EP2158291A2 - Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokuments sowie dokument und sicherheitsmerkmal - Google Patents

Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokuments sowie dokument und sicherheitsmerkmal

Info

Publication number
EP2158291A2
EP2158291A2 EP08749892A EP08749892A EP2158291A2 EP 2158291 A2 EP2158291 A2 EP 2158291A2 EP 08749892 A EP08749892 A EP 08749892A EP 08749892 A EP08749892 A EP 08749892A EP 2158291 A2 EP2158291 A2 EP 2158291A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
security
document
phosphor
security feature
luminophore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP08749892A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nils Stelzer
Hannes Steiner
Reinhart Gausterer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace & Advanced Composites GmbH
OESTERREICHISCHE STAATSDRUCKEREI GmbH
Original Assignee
Osterreichische Staatsdruckerei GmbH
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osterreichische Staatsdruckerei GmbH, AIT Austrian Institute of Technology GmbH filed Critical Osterreichische Staatsdruckerei GmbH
Publication of EP2158291A2 publication Critical patent/EP2158291A2/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing
    • B41M3/144—Security printing using fluorescent, luminescent or iridescent effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/50—Sympathetic, colour changing or similar inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties
    • B42D2033/20—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks
    • B42D25/382—Special inks absorbing or reflecting infrared light

