專利名稱：信息圖案載體及信息圖案的光學讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷有條形碼或QR碼等信息圖案的信息記錄介質(zhì)或管理對象物等信息圖案載體及該信息圖案的光學讀取方法。
背景技術(shù)：
近年來，對于各種物品、各種預付卡或通行卡等，通過印刷上條形碼或QR碼等信息圖案，并采用光學讀取裝置來讀取該信息圖案，由此進行各種物品、各種預付卡或通行卡的管理或認證檢驗。在這種情況下，提出了多種安全系統(tǒng)，這些安全系統(tǒng)通過對信息圖案實施有防偽處理，并利用光學讀取系統(tǒng)讀取該信息，來判別信息圖案是否是偽造的。在專利文獻1中，公開了一種光學讀取裝置，其通過印刷含有熒光體的條形碼等信息圖案，對該信息圖案照射半導體激光而使熒光體激發(fā)，并接受從熒光體發(fā)出的熒光而用光學讀取裝置讀取信息圖案。在該裝置中，在讀取時來自半導體激光二極管的激發(fā)光和來自熒光體的熒光的波長的峰相互分開，因此只能讀取熒光體的發(fā)光光譜。在該安全系統(tǒng)中，由于難以偽造熒光體標識和難以偽造讀取熒光體標識的技術(shù)，因此能夠具有比較高的安全性。在專利文獻2中，提出了可比采用半導體激光二極管的裝置更小型化的、且成本廉價的采用了發(fā)光二極管的光學讀取系統(tǒng)。該光學讀取系統(tǒng)以光學方式讀取用非可見油墨印刷的印刷層，熒光體由添加了釹作為活化元素的無機氧化物構(gòu)成。在該熒光體中，激發(fā)熒光體的發(fā)光元件的發(fā)光中心波長與接受來自印刷層的熒光的受光元件的可受光的波長區(qū)域分開。因而，即使在激發(fā)光的照射中采用波長寬度比半導體激光二極管寬的發(fā)光二極管， 激發(fā)光和熒光體的發(fā)光也不重合，在讀取時通過讀取激發(fā)光來防止產(chǎn)生誤判定。在該技術(shù)中，由于信息圖案是非可見的，因此除了讀取時以外，不會注意到信息圖案的存在，從而具有高的安全性。再有，在專利文獻3中，公開了含有金屬粒子的光數(shù)據(jù)載體，其中，由作為照射吸收的結(jié)果的熱膨脹所引起的數(shù)據(jù)載體的體積增加成為所吸收的光向長波長位移的原因。專利文獻1 日本特開2001-52108號公報專利文獻2 日本特開平6-274677號公報專利文獻3 日本特開2008-512807號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在專利文獻1的光學讀取裝置中，采用半導體激光二極管作為光源，因此光源的驅(qū)動電路復雜且大型化，使光學讀取裝置的成本高漲。此外，本申請發(fā)明者就專利文獻2的光學讀取系統(tǒng)進行了測試，結(jié)果是，發(fā)生不能讀取的情況較多。認為這是因為發(fā)光二極管與半導體激光二極管相比光的強度弱，不能得到充分的激發(fā)，因而熒光體的發(fā)光弱；另外因光的強度弱而難以檢測出熒光體的發(fā)光，不能避免檢測出激發(fā)光。因此，期待能夠更明確地讀取信息圖案的手段。因而，本申請發(fā)明者對下述印刷層及光學讀取方法進行了銳意的探索，所述印刷層及光學讀取方法能夠形成可采用發(fā)光二極管的光作為激發(fā)光、可實現(xiàn)小型化、且成本廉價的光學讀取系統(tǒng)，并且熒光體所發(fā)出的光強，且能夠接受通過與專利文獻1不同的方法由激發(fā)光所激發(fā)的印刷層(信息圖案)發(fā)出的光，并能夠回避激發(fā)光的受光。另外，本申請發(fā)明者著眼于專利文獻3的熱膨脹所引起的波長向長波長側(cè)位移， 并反復進行了下述思索，即，在讀取時將上述向長波長側(cè)位移用于激發(fā)光的受光的回避，且對非可見的信息圖案而言獲得更高的安全性。本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于對于肉眼不能辨識地形成在信息記錄介質(zhì)或管理對象物等信息圖案載體上的條形碼或QR碼等信息圖案，提供一種信息圖案載體及信息圖案的光學讀取方法，它們在讀取時能夠明確地讀取，而且即使注意到信息圖案的存在，惡意開發(fā)能解讀該信息圖案的信息這樣的光學讀取裝置也是非常困難的，其能夠?qū)崿F(xiàn)高的安全系統(tǒng)，且能夠?qū)崿F(xiàn)提供高質(zhì)量保證的非可見的可追溯性。用于解決課題的手段本發(fā)明的信息圖案載體具備使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨形成的信息圖案、和覆蓋形成在信息圖案上并將該信息圖案非可見化的掩模。信息圖案的構(gòu)成為 以在照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線時，半導體量子點熱膨脹而發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光。