RU2344046C1 - Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document - Google Patents
Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344046C1 RU2344046C1 RU2007146824/12A RU2007146824A RU2344046C1 RU 2344046 C1 RU2344046 C1 RU 2344046C1 RU 2007146824/12 A RU2007146824/12 A RU 2007146824/12A RU 2007146824 A RU2007146824 A RU 2007146824A RU 2344046 C1 RU2344046 C1 RU 2344046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric field
- protection element
- phosphor
- electroluminescence
- luminescence
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и средствам защиты от подделки ценных бумаг и изделий с использованием защитных элементов электролюминесцентного типа, а также к средствам детектирования таких защитных элементов в процессе идентификации (контроля подлинности) изделий. Преимущественная область использования: определение подлинности банкнот, ценных бумаг и кредитных документов, а также стандартизованных знаков соответствия.The invention relates to methods and means of protection against counterfeiting of securities and products using protective elements of the electroluminescent type, as well as to means for detecting such protective elements in the process of identification (authentication) of products. Primary area of use: determination of the authenticity of banknotes, securities and credit documents, as well as standardized signs of conformity.
Для защиты бумаг и изделий от подделки в настоящее время используются различные методы, одним из которых является создание специальных люминесцирующих защитных элементов, наносимых на само изделие и на его упаковку. В обычных условиях метки не видны, однако при специальном возбуждении области, в структуру которой введен (или нанесен на ее поверхность) люминесцирующий материал, возникает излучение в оптической или близких к ней областях спектра. Излучение регистрируется визуально или с помощью соответствующих фотоприемников, наличие этого излучения и позволяет отличить качественное ценное изделие от некачественного, полуфабриката или от подделки.Various methods are currently used to protect papers and products from counterfeiting, one of which is the creation of special luminescent protective elements applied to the product itself and to its packaging. Under normal conditions, the marks are not visible, however, with special excitation of the region into whose structure a luminescent material is introduced (or deposited on its surface), radiation arises in the optical or near spectral regions. The radiation is recorded visually or using appropriate photodetectors, the presence of this radiation and allows you to distinguish a high-quality valuable product from low-quality, semi-finished or fake.
Известен способ идентификации ценных изделий с защитными элементами люминесцентного типа, включающий использование люминофора с активатором, в котором в процессе контроля фиксируют свечение в нескольких областях, разнесенных по поверхности изделия, преимущественно одновременно (US 4650320 А, 17.03.1987, G07D 7/12).A known method of identifying valuable products with protective elements of a luminescent type, including the use of a phosphor with an activator, in which during the control process, the glow is recorded in several areas spaced along the surface of the product, mainly simultaneously (US 4650320 A, 03/17/1987, G07D 7/12).
Известно, что составы люминофоров на основе сульфида цинка с медью, марганцем имеют центры люминесценции нескольких уровней (Воробьев В.А. Автореферат докторской диссертации «Физико-химические основы синтеза низковольтных катодолюминофоров», Ставрополь, 2006 г., УДК 546.47-31).It is known that the compositions of phosphors based on zinc sulfide with copper and manganese have several levels of luminescence centers (Vorobev V.A. Abstract of the doctoral dissertation “Physicochemical basis for the synthesis of low-voltage cathodoluminophores”, Stavropol, 2006, UDC 546.47-31).
Известно оптико-электронное устройство для идентификации изделий, основанное на возбуждении в контролируемой зоне электромагнитного поля и сравнении откликов, например US 5519381, опубл. 21.05.1996 г. Недостатком является то, что такое устройство не может контролировать люминесцентные защитные элементы.Known optoelectronic device for identifying products based on the excitation in a controlled area of an electromagnetic field and comparing responses, for example, US 5519381, publ. 05/21/1996, the Disadvantage is that such a device can not control the luminescent protective elements.
По способу возбуждения различают разные виды люминесценции. Фотолюминесценция возникает под воздействием засветки люминофора коротковолновым излучением (как правило, из ультрафиолетовой области). Катодолюминесценция - результат действия на люминофор потоков быстрых электронов, электролюминесценция возникает при прохождении сквозь люминофор электрического тока (постоянного или переменного). Радиолюминесценция возбуждается частицами, которые рождаются в процессе радиоактивного распада ядер веществ, специально вводимых в люминесцирующий слой, при хеми- и биолюминесценции испусканием света сопровождается протекание некоторых химических реакций и т.д. На практике наибольшее применение получила фотолюминесценция. Неорганические и органические люминофоры разных цветов свечения применяются для изготовления источников света (прежде всего - ламп дневного света), люминесцентных красок, используются в качестве добавок в обычные красящие составы (в том числе и в защитных целях, поскольку обнаружить такую добавку можно лишь при засветке ультрафиолетовым излучением). Однако большой набор веществ, способных фотолюминесцировать, не является положительным фактором с точки зрения создания средств защиты ценных изделий, поскольку всегда существует вероятность подделки путем подбора люминофора такого же цвета свечения, как и тот, который вводится в защитный краситель.By the method of excitation, different types of luminescence are distinguished. Photoluminescence occurs under the influence of illumination of a phosphor by short-wave radiation (as a rule, from the ultraviolet region). Cathodoluminescence is the result of the action of fluxes of fast electrons on the phosphor; electroluminescence occurs when an electric current (direct or alternating) passes through the phosphor. Radioluminescence is excited by particles that are produced in the process of radioactive decay of nuclei of substances specially introduced into the luminescent layer, during chemical and bioluminescence the emission of light is accompanied by the occurrence of certain chemical reactions, etc. In practice, photoluminescence has been most widely used. Inorganic and organic phosphors of different glow colors are used for the manufacture of light sources (primarily fluorescent lamps), luminescent paints, and are used as additives in conventional coloring compositions (including for protective purposes, since such an additive can only be detected by exposure to ultraviolet light radiation). However, a large set of substances capable of photoluminescing is not a positive factor from the point of view of creating means of protecting valuable products, since there is always the possibility of falsification by choosing a phosphor of the same glow color as that which is introduced into the protective dye.
