發(fā)光磷光體化合物、包括這種化合物的制品及其制備方法和用途技術(shù)

實(shí)施方案包括發(fā)光磷光體化合物及其制備方法，所述發(fā)光磷光體化合物包含一種或多種發(fā)射離子和一種或多種干擾離子。當(dāng)一種發(fā)射離子未受干擾時(shí)，所述化合物中的該發(fā)射離子可以由第一衰減時(shí)間常數(shù)表征。但是，所述化合物中與所述發(fā)射離子不同的一種相應(yīng)干擾離子導(dǎo)致所述發(fā)射離子具有預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該衰減時(shí)間常數(shù)大于零且小于所述第一衰減時(shí)間常數(shù)。配置鑒別系統(tǒng)的實(shí)施方案以測(cè)量應(yīng)用于制品的磷光體化合物的衰減時(shí)間常數(shù)，和測(cè)定該衰減時(shí)間常數(shù)是否對(duì)應(yīng)于包含特殊干擾離子的磷光體化合物(例如，為了測(cè)定制品是否是真正的)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)要求2012年6月29日遞交的U.S.非臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)13/538，745的權(quán)益；并且要求2011年7月15日遞交的U.S.臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/508295的權(quán)益。
本專利技術(shù)總的來(lái)說(shuō)涉及輻射發(fā)射化合物、包括這種化合物的制品及其制備方法和用途，并且更特別涉及發(fā)光磷光體化合物、包括作為鑒別部件的這種化合物的制品及其制備方法和用途。
技術(shù)介紹
發(fā)光磷光體化合物是在紅外、可見(jiàn)和/或紫外光譜中在化合物通過(guò)外部能量源受到激發(fā)時(shí)能夠發(fā)出可檢測(cè)量的輻射的化合物。典型的發(fā)光磷光體化合物至少包括主體晶格、發(fā)射離子(例如稀土金屬離子)和在有些情況下，“敏化”離子(例如，過(guò)渡金屬離子或可以將能量吸收或傳遞到發(fā)射稀土金屬離子的不同的稀土金屬離子)。通過(guò)如下方式完成由磷光體化合物產(chǎn)生輻射:通過(guò)發(fā)射離子或者主體晶格和敏化離子二者或者主體晶格和敏化離子之一吸收入射輻射，能量從主體晶格/敏化離子傳遞到發(fā)射離子，傳遞的能量通過(guò)發(fā)射尚子進(jìn)行福射。所選擇的磷光體化合物組分導(dǎo)致該化合物具有特定的性能，包括對(duì)于其激發(fā)能特定的波長(zhǎng)(“激發(fā)輻射”)和對(duì)于通過(guò)磷光體化合物的發(fā)射離子發(fā)射(“發(fā)射輻射”)的能量峰特定的光譜位置。不是每一種離子在所有的主體晶格中都具有發(fā)射。有許多實(shí)例，其中具有發(fā)射潛能的輻射被淬滅或者從吸收離子或主體晶格到發(fā)射離子的能量傳遞非常差，使得輻射效應(yīng)幾乎觀察不到。在其它主體晶格中，輻射效應(yīng)可以非常大且量子效率接近一致。對(duì)于產(chǎn)生可觀察到的發(fā)射輻射的特定的磷光體化合物，可以用其發(fā)射輻射峰的光譜位置(即，其“光譜特征”(spectral signature))從不同的化合物中獨(dú)特地識(shí)別出磷光體化合物。光譜特征主要是由于稀土離子。然而，由于主體晶格對(duì)各種離子的影響，典型地通過(guò)晶體場(chǎng)強(qiáng)度和分裂而可能存在光譜干擾。這對(duì)于發(fā)射輻射的時(shí)間特性也是正確的。一些磷光體化合物獨(dú)特的光譜性能使得它們很好地適用于鑒別或識(shí)別具有特別價(jià)值或重要性的制品(例如，鈔票、護(hù)照、生物樣品等)。相應(yīng)地，具有已知的光譜特征的發(fā)光磷光體化合物已被引入到各種類型的制品中以提高檢測(cè)該類制品的偽造或假冒的復(fù)制品的能力，或者跟蹤或識(shí)別該制品的能力。例如，發(fā)光磷光體化合物已經(jīng)以添加劑、涂料和印刷的或其它施加的鑒別部件的形式被引入到各種類型的制品中。可以使用特殊設(shè)計(jì)的鑒別設(shè)備鑒別包括發(fā)光磷光體化合物的制品。更特別地，制造商可以將已知的磷光體化合物引入到其“真正的”制品中。該類磷光體化合物可稱作“鑒另IJ”磷光體化合物(即:具有已知的光譜和可能已知的時(shí)間特性以及特定的激發(fā)條件的磷光體化合物，其用于識(shí)別和/或鑒別目的)。配置用以檢測(cè)該類制品的真實(shí)性的鑒別設(shè)備具有可吸收激發(fā)輻射的波長(zhǎng)和與鑒別磷光體化合物關(guān)聯(lián)的發(fā)射輻射的光譜性能的知識(shí)(例如，存貯的信息)。當(dāng)提供用于鑒別的樣品制品時(shí)，鑒別設(shè)備將該制品暴露于激發(fā)輻射，所述激發(fā)輻射具有與直接或間接導(dǎo)致所需發(fā)射輻射的發(fā)光磷光體的已知的吸收特征波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)。鑒別設(shè)備感應(yīng)和表征用于可由制品產(chǎn)生的任何發(fā)射輻射的光譜參數(shù)。當(dāng)檢測(cè)到的發(fā)射輻射的光譜信號(hào)在與鑒別磷光體化合物對(duì)應(yīng)的檢測(cè)裝置的鑒別參數(shù)范圍(稱之為“檢測(cè)參數(shù)空間”)內(nèi)時(shí)，可以認(rèn)為該制品是真的。相反地，當(dāng)鑒別設(shè)備沒(méi)有感應(yīng)到在檢測(cè)參數(shù)空間內(nèi)預(yù)期的信號(hào)時(shí)，可以認(rèn)為該制品不是真的(例如，偽造的或假冒的制品)。