Definitions

  • the present invention relates to the use of a phosphor with anti-Stokes luminescence, a security ink with a phosphor with anti-Stokes luminescence, a method and a device for checking a document and a document with a security feature.
  • Luminescence is always due to a transition from an electron from an energetically higher state to an unoccupied, lower energy state.
  • the present case is about photo-luminescence, i. the electron is brought into the upper state by optical excitation.
  • the spectral center of gravity of the emission spectrum is generally long-wavelength of the excitation wavelength (Stokes rule).
  • the spectral centroid of the emission spectrum is shorter wavelength (ie, higher energy) than the excitation wavelength. This is possible if (at least) two light quanta of the exciting light arrive more or less simultaneously; the first quantum of light raises an electron, and the second quantum of light raises the same electron again, so that it has more energy than any single photon of the exciting light.
  • Erbium (Er) is well suited for anti-Stokes luminescence.
  • an activator is necessary, especially favorable is ytterbium (Yb).
  • Yb is activated by a quantum of light and transfers its energy to an adjacent Er atom. This gets into a relatively stable meta-state. If the Yb atom is activated again during the time when the Er atom is in this meta state Once again, it can transfer its energy again to the Er atom, so that the electron of the Er atom has been raised twice and thus has a higher energy than any single stimulating light quantum. If this electron returns to the ground state, a light quantum with higher energy (ie shorter wavelength) is emitted (anti-Stokes luminescence).
  • the energy given off by the Yb does not correspond exactly to the energy required by the Er atom; it is too large in the second increase of the electron of the Er atom. The excess energy must absorb the crystal lattice.
  • Oxisulfide as a crystal lattice, eg Y 2 O 2 S. These lattices strong anti-Stokes luminescence occurs.
  • Fig. 2 of this document the emission spectrum of (La 0.79 Ybo , 2 oEr 0] oi) 2 ⁇ 2 S is shown. It is noticeable that there are two emission bands here, one at 540 nm (more precisely from 520 nm to 570 nm) and one at 670 nm (more precisely from 640 nm to 680 nm).
  • the security element can consist of (Y 1 -xy Yb x Ho y ) 2 O 2 S admixed with (Y 1 -xy Yb x Er y ) 2 O 2S.
  • This produces a peak triplet in the green region see Fig. 2, where this is indicated graphically), but this is likely to be difficult to detect in practice (see Fig. 1, in which the triplet is not resolved, and page 10) , Z 10-13 of this document).
  • Possible applications are according to WO 2007/003531 banknotes, checks, credit cards, shares, passports, identity documents, driver's licenses, entrance tickets, tokens, tokens, labels, Packaging materials, packaging imprints, seals and the like.
  • Such phosphors may also be used to identify branded goods such as clothing, shoes, textiles, household items, electronics and the like.
  • Be used where they can then be mounted directly on the object or incorporated in those. Also returnable bottles come into question.
  • Suitable printing methods are all customary in the production of security products or packaging materials printing method. These include offset printing, letterpress printing, offset coating, flexographic printing, screen printing, inkjet printing and gravure printing.
  • the phosphors may also be added to the carrier material / substrate as additives, e.g. into the plastic material from which credit cards are made.
  • the oxysulfide is not optimal in terms of stability, this applies both to the long-term stability and to the temperature stability.
  • temperature stability is important if the security element is e.g. to be applied to a credit card which is then laminated. Also in the production of printing inks, temperature stability is often important.
  • the object of the invention is thus to provide an alternative phosphor for the
  • the security feature is intended to enable rapid detection in readers.
  • Y 2 O 3 ie the oxide in contrast to Oxisulfid
  • Y 2 O 3 ie the oxide