Круг материалов, в которых можно возбуждать электролюминесценцию, является существенно более узким. Связано это с тем, что для возбуждения электролюминесценции мало иметь соответствующий материал, требуется создать целую конструкцию, которая и начинает испускать свет под воздействием электрического поля. Различают два вида электролюминесценции: инжекционную и предпробойную. В обоих случаях для возникновения эффекта необходимо создать области типа p-n переходов, границ раздела полупроводник-диэлектрик и т.д. От совершенства таких областей (на уровне кристаллической решетки, слоев молекул) во многом зависит не только яркость свечения всей структуры, но и то, будет ли она светиться вообще. Осуществить же синтез электролюминофора и создать источник излучения на его основе задача существенно более сложная, чем в случае фотолюминофора. Поэтому использование электролюминесценции для целей создания защиты ценных изделий является весьма перспективным.The range of materials in which electroluminescence can be excited is much narrower. This is due to the fact that for the excitation of electroluminescence it is not enough to have the appropriate material, it is necessary to create a whole structure, which begins to emit light under the influence of an electric field. There are two types of electroluminescence: injection and prebreakdown. In both cases, for the effect to occur, it is necessary to create regions such as p-n junctions, semiconductor-insulator interfaces, etc. On the perfection of such regions (at the level of the crystal lattice, layers of molecules), not only the brightness of the glow of the whole structure, but also whether it will glow at all, largely depends. To carry out the synthesis of an electroluminophore and create a radiation source based on it, the task is much more complicated than in the case of a photoluminophore. Therefore, the use of electroluminescence for the purpose of creating protection for valuable products is very promising.
Инжекционная электролюминесценция возникает при прохождении сквозь созданную структуру постоянного электронного тока (типичными представителями излучателей этого типа являются светодиоды). Понятно, что использование в защитных целях люминесценции данного типа затруднительно, так как для этого требуется создание электрической цепи, одним из элементов которой должна являться сама защитная метка. Обеспечить хороший электрический контакт между защитной меткой и источником питания (который, чаще всего, находится вне контролируемого изделия) - достаточно сложная задача.Injection electroluminescence occurs when a constant electron current passes through the created structure (LEDs are typical representatives of this type of emitters). It is clear that the use of this type of luminescence for protective purposes is difficult, since this requires the creation of an electrical circuit, one of the elements of which must be the protective label itself. Providing a good electrical contact between the protective label and the power source (which, most often, is outside the controlled product) is a rather difficult task.
Для возникновения электролюминесценции предпробойного типа непосредственного контакта люминофора и электродов не требуется. Излучатель представляет собой электрический конденсатор (электроды которого могут иметь различную форму). Мелко дисперсный (средний размер зерен порядка 10 мкм) порошок люминофора (точнее, его смесь со связующим диэлектриком) располагается в межэлектродном пространстве. Свечение возникает под действием переменного электрического поля, при этом наличие сквозного тока сквозь структуру является нежелательным, так как процессы ускорения и умножения носителей заряда, возбуждения центров люминесценции и последующего излучения происходят непосредственно в самом зерне люминофора.For the occurrence of electroluminescence of the pre-breakdown type, direct contact of the phosphor and electrodes is not required. The emitter is an electric capacitor (the electrodes of which can have a different shape). A finely dispersed (average grain size of the order of 10 μm) phosphor powder (more precisely, its mixture with a binder dielectric) is located in the interelectrode space. Glow occurs under the influence of an alternating electric field, and the presence of a through current through the structure is undesirable, since the processes of acceleration and multiplication of charge carriers, excitation of luminescence centers and subsequent radiation occur directly in the phosphor grain itself.