上述技術(shù)在檢測(cè)和阻遏相對(duì)簡(jiǎn)單的偽造和假冒活動(dòng)上是非常有效的。然而，具有適當(dāng)來(lái)源和設(shè)備的個(gè)體能夠反向設(shè)計(jì)鑒別系統(tǒng)和/或使用光譜技術(shù)以便測(cè)定一些磷光體化合物的組分。然后該磷光體化合物可以被復(fù)制和應(yīng)用于非真制品，這樣危害了否則可以通過(guò)特定的磷光體化合物提供的鑒別利益。相應(yīng)地，盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多磷光體化合物以便于以上述方式進(jìn)行制品鑒別，但是所希望的是開(kāi)發(fā)用于鑒別制品的另外的化合物和技術(shù)，所述化合物和技術(shù)使得偽造和假冒活動(dòng)更加困難，和/或可以證明有利于識(shí)別和跟蹤特定利益的制品。而且，由后面的本專利技術(shù)的詳細(xì)描述和所附的權(quán)利要求、結(jié)合附圖和本專利技術(shù)的背景，本專利技術(shù)的其它所希望的特征和特性將變得顯而易見(jiàn)。專利技術(shù)簡(jiǎn)述發(fā)光磷光體化合物的一個(gè)實(shí)施方案包括發(fā)射離子和與發(fā)射離子不同的干擾離子和任選地敏化尚子。當(dāng)該發(fā)射尚子未受干擾時(shí)，該發(fā)射尚子具有第一裳減時(shí)間常數(shù)。該干擾尚子使發(fā)射離子具有預(yù)定的受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該常數(shù)大于零且小于第一衰減時(shí)間常數(shù)。另一個(gè)實(shí)施方案包括用于安全應(yīng)用的發(fā)光磷光體化合物，其包括一種或多種發(fā)射離子和一種或多種干擾離子。當(dāng)所述一種或多種發(fā)射離子未受干擾時(shí)，所述一種或多種發(fā)射離子具有一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)。所述一種或多種干擾離子與所述一種或多種發(fā)射離子不同，并且所述一種或多種干擾離子以如下量包含在所述磷光體化合物中，該量將導(dǎo)致所述一種或多種發(fā)射離子中的至少一種具有預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)大于零且小于相應(yīng)的所述一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)之一。所述第一衰減時(shí)間常數(shù)和所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)可以通過(guò)鑒別裝置進(jìn)行區(qū)分。另一個(gè)實(shí)施方案包括一種用于制備發(fā)光磷光體化合物的方法，該方法包括獲得基線磷光體化合物的步驟，所述基線磷光體化合物包括磷光體主體晶格材料、一種或多種發(fā)射離子和一定量的稀土雜質(zhì)，其中所述基線磷光體化合物由一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)表征。該方法進(jìn)一步包括合成受干擾磷光體化合物，其包括所述磷光體主體晶格材料、所述一種或多種發(fā)射離子、所述一定量的稀土雜質(zhì)和一定量的一種或多種干擾離子。測(cè)量所述受干擾磷光體化合物的一個(gè)或多個(gè)第二衰減時(shí)間常數(shù)。測(cè)定所述一個(gè)或多個(gè)第二衰減時(shí)間常數(shù)是否基本上等于一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)大于零且小于相應(yīng)的所述一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)之一。當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)第二衰減時(shí)間常數(shù)中的至少一個(gè)基本上不等于所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)時(shí)，重復(fù)對(duì)于另外的備選受干擾磷光體化合物的合成、測(cè)量和測(cè)定步驟，所述另外的備選受干擾磷光體化合物具有與初始量不同的調(diào)整量的所述一種或多種干擾離子。制品的實(shí)施方案包括襯底和襯底表面上或集成在襯底內(nèi)的鑒別部件。所述鑒別部件包括發(fā)光磷光體化合物，所述發(fā)光磷光體化合物包含一種或多種發(fā)射離子和一種或多種干擾離子以及任選地一種或多種敏化離子。當(dāng)該一種或多種發(fā)射離子未受干擾時(shí)，該一種或多種發(fā)射離子具有一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)。該一種或多種干擾離子與該一種或多種發(fā)射離子不同，并且該一種或多種干擾離子包括在磷光體化合物中，其量將導(dǎo)致該一種或多種發(fā)射離子中的至少一種具有預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該常數(shù)大于零且小于相應(yīng)的該一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)之一。用于進(jìn)行制品鑒別的方法的實(shí)施方案包括如下步驟:將制品暴露于激發(fā)輻射、中斷提供激發(fā)輻射和以一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)間隔檢測(cè)來(lái)自制品的發(fā)射輻射。該方法進(jìn)一步包括如下步驟:對(duì)表征發(fā)射輻射的信息進(jìn)行分析和基于該分析測(cè)定一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間是否在包括一種或多種發(fā)射離子和一種或多種干擾離子的磷光體組合物的特定范圍內(nèi)。當(dāng)該一個(gè)或多個(gè)衰減時(shí)間在所述特定范圍內(nèi)時(shí)，該制品被鑒定為是真的。當(dāng)該一種或多種衰減時(shí)間不在所述特定范圍內(nèi)時(shí)，該制品被鑒定為不是真的。附圖簡(jiǎn)述下文中將結(jié)合下面的附圖描述本專利技術(shù)的實(shí)施方案，其中同樣的數(shù)字表示同樣的元件，且其本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
