JP5339382B2 - Information pattern carrier and information pattern optical reading method - Google Patents
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Description
本発明は、バーコード若しくはQRコード等の情報パターンが印刷された情報記録媒体又は管理対象物等の情報パターン担体、及びこの情報パターンの光学読み取り方法に関する。 The present invention relates to an information recording medium on which an information pattern such as a bar code or a QR code is printed, or an information pattern carrier such as a management target, and an optical reading method for the information pattern.
近年、各種物品、各種プリペイドカード若しくは通行カード等に、バーコード又はQRコード等の情報パターンを印刷しておき、光学読み取り装置を用いてこの情報パターンを読み取ることによって管理や認証チェックに利用することが行われている。この場合、情報パターンに偽造防止処理を施しておき、これを光学読み取りシステムにより読み取ることによって、情報パターンが偽造されたものであるか否かを判別するセキュリティシステムが種々提案されている。 In recent years, information patterns such as barcodes or QR codes have been printed on various articles, various prepaid cards or pass-through cards, etc., and this information pattern is read using an optical reading device and used for management and authentication checks. Has been done. In this case, various security systems have been proposed in which an information pattern is subjected to anti-counterfeiting processing and is read by an optical reading system to determine whether the information pattern is forged.
特許文献1には、蛍光体を含有したバーコード等の情報パターンを印刷し、この情報パターンに半導体レーザを照射して蛍光体を励起させ、蛍光体から発する蛍光を受光して情報パターンを光学読み取り装置で読み取る光学読み取り装置が開示されている。この装置では、読み取り時には半導体レーザダイオードからの励起光と蛍光体からの蛍光との波長のピークが互いに離れるので、蛍光体の発光スペクトルのみを読み取ることができる。このセキュリティシステムでは、蛍光体マークが偽造され難いこと及び蛍光体マークを読み取る技術が偽造され難いことから、比較的高いセキュリティを持たせることができる。 Patent Document 1 prints an information pattern such as a barcode containing a phosphor, irradiates the information pattern with a semiconductor laser to excite the phosphor, receives light emitted from the phosphor, and optically transmits the information pattern. An optical reader that reads with a reader is disclosed. In this apparatus, when reading, since the wavelength peaks of the excitation light from the semiconductor laser diode and the fluorescence from the phosphor are separated from each other, only the emission spectrum of the phosphor can be read. In this security system, since it is difficult to forge the phosphor mark and the technology for reading the phosphor mark is difficult to forge, it is possible to provide relatively high security.
特許文献2には、半導体レーザダイオードを用いた装置よりも小型化が可能でコストの安価な、発光ダイオードを用いた光学読み取りシステムが提案されている。この光学読み取りシステムは、非可視インクで印刷された印刷層を光学的に読み取るものであり、蛍光体がネオジウムを賦活元素として添加した無機酸化物からなる。この蛍光体では、蛍光体を励起する発光素子の発光中心波長と、印刷層からの蛍光を受光する受光素子の受光可能な波長領域とが離れる。よって、励起光の照射に半導体レーザダイオードより波長の幅が広い発光ダイオードを用いても、励起光と蛍光体の発光とが重なってしまうことがなく、読み取りの際に励起光が読み取られることで誤判定が生じることを防いでいる。この技術では、情報パターンが非可視なので読み取り時以外には情報パターンの存在を気付かれることがなく、高いセキュリティを持たせることができる。
なお、特許文献3には、金属粒子を含む光データ担体において、照射の吸収の結果としての熱膨張に起因したデータ担体の体積の増加が、吸収する光の長い波長へのシフトの原因となることが開示されている。
In
特許文献1の光学読み取り装置では、光源として半導体レーザダイオードを使用しているので、光源の駆動回路が複雑かつ大型になり、光学読み取り装置のコストが高騰する。 In the optical reading device of Patent Document 1, since a semiconductor laser diode is used as a light source, a drive circuit for the light source becomes complicated and large, and the cost of the optical reading device increases.