Наиболее широко на практике используются люминофоры на основе сульфида цинка, легированного медью. При синтезе таких люминофоров на поверхности кристаллитов ZnS возникают вкрапления второй фазы, CuxS, где х=2. У границы раздела этих фаз возникают процессы ударного умножения электронов. Возникающая при этом электронная лавина проносится сквозь кристалл, ионизируя на пути атомы решетки, примесные структуры, являющиеся центрами люминесценции. После перемены полярности внешнего напряжения электроны движутся в другом направлении, причем часть из них отдает энергию и рекомбинирует с дырками, захваченными центрами свечения: возникает люминесценция. На переменном напряжении процесс повторяется периодически, и электролюминесценция носит характер кратковременных вспышек, возникающих после перемены полярности напряжения. Поскольку частота переменного поля обычно составляет килогерцы, свечение на глаз воспринимается как непрерывное. Предложение использовать люминофор, работающий в предпробойном режиме, для создания защитных меток на ценном изделии изложено в прототипе - WO 9908881 А1, 25.02.1999, МПК B42D 15/10, который описывает близкое к заявленному устройство.The most widely used in practice are phosphors based on zinc sulfide doped with copper. In the synthesis of such phosphors, intersperses of the second phase, CuxS, occur on the surface of ZnS crystallites, where x = 2. At the interface between these phases, processes of shock multiplication of electrons arise. The resulting electronic avalanche passes through the crystal, ionizing lattice atoms and impurity structures that are luminescence centers on the path. After a change in the polarity of the external voltage, the electrons move in a different direction, and some of them give off energy and recombine with holes captured by the glow centers: luminescence arises. At alternating voltage, the process is repeated periodically, and electroluminescence is in the nature of short bursts that occur after a change in voltage polarity. Since the frequency of the alternating field is usually kilohertz, the glow on the eye is perceived as continuous. The proposal to use a phosphor operating in pre-breakdown mode to create protective labels on a valuable product is described in the prototype WO 9908881 A1, 02.25.1999, IPC B42D 15/10, which describes a device that is close to the claimed one.
Согласно данному, известному из уровня техники техническому решению, люминесцирующая область формируется на поверхности или в самом слое вещества-носителя (например, ценного изделия), а затем на ее поверхность наносится опознавательный элемент обычного типа, допускающий визуальную или механическую проверку подлинности изделия. Люминесцирующая область светится в результате внешнего воздействия: оптического (фотолюминесценция), механического или электрического (электролюминесценция) типа, являясь, по существу, источником фоновой подсветки, которая позволяет распознать нанесенный поверх этой поверхности опознавательный элемент.According to this technical solution known from the prior art, a luminescent region is formed on the surface or in the layer of the carrier substance (for example, a valuable product), and then a conventional type identification element is applied on its surface, allowing visual or mechanical verification of the authenticity of the product. The luminescent region glows as a result of external influences: optical (photoluminescence), mechanical or electrical (electroluminescence) type, being, in essence, a source of background illumination, which makes it possible to recognize the identification element applied over this surface.
Недостатком как вышеописанных аналогов, так и прототипа является недостаточная степень защиты ценного изделия вследствие использования люминофоров, цвет свечения которых остается неизменным. В то же время, применяя специально разработанные люминофоры, спектр электролюминесценции которых зависит от параметров возбуждающего напряжения, можно качественным образом повысить степень защищенности ценного изделия.The disadvantage of both the above analogues and the prototype is the lack of protection of a valuable product due to the use of phosphors, the color of which remains unchanged. At the same time, using specially designed phosphors, the electroluminescence spectrum of which depends on the parameters of the exciting voltage, it is possible to qualitatively increase the degree of security of a valuable product.
Задачей заявленного изобретения является создание способа идентификации ценных изделий с защитными элементами люминесцентного типа, самого защитного элемента и оптико-электронного блока для его регистрации, которые в совокупности позволяли бы повысить степень защиты изделий за счет использования в качестве люминесцентного материала защитных элементов - электролюминофоров с центрами люминесценции, по меньшей мере, двух различных энергетических уровней, интегральный цвет свечения которых определяется частотой возбуждающего электрического поля.The objective of the claimed invention is to provide a method for identifying valuable products with protective elements of the luminescent type, the protective element itself and the optoelectronic unit for its registration, which together would make it possible to increase the degree of protection of products through the use of protective elements as luminescent material - electroluminophores with luminescence centers at least two different energy levels, the integral color of which is determined by the frequency of the exciting electron Cesky field.