另外，本發(fā)明的信息圖案載體具備信息圖案，所述信息圖案是使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨形成的，并通過形成與信息記錄介質(zhì)或管理對象物的底色或基底著色層的顏色相同的顏色而被非可見化。信息圖案的構(gòu)成為以在照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線時，半導體量子點熱膨脹而發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光。信息記錄介質(zhì)或管理對象物等信息圖案載體具有通過著色油墨印刷在其上并以非可見狀態(tài)形成的信息圖案。對于該信息圖案，在讀取時，通過激發(fā)光線激發(fā)半導體量子點，使其熱膨脹，并接受此時所發(fā)出的向長波長側(cè)位移了的波長的光，進行信息的解讀。因此，在制造載體時，由于信息圖案是可見的，因此容易形成圖案，在制造后信息圖案為非可見的，因此除了讀取時以外不會注意到信息圖案的存在。在讀取信息圖案時，核/殼型半導體量子點進行強的發(fā)光，其發(fā)出的光的波長因熱膨脹而發(fā)生位移，從而使波長區(qū)域遠離激發(fā)光，因此不會讀取激發(fā)光，而明確地讀取信息。另外，由于發(fā)出的光的波長發(fā)生位移，因此難以模仿讀取裝置。由于通過著色油墨可提高由激發(fā)光的照射產(chǎn)生的熱的吸收性，溫度容易變化，因此半導體量子點容易熱膨脹。關(guān)于著色油墨，也難以進行簡單的模仿和制造，從而能夠提高安全性。所以，能夠在補償肉眼不能辨識信息圖案的處理的同時，還能夠利用可解讀位移后的波長的光學讀取裝置進行信息圖案的可靠的信息解讀。優(yōu)選著色油墨被染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料中的任何一種著色材料著色。通過采用這些著色材料，且利用濃度的調(diào)節(jié)，可以在不阻礙激發(fā)光對半導體量子點的照射的情況下容易地獲得吸收可見光的著色。優(yōu)選核/殼型半導體量子點以Cdk/ZnS作為核。由于其在著色油墨中能夠良好地分散，不產(chǎn)生凝聚，因此作為油墨的使用是良好的，從而能夠良好地印刷信息圖案。
還優(yōu)選核/殼型半導體量子點為以下(a) (f)中的任一種。通過采用這些半導體量子點，可恰當?shù)氐玫綇姷陌l(fā)光和由半導體量子點的熱膨脹所形成的波長的位移。(a)以在納米粒子中添加了 Te的材料作為核，以ZnS納米粒子作為殼；(b)以(211(1-2) / 作為核或殼；(c)以含有Mn離子的ZnS納米粒子作為核；(d)以ZnS納米粒子作為核；(e)以Zn-h-Ag-S系半導體納米粒子作為核；(f)以硅納米粒子作為核或殼。還優(yōu)選核/殼型半導體量子點為以下(g)、(h)中的任一種。由于鉺的熱膨脹率高，因此在使半導體量子點熱膨脹時，通過較大地膨脹而使波長的位移增大。因此，能夠更明確地讀取信息，從而能夠提高安全性。(g)以硅納米粒子作為核，以鉺作為殼；(h)以鉺作為核，以硅納米粒子作為殼。此外，本發(fā)明的光學讀取方法是信息圖案的光學讀取方法，所述信息圖案是通過使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨而形成在信息記錄介質(zhì)或管理對象物上的，并通過在其上形成掩模而被非可見化，在所述光學讀取方法中，通過對該信息圖案照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線，使半導體量子點熱膨脹；從熱膨脹后的半導體量子點發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光；通過對位移了的長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器接受發(fā)出的光，并讀取信息圖案。本發(fā)明的另一光學讀取方法是信息圖案的光學讀取方法，所述信息圖案是通過使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨而形成在信息記錄介質(zhì)或管理對象物上的，并通過形成與其底色或基底著色層的顏色相同的顏色而被非可見化，在所述光學讀取方法中， 通過對該信息圖案照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線，使半導體量子點熱膨脹；從熱膨脹的半導體量子點發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光；通過對位移了的長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器接受發(fā)出的光，并讀取信息圖案。對于通過著色油墨在信息記錄介質(zhì)或管理對象物等信息圖案載體上印刷的為非可見狀態(tài)的信息圖案，在讀取時，通過用激發(fā)光線激發(fā)半導體量子點，使其熱膨脹，接受此時發(fā)出的向長波長側(cè)位移了的波長的光，進行信息的解讀。