[发明专利]发光标记物组合物、包含发光标记物组合物的发光材料以及包含发光标记物组合物的制品

说明书

本文提供了发光标记物组合物、包含发光标记物的发光材料以及包含发光标记物的制品。在一个实施方案中，发光标记物组合物包含第一发光标记物、第二发光标记物以及第三发光标记物。所述第一发光标记物包含第一发射离子，其在暴露于激发能量时在第一标记物发射带中产生第一发射。所述第二发光标记物包含不同于第一发射离子的第二发射离子并且在暴露于激发能量时在不同于所述第一标记物发射带的第二标记物发射带中产生第二发射。所述第一发光标记物基本上不含所述第二发射离子，并且所述第二发光标记物基本上不含所述第一发射离子。所述第三发光标记物包含第一发射离子和第二发射离子。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月22日提交的美国临时申请号62/425,354和于2017年11月13日提交的美国专利申请号15/810,959的权益。

技术领域总体上涉及包含发光标记物的发光标记物组合物、包含发光标记物的发光材料以及包含发光标记物的制品，其中采用多种发光标记物以提供独特的光谱特征。

背景技术

发光标记物或发光磷光体化合物是在通过外部能源激发化合物时能够在红外、可见和/或紫外光谱中发射可检测量的辐射的化合物。典型的发光标记物包含至少主晶格、发射离子(例如，稀土离子，其可以吸收/发射电磁辐射或发射由另一个离子转移到其上的能量)，并且在一些情况下，包含“敏化”离子(例如，过渡金属或不同的稀土金属的离子，该稀土金属可以吸收能量并将能量转移给发射的稀土金属离子)。通过发射离子或通过主材料和敏化离子中的任一种或两种吸收入射辐射、从主材料/敏化离子到发射离子的能量转移以及发射离子对转移能量的辐射来实现发光标记物的辐射产生。

发光标记物的选定组分可以使化合物具有特定的发射性质、其激发能量的特定波长和/或特定光谱位置，以用于由发光标记物的发射离子发射的更高光谱能量输出(“发射”)。然而，并非每种离子都会在所有主材料中产生辐射。存在许多示例，其中具有发射可能性的辐射被淬灭，或者从敏化离子或主材料到发射离子的能量转移很差以至于几乎观察不到辐射效应。在其他主材料中，辐射效应可以非常大并且量子效率接近一致。

对于确实产生可观察发射的特定发光标记物，其发射中较高光谱能量含量(或发光输出)的光谱位置(即，其“光谱特征”)可以用于唯一地识别来自其他化合物的发光标记物。主要是光谱特征归因于稀土离子。然而，由于主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行为。

一些发光标记物的独特光谱性质使得它们非常适合用于验证或识别具有特定价值或重要性的制品(例如，钞票、护照、生物样品等)。因此，具有已知光谱特征的发光标记物已被结合到各种类型的制品中，以增强检测此类制品的仿造或伪造副本的能力，或者识别和跟踪制品。例如，发光标记物已经以添加剂、涂层和印刷或以其他方式施加的特征部的形式结合到各种类型的制品中，这些特征部可以在验证或跟踪制品的过程中进行分析。

可以使用专门设计的验证设备来验证包含发光标记物的制品。更具体地，制造商可以将已知的发光标记物(例如，“验证”发光标记物)结合到其“真实”制品中。被配置为检测此类制品的真实性的验证设备将具有可吸收激发能量的波长和与验证发光标记物相关联的发射的光谱性质的知识(例如，存储的信息和/或各种光谱滤光器)。当设置有用于进行验证的样品制品时，验证设备将制品暴露于激发能量，该激发能量具有与发光标记物的吸收特征的已知波长相对应的波长，该吸收特征直接或间接地导致期望的发射。验证设备感测和表征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发光标记物对应的检测设备的验证参数范围(称为“检测参数空间”)内时，该制品可以被认为是真实的。相反，当验证设备未能感测到在检测参数空间内预期的信号时，该制品可以被认为是不真实的(例如，仿造或伪造的制品)。

上述技术在检测和阻止相对简单的仿造和伪造活动方面非常有效。然而，具有适当资源和设备的个人可能能够采用光谱测定技术以便确定一些发光标记物的组分。然后可以再现并与非真实制品一起使用发光标记物，因此损害可能由特定发光标记物提供的验证益处。