Поставленная задача решается способом идентификации ценного изделия с защитным элементом люминесцентного типа, содержащим слой люминофора с активатором в виде примесной добавки, дискретные физические структуры которой функционально являются центрами люминесценции, путем возбуждения в зоне размещения защитного элемента переменного электрического поля заданной частоты, посредством которого в слое люминофора активируют электролюминесценцию предпробойного типа, после чего осуществляют регистрацию заданных параметров излучения электролюминесценции для последующей идентификации изделия в отношении его подлинности, в котором в качестве люминофора используют состав с центрами электролюминесценции, по меньшей мере, двух энергетических уровней в запрещенной зоне люминофора, а интегральный цвет свечения люминофора определяется расположением уровней в запрещенной зоне и частотой возбуждающего электрического поля, при этом возбуждение центров электролюминесценции в разных зонах размещения защитного элемента осуществляют электрическим полем различной частоты, а в процессе регистрации параметров излучения фиксируют интегральный цвет свечения возбужденных центров электролюминесценции, по меньшей мере, в двух, разнесенных по плоскости защитного элемента зонах.The problem is solved by the method of identifying a valuable product with a luminescent type protective element containing a phosphor layer with an activator in the form of an impurity additive, discrete physical structures of which are functionally luminescence centers, by exciting a variable frequency field of a given frequency in the area of the protective element by means of which in the phosphor layer they activate the electroluminescence of the prebreakdown type, and then register the set parameters of the radiation of ele ctroluminescence for subsequent identification of the product with respect to its authenticity, in which a composition with electroluminescence centers of at least two energy levels in the band gap of the phosphor is used as the phosphor, and the integral color of the glow of the phosphor is determined by the location of the levels in the band gap and the frequency of the exciting electric field, the excitation of the centers of electroluminescence in different areas of the protective element is carried out by an electric field of different frequencies, and in during the registration of radiation parameters, the integral glow color of the excited electroluminescence centers is recorded in at least two zones spaced along the plane of the protective element.
При этом в качестве люминофоров используют составы системы А2В6, например цинксульфидный электролюминофор, легированный медью.In this case, the compositions of the A 2 B 6 system are used as phosphors, for example, a copper-doped zinc sulfide phosphor.
Кроме того, в качестве люминофоров используют составы А2В6, например цинксульфидный электролюминофор, легированный марганцем.In addition, as the phosphors, compositions A 2 B 6 are used , for example, a manganese doped zinc sulfide electroluminophore.
Кроме того, фиксируют интегральный цвет свечения в зонах одновременно.In addition, they fix the integral color of the glow in the zones at the same time.
Задача решается также защитным элементом люминесцентного типа для идентификации ценных изделий, содержащим слой люминофора с активатором в виде примесной добавки, дискретные физические структуры которой функционально являются центрами люминесценции, активирующими в слое люминофора электролюминесценцию предпробойного типа под воздействием переменного электрического поля заданной частоты, в котором в качестве люминофора используют состав с центрами электролюминесценции, по меньшей мере, двух уровней, интегральный цвет свечения которых определяется частотой возбуждающего электрического поля.The problem is also solved by a luminescent type protective element for identifying valuable products, containing a phosphor layer with an activator in the form of an impurity additive, discrete physical structures of which are functionally luminescence centers, activating prebreakdown type electroluminescence in the phosphor layer under the influence of an alternating electric field of a given frequency, in which phosphors use a composition with centers of electroluminescence of at least two levels, the integral color of the glow oryh determined by the frequency of the exciting electric field.
При этом в качестве люминофоров используют составы системы А2В6, например цинксульфидный электролюминофор, легированный медью.In this case, the compositions of the A 2 B 6 system are used as phosphors, for example, a copper-doped zinc sulfide phosphor.
Кроме того, в качестве люминофоров используют составы А2В6, например цинксульфидный электролюминофор, легированный марганцем.In addition, as the phosphors, compositions A 2 B 6 are used , for example, a manganese doped zinc sulfide electroluminophore.
Задача решается также оптико-электронным блоком для идентификации защитного элемента люминесцентного типа, включающим генератор переменного электрического поля с системой электродов и средство регистрации параметров излучения, возбуждаемого в слое люминофора с активатором в виде примесной добавки, дискретные физические структуры которой функционально являются центрами люминесценции, активирующими в люминофоре электролюминесценцию предпробойного типа под воздействием переменного электрического поля заданной частоты, в котором генератор электрического поля выполнен, по меньшей мере, двухканальным, с возможностью создания, посредством каждой пары электродов, упомянутой системы переменного электрического поля различной частоты, возбуждающего в слое люминофора электролюминесценцию с различным цветом свечения в разных областях идентифицируемого защитного элемента, для чего пары электродов упомянутой системы пространственно разнесены вдоль слоя люминофора, представляющего собой состав с центрами электролюминесценции, по меньшей мере, двух уровней, интегральный цвет свечения которых определяется частотой возбуждающего электрического поля.The problem is also solved by an optical-electronic unit for identifying a luminescent type protective element, including an alternating electric field generator with a system of electrodes and a means for recording radiation parameters excited in the phosphor layer with an activator in the form of an impurity additive, whose discrete physical structures are functionally luminescence centers that activate in luminophore electroluminescence of prebreakdown type under the influence of an alternating electric field of a given frequency, in which the electric field generator is made at least two-channel, with the possibility of creating, by means of each pair of electrodes, the aforementioned system of an alternating electric field of different frequencies, exciting electroluminescence in the phosphor layer with a different glow color in different regions of the identified protective element, for which a pair of electrodes of the said system spatially spaced along the phosphor layer, which is a composition with electroluminescence centers of at least two levels, the integral first color of light is determined by the frequency of the exciting electric field.