如此，在讀取時，通過核/殼型半導體量子點進行強的發(fā)光，其發(fā)出的光的波長因熱膨脹而位移，從而使波長區(qū)域遠離激發(fā)光，因此不會讀取激發(fā)光，而明確地讀取信息。另外，由于發(fā)出的光的波長發(fā)生位移，因此難以模仿讀取裝置。由于通過著色油墨可提高由激發(fā)光的照射產(chǎn)生的熱的吸收性，溫度容易變化，因此半導體量子點容易熱膨脹。對于著色油墨，也難以進行簡單的模仿和制造，從而能夠提高安全性。所以，能夠補償肉眼不能辨識信息圖案的處理，并且還能夠通過可解讀位移后的波長的光學讀取裝置進行信息圖案的可靠的信息解讀。優(yōu)選著色油墨被染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料中的任何一種著色材料著色。通過采用這些著色材料，并利用濃度的調(diào)節(jié)，可以在不阻礙激發(fā)光對半導體量子點的照射的情況下容易地獲得吸收可見光的著色。優(yōu)選核/殼型半導體量子點以Cdk/ZnS作為核。由于其在著色油墨中能夠良好地分散，不產(chǎn)生凝聚，因此作為油墨的使用是良好的，從而能夠良好地印刷信息圖案。
還優(yōu)選核/殼型半導體量子點為以下(a) (f)中的任一種。通過采用這些半導體量子點，可恰當?shù)氐玫綇姷陌l(fā)光和由半導體量子點的熱膨脹產(chǎn)生的波長的位移。(a)以在納米粒子中添加了 Te的材料作為核，以ZnS納米粒子作為殼；(b)以(Zn (1-2X) InxAgxS)作為核或殼；(c)以含有Mn離子的ZnS納米粒子作為核；(d)以ZnS納米粒子作為核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半導體納米粒子作為核；(f)以硅納米粒子作為核或殼。還優(yōu)選核/殼型半導體量子點為以下(g)、(h)中的任一種。由于鉺的熱膨脹率高，因此在使半導體量子點熱膨脹時，通過較大地膨脹而使波長的位移增大。因此，能夠更明確地讀取信息，從而能夠提高安全性。(g)以硅納米粒子作為核，以鉺作為殼；(h)以鉺作為核，以硅納米粒子作為殼。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的信息圖案載體及光學讀取方法，對于利用著色油墨印刷在信息記錄介質(zhì)或管理對象物等信息圖案載體上的、并通過掩?；蛲ㄟ^與載體為相同顏色的著色油墨而被非可見化的信息圖案，在讀取時通過用激發(fā)光線激發(fā)半導體量子點，使其熱膨脹，并接受此時發(fā)出的向長波長側(cè)位移了的波長的光，進行信息的解讀。因此，在制造后，由于信息圖案是非可見的，因此除了讀取時以外不會注意到信息圖案的存在。在讀取時，通過核/殼型半導體量子點進行強的發(fā)光，且其發(fā)出的光的波長因熱膨脹而位移，從而使波長區(qū)域遠離激發(fā)光，因此不會讀取激發(fā)光，而明確地讀取信息。另外，由于發(fā)出的光的波長位移，因此難以模仿讀取裝置。由于通過著色油墨可提高由激發(fā)光的照射產(chǎn)生的熱的吸收性，溫度容易變化，因此半導體量子點容易熱膨脹。對于著色油墨，也難以進行簡單的模仿和制造，從而能夠提高安全性。所以，能夠在補償肉眼不能辨識信息圖案的處理的同時，還能夠通過可解讀位移的波長后的光學讀取裝置進行信息圖案的可靠的信息解讀。


圖1是用于實施第1實施方式的光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。圖2是表示通過激發(fā)室溫的半導體量子點而發(fā)出的光的波長與強度的關(guān)系的曲線圖。圖3是表示通過使半導體量子點膨脹、激發(fā)而發(fā)出的光的波長與強度的關(guān)系的曲線圖。圖4是用于實施第2實施方式的光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。圖5是用于實施第3實施方式的光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。圖6是有關(guān)第3實施方式的光學讀取方法，表示通過使半導體量子點熱收縮、激發(fā)而發(fā)出的光的波長與強度的關(guān)系的曲線圖。符號說明1、IA讀取裝置10AU0B信息記錄卡
11信息記錄介質(zhì)
IlAUlB信息圖案載體
12信息圖案
13 掩模(mask)
14基底印刷層
15發(fā)光二極管
16U6A光傳感器
17信息判定部
2光學讀取機構(gòu)
3冷卻機構(gòu)
Hl激發(fā)光
H2通過激發(fā)而發(fā)出的光線
