(57)【要約】  実施形態は、一つ以上の放射イオンおよび一つ以上の攪乱放射イオンを包含する発光蛍光体化合物と、その製造のための方法とを含む。放射イオンが攪乱されていないとき、化合物の放射イオンは第１の減衰時定数によって特徴づけられる。しかし、放射イオンと異なる化合物の対応する攪乱イオンによって、放射イオンが、ゼロより大きく第１の減衰時定数未満である所定の目標攪乱減衰時定数を有するようにさせる。認証システムの実施形態は、物品に適用される蛍光体化合物の減衰時定数を測定し、（例えば、物品が確実か否か、判断するために）減衰時定数が特定の攪乱イオンを含む蛍光体化合物と一致するかどうか決定するように構成される。
2014527547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セキュリティアプリケーションに関する発光蛍光体化合物であって、
１またはそれ以上の放射イオンと、１またはそれ以上の攪乱イオンとを有し、
前記１またはそれ以上の放射イオンが攪乱されないとき、前記１またはそれ以上の放射イオンが、１またはそれ以上の第１の減衰時定数を有し、前記１またはそれ以上の攪乱イオンが１またはそれ以上の放射イオンとは異なり、前記１またはそれ以上の攪乱イオンが、１またはそれ以上の放射イオンの少なくとも１つが、前記１またはそれ以上の第１の減衰時定数のうちの対応する１つよりも小さく、ゼロよりも大きい、所定の目標攪乱減衰時定数を有することができる量の蛍光体化合物に包含され、
第１の減衰時定数および目標攪乱減衰時定数が、認証デバイスによって区別される
ことを特徴とする発光蛍光体化合物。
【請求項２】
発光蛍光体化合物を製造する方法であって、
蛍光体ホスト結晶構造材料と、１またはそれ以上の放射イオンと、希土類元素不純物とを包含するベースライン蛍光体化合物を得るステップであって、前記ベースライン蛍光体化合物が、１またはそれ以上の第１の減衰時定数によって特徴付けられることを特徴とする、得るステップと、
蛍光体ホスト結晶格子材料と、１またはそれ以上の放射イオンと、大量の希土類元素不純物と、大量の１またはそれ以上の攪乱イオンとを包含する攪乱蛍光体化合物を合成するステップと、
攪乱蛍光体化合物の１またはそれ以上の第２の減衰時定数を測定するステップと、
１またはそれ以上の第２の減衰時定数が、ゼロよりも大きく、１またはそれ以上の第１の減衰時定数の対応する１つよりも小さい１またはそれ以上の目標攪乱減衰時定数と実質的に等しいかどうかを判断するステップと、
１またはそれ以上の第２の減衰時定数の少なくとも１つが、１またはそれ以上の目標攪乱減衰時定数と実質的に等しくないとき、最初の量とは異なる１またはそれ以上の攪乱イオンの調整された量を有する追加の候補の攪乱蛍光体化合物に関して、合成するステップと、測定するステップと、判断するステップとを繰り返す
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
基板と、
前記基板内に統合され、または、基板の表面にある認証特徴と
を有し、
前記認証特徴が、１またはそれ以上の放射イオンと１またはそれ以上の攪乱イオンとを備えた発光蛍光体化合物を包含し、
１またはそれ以上の放射イオンが攪乱されていないとき、１またはそれ以上の放射イオンが１またはそれ以上の第１の減衰時定数を有し、１またはそれ以上の攪乱イオンが、１またはそれ以上の放射イオンとは異なり、１またはそれ以上の攪乱イオンが、ゼロより大きく、且つ、１またはそれ以上の第１の減衰時定数のうちの対応する１つよりも小さい、所定の目標攪乱減衰時定数を１またはそれ以上の放射イオンのうちの少なくとも１つによって有することができる量の蛍光体化合物に包含される
ことを特徴とする物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についてのクロス・リファレンス
[0001]  本出願は、2012年6月29日の米国仮特許出願第13/538,745号、および、2011年7月15日の米国仮特許出願第61/508,295号を基礎とする優先権の利益を有する。
【０００２】
[0002]  本発明は、一般に放射線放出化合物、そのような化合物を含む物品、及びその製造及び使用に関し、特に発光性蛍光体合物、認証機能などの化合物を含む物品、及びその製造及び使用する方法に関する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  発光の蛍光体化合物は、外部のエネルギー源によって化合物の励起に赤外線の、可視および／または紫外スペクトルの放射線の検出可能な量を発することができる化合物である。典型的な発光蛍光体化合物は、少なくともホスト結晶格子（例えば希土類金属）発光イオンを含み、いくつかのケースでは、遷移金属、または異なる希土類金属で、（例えば、高感度イオン（"sensitizing" ion））を吸収し、発光希土類金属イオンにエネルギーを転送することができる。蛍光化合物による放射線の生成は、イオン放出により入射放射線の吸収により、または、ホスト結晶格子増感イオン、発光イオンにイオンを感作ホスト結晶格子/からのエネルギー移動、及びイオン放射によって伝達されたエネルギーの放射線のいずれか又は両方によって達成される。
【０００４】
[0004]  蛍光体化合物の選択されたコンポーネントは化合物に特定の特性を有し、その励起エネルギー（「励起放射線）のための特定の波長および蛍光体化合物（「放射線を発した」）の放射イオンによって発されるエネルギーのピークのための特定のスペクトル位置を含む。すべてのイオンが、全てのホスト結晶格子の放出を有するというわけでない。放出への可能性を有する放射が失う多くの実施形態があり、または、吸収イオンまたはホスト結晶格子から放射イオンへのエネルギー移動は放射線効果がかろうじて観測可能であるほど劣っている。他のホスト結晶格子では、放射線の影響は非常に大きく、ひとつに近い量子効率とすることができます。
【０００５】
[0005]   観測放出される放射線を産生しない、特定のリン化合物については、その放出された放射のピークのスペクトル位置（すなわち、その「スペクトルシグネチャ」）が一意に異なる化合物からのリン化合物を同定するために使用されてもよい。主に、スペクトル・サインは、希土酸化物イオンによる。しかし、スペクトルの摂動は、典型的には、結晶場強度及び分裂を介して、今後様々なイオンのホスト結晶格子の影響で存在し得る。同様に、これは発せられた放射線の時間的挙動のために有効である。
【０００６】
[0006]  いくつかの蛍光体化合物の固有のスペクトル特性は、特定の値や重要性（例えば、銀行券、パスポート、生物学的サンプルなど）の物品を認証または識別での使用に最適となっている。したがって、周知のスペクトル・サインを有する発光の蛍光体化合物は、物品を偽造を検出する能力またはこの種の物品の偽のコピーを強化してまたは追跡して、識別するために様々な形の物品に組み込まれた。例えば、発光の蛍光体化合物は、添加物、コーティングおよび印刷であるかそれ以外は応用認証機能の形で様々な形の物品に組み込まれた。
【０００７】
[0007]  発光の蛍光体化合物を含む物品は、特別に設計された認証装置を使用して認証されることができる。より具体的には、製造業者は、その「本物の」物品に公知の蛍光体化合物を組み込むことができる。 このような蛍光化合物は、「認証」蛍光体化合物（すなわち、識別および/または認証目的のために使用される既知のスペクトルおよびおそらく既知の時間的特性、ならびに特定の励起状態を有する蛍光体化合物）と呼ぶことができる。この種の物品の確実性を検出するように構成される認証装置は、吸収される励起放射線の波長および蛍光体化合物を認証することと関連する発せられた放射線のスペクトル特性についての知識（例えば格納された情報）を有する。認証のためのサンプル物品を備えるときに、認証装置は物品を直接または間接的に所望の発せられた放射線に至る発光の蛍光体の吸収特徴の周知の波長と一致する波長を有する放射線の発生にさらす。認証装置は、物品によって生じることができるいかなる発せられた放射線ものスペクトル・パラメータを検知して、特徴づける。検出された放出された放射のスペクトル信号（「検出パラメータ空間」という）認証蛍光体化合物に対応する検出装置の認証パラメータ範囲内にあるとき、物品は本物とみなされることができる。逆にいえば、認証装置が検出パラメータ・スペースの中で予想される信号を検知することに失敗するときに、物品は出所不明である（例えば、偽造や偽造品）とみなされることができる。
【０００８】