Поставленная задача решается также защищенным от подделки материалом, таким как бумага, пластик, ткань и иные материалы для изготовления банкнот, ценных бумаг, кредитных карт, документов, свидетельств и иных подобных изделий, содержащих элемент по любому из пунктов 5, или 6, или 7 формулы изобретения.The task is also solved by material protected from counterfeiting, such as paper, plastic, fabric and other materials for the manufacture of banknotes, securities, credit cards, documents, certificates and other similar products containing an element according to any one of paragraphs 5, 6, or 7 claims
Поставленная задача решается также защищенным от подделки ценным документом, таким как банкнота, ценная бумага, кредитная карта, свидетельство и иной подобный документ, снабженным защитным элементом по любому из пунктов 5, или 6, или 7 заявленной формулы изобретения, и который допускает возможность, по меньшей мере, визуального его контроля.The task is also solved by a security document protected from counterfeiting, such as a banknote, security, credit card, certificate and other similar document, equipped with a security element according to any one of paragraphs 5, 6, or 7 of the claimed claims, and which allows, according to at least its visual control.
Изобретения иллюстрируются графическими материалами.The invention is illustrated by graphic materials.
Фиг.1 - зонная схема электролюминофора с центрами свечения (зеленый и голубой) разного типа (уровня).Figure 1 is a zone diagram of an electroluminophore with centers of luminescence (green and blue) of different types (levels).
Фиг.2 - пример расположения защитного электролюминесцирующего элемента на ценном изделии (А - ценное изделие, В - область, в которой размещен защитный люминесцирующий элемент).Figure 2 is an example of the location of the protective electroluminescent element on a valuable product (A is a valuable product, B is the region in which the protective luminescent element is placed).
Фиг.3 - пример возможного варианта расположения групп электродов, обеспечивающих возбуждение электролюминесценции в двух разнесенных областях защитного элемента на двух заданных частотах.Figure 3 is an example of a possible arrangement of groups of electrodes providing excitation of electroluminescence in two spaced apart regions of the protective element at two predetermined frequencies.
Фиг.4 - пример практической реализации схемы оптико-электронного блока для выявления защитных электролюминесцентных эффектов.Figure 4 is an example of a practical implementation of a circuit of an optoelectronic unit for detecting protective electroluminescent effects.
Фиг.5 - цветовая диаграмма (точке I соответствует излучение, возникающее при возбуждении используемого электролюминофора на частоте питающего напряжения 400 Гц, точке II - излучение, возникающее при возбуждении напряжением с частотой 4000 Гц).5 is a color chart (point I corresponds to the radiation that occurs when the used electroluminophore is excited at a frequency of a supply voltage of 400 Hz, point II - radiation that occurs when a voltage is excited with a frequency of 4000 Hz).
С физической точки зрения способ идентификации ценных изделий реализуется следующим образом.From a physical point of view, the method of identifying valuable products is implemented as follows.
Пример 1. В качестве идентификационной защитной метки используют защитный элемент, который включает слой люминофора с активатором в виде примесной добавки. Дискретные физические структуры примесной добавки функционально являются центрами люминесценции. В зоне размещения упомянутого защитного элемента возбуждают переменное электрическое поле заданной частоты, посредством которого в люминофоре активируют электролюминесценцию предпробойного типа. После чего осуществляют регистрацию заданных параметров излучения люминесценции для последующей идентификации изделия в отношении его подлинности. Отличительными особенностями способа является следующее. В качестве электролюминофора используют состав с центрами люминесценции, по меньшей мере, двух уровней, при этом интегральный цвет свечения определяется расположением уровней в запрещенной зоне и частотой возбуждающего электрического поля. Возбуждение электролюминофора в разных областях защитного элемента и/или в различные моменты времени осуществляют электрическим полем различной частоты. В процессе регистрации параметров излучения фиксируют интегральный цвет свечения возбужденных центров люминесценции, по меньшей мере, в двух, разнесенных по плоскости защитного элемента областях, преимущественно одновременно.Example 1. As an identification security label, a security element is used that includes a phosphor layer with an activator in the form of an impurity additive. The discrete physical structures of the impurity additive are functionally luminescence centers. In the zone of placement of the said protective element, an alternating electric field of a given frequency is excited, by means of which electroluminescence of the pre-breakdown type is activated in the phosphor. Then carry out the registration of the specified parameters of the luminescence radiation for subsequent identification of the product in relation to its authenticity. Distinctive features of the method is the following. As an electroluminophore, a composition with luminescence centers of at least two levels is used, the integral color of the glow being determined by the location of the levels in the forbidden zone and the frequency of the exciting electric field. The excitation of the electroluminophore in different areas of the protective element and / or at different points in time is carried out by an electric field of different frequencies. In the process of recording radiation parameters, the integral color of the glow of the excited luminescence centers is recorded in at least two regions spaced along the plane of the protective element, mainly simultaneously.