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的信息圖案載體及光學讀取方法的實施方式進行說明。[第1實施方式]圖1是本實施方式的信息圖案載體及用于實施光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。讀取裝置1讀取信息記錄卡IOA的信息，其概略構(gòu)成具備發(fā)光二極管15和光學讀取機構(gòu)2。信息記錄卡IOA具備信息記錄介質(zhì)11和該信息記錄介質(zhì)11上的信息圖案載體 IlA0信息圖案載體IlA具備經(jīng)過印刷的可見條形碼或QR碼等信息圖案12以及掩模印刷體13，所述掩模印刷體13通過在印刷該信息圖案12之后在信息圖案12上進行重疊印刷而使該信息圖案12成為非可見的。信息記錄卡IOA為記錄有信息的卡狀物，例如適用于現(xiàn)金卡、各種預付卡、電話卡、通行卡、健康保險證等。信息記錄介質(zhì)11為信息記錄卡IOA的本體，是在其上印刷有信息圖案12的介質(zhì)。 該信息記錄介質(zhì)11由分散、保持有氧化鈦等白色顏料的氯乙烯系片材等構(gòu)成，可采用具有反射紅外線、可見光及紫外線的性質(zhì)的材料。信息圖案12通過使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨印刷在信息記錄介質(zhì)11上而形成。在本實施方式中，著色油墨含有半導體量子點和著色材料及用于分散保持它們的粘合劑。半導體量子點為納米尺寸的半導體的微細粒子。核/殼型指的是用外側(cè)的材質(zhì)的殼覆蓋內(nèi)側(cè)的材質(zhì)的核的類型。在本實施方式中，采用CdSe/a^e的核/殼型半導體量子點ο著色材料是吸收可見光的材料。作為著色材料，可采用染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料中的任何一種，設(shè)置成以著色材料不阻礙所述激發(fā)光線對所述核/殼型半導體量子點的照射的限度的濃度而含有。通過采用這些著色材料、并調(diào)節(jié)濃度，可容易地得到不阻礙照射的狀態(tài)和吸收可見光的著色。作為著色材料，特別是如果采用顏料，則與采用染料、無色染料相比，令著色具有耐久性及耐氣候性，但如果顏料的粒徑增大而超過1 μ m，則顏料發(fā)揮本來的遮光性而遮斷光，阻礙對油墨中所含的半導體量子點的照射。如果顏料的粒徑為亞微米(低于1 μ m)，優(yōu)選粒徑一致為0. 6 0. 8 μ m的范圍，則如濾色器那樣能夠保有透光性，因此在設(shè)置成除黑色以外的有色油墨的情況下，特別優(yōu)選適量采用粒徑為0. 6 0. 8 μ m范圍的顏料。在本實施方式中，著色油墨通過采用炭黑作為著色材料而制成黑墨。通過在信息圖案12上形成不透明的掩模13，該信息圖案被形成為非可見的。這里，所謂非可見指的是眼睛大致不能看到或完全不能看到(包含所謂的不可見)。在本實施方式中，掩模13通過用與信息圖案12相同的顏色在一個表面上對圖案進行全面涂布的掩模印刷來形成。作為掩模印刷，為了不阻礙利用激發(fā)光Hl對信息圖案12 的激發(fā)，采用不吸收或不遮斷激發(fā)光Hl這樣的印刷。具體而言，作為不吸收激發(fā)光Hl的印刷用的著色材料，有染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料等。特別是，優(yōu)選將濃度規(guī)定為采用炭黑制成黑墨而不能辨識信息圖案12的程度。在掩模印刷上形成隱蔽膜(未圖示)， 以使形成掩模印刷的油墨不脫落。信息記錄卡IOA形成相對于發(fā)光二極管15及光傳感器16可相對且直線地掃描移動的構(gòu)成。本實施方式中，掃描移動利用光學讀取機構(gòu)2中具備的機械機構(gòu)(未圖示)來實施，但也可以利用手動操作來實施。發(fā)光二極管15用于對信息圖案12中所含的核/殼型半導體量子點照射激發(fā)光 HI。作為激發(fā)光H1，以使能量高于半導體量子點的帶隙的方式選擇發(fā)光二極管15。在本實施方式中，通過照射激發(fā)光Hl來激發(fā)信息圖案12中所含的核/殼型半導體量子點，同時還引起半導體量子點的熱膨脹。光學讀取機構(gòu)2具備光傳感器16和信息判定部17。光傳感器16用于接受通過激發(fā)信息圖案12中所含的核/殼型半導體量子點而發(fā)出的光線H2。光傳感器16必須對以含有核/殼型半導體量子點的信息圖案12發(fā)生熱膨脹的狀態(tài)向長波長側(cè)位移而發(fā)出的光的長波長側(cè)部分的波長具有靈敏度，具體而言對圖3所示的長波長側(cè)的范圍Y具有靈敏度。在本實施方式中，采用光電二極管作為光傳感器16。光傳感器16以在信息圖案12的溫度上升所需的時間經(jīng)過的期間可接受來自信息圖案12的發(fā)出的光的方式構(gòu)成。具體而言，其構(gòu)成為能夠用例如朝向信息圖案12的放射溫度傳感器對將信息圖案12加熱前的溫度及加熱后的溫度進行測定，且能夠測定從被加熱前的溫度(例如15°C 30°C )到被加熱后的溫度(例如60°C 85°C )的時間，在該時間進行受光。信息判定部17對通過光傳感器16接受光而得到的電信號(矩形信號)進行放大， 形成與信息圖案12的碼信息對應的電碼信息信號。關(guān)于本實施方式的光學讀取方法，如果將具有通過掩模印刷13而成為非可見的信息圖案12的信息記錄卡IOA由機械機構(gòu)載置或送到規(guī)定位置，則發(fā)光二極管15發(fā)光，對于信息圖案12，照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光HI。