  • Y 2 O 3 is also known as a suitable crystal lattice. It is however, it is also known that in this crystal lattice the anti-Stokes luminescence is significantly weaker than in the case of the oxysulfide. Therefore, compounds of the formula (Y 1 -xy Er x Yb y ) 2 O 3 have not hitherto been considered for use as security elements.
  • these phosphors of the formula (Y 1-xy Er x Yb y ) 2 O 3 definitely have sufficient luminescence if x ⁇ 0.20 and y ⁇ 0.075, in particular if x ⁇ 0.15 and y ⁇ 0, 05 is.
  • the luminescence is sufficient to be seen with the naked eye.
  • a security ink with a phosphor with anti-Stokes luminescence in which the phosphor has the formula (Y 1-xy Yb x Er y ) 2 O 3 with x ⁇ 0.20 and y ⁇ 0.075 protected become.
  • the phosphor is present in the form of nanoparticles, because not only is the luminescence favorably influenced, but also the printing is particularly well possible. For larger particles, neither sharp boundaries nor smooth (glossy) surfaces are possible. In addition, these nanoparticles are invisible (apart from their luminescence), so that the security feature is not visible in normal light.
  • the two bands are within the visible range, so that colors from green to yellow and orange to red are possible. In this way a visual control without measuring devices is possible.
  • the present invention provides a method for checking a document with a security feature in the form of a phosphor having the formula (Yi -xy Yb x Er y ) 2 O 3 , which is characterized in that the security feature or
  • the security printing ink is illuminated with an infrared light source, preferably an infrared laser, measures the intensity of the bands emitted by the anti-Stokes luminescence in the range of 540 nm and 670 nm, forms the quotient and compares with a target value previously determined for this phosphor.
  • the exciting light has a wavelength of 950 nm to 980 nm, preferably 980 nm.
  • An apparatus for performing the method with an infrared laser and at least one light intensity measuring device, which measures the intensity of the light emitted by the security feature after illumination with the infrared laser is characterized in that the light intensity measuring device, the ratio of the intensity of the light in the range of 540 nm to the intensity of the light in the range of 670 nm and compares this ratio with a predetermined value.
  • the ratio of the intensity of the two bands is very well constant for each batch of a phosphor and reproducible for decades. This means that the detection devices must recognize (in the case of banknotes, for example, on the basis of the number) which batch is to be used check item and then compare the reading with the value stored for that lot.
  • the two bands have relatively large distance from each other (540 nm and 670 nm). It is therefore possible to make do with filters in the detection device which only let light through in the respective area. This is much easier than detecting a triplet with high-resolution spectrometers.
  • a security feature with anti-Stokes luminescence which is characterized in that the security feature a phosphor having the formula (Y 1-xy Yb x Er y ) 2 O 3 with x ⁇ 0, 20 and y ⁇ 0.075.
  • Fig. 1 shows spectra of 16 different phosphors.
  • Chart stand the number of example and the peak ratio. It is amazing how much the spectra change in certain areas, e.g. between Example 15 and Example 16: addition of only 3% Yb causes the peak ratio to change from about 0.6 to 0.14.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Verwendung eines Leuchtstoffes mit der Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x ≤ 0,20 und y ≤ 0,075 als Sicherheitsmerkmal mit Anti-Stokes-Lumineszenz. Diese Leuchtstoffe zeigen bei Anregung mit einem IR-Laser zwei Peaks im Bereich von 540 nm und 670 nm, deren Intensitätsverhältnis stark schwankt und nicht nur vom Anteil von Yb und Er abhängt, sondern z.B. auch von der Teilchengröße. Wenn der Leuchtstoff in Form von Nanopartikeln, vorzugsweise mit einer Größe von 0,1-0,5 µm, vorliegt, wird nicht nur der Peak bei 670 nm begünstigt, sondern es ergibt sich auch der Vorteil, dass die Nanopartikel unter normalem Licht unsichtbar sind und die Druckqualität nicht verschlechtern. Es wird auch eine Sicherheitsdruckfarbe mit einem derartigen Leuchtstoff beansprucht, weiters ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen eines Dokuments sowie ein Dokument mit einem derartigen Leuchtstoff als Sicherheitsmerkmal.