В качестве люминофора использовали в примере цинксульфидный электролюминофор, легированный марганцем.The phosphor used in the example was a zinc sulfide electroluminophore doped with manganese.
Ценное изделие А содержит область В (фиг.2), формируемую, например, на поверхности изделия А методом трафаретной печати, способную светиться в переменном электрическом поле. Для этих целей используется люминофорно-диэлектрическая смесь, причем диэлектрик сам может иметь окраску, что позволяет создавать рисунок (опознаваемый элемент) обычного типа, допускающий визуальную или механическую проверку защиты изделия. Для возбуждения свечения защитная область прижимается к системам (например, к двум), преимущественно гребенчатых прозрачных электродов (материалом которых может являться, например, двуокись олова), нанесенных на прозрачную (например, стеклянную) подложку. Электрическое напряжение подается на обе системы электродов. На первую систему - одной частоты, на вторую - другой частоты, одновременно или в различные моменты времени. Возможна также подача частотно-модулированного напряжения на обе системы электродов. Возникающее свечение в разных областях защитного элемента фиксируется фотоприемными средствами.Valuable product A contains a region B (FIG. 2), formed, for example, on the surface of product A by screen printing, capable of glowing in an alternating electric field. For these purposes, a phosphor-dielectric mixture is used, and the dielectric itself can be colored, which allows you to create a pattern (identifiable element) of the usual type, allowing visual or mechanical verification of the protection of the product. To excite the glow, the protective region is pressed against systems (for example, two), mainly comb transparent electrodes (the material of which may be, for example, tin dioxide) deposited on a transparent (for example, glass) substrate. Electrical voltage is applied to both electrode systems. To the first system - of one frequency, to the second - of another frequency, simultaneously or at different points in time. It is also possible to supply a frequency-modulated voltage to both electrode systems. The resulting glow in different areas of the protective element is fixed by photodetector means.
Для достижения технического результата - повышения степени защищенности ценного изделия - на практике был использован цинксульфидный электролюминофор, меняющий цвет свечения в зависимости от частоты возбуждающего переменного электрического поля. Достигнутый результат подтверждается фиг.5, на которой изображена цветовая диаграмма, соответствующая свечению использованного в изделии люминофора. Точка I соответствует возбуждению на частоте 400 Гц (излучение на глаз воспринимается как желто-зеленое), точка II - возбуждению на частоте 4000 Гц (излучение имеет отчетливую голубую компоненту).To achieve a technical result - to increase the degree of security of a valuable product - in practice, a zinc sulfide electroluminophore was used, which changes the color of the glow depending on the frequency of the exciting alternating electric field. The achieved result is confirmed by figure 5, which shows a color chart corresponding to the glow used in the product phosphor. Point I corresponds to excitation at a frequency of 400 Hz (radiation to the eye is perceived as yellow-green), point II corresponds to excitation at a frequency of 4000 Hz (radiation has a distinct blue component).
Пример 2.Example 2
Все действия осуществляли как в примере 1, но в качестве люминофора использовали в примере цинксульфидный электролюминофор, легированный медью.All actions were carried out as in example 1, but as the phosphor used in the example zinc sulfide electroluminophore doped with copper.
Характеристика защитного элемента, используемого для реализации заявленного способа идентификации, полностью вытекает из вышеприведенного описания (поскольку они однозначно взаимосвязаны) и более подробного описания не требует.The characteristic of the security element used to implement the claimed identification method follows entirely from the above description (since they are uniquely interconnected) and does not require a more detailed description.