また、本願発明者が特許文献2の光学読み取りシステムについてテストしたところ、読み取り不能が生じることが多かった。これは発光ダイオードが半導体レーザダイオードよりも光の強度が弱く、充分な励起が得られないため蛍光体の発光が弱いためと、光の強度が弱いために蛍光体の発光を検出しにくく励起光を検出してしまうことが避けられないためと思われた。そのため、情報パターンをさらに明瞭に読み取ることのできる手段が望まれた。
Moreover, when the inventor of the present application tested the optical reading system disclosed in
そこで本願発明者は、発光ダイオードの光を励起光として採用でき小型化が可能でコストの安価な光学読み取りシステムとすることができ、蛍光体からの発光が強く、特許文献1とは別の方法により励起光で励起される印刷層(情報パターン)からの発光を受光でき励起光の受光を回避できる、印刷層及び光学読み取り方法について、鋭意に探索した。 Therefore, the inventor of the present application can adopt light from a light emitting diode as excitation light, can be miniaturized, can be an inexpensive optical reading system, has a strong light emission from a phosphor, and is a method different from Patent Document 1. The inventors have eagerly searched for a printing layer and an optical reading method that can receive light emitted from a printing layer (information pattern) excited by excitation light and can avoid receiving excitation light.
さらに本願発明者は、特許文献3の熱膨張による波長の長波長側へのシフトに着目し、これを読み取り時において励起光の受光の回避に利用するとともに、非可視の情報パターンについて一段階高いセキュリティを得るための思索を積み重ねた。
Further, the inventor of the present application pays attention to the shift of the wavelength to the longer wavelength side due to thermal expansion in
本発明は、上記事情にかんがみ案出されたもので、その目的とするところは、情報記録媒体若しくは管理対象物等の情報パターン担体上に、肉眼で認識できないように形成した、バーコード又はQRコード等の情報パターンについて、読み取り時には明瞭に読み取ることができ、しかも、情報パターンの存在に気付いてもこの情報パターンの情報を解読できるごとき光学読み取り装置を悪意に開発することが極めて困難であり、高いセキュリティシステムを実現でき、高い品質保証を与える非可視のトレイサビリティを実現できる情報パターン担体及び情報パターンの光学読み取り方法を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above circumstances. The object of the present invention is to provide a barcode or QR formed on an information pattern carrier such as an information recording medium or a management object so that it cannot be recognized with the naked eye. It is extremely difficult to maliciously develop an optical reading device that can clearly read information patterns such as codes when reading, and can read the information of this information pattern even if it notices the existence of the information pattern, An object of the present invention is to provide an information pattern carrier and an information pattern optical reading method capable of realizing a high security system and realizing invisible traceability that provides high quality assurance.
本発明の情報パターン担体は、コア/シェル型の半導体量子ドットを含有する着色インクで形成された情報パターンと、情報パターン上に被着形成されており情報パターンを非可視化するマスクとを備えている。情報パターンは、半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光線を照射された際に、半導体量子ドットが、熱膨張して長波長側に遷移した波長を有する光を発光するように構成されている。 An information pattern carrier of the present invention includes an information pattern formed of a colored ink containing core / shell type semiconductor quantum dots, and a mask which is formed on the information pattern to make the information pattern invisible. Yes. The information pattern is configured so that the semiconductor quantum dot emits light having a wavelength that has been thermally expanded and shifted to the longer wavelength side when irradiated with an excitation light having energy higher than the band gap of the semiconductor quantum dot. ing.
さらに、本発明の情報パターン担体は、コア/シェル型の半導体量子ドットを含有する着色インクで形成されており、情報記録媒体又は管理対象物の地色又は下地着色層の色と同一色化することによって非可視化された情報パターンを備えている。情報パターンは、半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光線を照射された際に、半導体量子ドットが、熱膨張して長波長側に遷移した波長を有する光を発光するように構成されている。 Furthermore, the information pattern carrier of the present invention is formed of a colored ink containing core / shell type semiconductor quantum dots, and is made the same color as the color of the ground color of the information recording medium or management object or the underlying colored layer. The information pattern is made invisible. The information pattern is configured so that the semiconductor quantum dot emits light having a wavelength that has been thermally expanded and shifted to the longer wavelength side when irradiated with an excitation light having energy higher than the band gap of the semiconductor quantum dot. ing.