Description

Beschreibung
VERWENDUNG EINES LEUCHTSTOFFS ALS SICHERHEITSMERKMAL,
SICHERHEITSDRUCKFARBE, VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM
ÜBERPRÜFEN EINES DOKUMENTS SOWIE DOKUMENT UND
SICHERHEITSMERKMAL
Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Leuchtstoffes mit Anti-Stokes-Lumineszenz, eine Sicherheitsdruckfarbe mit einem Leuchtstoff mit Anti-Stokes-Lumineszenz, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen eines Dokuments sowie ein Dokument mit einem Sicherheitsmerkmal.
Stand der Technik
[0002] Lumineszenz ist stets auf einen Übergang von einem Elektron aus einem energetisch höheren Zustand in einen unbesetzten, energetisch tieferen Zustand zurückzuführen. Im vorliegenden Fall geht es um Photo-Lumineszenz, d.h. das Elektron wird durch optische Anregung in den oberen Zustand gebracht. Der spektrale Schwerpunkt des Emissionsspektrums liegt im Allgemeinen langwellig von der Anregungswellenlänge (Stokes Regel). Es gibt jedoch auch Anti-Stokes-Lumineszenz, bei der der spektrale Schwerpunkt des Emissionsspektrums kürzerwellig ist (also höherenergetisch ist) als die Anregungswellenlänge. Dies ist dann möglich, wenn (zumindest) zwei Lichtquanten des anregenden Lichts mehr oder minder gleichzeitig eintreffen; das erste Lichtquant hebt ein Elektron an, und das zweite Lichtquant hebt dasselbe Elektron nochmals an, sodass es dann insgesamt mehr Energie hat als jedes einzelne Photon des anregenden Lichts.
[0003] Gut geeignet für Anti-Stokes-Lumineszenz ist Erbium (Er). Um Erbium zu aktivieren (d.h. ein Elektron anzuheben), ist aber ein Aktivator notwendig, besonders günstig ist Ytterbium (Yb). Yb wird durch ein Lichtquant aktiviert und überträgt seine Energie auf ein benachbartes Er-Atom. Dieses gelangt in einen relativ stabilen Metazustand. Wenn nun in der Zeit, in der sich das Er-Atom in diesem Metazustand befindet, das Yb-Atom nochmals aktiviert wird, kann es seine Energie abermals auf das Er-Atom übertragen, sodass das Elektron des Er-Atoms zweimal angehoben wurde und somit eine höhere Energie besitzt als jedes einzelne anregende Lichtquant. Kehrt dieses Elektron in den Grundzustand zurück, wird ein Lichtquant mit höherer Energie (also kürzerer Wellenlänge) emittiert (Anti-Stokes-Lumineszenz).
[0004] Wichtig ist dabei noch, dass die Er-Atome und die Yb-Atome in einem Kristallgitter eingebaut sind. Die Energie, die das Yb abgibt, entspricht nämlich nicht genau der Energie, die das Er-Atom benötigt, sie ist bei der zweiten Anhebung des Elektrons des Er-Atoms zu groß. Die überschüssige Energie muss das Kristallgitter aufnehmen.
[0005] Damit ist klar, dass auch das Kristallgitter großen Einfluss auf die Intensität der Anti-Stokes-Lumineszenz hat.
[0006] Häufig verwendet werden Oxisulfide als Kristallgitter, z.B. Y2O2S. Bei diesen Gittern tritt starke Anti-Stokes-Lumineszenz auf. In diesem Zusammenhang kann auf die GB 1248299 Averwiesen werden, wo Leuchtstoffe der Form (Y1-x-yYbxEry)2O2S, (La1-x-yYbxEry))2O2S und (Gd1-x-y YbxEry)2O2S erwähnt sind. In Fig. 2 dieser Schrift ist das Emissionsspektrum von (La0,79Ybo,2oEr0]oi)2θ2S dargestellt. Es fällt auf, dass es hier zwei Emissionsbanden gibt, eine bei 540 nm (genauer von 520 nm bis 570 nm) und eine bei 670 nm (genauer von 640 nm bis 680 nm).
[0007] Es ist auch schon bekannt (siehe die WO 2007/003531 ), solche Stoffe mit Anti-Stokes-Lumineszenz als Sicherheitselemente zu verwenden, insbesondere Druckfarben beizumischen. Gemäß dieser Schrift kann das Sicherheitselement aus (Y1-x-yYbxHoy)2O2S bestehen, dem (Y1-x-yYbxEry)2O 2S beigemischt ist. Dadurch entsteht im grünen Bereich ein Peak-Triplett (siehe Fig. 2, wo dieses graphisch angedeutet ist), das aber in der Praxis schwierig zu detektieren sein dürfte (vgl. Fig. 1 , in der das Triplett nicht aufgelöst wird, und Seite 10, Z 10-13 dieser Schrift).