Технический результат достигается посредством того, что цвет свечения электролюминофора, как известно, определяется не только природой центров люминесценции, вводимых в его основу, но и частотой возбуждающих напряжений, U1 и U2 по фиг.3 (т.е. частотой генерируемого переменного электрического поля). Время, в течение которого длится возбуждающий импульс, в итоге определяет, какие центры люминесценции успеют захватить дырки для последующей рекомбинации и какая доля этих дырок успеет за один период изменения поля (период возбуждения) прорекомбинировать с электронами. В электролюминофоре можно создать центры люминесценции нескольких типов (уровней), характеризуемых разной энергетической глубиной залегания в запрещенной зоне. От того, какие из этих центров успеют принять участие в создании световых импульсов, зависит общий (интегральный) цвет свечения электролюминофора. Как правило, уменьшение периода возбуждения (повышение частоты напряжения питания) сопровождается сдвигом спектра электролюминесценции цинксульфидных электролюминофоров в коротковолновую область: «зеленые» люминофоры становятся «зелено-голубыми», «желто-зеленые» - «лимонно-желтыми» и т.д. Существует такие люминофоры, изменение (на порядок) частоты возбуждения которых приводит к отчетливому эффекту изменения цвета свечения, фиксируемого как глазом, так и фотоприемными устройствами. Синтез подобных люминофоров требует проведения специальных, достаточно трудоемких исследований и построения соответствующей производственной базы. То есть воспроизвести рассматриваемый в рамках данного изобретения эффект несанкционированным образом (и тем самым преодолеть защиту ценного изделия) весьма затруднительно. Объясняется это тем, что, как ранее указывалось, различная глубина залегания соответствующих уровней центров люминесценции регламентирует неодинаковую вероятность захвата ими дырок и, соответственно, возможность варьирования их вкладов в формирование интегрального спектра электролюминесценции при изменении времени, отводимого на этот процесс (путем повышения или понижения частоты возбуждающего напряжения), находится в достаточно широких пределах.The technical result is achieved by the fact that the color of the glow of the electroluminophore, as is known, is determined not only by the nature of the luminescence centers introduced into its base, but also by the frequency of the exciting voltages, U 1 and U 2 in Fig. 3 (i.e., the frequency of the generated alternating electric fields). The time during which the exciting pulse lasts, ultimately determines which luminescence centers have time to capture the holes for subsequent recombination and what fraction of these holes have time to recombine with the electrons in one field change period (excitation period). In the electroluminophore, it is possible to create luminescence centers of several types (levels), characterized by different energy depths in the forbidden zone. The general (integral) color of the glow of the electroluminophore depends on which of these centers have time to take part in the creation of light pulses. As a rule, a decrease in the excitation period (increase in the frequency of the supply voltage) is accompanied by a shift in the electroluminescence spectrum of zinc sulfide electroluminophores to the short-wavelength region: “green” phosphors become “green-blue”, “yellow-green” - “lemon yellow”, etc. There are such phosphors, a change (by an order of magnitude) in the frequency of excitation of which leads to a distinct effect of a change in the color of the glow recorded by both the eye and photodetectors. The synthesis of such phosphors requires special, rather laborious studies and the construction of an appropriate production base. That is, it is very difficult to reproduce the effect considered in the framework of this invention in an unauthorized manner (and thereby overcome the protection of a valuable product). This is explained by the fact that, as previously indicated, different depths of the corresponding levels of the luminescence centers regulate the unequal probability of hole capture by them and, accordingly, the possibility of varying their contributions to the formation of the integrated electroluminescence spectrum when changing the time allotted to this process (by increasing or decreasing the frequency exciting voltage), is in a fairly wide range.
На фиг.4 представлен пример практической реализации общей схемы оптико-электронного блока для выявления защитных электролюминесцентных эффектов.Figure 4 presents an example of a practical implementation of the general scheme of an optoelectronic unit for detecting protective electroluminescent effects.
Позициями обозначены: 1 - область люминесценции защищенного изделия; 2 - подложка прозрачная; 3 - группы (две) прозрачных электродов, преимущественно гребенчатой формы; 4 - блок питания (генератор переменного электрического поля) с двумя каналами, с выхода которых на группы 3 электродов подаются два переменных электрических сигнала разной частоты; 5 и 6 - фотоприемные средства, настроенные на разные спектральные области свечения, возникающего при электролюминесценции на разных частотах возбуждающего напряжения в разных зонах люминесцирующей области 1.The positions indicated: 1 - luminescence region of the protected product; 2 - the substrate is transparent; 3 - groups (two) of transparent electrodes, mainly comb-shaped; 4 - power supply unit (alternating electric field generator) with two channels, from the output of which two alternating electrical signals of different frequencies are fed to groups of 3 electrodes; 5 and 6 - photodetector means tuned to different spectral regions of the glow that occurs during electroluminescence at different frequencies of the exciting voltage in different zones of the luminescent region 1.
Оптико-электронный блок для идентификации защитного элемента люминесцентного типа включает генератор переменного электрического поля (блок 4 питания) с системой электродов и средства 5 и 6 регистрации параметров излучения, возбуждаемого в слое люминофора. Как следует из вышесказанного, данный блок предназначен для работы исключительно с электролюминофорами с активаторами в виде примесных добавок, дискретные физические структуры которых функционально являются центрами люминесценции, активирующими в люминофоре электролюминесценцию предпробойного типа под воздействием переменного электрического поля заданной частоты. Генератор электрического поля выполнен, по меньшей мере, двухканальным с возможностью создания посредством каждой пары (группы 3) электродов упомянутой системы переменного электрического поля различной частоты, возбуждающего в слое люминофора электролюминесценцию с различным цветом свечения в разных областях исследуемого агента подлинности. Для чего пары электродов упомянутой системы пространственно разнесены вдоль слоя электролюминофора, представляющего собой состав с центрами люминесценции, по меньшей мере, двух уровней, относительное пространственное расположение которых характеризуется глубиной их залегания в слое люминофора, а интегральный цвет свечения определяется частотой возбуждающего электрического поля.An optical-electronic unit for identifying a protective element of a luminescent type includes an alternating electric field generator (power unit 4) with an electrode system and means 5 and 6 for recording radiation parameters excited in the phosphor layer. As follows from the above, this unit is designed to work exclusively with electroluminophores with activators in the form of impurity additives, discrete physical structures of which are functionally luminescence centers that activate pre-breakdown type electroluminescence in a phosphor under the influence of an alternating electric field of a given frequency. The electric field generator is made at least two-channel with the possibility of creating by each pair (group 3) of electrodes of the said system an alternating electric field of different frequencies, exciting electroluminescence in the phosphor layer with a different glow color in different areas of the investigated authenticity agent. For this, the pairs of electrodes of the mentioned system are spatially spaced along the electroluminophore layer, which is a composition with luminescence centers of at least two levels, the relative spatial arrangement of which is characterized by their depth in the phosphor layer, and the integral color of the glow is determined by the frequency of the exciting electric field.