[0008]  上記の技術は、非常に検出して、比較的素朴な偽造を攪乱して、活動を偽造することで効果的である。しかしながら、適切なリソース及び設備を有する個体は、エンジニア認証システムを逆にし、および/またはいくつかの蛍光体化合物の成分を決定するために分析技術を採用することができるかもしれない。蛍光体化合物は、次いで、このように他の方法で特定のリン化合物によって提供されている認証の利点を損なうこと、不正な物品に再生して適用することができる。蛍光体化合物は、次いで、このように他の方法で特定の蛍光体化合物によって提供されている認証の利点を損なうこと、不正な物品に再生して適用することができる。したがって、多くの蛍光体化合物が上記の方法の物品認証を容易にするために開発せられたにもかかわらず、いずれが偽造およびよりむずかしい偽造している活動を描くことができる、および／または、いずれが特定の関心の物品を識別して、追跡するために有益であると判明することができるかは追加的な化合物および物品を認証することの技術を開発するために望ましい。さらに、他の望ましい特徴および本発明の特徴は次の発明の詳細な説明および添付の請求の範囲から明らかになり、添付の図面およびこの発明の背景と連動して必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]  発光の蛍光体合成物の実施形態は、放射イオンおよび任意に高感度イオンと異なる攪乱イオンと、放射イオンとを含む。放射イオンが攪乱されてないとき、放射イオンは第１の減衰時定数を有する。攪乱イオンは、放射イオンが、ゼロより大きくて第１の減衰時定数未満である所定の攪乱減衰時定数を有するようにさせる。
【００１０】
[0010]  他の実施形態は、セキュリティ・アプリケーションのための発光の蛍光体合成物を含、それは一つ以上の放射イオンおよび一つ以上の攪乱イオンを含む。一つ以上の放射イオンが攪乱されていないとき、一つ以上の放射イオンは一つ以上の第１の減衰時定数を有する。一つ以上の攪乱イオンは、一つ以上の放射イオンと異なり、一つ以上の攪乱イオンは、一つ以上の放射イオンのうちの少なくとも１つが、一つ以上の第１の減衰時定数のうちの相当する１つよりも小さく、ゼロよりも大きい所定の目標攪乱時定数を有するようにさせる量の蛍光体化合物に包含される。第１の減衰時定数および目標攪乱減衰時定数は、認証装置によって区別されることができる。
【００１１】
[0011]  他の実施形態は、蛍光体ホスト結晶格子材料、一つ以上の放射イオン、および、希土酸化物不純物の量を含むベースライン蛍光体化合物を得るためのステップを包含する発光蛍光体化合物を製造するための方法を包含し、ベースライン蛍光体合成物は一つ以上の第１の減衰時定数によって特徴づけられる。方法はさらに、蛍光体ホスト結晶格子材料、一つ以上の放射イオン、希土酸化物不純物の量、および、一つ以上の攪乱イオンの量を含む攪乱蛍光体合成物を合成するステップを含む。攪乱蛍光体合成物の一つ以上の第２の減衰時定数は、測定される。判断は、１つ以上の第２の減衰時定数が、１つ以上の第１の減衰時定数の対応するものよりも小さく、ゼロよりも大きい１つ以上の目標攪乱減衰時定数と実質的に等しいかどうかでなされる。１以上の第２の減衰時定数のうちの少なくとも１つが、一つ以上の目標攪乱減衰時定数と実質的に等しくないとき、最初の量とは異なる１またはそれ以上の攪乱イオンの調整された量を有する追加の候補の攪乱蛍光体化合物に関して、合成するステップと、測定するステップと、判断するステップとを繰り返す。
【００１２】
[0012]  物品の実施形態は、基板と、基板の表面または基板内で一体化した認証機能とを包含する。認証機能は、一つ以上の放射イオンと、一つ以上の攪乱放射イオンと、任意の一つ以上の高感度イオンとから成る発光の蛍光体合成物を含む。一つ以上の放射イオンが攪乱されていないとき、一つ以上の放射イオンは一つ以上の第１の減衰時定数を有する。一つ以上の攪乱イオンは、一つ以上の放射イオンとは異なり、一つ以上攪乱イオンは、一つ以上の放射イオンのうちの少なくとも１つが、一つ以上の第１の減衰時定数のうちの対応するものよりも小さく、ゼロよりも大きい所定の目標攪乱時定数を有するようにさせる量の蛍光体化合物に包含される。
【００１３】
[0013]  物品の認証を実行する方法の実施形態は、物品を放射線に当てるステップと、放射線の供給をやめるステップと、一つ以上の検出インターバルで物品から発せられた放射線を探知するステップとを含む。方法はさらに、放射線を特徴づけている情報の分析を実行するステップと、分析に基づいて判断するステップとを包含し、一つ以上の所定の目標攪乱減衰時間が、一つ以上の放射イオンおよび一つ以上の攪乱イオンを包含する蛍光体化合物に関する特定のレンジ内にあることを特徴とする。一つ以上の減衰時間が特定のレンジ中にあるとき、物品は認証されたと識別される。一つ以上の減衰時間が特定のレンジ中にないとき、物品は出所不明として識別される。
【００１４】
[0014]  本発明の実施形態は、以下の図とともに以下に記載され、同じ参照番号は同じエレメントを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】[0015]  図１は、さまざまな例示の実施形態による、蛍光体化合物の潜在的コンポーネントを表す。
【図２】[0016]  図２は、例示的な実施形態による、例示的な蛍光体組成物のためのイオン濃度を乱す関数として一定の減衰時間を示すグラフである。
【図３】[0017]  図３は、実施形態による図２の実施形態の蛍光体化合物のための第２のバンドの範囲内で、波長の関数として放出強度を例示するグラフである。
【図４】[0018]  図４は、例示の実施形態による物品を認証するシステムである。
【図５】[0019]  図５は、例示の実施形態による蛍光体化合物を含む物品の認証を実行する方法のフローチャートである。
【図６】[0020]  図６は、例示の実施形態による蛍光体を含み、埋め込まれた印刷認証機能を有する物品の断面図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0021]  本発明のさまざまな実施形態の以下の詳細な説明は単に自然に典型的で、発明の内容または用途を制限することを目的とするのではない。さらに、結合される意図は、前述の背景または以下の詳細な説明に示されるいかなる理論にもよらない。
【００１７】
[0022]  発光の蛍光体化合物、この種の化合物を組み込む物品およびそれらの製造および認証の方法を本願明細書において記載する。蛍光体化合物（各々後述する）の実施形態は、一つ以上の「放射イオン（emitting ions）」、一つ以上の「攪乱イオン（disturbing ions）」および任意に一つ以上の高感度イオン（sensitizing ions）を含む。これらの蛍光体化合物のうちの1つが放射線にさらされるとき、励起放射線はイオンを発し、および／または、任意に一つ以上の高感度イオンによる一つ以上によっておよび／またはイオンを発する一つ以上に対するエネルギーの次の転送を有するホスト結晶格子によって直接吸収され得る。励起放射が吸収されるいずれかの方法で、蛍光体化合物イオン放出は、固有のスペクトル特性と測定可能な減衰時定数を有する放射される放射線を生成する。攪乱イオンなしで、蛍光体化合物によって生じる発せられた放射線は、第1の減衰時定数を有する。しかし、攪乱イオンについては、蛍光体化合物によって生じる発せられた放射線は第２の、ゼロ以外の減衰時定数を有する。そして、それは第1の減衰時定数（例えば、第1の減衰時定数より短い）と異なる。減衰時定数の値の減少の大きさはイオン（攪乱イオンの性質）を妨げるタイプの機能であり、攪乱イオンの量は結晶格子に置換される。
【００１８】
[0023]  実施形態では、ホスト結晶格子の取得に多く代入攪乱イオンの量は、ホスト結晶格子、イオン放射、（任意に）増感イオン、希土類不純物の量で構成される、経験的にローロットストック（raw lot stock）（また本明細書では、「蛍光体原料」、「通常の商品の蛍光体」または「ベースライン蛍光化合物」ともいう）の評価に基づいて決定される。 水晶のホスト格子に置換されるイオンを妨げる量は、成し遂げる順序の蛍光体原料の評価に基づいて決定される所定の、合成されている蛍光体化合物のための減衰時定数を目標とする（「目標攪乱減衰時定数」として後述）。
【００１９】
[0024]  既に知られているように、蛍光体化合物（例えば通常の商品の蛍光体の生産者によって得られる原料）で製作中に扱われることができる蛍光体原料において、不純物レベルは、非常に広く異なっている。利用できる蛍光体原料は、概して、99%、99.9%、99.95%、99.99%または99.999%ピュアである。この数は全ての希土類元素（酸化物として表される全て）の合計の所望の希土類元素（例えば所望の放射および高感度イオン）の（重量）パーセンテージを与え、それは概して略記されて、分析証明書で「TREO」（Total Rare Earth Oxides）と称する。純粋な99.9%の材料の場合、例えば、剰余は0.1%または1000ppmである。
【００２０】
[0025] 希土類元素の剰余は、他の希土類元素不純物（すなわち所望の放射及び高感度イオン以外の希土類元素）の混成から成り立つ。より詳しくは、剰余は、概して全て、希土酸化物イオンのいくつかを含む。希土酸化物イオンの相対的な濃度は、所望の希土酸化物原料に依存する。エレメントが、それらの特性に近ければ近いほど、それらは所望の希土類元素から分離することは困難である。一般に、周期表の各々の近くにある希土類元素はより切り離すのが困難である。但し、それは常ではない。加えて、不純物パターンは、蛍光体原料を生成するために用いる鉱石の組成に従い変化することができる。すなわち、鉱石の希土酸化物配布パターンは、蛍光体原料の合成に入る希土酸化物原料の不純物パターンに影響する。したがって、同じ開始パターン及び不純物量を有する蛍光体原料を受信するために、時間とともに、非常にありそうもない。