激發(fā)光Hl激發(fā)半導體量子點，并且通過對信息圖案12進行加熱而使半導體量子點熱膨脹。被激發(fā)的半導體量子點因熱膨脹而發(fā)出波長發(fā)生了位移的光。具體而言，如果以未熱膨脹的狀態(tài)激發(fā)包含粒徑不同的Cdk/ZnSe的核/殼型半導體量子點，則在發(fā)光時如圖2所示，各個不同粒徑發(fā)出波長不同的多種光。另一方面，如果以熱膨脹后的狀態(tài)激發(fā)， 則如圖3所示，發(fā)出波長向長波長側(cè)大大位移的光。再有，在核/殼型半導體量子點的核粒子由單一的粒徑構(gòu)成時，波長因熱膨脹而向長波長側(cè)大位移的關(guān)系也相同。由于半導體量子點為CdSe/a^e的核/殼型，因此得到的發(fā)光特別強。由對長波長側(cè)部分Y具有靈敏度的光傳感器16接受半導體量子點發(fā)出的光，并轉(zhuǎn)換成電信號。信息判定部17將該電信號圖形化，通過核對是否能讀取信息圖案12以及核對信息圖案12的碼信息是否與記錄在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致來判定信息圖案12的真?zhèn)?。根?jù)本實施方式，能夠通過通常的廉價的發(fā)光二極管15來激發(fā)信息圖案12，且能夠從半導體量子點發(fā)出強光(量子尺寸效應)。此外，半導體量子點伴隨著熱膨脹被激發(fā)， 發(fā)出的光向長波長側(cè)偏移，因此激發(fā)光和發(fā)光光不重合，能夠明確檢測出信息圖案，并能夠用通常的廉價的硅系光電二極管等受光元件高靈敏度地進行檢測。光學讀取裝置1由于半導體量子點的發(fā)光向長波長側(cè)位移而發(fā)光，因此形成通過用對長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器接受發(fā)出的光而進行信息解讀的構(gòu)成。因此，難以模仿和制造光學讀取裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)可提供高安全性或品質(zhì)保證的光學讀取方法。其結(jié)果是，能夠防止信用卡、現(xiàn)金卡、電話卡、ID卡、學生證、貼票卡及積分卡等的偽造、假造及篡改，同時還可進行系統(tǒng)的小型化及節(jié)省空間化，并能夠?qū)崿F(xiàn)非可見的可追溯性。在信息記錄介質(zhì)11上以非可見的狀態(tài)形成條形碼或QR碼等信息圖案，該信息圖案不能以肉眼辨識。此外，即使萬一假如熟知IT技術(shù)的有惡意的人或組織從信息記錄介質(zhì) 11的表面的印刷膜的微小的隆起而注意到信息圖案的存在，也難以模仿制造本實施方式的油墨。另外，即使分析出信息圖案的發(fā)光源為核/殼型半導體量子點，并據(jù)此開發(fā)了通過接受由半導體量子點的通常激發(fā)而發(fā)出的光來進行信息解讀的讀取裝置，由于發(fā)出的光的波長向長波長側(cè)偏移，因此也不能像這樣利用通常的讀取裝置來進行信息圖案的信息解讀。再有，在通過著色油墨將信息圖案12印刷在信息記錄介質(zhì)11上時，信息圖案12 為可見的，因此容易確認所印刷的圖案。在讀取時，著色油墨吸收可見光，因此通過激發(fā)光的照射而使信息圖案12的溫度變得容易上升，半導體量子點容易熱膨脹。特別是在本實施方式中，由于采用顏料，因此由激發(fā)光照射產(chǎn)生的熱的吸收性良好。關(guān)于著色油墨的組成， 由于簡單的模仿和制造是困難的，因此從該點考慮，也能夠?qū)崿F(xiàn)高安全性。特別是在本實施方式中，由于采用了用粒徑為亞微米的顏料進行了著色的油墨來印刷信息圖案12，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可得到在顏色方面具有高耐氣候性、耐退色性的信息圖案12，與核/殼型半導體量子點的化學穩(wěn)定性高相結(jié)合，還可以實現(xiàn)長時間提供高的品質(zhì)保證的系統(tǒng)。此外，由于采用 CdSe/ZnS的核/殼型半導體量子點作為著色油墨，因此能夠使用通過甲苯等良好地分散而不產(chǎn)生凝聚，作為油墨的使用良好，且可以良好地印刷信息圖案。再有，作為本實施方式的變更方式，也可以在讀取裝置中設(shè)置用于使半導體量子點熱膨脹的加熱機構(gòu)。例如，作為加熱機構(gòu)，也可以設(shè)置電加熱器，用于對信息記錄卡10的下部、且印刷有信息圖案12的背側(cè)賦予高熱，使信息圖案12的半導體量子點熱膨脹。此外， 作為加熱機構(gòu)，也可以設(shè)置對信息圖案12照射熱線(紅外線等)的機構(gòu)。通過這些機構(gòu)， 能夠可靠地對信息圖案12的半導體量子點進行加熱，使其熱膨脹，從而能夠更有效地得到發(fā)光的位移。為了易于產(chǎn)生由激發(fā)光產(chǎn)生的半導體量子點的熱膨脹，也可以形成下述構(gòu)成經(jīng)由聚光透鏡將發(fā)光二極管15的激發(fā)光Hl進行聚光，并照射在信息圖案12上。