスペクトル／複数のスペクトルを処理するように構成され得る。
【0153】
第５のステップにおいて、ランプ５は、発光層１３のＰＬ活性部分がＰＬを通して光を発し、パターンＰ３に対応する領域内の一時的に低減したＰＬ容量が回復した場合に第４の２ＤパターンＰ４から第２の２ＤパターンＰ２への段階的な時間的シフトの観察を可能にするように、電気的動作後、ＬＥＣ１’’’を露光させるために連続的または（パルスで）一時的に作動してよい。
【0154】
ここでもまた、ランプ５は、コントローラ４によって制御されてよく、またこのステップにおいて、画像捕捉デバイス６は、ＬＥＣ１’’’から、Ｐ４からＰ２に戻る時間的変換を追跡するための第５の画像セットを取得するために使用され得る。
【0155】
ここでもまた、いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ＰＬ光に関するスペクトル情報も捕捉してよい。
【0156】
いくつかの実施形態において、画像捕捉デバイス６は、ランプ５からの異なる波長照明条件下で画像およびスペクトルを捕捉してよい。
【0157】
またこのステップに関連して、コントローラ４は、画像およびスペクトルを格納し、および／または、たとえば認証基準と比較することによって、第５の画像およびスペクトルのセットを処理するように構成され得る。
【0158】
図１１を参照すると、本概念の応用例が、質問デバイス１２０とともに使用するための製品１１０を備えるシステム１００の形態で示される。
【0159】
製品１１０は、たとえばパスポート、運転免許証などの身分証明書および認証書、証明書、契約書、有価文書、ラベルなどの識別または認証デバイスである。
【0160】
製品１１０は、たとえば紙、ボール紙、プラスティック、ポリマ系材料、金属箔、または可撓性または非可撓性ガラスシートなどのシート基板から形成され得る。製品は、可撓性または基本的に非可撓性であってよい。単一曲面、二重曲面、凸面、または凹面を含む他の表面構成が使用されてもよい。
【0161】
製品には、上述したようにＬＥＣ１が貼り付けられる。いくつかの実施形態において、ＬＥＣ基板１０は、たとえば接着などによって製品１１０に貼り付けられ得る。他の実施形態において、上述したように、ＬＥＣが製造される基板として製品１１０自体が使用されてもよい。
【0162】
図１１において、ＬＥＣ１の一部は、製品を理解し易くするために省略されている。ただし、電極１１、１４および発光層１３は示されている。
【0163】
電源１１５は、製品内または製品上に設けられ得る。いくつかの実施形態において、電源１１５は、図示のように、任意選択的に整流のための１または複数のダイオードを有する誘導アンテナを備える。他の実施形態において、電源は、外部電源に接続するための端子を備えてよい。またさらなる実施形態において、電源は、たとえばキャパシタやバッテリなどの蓄電器、および／またはたとえば太陽電池などの発電機を備えてよい。
【0164】
質問デバイス１２０は、データを受信、処理、格納、および通信するために必要な構成要素を含み得る処理デバイス４を備えてよい。
【0165】
質問デバイス１２０は、たとえばデジタルカメラおよび／または分光計などの画像捕捉デバイス６をさらに備えてよい。画像捕捉デバイス６は、上述したように、捕捉された画像およびスペクトルが処理デバイス４によって受信および処理され得るように、処理デバイス４に接続され得る。
【0166】
質問デバイス１２０は、たとえばＵＶランプまたは広帯域白色光源などであるがこれらに限定されない、発光層の光励起に適した光源５をさらに備えてよく、これは、発光層１３にＰＬをもたらすため、および／または第１の２ＤパターンＰ１を出現させるために必要な波長の光を供給するように選択または調整され得る。光源５は、たとえば画像捕捉デバイス６によって捕捉されたデータに関連して、所望の波長領域または選択された時間ベースで光を発するために、処理デバイス４によって制御可能であってよい。
【0167】