【００２１】
[0026]  再び純粋な99.9%の材料のケースを参照すると、ホスト格子の材料に故意に不純物を添加するイオン（任意に、高感度イオン）を発する量と比較して不純物の量は相当である。更に詳細に下で示すように、ある実施形態では、ホスト結晶格子に置換される攪乱イオン多量の一つ以上の量と比較してこの種の量はより相当でさえある。しかし、純度レベルが増加するにつれて、蛍光体原料のコストは有意に増加する。例えば、超高純度の材料（例えば純粋な99.999%）のコストは極めて高価である。その一方で、相当に純粋な材料（例えば純粋な99.9%）のコストはリーズナブルである。したがって、蛍光体化合物製造者は、それらが実際に所望の特徴を有する蛍光体化合物を生産することができる最も少なく純粋な材料を使用するのを望む。量および性質不純物希土類イオンの（すなわち、タイプ）は、しかし、その後、原料ロットの原料ロットが異なり、また、完全に分析されていない多くの場合であってもよい。
【００２２】
[0027]  全ての不純物イオンが、実施形態では、ホスト結晶格子に置換されるイオンを妨げるとして同じ強さの中であるというわけではない。加えて、全ての不純物イオンがすべての放射イオンに影響を及ぼすというわけではなく、それらがすべてのホスト結晶格子の同じ影響を有することができるというわけでない。実施形態では、蛍光体化合物合成方法は、合成された蛍光体化合物のかなり恒常的な品質を確実にするために使用される。特に、実施形態は、事前に定義され、目標減衰時定数に実質的に等しく、対応する蛍光体の原料で作られた蛍光体の減衰時定数と区別可能な減衰時定数により特徴付けられる蛍光体化合物を製造するための方法を含む。
【００２３】
[0028]  加えて、実施形態は異なる多くの蛍光体原料の不純物イオンの様々な量の存在にもかかわらず、目標減衰時定数によって特徴づけられる合成された蛍光体化合物を含む。場合によっては、蛍光体材料の多くは、非常に低い純度の中にあることができ、および／または、蛍光体材の減衰時定数が実際に目標（攪乱された減衰時定数）の下にあるような自然に起こっている希土酸化物イオン（所望の放射イオン以外）のかなりのパーセンテージを有することができる。（図２とともに議論されるように）イオンを妨げる量が増加するにつれて、減衰時定数が減少するので、この種の蛍光体原料は追加的な処理ステップが更に蛍光体原料を精製するために実行されない限り、目標減衰時定数を有する攪乱された蛍光体化合物を合成するのに便利でない。十分に高い純度および合理的なコストで、蛍光体原料の選択は、積極的に所望の特性（例えば、所望の、事前に定義された目標減衰時定数）を有する蛍光体化合物を作成するために調整することができ、コスト/性能バランスである経済的な方法である。高い減衰時定数を有する蛍光体原料が選択され、ターゲットは、攪乱減衰時定数、及び攪乱イオンは、減衰時定数を攪乱するターゲットに合成された蛍光体化合物の減衰時定数を下げるために添加される。
【００２４】
[0029] 後述する蛍光体化合物の実施形態は、認証のために使われることができる利用できる材料の多様性を増やす。認証の目的で測定できる量としてのスペクトル位置に加えて、本願明細書において議論される蛍光体化合物実施形態を特徴づける別の減衰時定数を使うことができる。
【００２５】
[0030]  さまざまな例示の実施形態では、図1は、蛍光体化合物100の潜在的構成要素を表す。さまざまな実施形態では、蛍光体化合物100は、ホスト結晶格子材料130、一つ以上の放射イオン110および一つ以上の攪乱イオン120を含む。同様に、蛍光体化合物110も他の材料（例えば、１つ以上の高感度イオン）を含むことができる。但し、他の材料は特に本願明細書において議論されない。
【００２６】
[0031]  上記したように、次の放射線のためのエネルギーを受信する放射イオン110のための少なくとも３つのメカニズムがある。例えば、ある実施形態では、放射イオン110は直接吸収励起放射線ができてもよく、放射イオン110はその後、最も少なくいくつかの吸収されたエネルギー（概して励起放射線とは異なるより長い波長で）で放射することができる。他の実施形態では、ホスト結晶格子材料130またはそれの（例えばバナジウム酸塩イオン）イオンは、吸収励起放射線ができて直接、エネルギーを放射イオン110へ移ることができる。さらに別の実施形態では、ホスト結晶格子材料130は、1つ以上のイオン110および120の攪乱イオンを放出することによって置換されてもよい1つまたは複数の「格子イオン」を含んでいてもよく、場合により１つ以上の励起放射を吸収し、生じるエネルギーを放射イオン１１０に転送することができる。場合によっては、ホスト結晶格子吸収は役立ってもよい。但し、ホスト結晶格子吸収は特に大多数のケースに役立たない。より一般的に、移行金属イオン（例えばクロミウム）または希土類元素イオン（例えばエルビウム）が、高感度イオンとして使われる。これらの元素もイオンを発するとして作用することができ、または、それらもエネルギーを他のイオン（例えば、放射イオン110）へ移ることができ、それはそれから転送されたエネルギーを放出する。実質的に、励起的な光子エネルギーがこの範囲において非常に高いので、全てのホスト結晶格子材料は紫外線範囲の吸収装置として作用することができる。しかし、この現象が、統合された所望のイオンから全てでいかなる放出も与えることができるというわけでない。
【００２７】
[0032]  交換されることができる格子のイオンは、100%の置換まで、含まれるか唯一であるかより放射イオン110である場合イオンの感度を高めている一つ以上によって置換されることができるホスト結晶格子材料130の範囲内のイオンである。最も放射イオン濃度だけでなく、100％の置換レベル未満に急冷されているので、100％の置換はまれである。しかし、相互作用項が大幅に削減されるように、ホスト格子中の放射イオンの物理的な分離以来、大きな置換を可能に特定のイオンとホスト格子の組み合わせが遠く離れて十分であり、いくつかの注目すべき例外がある。しかしながら、それらはより容易に後述するように、ホスト結晶格子中で分離することができるため、特定のイオンはより大きな置換を可能にするいくつかの注目すべき例外がある。
【００２８】
放射イオン110および攪乱イオン120は、非常に低い置換パーセンテージ（例えば、1%未満で不純物を添加され）、中間の置換パーセンテージ（例えば、1%から20%まで）または高い置換パーセンテージ（例えば、20%から100%まで）で置換されることができる。例えば、Nd（ネオジム）が1.5重量％までの比較的低いパーセンテージで置換されていてもよく、ホルミウム（Ho）及びイッテルビウム（Yb）は20％まで媒体百分率で置換されてもよく、エルビウム（Er）は、60％までの比較的高い割合で置換されてもよく、これらおよび他のイオンも同様に、異なるパーセンテージで置換されていてもよいが、これらに限定されない。ここで使用しているように、用語「置換」は、低、中間、および高い置換パーセンテージを含む、いかなるパーセンテージででも置換される。ホスト格子の材料に置換される各々のイオンの量は原子パーセントに関して一般に記載されている。ここで、高感度イオン、放射イオンおよび／または攪乱イオンによって取り替えられることができるホスト格子の材料のイオンの数は100%に等しい。高感度イオン、放射イオン、および/または、攪乱イオンと交換でき、ホスト材料のイオンは、典型的には、類似のサイズ、同様のローディング、それは置き換えられますイオンと同様の配位嗜好を有することができる。ホスト結晶格子の範囲内のさまざまな位置が生じることができるにつれて、各々のこれらの位置上のイオンは100原子パーセントと考えられる。
【００２９】
[0033]  ホスト結晶格子材料130は、放射イオン110および任意の増感剤が組み込まれる材料（例えば、置換）を含む。より詳しくは、ホスト結晶格子材料130が、異なる化学的構成が格子の範囲内でさまざまな位置で代理をすることができる結晶格子の形であってもよい。さまざまなある実施形態では、ホスト結晶格子材料130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、バナジウム酸塩、オキシハライド（oxyhalide）、アルミン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、ガーネットおよびニオブ酸塩からなる群から選択される材料を含む。但し、同様に、他のホスト結晶格子材料が使われることができる。例えば、ホスト結晶格子130は、イットリウム（Y）、アルミニウム・ガーネット（YAG、又はY3Al5O12）、イットリウム酸硫化物（YOS、又はY2O2S）、ガドリニウム（Gd）、ガリウムガーネット（GGGを含み得るGd3Ga5O12）または他の材料を含むことができるが、それらに限定されない。
【００３０】