關(guān)于發(fā)光二極管15，也可以選擇高功率的發(fā)光二極管，也可以使用多個發(fā)光二極管進行照射，或者也可以將發(fā)出紅外線的發(fā)光二極管和發(fā)出紫外線的發(fā)光二極管并用。代替信息記錄介質(zhì)11，也可以以讀取除卡狀以外的物體的管理對象物的信息圖案的方式構(gòu)成。作為管理對象物，有除卡以外的商品，即作為信息圖案12而印刷有條形碼或 QR等的商品，例如書籍的書脊襯紙、或貼有印刷了信息圖案12的封印(seal)的商品等。(第2實施方式)圖4是用于實施第2實施方式的光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。本實施方式的信息記錄卡IOB具備信息圖案載體11B，信息圖案載體IlB具備信息記錄介質(zhì)(或管理對象物)11、印刷在信息記錄介質(zhì)11上但沒有形成信息圖案的基底印刷層14和印刷在信息記錄介質(zhì)11上的條形碼或QR碼等信息圖案12。再有，對于與第1實施方式重復的部分，標注相同的符號，并省略說明。在本實施方式中，通過將信息圖案12的顏色和比信息圖案12先基底印刷在信息記錄介質(zhì)11上而得到的基底著色印刷層14的顏色規(guī)定為相同顏色，使信息圖案12非可見化。這里，作為信息圖案12中使用的著色油墨，使用顏色與基底印刷層14相同的著色油墨。 也就是說，在基底印刷層14和信息圖案12都使用了粒徑為亞微米的炭黑的顏料。根據(jù)本實施方式，能夠在讀取時以外對以非可見的狀態(tài)處理信息圖案12進行補償，并且在讀取時，由于著色油墨吸收可見光，因此通過照射激發(fā)光而使信息圖案12的溫度容易上升，半導體量子點容易熱膨脹，可進行讀取。此外，關(guān)于著色油墨的組成，由于難以進行簡單的模仿和制造，因此從該點考慮，也能夠?qū)崿F(xiàn)高安全性。作為本實施方式的變更方式，也可以省略基底印刷層14，通過使信息圖案12的顏色與信息記錄介質(zhì)11或管理對象物的印刷有信息圖案12的一面的底色的顏色相同，從而將信息圖案12形成非可見的狀態(tài)。例如，也可以采用與混煉在信息記錄卡IOB的原材料中的顏料相同的著色材料作為信息圖案12的著色油墨，在信息記錄卡IOB上直接印刷信息圖案12。(第3實施方式)圖5是用于實施第3實施方式的光學讀取方法的讀取裝置的概略圖。在本實施方式的讀取裝置IA中，設(shè)有通過對半導體量子點進行冷卻而使半導體量子點熱收縮的冷卻機構(gòu)3。再有，對于與第1實施方式重復的部分，標注相同的符號，并省略說明。對于冷卻機構(gòu)3，在本實施方式中，其是對信息圖案12進行冷卻、進而對半導體量子點進行冷卻的機構(gòu)。這里，冷卻機構(gòu)3為電冷卻器，其鄰接或可接觸地設(shè)在信息記錄介質(zhì) 11的沒有印刷信息圖案12的一側(cè)的面上，可冷卻到-10 0°C的溫度。作為光學讀取機構(gòu)2A具備的光傳感器16A，采用對從圖2所示的波長區(qū)域到偏向短波長側(cè)的范圍即圖6所示的私表示的波長區(qū)域具有靈敏度的光傳感器。在本實施方式中，如果將具有信息圖案12的信息記錄介質(zhì)10載置或送到規(guī)定位置，則冷卻機構(gòu)3對信息圖案12進行冷卻，使半導體量子點熱收縮。然后，發(fā)光二極管15 發(fā)光，對信息圖案12照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光HI。與從沒有熱收縮時的半導體量子點發(fā)出的光的波長(圖i)相比，熱收縮后的該半導體量子點發(fā)出具有向圖6 所示的短波長側(cè)位移的波長的光。采用對長波長側(cè)部分私具有靈敏度的光傳感器16A接受該發(fā)出的光，產(chǎn)生電信號。信息判定部17將該電信號圖形化，通過核對是否能讀取信息圖案12以及核對信息圖案12的碼信息是否與記錄在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致來判定信息圖案12的真?zhèn)巍８鶕?jù)本實施方式，以伴隨熱收縮的方式激發(fā)信息圖案12的發(fā)光源即核/殼型半導體量子點，由于此時的發(fā)出的光向短波長側(cè)位移，因此是通過采用對該短波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器來接受該發(fā)出的光后進行信息解讀的構(gòu)成，因而是只有通過特殊的光學讀取裝置來解讀信息的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)可提供更高的安全性或品質(zhì)保證的系統(tǒng)。再有，作為本實施方式的變更方式，冷卻機構(gòu)3也可以是在不破壞信息圖案12及信息記錄介質(zhì)11的范圍內(nèi)吹送低溫空氣或低溫氣體的機構(gòu)。