[发明专利]量子点安全油墨有效

专利信息
申请号: 201680067796.X 申请日: 2016-06-12
公开(公告)号: CN109073553B 公开(公告)日: 2022-02-01
发明(设计)人: 亨特·麦克丹尼尔 申请(专利权)人: 悠蓓秋蒂公司
主分类号: G01N21/64 分类号: G01N21/64
代理公司: 北京市安伦律师事务所 11339 代理人: 韩景漫;郭扬
地址: 美国新墨西哥州洛斯*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 量子 安全 油墨
【说明书】:

提供了一种安全油墨,包含内部置有大量量子点的液体介质。经合适光源激发,所述油墨表现出高于30%的量子产率以及具有超过40纳秒的寿命的光致发光,所述光致发光在量子点发射光谱上的变化幅度为至少5%。同时,本发明还公开了使用上述安全油墨进行防伪、认证的装置,其通过光谱分辨光致发光材料的光致发光寿命独特地识别是否存在光致发光材料。

本发明所属领域

本发明整体涉及光致发光材料,更具体地,涉及含有光致发光材料如量子点的安全油墨组合物,以及使用上述安全油墨组合物进行防伪、认证的装置。

本发明背景

至少早在13世纪,水印便已加入文件中用以认证真实性。这一概念应用了独一无二、难以复制、但利益相关人可快速识别的设计特点。这类方法申请于1886年提交的名称为“水印纸”的美国353,666号专利(Jr. Crane),其注明“逆光检查由此生成的纸时”,可观察到独一无二的特征。

光致发光(PL)为吸收光后光(电磁辐射,光子)的发射。光致发光是冷发光(光发射)的一种形式,由光致激发(由光子激发)引起。光子激发之后,会发生各种电荷弛豫过程,在这些过程中,能量较低的其他光子在某些时间尺度受到再辐射。被吸收的光子与被发射的光子之间的能量差也称为斯托克斯位移,其因材料不同可差别很大,从接近零至1eV或以上。吸收与发射之间的时间段也可变化,可从短时飞秒范围(针对涉及无机半导体内自由载流子等离子体的发射)变化至毫秒级(针对分子系统内的磷光发出过程)。特殊情况下,发射延迟甚至可持续几分钟或几小时。并且,针对一种指定材料或几种材料的混合,发射寿命可取决于激发与发射波长。

本领域已知用于认证的冷光安全油墨的部分用途。可通过如下专利了解:1954年提交的名称为“使用光子记录及传递信息的方法”的美国第2,742,631号专利(Rajchman等)、1969年提交的名称为“荧光油墨印刷编码文件及与其连用的方法与装置”美国第3614430号专利(Berler)。

附图简要说明

图1为典型的显性认证系统的示意图,其中,观察者以光源激发安全油墨,目视观察产生的可见荧光。

图2为隐性认证系统的示意图,其中,安全油墨以时变光源(如蓝光或UV LED)激发,其中,时变荧光随后由光电探测器测量。这一情况下,光谱分辨率本质上由光电探测器的选择实现。

图3为隐性认证系统的示意图,其中,安全油墨以时变光源(如蓝光或UV LED)激发,其中,时变荧光穿过光谱选择部件后由光电探测器测量。这一情况下,光谱分辨率由光谱选择部件的选择实现(在部分实施例中,所述光谱选择部件可为量子点滤波器或膜),且也由光电探测器的选择实现。

图4为隐性认证系统的示意图,其中,安全油墨以时变光源(如蓝光或UV LED)激发,其中,时变荧光穿过一个或多个光谱选择部件后由数个光电探测器测量。这一情况下,光谱分辨率由各个探测器前的光谱选择部件的选择实现(在部分实施例中,上述光谱选择部件可为不同量子点的不同滤波器或膜),且也由光电探测器的选择实现。

图5为典型CuInZnSeS量子点的典型吸收与光致发光光谱的曲线图。上述QDs大体上无有害元素,被公认为非致癌。所述QDs的发射量子产率高于70%。

图6为纸基底上两种不同的CuInZnSeS量子点油墨混合物引起的光致发光的曲线图。基于所选量子点的大小与成分调整光谱形状,包括峰数、谷数、光谱斜率及其他特征。所述QDs混合物的发射量子产率高于50%。

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