[0034]  さまざまな実施形態において、ホスト結晶格子材料130に置換されるイオン110を発する総濃度は、蛍光体化合物に適切に励起放射を受けた後に検出可能な放射物を生産させるのに十分である。例えば、ホスト結晶格子材料において置換されるイオン110を発する総濃度は、約0.095原子パーセントから約99.995原子パーセントまでの範囲であってよい。しかしながら、依然として蛍光化合物（例えば、励起放射に暴露される発光を生成する機能）の機能性を生成しながら置換されていてもよいイオン110の発光の濃度は、置換されているイオンの種類に依存する。換言すれば、まだ、蛍光体化合物の機能性を維持すると共に、いくつかのイオンは比較的高いパーセンテージで置換されることができる、しかし、他のイオンが同じ、比較的高いパーセンテージで置換される場合、機能性は破られ得る。
【００３１】
[0035] さまざまな実施形態では、放射イオン110は、クロミウム（cr）、セリウム（Ce）、プラセオジミウム（Pr）、ネオジム（Nd）、サマリウム（Sm）、ユウロピウム（Eu）、テルビウム（Tb）、ジスプロシウム（Dy）、ホルミウム（Ho）、エルビウム（Er）、ツリウム（TM）およびイッテルビウム（Yb）からなる群から選択される元素の一つ以上のイオンを含む。例えば、ある実施形態では、放射イオン110の一つ以上は+3の原子価を有することができる。但し、他の実施形態で、放射イオン110の一つ以上は異なる原子価（例えば+2および／または+4）を有することができる。
【００３２】
[0036]  多くの実施形態のいずれかによる蛍光体化合物において、蛍光体化合物100の範囲内でイオン120を妨げることは、放射イオン110と異なる。ホスト結晶格子材料130に置換されるイオン120を妨げる総濃度は約0.0003原子パーセントから約0.5原子パーセントの範囲であり、さまざまな実施形態で、好ましくは約0.001と0.2原子パーセント以上の間にある。但し、同様に、攪乱イオン120はより低いかより高い原子パーセンテージに含まれることができる。所望の減衰時定数を達成するのに十分な濃度でありながら、ホスト結晶格子材料130に置換された攪乱イオン120の濃度は、原材料のバックグラウンド、不純物レベルよりも大きくてもよい。以下でより詳細に説明するように、攪乱イオン120の濃度は、蛍光体化合物の減衰時定数の減少に正比例する。より低い濃度で攪乱イオン120を添加することの利点は、攪乱イオン120は、精巧な装置および技術（例えば、グロー放電質量分析（GDMS））にアクセスすることなく検出することは非常に困難であることである。従って、本実施形態に係る蛍光化合物の元素組成は、リバースエンジニアリングすることは非常に困難である。例えば、典型的なエネルギー分散型X線マイクロアナリシス、電子後方散乱回折、またはマイクロX線蛍光システムは、蛍光化合物の低い（例えば、1％以下）濃度を有する元素を定量することができないかもしれない。
【００３３】
[0037]  さまざまな実施形態では、イオン120を妨げることは、クロミウム（cr）、マンガン（Mn）、セリウム（Ce）、プラセオジミウム（Pr）、ネオジム（Nd）、サマリウム（Sm）、ユウロピウム（Eu）、テルビウム（Tb）、ジスプロシウム（Dy）、ホルミウム（Ho）、エルビウム（Er）、ツリウム（TM）、イッテルビウム（Yb）、鉄（Fe）、コバルト（Co）およびニッケル（Ni）からなるグループから選択される元素の一つ以上のイオンを含む。例えば、実施形態で、攪乱イオン120の一つ以上は+3の原子価を有することができる。但し、他の実施形態で、攪乱イオン120の一つ以上は異なる原子価（例えば+2および／または+4）を有することができる。
【００３４】
[0038]  励起放射に暴露した後、蛍光体化合物内のイオン放出部110は、光子を放出し、経時的な発光強度を観察することができる。励起放射を除去すると、発光の強度は経時的に減衰し、各イオン放射110の減衰率は、減衰時定数によって特徴付けることができる。例えば、放出強度の単純な指数関数的な減衰のために、減衰時定数は、式１の定数τによって表されることができる：
I(t) = I0e-t/τ                        （式１）
ここで、Iは時刻tにおける発光強度であり、I0は時間t=0における発光強度を示す（例えば、t=0は励起放射の供給が中断された時点に相当し得る）。いくつかの蛍光体化合物の発光強度は、上記の単純な指数関数の式に従って減衰してもよいが、他の蛍光化合物の発光強度はは、複数の指数関数的減衰の影響を受けてもよい（例えば、減衰に影響を与える複数の機構が存在する）。ある実施形態では、放射イオンが蛍光体化合物（例えば、通常の商品蛍光体）内で「攪乱されていない」場合、各々の放射イオン110は第１の減衰時定数によって特徴づけられるだろう。用語「攪乱されていない」は、イオン放出に適用される場合、それ以外の発光イオンがイオン放出の排出量に有意な効果を有していてもよく、対応する攪乱イオンを欠くリン化合物に含まれ、ここで、「有意な効果」は、それ以外の場合による少量（通常の商品の蛍光体に存在するような数ppm）で存在する希土類不純物、例えば、不純物に製造することができる効果より多少大きい効果を意味する。攪乱されていない放射イオンと関連するこの減衰時定数は、本願明細書において「攪乱されていない減衰時定数」と称され、それは原料と関係し、希土酸化物不純物のレベルを越えて、いかなる攪乱イオン120も含まない蛍光体化合物（例えば通常の商品の蛍光体）を特徴づける。上記したように、「攪乱されていない」蛍光体化合物の希土酸化物不純物のレベルは、蛍光体原料の純度レベルに依存する。蛍光体の時間的特性が倍加させる発せられた放射線に、不純物の比較的低いレベルが軽微な変化だけを起こすことができるにもかかわらず、不純物のより高いレベルは蛍光体化合物の時間的特性のより顕著な変化を起こすことができる。
【００３５】
[0039] 実施形態は、対応する通常の商品の蛍光体の発せられた放射線時間的特性と、かなり異なる発せられた放射線時間的特性（例えば、目標攪乱減衰時定数）によって特徴づけられる攪乱蛍光体化合物を生産する方法を含む。ある実施形態において、一つ以上の攪乱イオンの追加は、対応する通常の商品の蛍光体の発せられた放射線時間的特性の重要な変化を起こす。本明細書で使用される、本実施形態によれば、放出された放射線の時間的特性の「有意な変化」とは、20％以上の蛍光体化合物の減衰時定数の減少として定義することができる。別の実施形態によれば、放出される放射線の時間的特性の「有意な変化」は、わずか10％以上の蛍光体化合物の減衰時定数の減少として定義することができる。ここで使用しているように、用語「攪乱されていない減衰時定数」は、蛍光体原料（または通常の商品の蛍光体）と関係する希土酸化物不純物のレベルを越え、攪乱イオン（例えば攪乱イオン120のうちの1つ）を含まない蛍光体化合物に存在する放射イオン（例えば放射イオン110のうちの1つ）によって生成される放射線と関連する減衰時定数を意味する。
【００３６】
[0040]   様々な実施形態によれば、しかしながら、蛍光化合物（例えば、蛍光体化合物100）は、蛍光体化合物が、一つ以上の攪乱イオン120を含み、各攪乱イオン120は放射イオン110の少なくとも１つについて攪乱減衰時定数で「有意な変化」を引き起こす。ある実施形態では、特定のホスト結晶格子および放射イオン110のために、蛍光体化合物のための減衰時定数の所望の重要な変化を起こす攪乱イオン120が選択される。特定の放射イオン110を有する特定のホスト結晶格子に含まれるときに、妨げているいくつかのイオン120は減衰時定数に重要な変化を引き起こすことができ、他の攪乱イオン120は減衰時定数（それらの他の攪乱イオン120がそうすることができるにもかかわらず、異なるホスト結晶格子においてまたは異なる放射イオン110によって含まれるとき、重要な変化を引き起こす）に、重要な変化を引き起こすことができない。攪乱イオン120によって変更される減衰時間定数は、本明細書では、「乱れ減衰時定数」と称される。 「目標攪乱減衰時間定数」は予め定義された値を有する攪乱減衰時定数である。具体例によれば、攪乱イオン120の量（または多数の攪乱イオン）は、放射イオン110（または多数の放射イオン）にゼロより大きい攪乱された減衰時定数（または、より具体的には、目標攪乱減衰時定数）を有するホスト結晶格子材料130に置換され、放射イオン110のための攪乱されていない減衰時定数未満である。換言すると、攪乱イオン120が完全に排出を急冷することなく、イオン放射110の減衰時定数を低下させる効果を有する。蛍光体化合物100の目標攪乱減衰時定数を達成するために、ホスト結晶格子130に置換された攪乱イオン120の量は、対応する蛍光体原料中の不純物のレベルに依存し、 以下でより詳細に説明するように、この量は、経験的に決定される。様々な実施形態では、減衰時定数の減少は、攪乱イオン120の一定量の後でほぼ直線的に生じ得る。相関関係はまた、例えば、非線形方程式に従うが、二次関数に限定されない。関係は、攪乱イオンおよび減衰時定数の量の間で予測されることができる。従って、蛍光体化合物の開発者は、目標攪乱減衰時定数に対する所望の値を事前に選択することができ、可能な攪乱イオンの数から選択し、数量を予測し、化合物に含まれるその値を達成する合成された蛍光体化合物を生成することができる 