本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，在不脫離權(quán)利要求書中記載的發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進行的各種設(shè)計變更都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述的實施方式中，采用了 CdSe/a^e的核/殼型半導體量子點，但也可以通過含有以下的核/殼型半導體量子點的可見油墨印刷安全信息。(a)以在納米粒子中添加了 Te的材料作為核，以ZnS納米粒子作為殼的核/ 殼型半導體量子點；(b)核/殼型半導體量子點是以含有Mn離子的ZnS納米粒子作為核的核/殼型半導體量子點；(c)通過將含有&12+、h3+及Ag+的硫醇絡(luò)合物熱分解而摻雜了 h3+及Ag+的SiS 納米粒子(Zn(Hx)InxA^iS)的核/殼型半導體量子點；(d)核含有Mn離子的ZnS納米粒子的核/殼型半導體量子點；(e)以Si-In-Ag-S系半導體納米粒子作為核的核/殼型半導體量子點；或(f)以硅納米粒子作為核或殼的核/殼型半導體量子點。此外，可見油墨中含有的核/殼型半導體量子點也可以是以下的核/殼型半導體量子點(g)以硅納米粒子作為核、以鉺作為殼的核/殼型半導體量子點；或(h)以鉺作為核、以硅納米粒子作為殼的核/殼型半導體量子點。鉺的熱膨脹率在20°C時為7. 6X10_6/°C，由于這相當于在20°C時為2. 5X 10_6/°C的硅的熱膨脹率的大約 3倍，因此采用鉺在實現(xiàn)由膨脹產(chǎn)生的波長的位移方面是最優(yōu)選的。在以硅納米粒子作為核、以鉺納米粒子作為殼時，優(yōu)選硅納米粒子為1.9nm 4. 3nm、鉺納米粒子為1. 9nm 4. 3nm。再有，對于以硅納米粒子作為核、以鉺納米粒子作為殼的半導體量子點，如果在將該半導體量子點分散在水中，在22°C 90°C的范圍將水溫加熱后，照射波長325nm的激發(fā)光，則確認可從半導體量子點發(fā)出波長720 740nm的光。此外，在以鉺納米粒子作為核、以硅納米粒子作為殼時，優(yōu)選鉺納米粒子為 1. 9nm 4. 3nm、硅納米粒子為1. 9nm 4. 3nm。再有，對于以鉺納米粒子作為核、以硅納米粒子作為殼的半導體量子點，如果在將該半導體量子點分散在水中，在22°C 90°C的范圍將水溫加熱后，照射波長325nm的激發(fā)光，則確認可從半導體量子點發(fā)出波長720 740nm的強光。此外，如果形成將采用表面摻雜了氧的硅納米粒子、或內(nèi)部被氧化的氧化硅納米粒子作為核或殼、采用鉺作為殼或核的核/殼型半導體量子點，則放射更強的光，因此是優(yōu)選的。另外，作為以硅納米粒子作為核的核/殼型半導體量子點，也可以采用多個烴基與硅納米粒子內(nèi)的各個Si原子結(jié)合、并用烴基覆蓋Si原子表面的半導體量子點。該半導體量子點能夠防止發(fā)光波長及發(fā)光效率的降低，通過紫外線激發(fā)能夠發(fā)出可見光。此外，能夠根據(jù)Mg2Si和SiCl4(四氯化硅)的反應條件來調(diào)整粒徑，因此是優(yōu)選的。本發(fā)明除了能夠用于判定各種卡的真?zhèn)我酝?，還能夠用于追蹤制品項目的可追溯性的可見信息的讀取。再有，本發(fā)明并不排除以半導體激光二極管作為激發(fā)光的光源。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠防止卡或證書的偽造、假造及篡改，同時可進行系統(tǒng)的小型化及節(jié)省空間化，能夠?qū)崿F(xiàn)非可見的可追溯性，能夠廣泛貢獻于需要信息保持的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種信息圖案載體，其具備使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨形成的信息圖案、和覆蓋形成在該信息圖案上并將該信息圖案非可見化的掩模，所述信息圖案載體的特征在于所述信息圖案的構(gòu)成為在照射能量比所述半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線時，所述半導體量子點熱膨脹而發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光。
2.一種信息圖案載體，其具備信息圖案，所述信息圖案是使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨形成的，并通過形成與信息記錄介質(zhì)或管理對象物的底色或基底著色層的顏色相同的顏色而被非可見化，所述信息圖案載體的特征在于所述信息圖案的構(gòu)成為 在照射能量比所述半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線時，所述半導體量子點熱膨脹而發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信息圖案載體，其特征在于所述著色油墨被染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料中的任何一種著色材料著色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的信息圖案載體，其特征在于所述核/殼型半導體量子點以Cdk/ZnS作為核。