質問デバイス１２０は、電源１１５との相互作用によってＬＥＣ１に給電するための電力インタフェース７をさらに備えてよい。したがって、電力インタフェース７は、誘導デバイス、製品（複数も可）上の端子に接続するための端子、および／または太陽電池に照射するための光源を備えてよい。
【0168】
【0169】
厚さ１４５ｎｍのＩＴＯ層（第１の電極１１、シート抵抗＝２０Ｏｈｍ ｓｑ－１）でプレコーティングされたガラス基板（基板１０、面積＝５０×５０ｍｍ２、厚さ＝０．７ｍｍ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｅｖｉｃｅｓ）が洗浄および乾燥された。絶縁層１２ａ、１２ｂは、ネガティブフォトレジストＳＵ－８のパターン化フィルムであった。希釈されたＳＵ－８：酢酸エチル（体積比１：１５）インクが、エアブラシを用いて２０ｐｓｉで噴霧され、６５℃のホットプレート上で分未満の短時間乾燥された。この結果、ＩＴＯ表面に均一でピンホールのないＳＵ－８フィルムが形成された。ＳＵ－８フィルムの上にフォトマスクが載置され、その後、ＵＶ光（ＵＶ露光ボックス２、Ｇｉｅ－Ｔｅｃ ＧｍｂＨ）に３分間露光された。露光フィルムは、酢酸エチル中で現像され、その後、ＩＰＡで洗浄され、圧縮空気で乾燥された。フォトマスクによって画定された１２個の星形パターンにより、図１２ｃの効果（ｉｉｉ）も定義された。
【0170】
発光層インクのマスタ溶液は、８ｇｌ－１のＳｕｐｅｒ Ｙｅｌｌｏｗ（ＳＹ、Ｍｗ（平均反復単位）＝３３８ｇ ｍｏｌ－１、バッチ番号４．８０８２２．９９９９、ＰＤＹ－１３２、Ｍｅｒｃｋ）および１０ｇｌ－１のテトラヘキシルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＨＡＢＦ４、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ）を、７０℃のホットプレート上での２４時間以下の攪拌の下、アニソール中に溶解することによって調製された。マスタ溶液は、ＳＹ：ＴＨＡＢＦ４の重量比が１：０．１で混合された。この混合物は、発光層インクを形成するために、１：４．５の体積比（インク：ＴＨＦ）で、ＴＨＦでさらに希釈された。発光層インクは、特注スプレーボックス（ＬｕｎａＬＥＣ）を用いて、４ｍｌ ｍｉｎ－１のインク供給速度、６０ｐｓｉのＮ２駆動ガス圧力で、可動スプレーノズルが基板上を４往復することにより、（図１２ａのパターン（ｉ）を画定する）シャドウマスクを通して、パターン化ＳＵ－８フィルムが上にあるＩＴＯコーティング基板にスプレー焼結された。基板は、発光層１３の堆積中、常に６０℃に維持された。
【0171】
発光層１３１ａ、１３１ｂの選択部分のＰＬ容量は、周囲条件下のＵＶボックス内でフォトマスクを通してＵＶ光に４０分間露光させることにより永続的に不活性化された。フォトマスクのパターンにより、図１２ｂの効果（ｉｉ）におけるＰＬパターンが画定された。
【0172】
第２の電極１４に関して、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）－ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｓ Ｖ３、Ｈｅｒａｅｕｓ）インクは、最初に、エタノールを用いて体積比１：５で希釈され、次に、均質化されたスプレー可能なインクを形成するために超音波処理された。第２の電極インクは、特注スプレーボックス（ＬｕｎａＬＥＣ）を用いて、４ｍｌ ｍｉｎ－１のインク供給速度、６０ｐｓｉのＮ２駆動ガス圧力で、基板上を４往復することによってスプレーされた。スプレー堆積中、基板は常に６０℃に維持され、堆積したフィルムは、さらに１２０℃で４分間乾燥された。ＬＥＣデバイスは、大気中での動作を可能にするために、ＵＶ硬化エポキシ（Ｏｓｓｉｌａ）を用いて取り付けられたガラスカバースライドで密封された。電流分布を補助するために、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ上部電極と接触する基板の縁部にはＡｇ塗料（ＥＬＦＡ）が堆積された。
【0173】