[0041]  また、更に詳細に下で議論されるように、認証システム（例えばシステム400、図4）は蛍光体化合物（例えば蛍光体化合物100）のための減衰時定数を計量することができる。特定の放射イオン110のための測定された減衰時定数が攪乱減衰時定数と一致するとき、蛍光体化合物は通常の商品の蛍光体（すなわち、攪乱されていない減衰時定数を有する攪乱イオン120を欠いている同じ化合物）と差別化することができる。より具体的には、測定された減衰時定数が目標攪乱減衰時定数に、実質的に等しいとき、蛍光体化合物は認証している蛍光体化合物であると考慮され得る。ある実施形態では、この文脈における「実質的に等しい」とは、測定された減衰時定数は、目標攪乱減衰時定数に対応する減衰時定数の比較的狭い範囲内にあることを意味する。セキュリティの高水準を成し遂げるために、目標攪乱減衰時定数の範囲が比較的狭い（例えば、範囲の上限は、5%、10%または範囲の下限の他のいくつかのパーセンテージの範囲内である）ことは望ましい。少なくともいくつかの実施形態では、イオン120を妨げることに関する蛍光体化合物のスペクトル・サインは実質的に、異なっている減衰時定数にもかかわらず、対応する通常の商品の蛍光体のスペクトル・サインと同じもの（波長の）であってもよい。但し、これは必ずしも通常のケースではない。それにもかかわらず、蛍光体化合物100に含まれる攪乱イオン120の量は、望ましくは、乱されていない対応する減衰時定数とは区別される攪乱減衰時定数を可能にするのに十分である。また、攪乱および攪乱されていない減衰時定数の差は、生産純度の変更および潜在的な測定誤差を考慮するのに十分であるべきである。したがって、さまざまな実施形態は検出可能に対応する通常の商品の蛍光体の攪乱されていない減衰時定数と異なる攪乱された減衰時定数（そして、より詳しくは、攪乱された減衰時定数を目標とする）を有する蛍光体化合物100を含み、このように認証および他の目的のために使われることができる追加的な蛍光体化合物を提供する。
【００３７】
[0042]  「攪乱されない蛍光化合物」（原材料に関連付けることができる不純物のレベルを超えて）攪乱することなく、同じイオンの蛍光体化合物を指すのに対し、用語「攪乱蛍光体化合物」は、ある実施形態では、一つまたは意図的に蛍光体化合物に追加されたより多くの攪乱イオンを含む蛍光化合物を意味する。場合によっては、放射イオン（例えば、放射イオン110のうちの１つ、図１）は直接の吸収プロセスを経て励起し、それは放射イオンのための吸収帯の範囲内で励起放射線を提供することを含む。あるいは、ホスト結晶格子または高感度イオンは、すでに記載されているように、放射イオンを励起するために経路として機能することができる。前者の場合、放射イオンからの放出は、吸収共鳴レベルからストレージレベルまで急速に減衰する。通常、吸収帯はストレージレベルより上にある。但し、これは常にではなく、吸収共鳴レベルからの減衰時間はストレージレベルから減衰時間と比較して非常に急速である。ストレージレベルから、そして、適当な攪乱イオンがない場合、自然発生的な光子排出は、ストレージレベルおよび下部のエネルギー準位で測定される波長バンドで起こることができる。
【００３８】
[0043] 特定の放射イオンのための適当な攪乱イオンはストレージレベルから下部のエネルギー準位まで遷移する際のストレージレベルとの共鳴を有することができ、それは通常の放出経路（例えば光子放射）を経たよりむしろ攪乱イオンに対する優先エネルギー移動を可能にすることができる。攪乱イオンのために、放射イオンから攪乱イオン（例えば攪乱イオンによって「吸収された」エネルギー）まで移されるエネルギーは、基底状態に非常に急速な非放射性減衰の間、放出されることができる。これは、プロセスを繰り返す非励起状態での攪乱イオンバックを残す。さまざまな実施形態において、攪乱イオンは選ばれることができ、それはそれが必要条件でないにもかかわらず、非常にかなりの数のエネルギー準位（例えばDy）を有する傾向がある。これは攪乱イオンが放出イオンが比較的多数（例えば、"良い"放射イオン）のために、共振またはその付近にすることができ、このように急速に攪乱イオンは、ホスト結晶格子材料には存在しなかった場合に発生していると同じように放射出力をできるだけ多くすることなく、攪乱イオンによる吸い上げされる発光イオンのための励起状態エネルギーを許可する。更に詳細に下で説明されるように、イオン110を発する一つ以上からの発せられた電磁放射の減衰時定数は蛍光体化合物100が認証している蛍光体化合物と一致するか否か、決定するのに用いることができる。
【００３９】
[0044]  図２は、例示の実施形態では、実施形態蛍光体内済金のためのイオン濃度を妨げる関数として、減衰時定数（τ）を例示しているグラフ200である。より具体的には、グラフ200は、放射イオンとして置換された約4％のエルビウム（Er）と、攪乱イオンとして置換された種々の量のジスプロシウム（Dy）を備えた99.99％純粋イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG）のミリ秒（ms）での減衰時定数への影響を示す。
【００４０】
[0045]  YAG:Er原料中の希土類不純物がほぼ確実に他の希土類（非希土類）の不純物と一緒に、ジスプロシウムのいくつかの量が含まれているけれども、ポイント201は、任意の意図的置換ジスプロシウムが含まれていないYAG:Er蛍光体化合物に対応する。後で詳しく述べるように、位置201は基線蛍光体化合物のための攪乱されていない減衰時定数を計量することによって得られた（例えば、ブロック304（図3）の）実験の結果を定量化することができる。対照的に、ポイント202-206は、YAG Er蛍光体化合物と一致し：それぞれ、約50ppm、100ppm、200ppm、400ppmおよび800ppmで多量のジスプロシウム（攪乱イオンとして）を含む。また、以下でより詳細に説明するように、ジスプロシウムの様々な量は、攪乱イオンの「実験的な量」であると考えることができ（例えば、ブロック306で定義される、図3）、ポイント202乃至206は、対応する攪乱蛍光体化合物のための攪乱減衰時定数を測定することにより（例えば、ブロック310、図3）得られた実験結果を定量化することができる。
【００４１】
[0046]  図２を再び参照すると、ゼロと800ppmとの間で意図的に置換されたジスプロシウムに関して、減衰時定数は、約5.00ミリ秒から約2.50ミリ秒まで落ち、それは減衰時定数の50％の減少を表す。上記のように、増加攪乱イオン濃度の減衰時間定数削減はほぼ置換範囲にわたって線形である。しかし、線形減少は多くのホスト結晶格子、放射イオンおよび攪乱イオンの組み合わせのため観察されることができない。減衰時定数の減少に加えて、重要な信号減少も、攪乱イオン濃度の増加と共に観察され得る。信号減少もまた、制限された置換レンジにわたってほとんど線形でもよい（または、線形でなくてもよい）。
【００４２】
[0047]  前述したように、実施形態は、事前に定義された目標攪乱減衰時定数で配分された蛍光化合物を合成することを含み、一定の減衰時間は、減衰時間定数の比較的狭い範囲であってもよい。例えば、図2のYAG:Erの蛍光体化合物に関して、約4.00ミリ秒の目標攪乱減衰時定数のジスプロシウムの量を代入することにより攪乱YAG:Er蛍光体化合物を生成することが望ましい場合がある。より具体的には、4.00ミリ秒の目標攪乱減衰時定数を包含するレンジ210内の攪乱減衰時定数でYAG:Erの蛍光体化合物を生成することが望ましい場合がある。例えば、目標攪乱減衰時定数は、上下のレンジ限度212、214によって示されるように、約3.50ms乃至約4.50msの範囲の中のいかなる減衰時定数でもあってもよい。この範囲210は、4.00msの+/-12.5%（例えば+/-12.5%精度の範囲）の目標攪乱減衰時定数と一致する。図2で指示したように、位置204および205はレンジ210に入り、それぞれ、これらの位置204、205は200ppmおよび400ppmでジスプロシウムの追加と一致する。したがって、所与のYAG：Er原料のためにレンジ210で攪乱減衰時定数によって特徴づけられる攪乱された蛍光体化合物を生成するために、ジスプロシウムは約200ppm、400ppmまたはいくつかの量の間に多量に加えられることができる。
【００４３】
[0048]  すでに蛍光体原料を構成しているYAG：Erが攪乱イオンとしてジスプロシウムの意図的な置換の前に希土酸化物不純物の特定の量を含んだので、減衰時定数が超高純度の（例えば純粋な99.999%）YAG：Er蛍光体化合物のためにあるより、ありそうな位置201に対応する減衰時定数はかなり低い。しかし、すでに議論されるように、超高純度の材料のコストは相当に純粋な材料のコストよりかなり高く、後述する実施形態は経済的に定価の蛍光体原料を使用している所望の、所定の攪乱減衰時定数を有する攪乱された蛍光体化合物の生成を容易にする。しかし、場合によっては、より高い純度を有する蛍光体原料を使用することは、望ましくてもよい。−その理由は、次のことにある。より高い純度材料を使用している蛍光体産出高は入手できる使用している下の純度材料であってもよい産出高より高くてもよい。したがって、さまざまな実施形態の用途に、蛍光体原料を選ぶ中で、コスト/産出高考慮は、考慮に入れられることができる。
【００４４】