[0008] Mögliche Anwendungen sind laut WO 2007/003531 Banknoten, Schecks, Kreditkarten, Aktien, Pässe, Ausweisdokumente, Führerscheine, Eintrittskarten, Wertmarken, Pfandmarken, Etiketten, Verpackungsmaterialien, Verpackungsaufdrucke, Siegel und dergleichen. Derartige Leuchtstoffe können auch zum Kennzeichnen von Markenware wie Bekleidung, Schuhe, Textilien, Haushaltsartikel, Elektronikartikel u. dgl. verwendet werden, wobei sie dann direkt auf dem Gegenstand angebracht oder in jenen eingearbeitet sein können. Auch Pfandflaschen kommen dafür in Frage.
[0009] Die einfachste Variante ist die Verwendung einer Druckfarbe mit einem derartigen Sicherheitselement. Als Druckverfahren geeignet sind alle in der Herstellung von Sicherheitserzeugnissen bzw. Verpackungsmaterialien gebräuchlichen Druckverfahren. Dazu zählen Offsetdruck, Lettersetdruck, Offset-Coating, Flexodruck, Siebdruck, Tintenstrahldruck und Tiefdruck.
[0010] Die Leuchtstoffe können aber auch dem Trägermaterial/Substrat als Additive beigegeben werden, z.B. in das Kunststoffmaterial, aus dem Kreditkarten gefertigt werden.
[0011] Das Oxisulfid ist jedoch bezüglich der Stabilität nicht optimal, das gilt sowohl für die Langzeitstabilität als auch für die Temperaturstabilität. Temperaturstabilität ist jedoch wichtig, wenn das Sicherheitselement z.B. auf einer Kreditkarte aufgebracht werden soll, die danach laminiert wird. Auch bei der Herstellung von Druckfarben ist Temperaturstabilität oft wichtig.
Darstellung der Erfindung
[0012] Aufgabe der Erfindung ist somit, einen alternativen Leuchtstoff für den
Einsatz als Sicherheitselement zu schaffen, der sowohl hohe Temperaturais auch hohe Langzeitstabilität aufweist und der nur schwer kopiert werden kann. Das Sicherheitsmerkmal soll in Lesegeräten eine schnelle Detektion ermöglichen.
[0013] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Leuchtstoffes mit der Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x < 0,20 und y < 0,075 als Sicherheitsmerkmal mit Anti-Stokes-Lumineszenz gelöst.
[0014] Bei der Suche nach einer Alternative zu den Oxisulfiden sind die Erfinder auf Y2O3 (also das Oxid im Gegensatz zum Oxisulfid) gestoßen. Prinzipiell ist auch Y2O3 (also das Oxid) als geeignetes Kristallgitter bekannt. Es ist jedoch auch bekannt, dass bei diesem Kristallgitter die Anti-Stokes-Lumineszenz wesentlich schwächer ist als beim Oxisulfid. Daher wurden Verbindungen der Formel (Y1-x-yErxYby)2O3 bisher nicht für die Verwendung als Sicherheitselemente in Betracht gezogen.
[0015] Bei der Untersuchung dieser Leuchtstoffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde jedoch festgestellt, dass diese Verbindungen Eigenschaften aufweisen, die sie sogar besonders gut für Sicherheitselemente geeignet machen.
[0016] Einerseits zeigen diese Leuchtstoffe der Formel (Y1-x-yErxYby)2O3 durchaus ausreichende Lumineszenz, wenn x < 0,20 und y ≤ 0,075 ist, insbesondere wenn x < 0,15 und y ≤ 0,05 ist. Wenn man einen derartigen Leuchtstoff mit einem Infrarot-Laser bestrahlt, so ist die Lumineszenz ausreichend, dass man sie mit freiem Auge sieht.
[0017] Andererseits gibt es in diesem Bereich einen weiteren Effekt, nämlich dass das Verhältnis der beiden Banden bei 540 nm (grün) und bei 670 nm (rot) stark unterschiedlich ist, je nach der Konzentration von Er und Yb. Überraschender Weise hängt dieses Verhältnis aber auch noch von anderen Parametern ab, insbesondere von der Korngröße der Leuchtstoffpartikel. Bei Nanopartikeln (Korngröße unter 1 μm) ist die Bande bei 670 nm (rot) stärker. Aber auch die Art der Herstellung dürfte einen Einfluss haben. Damit hat jeder derartige Leuchtstoff einen "Fingerprint", der nur schwer nachzuahmen ist, selbst für den Originalhersteller. Sobald der Leuchtstoff aber hergestellt ist, bleibt dieser "Fingerprint" auf Grund der hohen Stabilität des Oxid-Gitters praktisch unter allen Bedingungen (auch unter hohen Temperaturen) zumindest für Jahrzehnte erhalten.
[0018] Damit ergibt sich eine eineindeutige Zuordnung zwischen den gesicherten Gegenständen und dem Fingerprint des Sicherheitsmerkmals, die Gegenstände sind auf diese Weise identifizierbar.