【0174】
（ｉ）発光層パターンとデバイスのその他の部分との間の（周囲光活性化）反射色コントラスト（図１２ａ；図７ａ、図７ｂの概略パターンＰ１）；
（ｉｉ）電気的動作前の（ＵＶ活性化）初期ＰＬパターン（図１２ｂ；図８ａ、図８ｂの概略パターンＰ２）；
（ｉｉｉ）電気的動作中のＥＬパターン（図１２ｃ、図９ａ、図９ｂの概略パターンＰ３）；
（ｉｖ）電気的動作後の（ＵＶ活性化）第２のＰＬパターン（図１２ｄ；図１０ａ、図１０ｂの概略パターンＰ４）；
（ｖ）ＰＬパターン（ｉｖ）からＰＬパターン（ｉｉ）への（ＵＶ活性化）時間的遷移のスナップショット（図１２ｅ；図１０ａ、図１０ｂの概略パターンＰ４から図８ａ、図８ｂの概略パターンＰ２への時間的遷移）。
（ｉｉ）電気的動作前の（ＵＶ活性化）初期ＰＬパターン（図１２ｂ；図８ａ、図８ｂの概略パターンＰ２）；
（ｉｉｉ）電気的動作中のＥＬパターン（図１２ｃ、図９ａ、図９ｂの概略パターンＰ３）；
（ｉｖ）電気的動作後の（ＵＶ活性化）第２のＰＬパターン（図１２ｄ；図１０ａ、図１０ｂの概略パターンＰ４）；
（ｖ）ＰＬパターン（ｉｖ）からＰＬパターン（ｉｉ）への（ＵＶ活性化）時間的遷移のスナップショット（図１２ｅ；図１０ａ、図１０ｂの概略パターンＰ４から図８ａ、図８ｂの概略パターンＰ２への時間的遷移）。
【0175】
したがって、単一のＬＥＣデバイスから少なくとも５つの視覚パターンを得ることが可能である。
【0176】
これらの様々なパターンの実現の簡単な説明を以下に記載する。
【0177】
（ｉ）第１の２Ｄパターンは、発光層インクの堆積によって実現され得る。上記例では、シャドウマスクを通したスプレー焼結によって実現され得る。あるいは、上記の発光層の説明において詳述した様々な印刷、コーティング、および堆積技術のいずれかによって製造することもできる。
【0178】
（ｉｉ）第２の２Ｄパターン（初期ＰＬ）は、大気を含む反応分子（たとえばＯ２および／またはＨ２Ｏ）中での発光層の選択的な露光によってもたらされ得る。この光誘発化学反応は、発光層の露光領域のＰＬ容量を永続的に減少させる。あるいは、このパターンは、異なるＰＬ特性を特徴とする異なる領域の選択的な印刷によってもたらすこともできる。
【0179】
（ｉｉｉ）第３の２Ｄ（ＥＬ）パターンは、発光層と電極の１つとの間にパターン化絶縁層を含むことによってもたらされ得るので、ＥＬ生成電流は、この絶縁層がない領域のみを流れ得る。あるいは、ＥＬパターンは、電極の一方（または両方）をパターン化することによって実現することもできる。パターン化ＥＬは、デバイスが、たとえばバッテリを用いて、またはたとえばＮＦＣフィールドや太陽電池を用いて無線で電気的に動作する場合にのみ出現する。
【0180】
（ｉｖ）第４の２Ｄ（第２のＰＬ）パターンは、ＬＥＣデバイスの電気的動作中に起こるＬＥＣ特有の電気化学的ドーピングによって可能になり得る。このドーピングは、第３の２Ｄパターンに従ってＥＬ光を発する領域内のＰＬの大半を消光する。この結果、初期ＰＬパターン（ｉｉ）は、（ｉｉｉ）におけるＬＥＣデバイスの電気的動作後、新たなＰＬパターン（ｉｖ）に改変される。
【0181】
（ｖ）電気化学的ドーピングおよびそれに伴うＰＬの消光は、時間とともに消失し、その結果、ＰＬパターンは時間とともに段階的にシフトしてパターン（ｉｖ）からパターン（ｉｉ）へ戻る。このパターン（ｉｉ）と（ｉｉｉ）から（ｉｖ）との間の往復サイクルは、何回も反復され得る。
【0182】
追加の特徴として、デバイス全体は、２つの透明電極および透明発光層を用いることによって透明であることができ、その結果、（ＬＥＣを照明するために適切な照明／励起波長が使用され、適切な撮像デバイスが使用された場合）上記パターンは全て、どこからともなく出現するように見える。
【図1a】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8a】
【図8b】
【図9a】
【図9b】
【図10a】
【図10b】
【図11】
【図12a】
【図12b】
【図12c】
【図12d】
【図12e】
【国際調査報告】