[0049]  図3は、例示の実施形態による蛍光体化合物（例えば蛍光体化合物100、図1）を生産する方法のフローチャートである。通常、実施形態に従う蛍光体化合物は従来技術において技術のそれらにとって公知である多くの従来の方法のいずれかを使用してつくられることができる。但し、次の場合は除く−実施形態では、比較的小さい一部のイオン（例えば、攪乱イオン120（図1））を妨げている一つ以上は、化合物の作成中に、攪乱イオンを含む互換性を持つソース分子を使用している化合物に加えられる。攪乱イオンの量は、蛍光体原料（すなわちホスト結晶格子、放射イオン、（任意の）高感度イオンおよび含まれた希土酸化物不純物）の分析およびさまざまな量および／または攪乱イオンのタイプを含む一つ以上の候補蛍光体化合物の次の分析に基づいて決定されることができる。本質的に、経験的な技術は、減衰時定数を乱さターゲットすることを特徴とする蛍光化合物を生成するために使用され、目標減衰時定数は、母体結晶格子中に攪乱イオンの量を置換することによって達成され、および量は、とりわけローストックロット（raw lot stock）の純度に依存する。この方法の以下の説明は、（ひとつだけの目標攪乱減衰時定数との比較を含む）１つだけの攪乱減衰時定数の解析について説明したが、（目標攪乱減衰時定数との比較を含む）その方法は、複数の発光イオン、ならびに関連付けられた攪乱減衰時定数を複数の分析に使用され得ることと理解されるべきである。
【００４５】
[0050]  攪乱された蛍光体化合物に含むイオンを妨げる量を経験的に決定する前に、化学分析は、基線蛍光体化合物（例えば特定の多くの蛍光体原料を使用して発生する蛍光体化合物）および／またはその構成している原料に実行されることができる。上記のように、蛍光体原料は不純物のいくつかの量を含む。そして、それは異なる希土酸化物不純物のさまざまな濃度から成ることができる。例えば、化学分析は、不純物のうちどちらが基線蛍光体化合物の時間的挙動に影響を及ぼすか、そして、いずれがするか決定することを含むことができる。放射イオンに周期表に非常に近いまれに見る要素不純物は、最も大きな効果を有することができる。加えて、いくつかの不純物が非常に低い濃度（例えば、トレース量）で含まれることができるにもかかわらず、それらはまだ基線蛍光体化合物の時間的挙動に、顕著な影響を及ぼすことができる。ある実施形態では、蛍光体化合物および知識が化学分析のコンテキストにおいて、得た基線の時間的挙動は、所望の時間的挙動（例えば、目標攪乱減衰時定数）を生じる適切な攪乱イオン（または攪乱イオンの組合せを）を決定するために用いることができる。
【００４６】
[0051]  この方法は、（例えば、蛍光体原料）を得ることにより、または、ホスト格子材料、一つ以上の発光イオン、（任意に）１以上の高感度イオン、いくつかの量の希土類不純物を含むベースラインの蛍光体化合物を合成することにより、ブロック302において、開始することができる。前述のように、希土酸化物不純物の量は、基線蛍光体化合物の純度を定める。実施形態が希土酸化物不純物のさまざまな量を有する基線蛍光体化合物によって使われることができる。そして、希土酸化物不純物の有意な量を含む。例えば、純粋な実施形態が、99%、99.9%、99.95%、99.99%または99.999%であることとして描写される基線蛍光体化合物を含む純度のいかなるレベルも有する基線蛍光体化合物によって使われてもよい。
【００４７】
[0052]  基線蛍光体化合物の合成は、事前の蛍光体化合物を形成するために蛍光体の組合せにホスト結晶格子材料（例えばホスト結晶格子材料130、図1）、一つ以上の放射イオン（例えば一つ以上の放射イオン110、図1）および一つ以上の高感度イオン（任意）を用意することを含む。場合によっては、これは固体化学を使用して達成されることができる。蛍光体化合物は、酸化物蛍光体である場合、例えば、限定はしないが、これはイオン放出及び増感イオンの酸化物と種々の酸化物の正しい割合を組み合わせて含んでもよい。これらの酸化物を混合し、所定時間焼成する。種々の材料が溶解し、続いて沈殿させ、その後に焼成された他の場合には、溶液化学技術を用いてもよい。上記したように、ホスト格子の材料に組み込まれるときに、化合物のために選ばれる各々の放射イオンは第1の減衰時定数を有する。そして、それは基線蛍光体化合物の不純物の存在下で、影響を受けることができる。
【００４８】
[0053]  化合物をつくるために用いる特定の方法に従い、他の材料は、基線蛍光体化合物を形成する際に、ホスト結晶格子材料、放射イオン、高感度イオンの組合せに含まれることができる。例えば、限定はしないが、種々のフラックス剤および他のプレカーソルは、ベースラインの蛍光体化合物内に含めることができる。蛍光体原料を化合させた後に、基線蛍光体化合物は、後処理される。例えば、限定はしないが、後処理は、ベースラインの蛍光体化合物に、次のプロセスのいずれか1つ以上を行うことを含むことができる：
発火
アニーリング
サスペンション;
前駆体除去（例えば、フラックス剤の除去）;
ミリング
堆積;
超音波処理。
【００４９】
[0054]  ブロック304において、基線蛍光体化合物の減衰時間は、基線減衰時定数（または攪乱されていない減衰時定数）を決定するために予め選択された放出バンド/波長で測定される。例えば、基線減衰時定数が、攪乱された蛍光体化合物の攪乱された減衰時定数が攪乱されていない蛍光体化合物を特徴づける減衰時定数と、十分に異なることを確実にするために使われることができる。減衰時間を測定するための方法及び装置は、後に、図4および図5に関連してより詳細に議論されており、そのような方法および装置は、簡潔にするため、ここでは論じない。
【００５０】
[0055]  一旦基線減衰時定数が決定されると、目標を達成するためにホスト結晶格子に置換されなければならないイオンを妨げる量が減衰時定数を妨げたと決定するために、候補蛍光体化合物を合成して、分析する反復的なプロセスは、それから実行される。ブロック306において、攪乱イオン各々の一つ以上のための最初の実験的な量は、定められる。例えば、各々の攪乱イオンのための最初の実験的な量は、まず最初に比較的低い量であってもよい、そして、目標攪乱減衰時定数が成し遂げられるまで、反復的な方法は段階的に量（例えば、ブロック318）を増やすことができる。逆にいえば、各々の攪乱イオンのための最初の実験的な量は、まず最初に比較的高い量であってもよい、そして、目標攪乱減衰時定数が成し遂げられるまで、反復的な方法は段階的に量（例えば、ブロック314）を減少させることができる。後述する手順フローは、いずれの方法も考察する。
【００５１】
[0056]  ブロック308において、ベースライン蛍光体化合物中の蛍光体原料（すなわち、ホスト格子材料、一つ以上の放射イオン、（任意に）1以上の高感度イオン、希土類不純物）と、1つ以上の攪乱イオンのそれぞれの最初の実験的な量からなる候補の蛍光体化合物が合成される。攪乱された蛍光体化合物の合成は、実質的に基線蛍光体化合物（例えばステップ302）を合成するために用いられ、同じ方法を使用して、実行されるのが望ましい。但し、異なる方法も使われることができる。
【００５２】
[0057]  ブロック310において、候補攪乱蛍光体化合物の減衰時間は、候補の攪乱減衰時定数が蛍光体化合物を妨げたと決定するために予め選択された放出バンド/波長で測定される。同定は、それから、精度（例えば、1%乃至5%または他の精度の範囲内）の受け入れられる程度の範囲内で、攪乱減衰時定数が目標減衰時定数に等しいかどうかなされる。例えば、ブロック312で、判定は、まず最初に、ブロック310において計量される攪乱減衰時定数が目標減衰時定数未満かどうかなされ得る。
【００５３】
[0058]  攪乱された減衰時定数が目標減衰時定数未満のとき、仮定がそれを作られることができ、候補攪乱蛍光体化合物のイオンを妨げる一つ以上の実験的な量は、あまりに高い（例えば、攪乱イオンは、放射イオンから放出の中であまりに多く静まっている）。この場合、ブロック314で、攪乱イオン一つ以上のうちの少なくとも1つの実験的な量は、減少する。この方法は、新しい候補が蛍光化合物の攪乱を示すように反復処理は、（ブロック310、312）を合成し、分析する（ブロック308）。
【００５４】
[0059]  再びブロック312に関連して、攪乱減衰時定数が目標減衰時定数未満でないとき、ブロック316で、更なる判定は攪乱減衰時定数が目標減衰時間より大きいかどうかなされ得る。一定の乱れ減衰時間は、目標減衰時定数よりも大きい場合、仮定は、候補における攪乱イオンのうちの1つ以上の実験的な量は、蛍光体化合物（例えば、攪乱イオンはイオン放射からの排出を十分に消光されない）が低すぎる攪乱がなされてもよい。この場合、ブロック318で、攪乱イオン一つ以上のうちの少なくとも1つの実験的な量は、増加する。この方法は、新しい候補が蛍光化合物を乱さ示すように反復処理は、（ブロック310、312、および316）を合成し、分析する（ブロック308）。別の実施形態で、ブロック312および314が逆に実行されることができると理解される。
【００５５】
[0060]  データの攪乱された蛍光体化合物およびかつて充分な量に含むイオンを妨げる量が集められたと決定する方法の間、関係（例えば相互関係カーブ）は減衰時差（すなわち、特定の候補のための攪乱された減衰時定数の違いは、蛍光体化合物および目標減衰時定数を妨げた）の間で定められることができ、目標を達成するために蛍光体化合物に含まれなければならない攪乱イオン（または攪乱イオンの組合せ）の量は減衰時定数を妨げた。