[0019] Da das Aufbringen des Sicherheitsmerkmals am einfachsten durch Drucken möglich ist, soll auch eine Sicherheitsdruckfarbe mit einem Leuchtstoff mit Anti-Stokes-Lumineszenz, bei der der Leuchtstoff die Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x < 0,20 und y < 0,075 aufweist, geschützt werden. Speziell bei Sicherheitsdruckfarben ist es günstig, wenn der Leuchtstoff in Form von Nanopartikeln vorliegt, weil dadurch nicht nur die Lumineszenz günstig beeinflusst wird, sondern auch der Druck besonders gut möglich ist. Bei größeren Teilchen sind weder scharfe Begrenzungen noch glatte (glänzende) Oberflächen möglich. Außerdem sind diese Nanopartikel unsichtbar (abgesehen von deren Lumineszenz), sodass das Sicherheitsmerkmal bei normalem Licht nicht erkennbar ist.
[0020] Besonders günstig ist bei diesen Leuchtstoffen, dass die beiden Banden im sichtbaren Bereich liegen, sodass also Farben von grün über gelb und orange bis rot möglich sind. Auf diese Weise ist eine visuelle Kontrolle ohne Messgeräte möglich.
[0021] Für höhere Sicherheitsansprüche sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen eines Dokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form eines Leuchtstoffes mit der Formel (Yi-x-yYbx Ery)2O3 vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Sicherheitsmerkmal bzw. die Sicherheitsdruckfarbe mit einer Infrarotlichtquelle, vorzugsweise einem Infrarotlaser, beleuchtet, die Intensität der durch die Anti-Stokes-Lumineszenz emittierten Banden im Bereich von 540 nm und 670 nm misst, den Quotienten bildet und mit einem zuvor für diesen Leuchtstoff bestimmten Sollwert vergleicht. Das anregende Licht hat eine Wellenlänge von 950 nm bis 980 nm, vorzugsweise 980 nm.
[0022] Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Infrarotlaser und mit mindestens einer Lichtintensitätsmessvorrichtung, die die Intensität des Lichts, das vom Sicherheitsmerkmal nach Beleuchtung mit dem Infrarotlaser emittiert wird, misst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitätsmessvorrichtung das Verhältnis der Intensität des Lichts im Bereich von 540 nm zur Intensität des Lichts im Bereich von 670 nm misst und dieses Verhältnis mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.
[0023] Wie gesagt, das Verhältnis der Intensität der beiden Banden ist für jede Charge eines Leuchtstoffs sehr gut konstant und auf Jahrzehnte hinaus reproduzierbar. D.h. die Detektionsgeräte müssen erkennen (bei Geldscheinen z.B. an Hand der Nummer), welche Charge bei dem zu überprüfenden Gegenstand zum Einsatz gekommen ist und dann den Messwert mit dem für diese Charge gespeicherten Wert vergleichen.
[0024] Günstig ist dabei, dass die beiden Banden relativ großen Abstand zueinander haben (540 nm und 670 nm). Man kann daher im Detektionsgerät mit Filtern auskommen, die nur Licht im jeweiligen Bereich durchlassen. Das ist wesentlich einfacher als ein Triplett mit hochauflösenden Spektrometern zu detektieren.
[0025] Geschützt werden sollen schließlich auch Dokumente mit einem Sicherheitsmerkmal mit Anti-Stokes-Lumineszenz, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sicherheitsmerkmal einen Leuchtstoff mit der Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x < 0,20 und y < 0,075 enthält.
[0026] Selbstverständlich lassen sich auch bei diesen Leuchtstoffen zusätzlich weitere Parameter messen, z.B. die Ankling- und die Abklingzeit, wie dies in der WO 2007/003531 beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0027] Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt Spektren von 16 verschiedenen Leuchtstoffen.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
[0028] Die Daten der 16 untersuchten Leuchtstoffe sind in der nachfolgenden
Tabelle angegeben. Die Zahlen in den Spalten Er, Yb und Y geben jeweils den Molanteil an, in der vorletzten Spalte ist das Verhältnis von grünem Peak zu rotem Peak der Emission angegeben und in der letzten Spalte die Farbe, wie das menschliche Auge die Emission wahrnimmt.
[0029]
Tabelle 1
Die entsprechenden Spektren sind in Fig. 1 zu sehen. Über jedem
Diagramm stehen die Nr. des Beispiels und das Peakverhältnis. Es ist verblüffend, wie stark sich in gewissen Bereichen die Spektren ändern, z.B. zwischen dem Beispiel 15 und dem Beispiel 16: eine Zugabe von nur 3% Yb bewirkt eine Änderung des Peakverhältnisses von etwa 0,6 auf 0,14.