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的信息圖案載體，其特征在于所述核/殼型半導體量子點為以下(a) (f)中的任一種(a)以在納米粒子中添加了Te的材料作為核，以ZnS納米粒子作為殼；(b)以(Zn(1-2X) InxAgxS)作為核或殼；(c)以含有Mn離子的ZnS納米粒子作為核；(d)以ZnS納米粒子作為核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半導體納米粒子作為核；(f)以硅納米粒子作為核或殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的信息圖案載體，其特征在于所述核/殼型半導體量子點為以下(g)、(h)中的任一種(g)以硅納米粒子作為核，以鉺作為殼；(h)以鉺作為核，以硅納米粒子作為殼。
7.一種光學讀取方法，其是信息圖案的光學讀取方法，所述信息圖案是使用含有核/ 殼型半導體量子點的著色油墨而形成在信息記錄介質(zhì)或管理對象物上的，并通過在其上形成掩模而被非可見化，所述光學讀取方法的特征在于通過對所述信息圖案照射能量比所述半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線，使所述半導體量子點熱膨脹；從該熱膨脹后的半導體量子點發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光；通過對該位移了的長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器接受所述發(fā)出的光，并讀取所述信息圖案。
8.一種光學讀取方法，其是信息圖案的光學讀取方法，所述信息圖案是通過使用含有核/殼型半導體量子點的著色油墨而形成在信息記錄介質(zhì)或管理對象物上的，并通過形成與其底色或基底著色層的顏色相同的顏色而被非可見化，所述光學讀取方法的特征在于 通過對所述信息圖案照射能量比所述半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光線，使所述半導體量子點熱膨脹；從該熱膨脹后的半導體量子點發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光；通過對該位移了的長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器接受所述發(fā)出的光，并讀取所述信息圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光學讀取方法，其特征在于所述著色油墨被染料、無色染料或粒徑為亞微米的顏料中的任何一種著色材料著色。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9中任一項所述的光學讀取方法，其特征在于所述核/殼型半導體量子點以Cdk/ZnS作為核。
11.根據(jù)權(quán)利要求7 10中任一項所述的光學讀取方法，其特征在于所述核/殼型半導體量子點為以下(a) (f)中的任一種(a)以在納米粒子中添加了Te的材料作為核，以ZnS納米粒子作為殼；(b)以(Zn(1-2X) InxAgxS)作為核或殼；(c)以含有Mn離子的ZnS納米粒子作為核；(d)以ZnS納米粒子作為核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半導體納米粒子作為核；(f)以硅納米粒子作為核或殼。
12.根據(jù)權(quán)利要求7 10中任一項所述的光學讀取方法，其特征在于所述核/殼型半導體量子點為以下(g)、(h)中的任一種(g)以硅納米粒子作為核，以鉺作為殼；(h)以鉺作為核，以硅納米粒子作為殼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信息圖案載體，其通過在利用著色油墨形成的信息圖案(12)上形成掩模(13)或者通過將著色油墨的顏色規(guī)定為與信息記錄介質(zhì)(11)的底色或基底著色印刷部的顏色相同，從而使信息圖案(12)成為非可見的。如果將具有信息圖案(12)的信息記錄介質(zhì)(11)載置或送到規(guī)定位置，則通過從發(fā)光二極管(15)向信息圖案(12)照射能量比半導體量子點的帶隙高的激發(fā)光(H1)，使半導體量子點熱膨脹。然后，從熱膨脹后的半導體量子點發(fā)出具有向長波長側(cè)位移了的波長的光；通過對位移了的長波長側(cè)部分具有靈敏度的光傳感器(16)接受該發(fā)出的光，并通過信息判定部(17)讀取信息圖案(12)。
文檔編號G06K19/06GK102282568SQ20108000470
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者中西干育 申請人:都市電氣株式會社