Таким образом, как следует из приведенных примеров все объекты настоящего изобретения успешно и с высокой степенью надежности могут быть использованы для защиты и идентификации ценных изделий от подделки с использованием защитных элементов (меток) электролюминесцентного типа.Thus, as follows from the above examples, all objects of the present invention can be successfully and with a high degree of reliability used to protect and identify valuable products from counterfeiting using protective elements (tags) of the electroluminescent type.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146824/12A RU2344046C1 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146824/12A RU2344046C1 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2344046C1 true RU2344046C1 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=40375976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007146824/12A RU2344046C1 (en) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2344046C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672708C2 (en) * | 2013-12-19 | 2018-11-19 | Бундесдруккерай Гмбх | Zinc-sulphide phosphor having photo- and electroluminescent properties, process for producing same, and security document, security feature and method for detecting same |
| RU2698428C2 (en) * | 2015-06-02 | 2019-08-26 | Сикпа Холдинг Са | Methods of producing layers with optical effect |
-
2007
- 2007-12-19 RU RU2007146824/12A patent/RU2344046C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672708C2 (en) * | 2013-12-19 | 2018-11-19 | Бундесдруккерай Гмбх | Zinc-sulphide phosphor having photo- and electroluminescent properties, process for producing same, and security document, security feature and method for detecting same |
| RU2698428C2 (en) * | 2015-06-02 | 2019-08-26 | Сикпа Холдинг Са | Methods of producing layers with optical effect |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4897300A (en) | Security paper | |
| US4451521A (en) | Security paper with authenticity features in the form of substances luminescing only in the invisible region of the optical spectrum and process for testing the same | |
| US9250183B2 (en) | Luminescent materials, articles incorporating luminescent materials, and methods for performing article authentication | |
| JP6138790B2 (en) | Articles with disturbed radiation characteristics and methods and apparatus for their authentication | |
| RU2578316C2 (en) | Protected structure containing phosphorescent and fluorescent compositions | |
| EP0267215A1 (en) | Marking of articles. | |
| KR102337359B1 (en) | Zinc sulphide phosphor having photo- and electroluminescent properties, process for producing same, and security document, security feature and method for detecting same | |
| KR101465274B1 (en) | Authenticity mark in the form of luminescent substances | |
| EA036333B1 (en) | Method for authenticating a security marking utilizing long afterglow emission, and security marking comprising one or more afterglow compounds | |
| KR20120115313A (en) | Controlling the detectability of an article and method for authenticating the article | |
| JP2001514986A (en) | Valuable / counterfeit prevention products with luminescence elements | |
| KR101425692B1 (en) | An authenticity feature in the form of a luminescent substance, a document of value comprising the same, a security element comprising the same, and a test method for authenticity testing thereof | |
| BRPI0920678B1 (en) | SECURITY MARK BASED ON LUMINESCENCE EMITTING MATERIALS, VALUE OR SECURITY DOCUMENT AND PROCESS FOR VERIFICATION OF A SECURITY MARK | |
| RU2344046C1 (en) | Identification method for valuable item with protection element of luminescent type, protection element, optic electronical unit for protection element identification, counterfeit-protected material and counterfeit-protected valuable document | |
| RU2232422C2 (en) | Important document | |
| CN102114743B (en) | Marketable file and method for identifying same | |
| US20120153184A1 (en) | Luminescent phosphor-containing materials, and methods for their production and use in authenticating articles | |
| RU2607816C2 (en) | Security feature having several components | |
| RU2639807C1 (en) | Protective element for polygraphic products and fraud-proof polygraphic product | |
| US20200071610A1 (en) | Luminescent phosphor systems, methods of preparing the same, and articles including the same | |
| RU2720464C1 (en) | Method of marking anti-counterfeit object, method of identifying marking and marking identification device | |
| RU2725599C1 (en) | Composite material for marking a material object | |
| US20230409844A1 (en) | Method for Labelling Products with an Optical Security Feature with a Temporal Dimension | |
| Ranga et al. | Mechanoluminescence in anticounterfeiting | |
| AU2012300280B2 (en) | Articles with confounded emission characteristics and methods and apparatus for their authentication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171220 |