Claims

Ansprüche
1. Verwendung eines Leuchtstoffes mit der Formel (Y1-x-y YbxEr7J2O3 mit x < 0,20 und y ≤ 0,075 als Sicherheitsmerkmal mit Anti-Stokes-Lumineszenz.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei der Leuchtstoff in Form von Nanopartikeln, vorzugsweise mit einer Größe von 0,1-0,5 μm, vorliegt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei x < 0,15 und y < 0,05 ist.
4. Sicherheitsdruckfarbe mit einem Leuchtstoff mit Anti-Stokes-Lumineszenz, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff die Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x < 0,20 und y < 0,075 aufweist.
5. Sicherheitsdruckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff in Form von Nanopartikeln, vorzugsweise mit einer Größe von 0,1-0,5 μm, vorliegt.
6. Sicherheitsdruckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass x < 0,15 und y < 0,05 ist.
7. Verfahren zum Überprüfen eines Dokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form eines Leuchtstoffes mit der Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Sicherheitsmerkmal bzw. die Sicherheitsdruckfarbe mit einer Infrarotlichtquelle, vorzugsweise einem Infrarotlaser, beleuchtet, die Intensität der durch die Anti-Stokes-Lumineszenz emittierten Banden im Bereich von 540 nm und 670 nm misst, den Quotienten bildet und mit einem zuvor für diesen Leuchtstoff bestimmten Sollwert vergleicht.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 mit einem Infrarotlaser und mit mindestens einer Lichtintensitätsmessvorrichtung, die die Intensität des Lichts, das vom Sicherheitsmerkmal nach Beleuchtung mit dem Infrarotlaser emittiert wird, misst, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtintensitätsmessvorrichtung das Verhältnis der Intensität des Lichts im Bereich von 540 nm zur Intensität des Lichts im Bereich von 670 nm misst und dieses Verhältnis mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.
9. Dokument mit einem Sicherheitsmerkmal mit Anti-Stokes-Lumineszenz, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmerkmal einen Leuchtstoff mit der Formel (Y1-x-yYbxEry)2O3 mit x < 0,20 und y < 0,075 enthält.
10. Dokument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff in Form von Nanopartikeln, vorzugsweise mit einer Größe von 0,1-0,5 μm, vorliegt.
11. Dokument nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass x ≤ 0,15 und y < 0,05 ist.
EP08749892A 2007-04-30 2008-04-30 Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokuments sowie dokument und sicherheitsmerkmal Ceased EP2158291A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0067507A AT505007B1 (de) 2007-04-30 2007-04-30 Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokumentes sowie dokument und sicherheitsmerkmal
PCT/EP2008/055296 WO2008132223A2 (de) 2007-04-30 2008-04-30 Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokuments sowie dokument und sicherheitsmerkmal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2158291A2 true EP2158291A2 (de) 2010-03-03

Family

ID=39627416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08749892A Ceased EP2158291A2 (de) 2007-04-30 2008-04-30 Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokuments sowie dokument und sicherheitsmerkmal

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2158291A2 (de)
AT (1) AT505007B1 (de)
WO (1) WO2008132223A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009029395A1 (de) * 2009-09-11 2011-03-24 G.I.P.C. Holdings Ltd. Gemenge, lumineszierende Zusammensetzung, Herstellungsverfahren und Verwendung
AT508253B1 (de) 2009-10-05 2010-12-15 Oesterreichische Staatsdruckerei Gmbh Inkjet-tinte
FR2968667B1 (fr) 2010-12-13 2013-01-11 Areva Composant de centrale nucleaire avec marquage par nanoparticules luminescentes, procede et ensemble de lecture correspondants
DE102019210762A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren zur Auswertung von flüchtigen nicht resistenten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffen auf Wertdokumenten
DE102023122098A1 (de) * 2023-08-17 2025-02-20 Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments und Wertdokument