用于安全應(yīng)用的發(fā)光磷光體化合物，其包含：一種或多種發(fā)射離子和一種或多種干擾離子，其中當(dāng)所述一種或多種發(fā)射離子未受干擾時(shí)，所述一種或多種發(fā)射離子具有一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)，所述一種或多種干擾離子與所述一種或多種發(fā)射離子不同，并且所述一種或多種干擾離子以如下量包含在所述磷光體化合物中，該量將導(dǎo)致所述一種或多種發(fā)射離子中的至少一種具有預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)大于零且小于相應(yīng)的所述一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)之一，并且其中所述第一衰減時(shí)間常數(shù)和所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)可以通過(guò)鑒別裝置進(jìn)行區(qū)分。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2011.07.15 US 61/508295;2012.06.29 US 13/5387451.用于安全應(yīng)用的發(fā)光磷光體化合物，其包含:一種或多種發(fā)射尚子和一種或多種干擾尚子，其中當(dāng)所述一種或多種發(fā)射尚子未受干擾時(shí)，所述一種或多種發(fā)射離子具有一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)，所述一種或多種干擾離子與所述一種或多種發(fā)射離子不同，并且所述一種或多種干擾離子以如下量包含在所述磷光體化合物中，該量將導(dǎo)致所述一種或多種發(fā)射離子中的至少一種具有預(yù)定的目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)，該目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)大于零且小于相應(yīng)的所述一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)之一，并且其中所述第一衰減時(shí)間常數(shù)和所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)可以通過(guò)鑒別裝置進(jìn)行區(qū)分。2.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中所述一種或多種發(fā)射離子包括選自鉻、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩和鐿的一種或多種元素的一種或多種離子。3.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中所述一種或多種干擾離子包括選自鉻、錳、鈰、鐠、釹、釤、銪、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、鐵、鈷和鎳的一種或多種元素的一種或多種離子。4.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中所述一種或多種干擾離子包括選自鐠、釤、銪、鋱和鏑的一種或多種元素的一種或多種離子。5.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中通過(guò)吸收由所述一種或多種發(fā)射離子中的至少一種在從儲(chǔ)能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)放出的能量和通過(guò)非輻射性地放出該能量，所述一種或多種干擾離子導(dǎo)致所述一種或多種發(fā)射離子中的至少一種具有所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)。6.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中所述一個(gè)或多個(gè)第一衰減時(shí)間常數(shù)中的至少一個(gè)在0.5毫秒至10毫秒范圍內(nèi)，并且其中所述目標(biāo)受干擾衰減時(shí)間常數(shù)在0.2毫秒至8毫秒范圍內(nèi)。7.權(quán)利要求1的發(fā)光磷光體化合物，其中所述發(fā)光磷光體化合物進(jìn)一步包含:一種或多種另外的發(fā)射離子，當(dāng)所述一種或多種另外的發(fā)射離子未受干擾時(shí)它們具有一個(gè)或多個(gè)另外的第一衰減時(shí)間常數(shù)，其中所述一種或多種干擾離子或一種或多種...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C勞，J凱恩，WR拉波波爾特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：霍尼韋爾國(guó)際公司，
類型：
國(guó)別省市：