【００５６】
[0061]  攪乱減衰時定数は、正確さの許容レベル（すなわち、両ステップ312および316が否定的な結果をもたらす）内の目標減衰時定数に等しいと判定が行われたとき、仮定は、各妨害イオンの量は減衰時定数を乱さターゲットすることを特徴とする攪乱蛍光体化合物を生じると発見されたと判断してもよい。したがって、ブロック320で、各々の攪乱イオンの量は、その過程で特定の多くの使用する蛍光体原料のために確立されると考えられる。
【００５７】
[0062]  （例えば、図3の方法を使用して）一旦各々の攪乱イオンの量が決定されると、攪乱された蛍光体化合物の量はそれから方法を使用して決定される各々の攪乱イオンの量を使用して総合されることができる。そのさまざまな特徴の利点が理解されることができるために、結果として生じる攪乱された蛍光体化合物はそれから様々な物品のいずれかに組み込まれることができる。例えば、限定はしないが、攪乱蛍光体物品を認証する方法を提供するために物品に組み込むことができる。
【００５８】
[0063]  図4は、例示の実施形態による物品450を認証するシステム400である。ある実施形態では、システム400は演算処理システム402、励起放射線発生器404、発せられた放射線検出器406、データ記憶408およびユーザ・インタフェース410を含む。演算処理システム402は、一つ以上のプロセッサを含むことができ、回路と関連し、それは物品（例えば物品450）を認証することと関連する対照および分析プロセス（例えば、実行可能ソフトウェア・アルゴリズムの形で）を実装するように構成される。ある実施形態では、演算処理システム402は放射線発生器404を刺激することに制御信号を提供するように構成され、それは励起放射線発生器404に物品450に励起放射線420を向けさせる。制御信号では、処理システム402は、（例えば、開始時間、停止時間、および/または持続時間）のタイミングを指定する励起放射の提供、および/または他のパラメータは、（例えば、強度および/または他のパラメータ）が生成される特定の励起放射と関連付けられてもよい。一般的に、励起放射線発生器404（例えば選択された発光ダイオードまたはレーザーダイオードによって生じる刺激のバンド幅）の一部として含まれる刺激ソースに基づいて、励起放射線のバンド幅は、予定される。例えば、さまざまなタイミングおよび／または放射線生成パラメータはデータ記憶408から検索されることができる。励起放射発生装置404は、例えば、限定はしないが、一つ以上のレーザー、レーザーダイオード、発光ダイオード（LED）、白熱フィラメントランプ、または他の励起源を含むことができる。
【００５９】
[0064]  制御励起放射線発生器404に加えて、演算処理システム402は発せられた放射線検出器406に制御入力を提供するように構成され、それは発せられた放射線検出器406にいくつかの励起放射線420を（直接または間接的に）吸収したことに応答して物品450によって生じる発せられた放射線422を探知することを試みさせる。放出された放射線検出器406は、例えば、スペクトルフィルタ、一つ以上の電気 - 光センサ、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、フォトダイオード、電荷結合素子、電荷注入装置、写真フィルム、または他の検出装置を包含するが、それらに限定されない。具体例において、発せられた放射線検出器406は、物品450および光センサの間に位置するスペクトル・フィルタを含む。スペクトル・フィルタは、重要なスペクトル・バンドだけの範囲内の光を通過して、他の全ての光を拒絶する。光センサは、重要なスペクトル・バンドの範囲内の感度を有して、したがって、そのスペクトル・バンドの範囲内であるスペクトル・フィルタを通過している光を感知することができる。発せられた放射線検出器406は、一つ以上の予め選択された（例えば、t=0で、そして、それから0.1ミリ秒ごとその後で、いくつかの間隔の間で始まる）間隔で、強度値をデジタル化することができる。発せられた放射線検出器406は演算処理システム402（例えばデジタル化された強度値）に、情報を提供する。そして、それはいかなる検出放射線422もの時間的特性が特徴づけられることを可能にする。
【００６０】
[0065]   処理システム402は、検出された放射線（例えば、減衰時定数）の時間的な特性が認証蛍光体化合物の一時的な性質に対応しているか否かを判断するために、その受信時に、そのような情報を分析するように構成される。加えて、ある実施形態で、演算処理システム402は検出放射線の大きさが予め定められた範囲の中であるかどうか決定することができる。例えば、時間的特性を特徴づけている情報および蛍光体化合物を認証している一つ以上の放出大きさの範囲は、データ記憶408から検索されることができる。さまざまな実施形態では、システム400は単一の、比較的狭い周波数帯（例えば、単一の放射イオンからの放出は、検出する）の範囲内で、放射物の時間的特性を検出するために用いることができる、または、システム400は多数の周波数帯（例えば、多数の放射イオンからの放出を検出する）の範囲内で、放射物の時間的特性を検出するために用いることができる。より具体的には、システム400は一つ以上の周波数帯の範囲内で放出の減衰時定数を検出することができる。
【００６１】
[0066]  システム400は、それから、検出放射線の時間的特性（および／または放出大きさ）が認証している蛍光体化合物の時間的特性（および／または放出大きさ範囲）と一致するかどうか決定することができる。例えば、システム400は、測定対象減衰時定数が、認証の蛍光体化合物に関連する目標攪乱減衰時定数と等しいかどうかを決定することができる。検出放射線の時間的でスペクトル特性が認証している蛍光体化合物の予想される予め定められた認証パラメータと一致するとき、演算処理システム802は物品850を確実な物品と確認することと関連するいくらかの措置をとることができる。例えば、演算処理システム802は信号をユーザ・インタフェース818（それはユーザ・インタフェース818に確実性（例えば表示された証印、光、音、その他）のユーザ-認知可能な指示を生じさせる）に送信することができるおよび／または、演算処理システム802によってルートの方へ物品850を送るシステム800（例示されなくて）または確実な物品に指定されるビンのルーティングコンポーネントが生じることができる。あるいは、検出放射線の時間的および／またはスペクトル特性が認証している蛍光体化合物の予想される予め定められた認証パラメータと、一致しないときに、演算処理システム802は物品850を出所不明の物品と確認することと関連するいくらかの措置をとることができる。例えば、 処理システム802は、非真正のユーザが知覚可能な指示（例えば、表示、光、音など）を生成させるユーザインターフェース818に信号を送信することができ、および/または、処理システム802は、システム800のルーティングコンポーネント（図示せず）が非真正の物品のために割り当てられたルートまたはビンに向けて物品850をルーティングさせる。
【００６２】
[0067]  ユーザ・インタフェース818は、システム800（例えばキーボード、ボタン、タッチスクリーン、その他）への入力を提供するためにユーザによって操作されることができ、または、ユーザ-認知可能な証印（例えばディスプレイスクリーン、照明、スピーカなど）を生じるために演算処理システム802によって制御されることができる多くのコンポーネントのいずれかを含むことができる。上記の方法は、例えば、ユーザ・インタフェース818を有するユーザの相互作用によって提供されるユーザ入力に応答して始められることができる。あるいは、上記の方法は、システム800（例えば物品850が励起および検出プロセスが実行されることができる場所に置かれた時）によって、自動的に始められることができる。
【００６３】
[0068]  図９は、例示の実施形態による蛍光体化合物を含むことができる物品の認証を実行する方法のフローチャートである。例えば、図９において表される方法の実施形態は、認証システム（例えば認証システム800、図8）によって実行されることができる。ブロック902で、方法は開始することができる。そのとき、認証される（例えば物品850、図8）物品は認証システムによって受け取られる。例えば、物品は認証システムの適当な容器の範囲内で、手動で配置されることができ、または、物品は自動的に容器（例えば、ソートまたは運搬装置システムによって）を経由することができる。
【００６４】
[0069]  ブロック904では、物品は励起放射線にさらされる。例えば、物品は励起位置（例えば、励起ウインドウの下）へ移動することができ、演算処理システム（例えば演算処理システム802、図8）は励起放射線発生器に物品に励起放射線を向けさせる励起放射線発生器（例えば励起放射線発生器804、図8）に、制御信号を送ることができる。あるいは、励起放射線発生器は連続的に励起放射線を提供することができ、または、励起放射線は調整されることができる。
【００６５】