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4826685A (de) * 1971-08-11 1973-04-07
GB2258660B (en) * 1991-08-14 1995-06-07 De La Rue Thomas & Co Ltd Luminescent materials and their preparation
US6030657A (en) * 1994-11-01 2000-02-29 Dna Technologies, Inc. Labeling technique for countering product diversion and product counterfeiting
EP1043681A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-11 Sicpa Holding S.A. Verfahren und Einrichtung zum Anregen eines luminescenten Materials
DE10056462A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-23 Giesecke & Devrient Gmbh Fluoreszenzstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10113267B4 (de) * 2001-03-16 2019-05-09 Bundesdruckerei Gmbh Verwendung eines Anti-Stokes-Leuchtstoffes in Sicherheitsdokumenten
DE10208397A1 (de) * 2002-02-27 2003-09-11 Honeywell Specialty Chemicals Anti-Stokes-Leuchtstoff-Zusammensetzung
GB2413334B (en) * 2002-03-05 2006-10-18 Dainippon Printing Co Ltd Method of manufacturing fine particles containing rare earth element
DE10322794B4 (de) * 2003-05-19 2011-08-11 Bundesdruckerei GmbH, 10969 Sensor für die Echtheitserkennung eines lumineszierenden Sicherheitselements eines Wertdokuments, Wertdokument sowie Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments
US8796030B2 (en) * 2003-07-12 2014-08-05 Parallel Synthesis Technologies, Inc. Methods for optically encoding an object with upconverting materials and compositions used therein
DE102005032831A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-04 Bundesdruckerei Gmbh Holmiumdotierte Anti-Stokes-Leuchtstoffe und Sicherheitsmerkmale mit diesen Leuchtstoffen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008132223A3 (de) 2009-01-15
AT505007B1 (de) 2008-10-15
AT505007A4 (de) 2008-10-15
WO2008132223A2 (de) 2008-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2512821B1 (de) Echtheitsmerkmal in form von lumineszierenden substanzen
EP2534221B1 (de) Verfahren zum identifizieren eines gegenstandes
EP0977670B1 (de) Bedrucktes wertdokument mit einem lumineszierenden echtheitsmerkmal
EP2331345B2 (de) Sicherheitsmerkmal auf basis lumineszenz emittierender stoffe
DE102015212492A9 (de) Sicherheits- oder Wertdokument mit einem Lumineszenzmerkmal und Verfahren zum Prüfen der Echtheit des Sicherheits- oder Wertdokuments
EP3850594B1 (de) Wertdokumentsystem
AT505007B1 (de) Verwendung eines leuchtstoffs als sicherheitsmerkmal, sicherheitsdruckfarbe, verfahren und vorrichtung zum überprüfen eines dokumentes sowie dokument und sicherheitsmerkmal
WO2014056832A1 (de) Sicherheitsmerkmal für ein wert- und/oder sicherheitsprodukt mit farbverlaufsstruktur und das sicherheitsmerkmal aufweisendes wert- und/oder sicherheitsdokument
EP1896551B1 (de) Holmiumdotierte anti-stokes-leuchtstoffe und sicherheitsmerkmale mit diesen leuchtstoffen
EP3181659B1 (de) Wertdokument
EP3049253B1 (de) Wertdokument und verfahren zur überprüfung des vorliegens desselben
DE102013109390B4 (de) Verfahren zur Verpackungsherstellungskontrolle
EP2467444A1 (de) Sicherheitselement mit farbumschlag
EP3717273B1 (de) Codierungssystem zum ausbilden eines sicherheitsmerkmals in oder an einem sicherheits- oder wertdokument oder einer mehrzahl von sicherheits- oder wertdokumenten
EP3049503B1 (de) Wertdokument und verfahren zur überprüfung des vorliegens desselben
DE102006047851A1 (de) Echtheitsmerkmal in Form von lumineszierenden Substanzen
EP4323197A1 (de) Methode zur eindeutigen kennzeichnung und identifikation von produkten
DE102020131382A1 (de) Methode zur Kennzeichnung von Produkten mit optischem Sicherheitsmerkmal mit zeitlicher Dimension
EP3497679B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur identifikation zumindest eines sicherheitselements mindestens eines sicherheitsmerkmals eines sicherheitserzeugnisses
WO2025078565A1 (de) Anregung und bestimmung von fluoreszenzlebensdauern mittels optischer 3d vermessung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20091105

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: STELZER, NILS

Inventor name: GAUSTERER, REINHART

Inventor name: STEINER, HANNES

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OESTERREICHISCHE STAATSDRUCKEREI GMBH

Owner name: AEROSPACE & ADVANCED COMPOSITES GMBH

17Q First examination report despatched

Effective date: 20111027

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20170224