[0070]   ブロック906では、物品に対する励起放射線の供給がやめられる。これは、励起放射線をオフにする（例えば、物品が動かないものおよび励起放射線のままであることができるシステムで、律動的に送られる）ことによって物品を励起放射線が目指している領域から離れ、検出位置（例えば、検出窓の下）に動かすことによって達成されることができる。認証システムはそれから一つ以上の検出間隔で物品（例えば、発せられた放射線検出器406（図4）によって）から、発せられた放射線（例えば、一つ以上のバンドの範囲内で）を検出することができる。そして、物品の方の励起放射線の方向がやめられた時間から、それは測定される。ある実施形態では、システムは約700ナノメートルと約2200ナノメートルと間の範囲の発せられた放射線を探知するように構成される。但し、システムは、同様に、低いかより高い波長を有する発せられた放射線を探知するように構成されることができる。
【００６６】
[0071]  時間的挙動を特徴づけている情報、そして、場合によっては、検出、発せられた放射線の強度は、それから分析される。本実施形態によれば、１つまたは複数のバンド内の放射される放射線の減衰時間が決定され、決定がブロック510においてなされ、減衰時間（ｓ）は、減衰時間（s）が乱れた減衰時定数（s）をターゲットに等しいことを示す特定のリン化合物に指定された範囲内にあるか否かを判定する。例えば、指定された範囲は、測定された減衰時間が対応する目標と相関しなければならない精度のレベルが減衰時定数を妨げたことを示すことができる。ある実施形態では、減衰時間(s)は、複数回（例えばt=0、t=0.1ミリ秒、その他）で発せられた放射線の検出強度に基づいて決定されることができる。単一バンド内の減衰時間の測定は物品を認証するための基礎として用いてもよいが、本実施形態では、決定は、代替的強度の比の分析、例えば（複数の帯域で放射された放射線の相対強度を分析することによって製造することができるの他の実施形態では）、複数の帯域で放射される。相対的な強度を使用している分析は絶対の強度評価より望ましくてもよい。−その理由は、次のことにある。さまざまな要因、直ちに説明可能ではならない、読んでいる絶対の強度の精度に影響を及ぼすことができる。例えば、放出される放射線の強度は、土壌、及び/又は、物品又は認証機能、認証機能の印刷、光学的形状、基板の反射率は、基板のサイズおよび形状内の光散乱の変化に着るいくつかの要因を挙げれば物品、励起放射の浸透深さ対基板厚さ、及びレーザのパワーレベルの影響を受ける可能性がある。
【００６７】
[0072]  このシステムは、「真正」であると物品を識別し、ブロック914において、対応するアクションをとることができる。例えば、システムによって確実性のユーザ-認知可能な指示を生じることができ、および／または、ルートの方へ物品を送るシステムまたは確実な物品に指定されるビンのルーティングコンポーネントが生じることができる。別の方法として、判定は、比較値が認証パラメータと有利に同等であると見なさない（又は、場合により、減衰時定数は許容される崩壊時間の範囲と有利に同等であると見なさない）と判断したとき、 このシステムは、「非真正」であると物品を識別してもよく、ブロック918において、対応するアクションをとることができる。例えば、システムによって非確実性のユーザ-認知可能な指示を生じることができ、および／または、ルートの方へ物品を送るシステムまたは出所不明の物品に指定されるビンのルーティングコンポーネントが生じることができる。
【００６８】
[0073]  図10は、例示の実施形態による蛍光体を含有する材料を含む物品1000の断面図を表す。例えば、物品1000の実施形態が、埋め込みおよび／または表層の応用認証機能1010、1020および／または物品1000を含むことができ、物品1000の一つ以上のコンポーネントの範囲内で、均一にまたは不規則に分散する蛍光体分子1030（例えば、基板1002、および／または、一つ以上の層または物品の他のコンポーネントの範囲内）などを含めることができる。認証機能1010、1020および粒子1030のさまざまな相対的な寸法は、図10において一定の縮尺ではない。物品1000が埋め込みで表層の応用認証機能1010、1020および分子1030を含むために例示されるにもかかわらず、他の物品は1または埋め込み認証機能、表層-応用認証機能および分散した蛍光体分子の組合せを含むことができる。たった一つの埋め込み認証機能1010、1020の各々が図10に示されているが、最終的に、物品は認証機能1010、1020のいずれかのタイプの複数を含むことができる。
【００６９】
[0074]  物品1000は、基板1002（それは堅くてもよいか可撓性でもよい）を含む、そして、さまざまな実施形態では、それは一つ以上の層またはコンポーネントから形成されることができる。様々な実施形態の蛍光体化合物は、物品の異なるタイプの広大な配列と組み合わせて使用することができるように、基板1002の様々な構成は、枚挙にいとまがない。したがって、単純な、一体的基板1002が図10において例示されるにもかかわらず、基板1002が様々な異なる構成のいずれかを有することができると理解される。また、無生物、固体物品がここで説明されているが、ある実施形態では、「物品」は、ヒト、動物、生体試料、液体試料、および実質的に任意の他の物体または材料を含んでもよいことを理解すべきである。
【００７０】
[0075]  ある実施形態では、埋め込み認証機能1010は、一つ以上の剛性であるか可撓性材料、または、蛍光体化合物を含む。例えば、埋め込み認証機能1010は、独立した装置、剛性であるか可撓性基板、偽造防止糸または他の種類の構造の形で構成されることができる。さまざまな実施形態では、埋め込み認証機能1010は基板1002の厚み1004まで、約1ミクロンの範囲の厚み1012を有することができ、埋め込み認証機能1010は幅および基板1002の長さ以下である幅および長さを有することができる。
【００７１】
[0076]  例えば、表層-応用認証機能1020は、それが一つ以上の剛性であるか可撓性材料を含む印刷認証機能または認証機能であってもよく、または、実施形態によっては蛍光体化合物が含まれる。例えば、表層-応用認証機能1020は、インク、顔料、コーティングまたは前述したように蛍光体化合物を含む塗料から成ることができる。あるいは、表面適用認証機能1020は、蛍光化合物が中にまたはその上に含まれている剛性または可撓性材料からなり、次いで、基板を接着又は他の方法で物品基材1002の表面に取り付けられる。さまざまな実施形態によれば、表層-応用認証機能1020は、約1ミクロン以上の厚み1022を有することができ、表層-応用認証機能1020は幅および基板1002の長さ以下である幅および長さを有することができる。
【００７２】
[0077]  図10に示すようにまたは他の実施形態の物品1000（例えば、物品の一つ以上の層またはその他コンポーネントの範囲内で）の一つ以上の他のコンポーネントの範囲内で、蛍光体分子1030は、基板1002の範囲内で均一にまたは不規則に分散することができる。例えば、蛍光体分子1030は、分子1030を基板1002または他のコンポーネントのためのベース材料（例えば製紙用パルプ、プラスチック・ベース樹脂など）に混入することによっておよび／または基板1002または他のコンポーネントに分子1030のコロイド分散を注入することによって基板1002または他のコンポーネントの範囲内で分散することができる。含浸は、滴下、又は溶射法、印刷法により、実施することができる。ある実施形態では、蛍光体分子1030は1ミクロンから20ミクロンまで範囲の粒子サイズを有することができる。但し、蛍光体粒子1030はより小さくてもよく、同様に、上の所定のレンジより、大きくてもよい。
【００７３】
[0078]  さまざまな実施形態では、物品1000は、身分証明書、運転免許証、パスポート、識別書類、銀行券、検査、文書、紙、株券、包装コンポーネント、クレジットカード、バンク・カード、ラベル、封止、郵便切手、液体、人間、動物および生物学的サンプルを包含するグループから選択される物品のいかなるタイプであってもよいが、これに限定されるものではない。基板1002は、様々な形の基板のいずれであってもよく、紙、重合体、ガラス、金属、織物および繊維を含むグループから選択される一つ以上の材料を含むが、これに限定されるものではない。
【００７４】
[0079]  少なくとも一つの典型的な実施形態が前述の詳細な説明に示されると共に、非常に多くのバリエーションが存在すると認められなければならない。典型的な実施形態は例示だけであって、いかなる形であれ範囲、適用性または発明の内容の構成を制限することを目的としないことはまた、認められなければならない。むしろ、前述の詳細な説明は、技術を示す従来技術において本発明の典型的な実施形態を実行するための便利なロードマップを有し、それによく理解されている非常にさまざまな変化であることを提供する機能および特許請求の範囲に記載したように本発明の範囲内において、典型的な実施形態およびそれらの均等の範囲に記載されている要素の配置でなされることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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