情報記録媒体若しくは管理対象物等の情報パターン担体は、その上に着色インクにより印刷され非可視状態に形成された情報パターンを有している。この情報パターンについて、読み取り時に半導体量子ドットを励起光線によって励起して熱膨張させ、そのときに発光する長波長側に遷移する波長の光を受光し、情報の解読を行う。このため、担体製造時には情報パターンが可視なのでパターンの形成が容易で、製造後には情報パターンが非可視なので読み取り時以外には情報パターンの存在を気付かれることがない。情報パターンの読み取り時には、コア/シェル型の半導体量子ドットが強い発光を行い、熱膨張によってその発光の波長が遷移することで励起光から波長領域が大きく離れるので励起光が読み取られることなく、情報が明確に読み取られる。さらに、発光の波長が遷移するので、読み取り装置の模倣が困難となる。着色インクによって励起光の照射による熱の吸収性が高められ、温度が変化し易いので半導体量子ドットが熱膨張し易くなる。着色インクについても簡単な模倣・製造が困難となり、セキュリティを高めることができる。したがって、情報パターンを肉眼認識できない取り扱いを補償すると共に、遷移した波長を解読できる光学読み取り装置によって情報パターンの確実な情報解読を行うことができる。 An information pattern carrier such as an information recording medium or an object to be managed has an information pattern printed thereon with a colored ink and formed in an invisible state. With respect to this information pattern, the semiconductor quantum dots are excited by excitation light during reading to thermally expand, and light having a wavelength transitioning to the long wavelength side that is emitted at that time is received to decode the information. For this reason, since the information pattern is visible when the carrier is manufactured, it is easy to form the pattern. After the manufacturing, the information pattern is invisible, so that the presence of the information pattern is not noticed except during reading. When reading an information pattern, the core / shell type semiconductor quantum dot emits strong light, and the wavelength region of the light is greatly separated from the excitation light by the transition of the emission wavelength due to thermal expansion. Is clearly read. Further, since the emission wavelength is changed, it is difficult to imitate the reading device. The colored ink enhances the heat absorbability due to the irradiation of excitation light, and the temperature easily changes, so that the semiconductor quantum dots are easily expanded. It is difficult to easily imitate / manufacture colored ink, and security can be improved. Therefore, the information pattern can be reliably decoded by the optical reading device that can compensate for the handling in which the information pattern cannot be recognized with the naked eye and can decode the shifted wavelength.
着色インクは、染料、ロイコ色素又は粒子径がサブミクロンの顔料のいずれかの着色材で着色されていることが好ましい。これらの着色材を用いることで濃度の調節によって半導体量子ドットへの励起光の照射を阻害せず、可視光線を吸収する着色が容易に得られる。 The colored ink is preferably colored with any colorant of a dye, a leuco dye, or a pigment having a particle size of submicron. By using these colorants, coloring that absorbs visible light can be easily obtained without inhibiting the irradiation of the excitation light to the semiconductor quantum dots by adjusting the concentration.
コア/シェル型の半導体量子ドットは、CdSe/ZnSeであることが好ましい。着色インクに対して良好に分散でき、凝集が起こらないので、インクとしての使用が良好で、情報パターンを良好に印刷できる。
The core / shell type semiconductor quantum dots, CdSe / ZnS e der Rukoto are preferred. Since it can disperse | distribute favorably with respect to colored ink and aggregation does not occur, it can be used as an ink and an information pattern can be printed well.
コア/シェル型の半導体量子ドットが、
(a)ZnSeナノ粒子にTeを加えたものをコアとし、ZnSナノ粒子をシェルとする、
(b)(Zn(1−2x)InxAgxS)をコア又はシェルとする、
(c)Mnイオンを含んだZnSナノ粒子をコアとする、
(d)ZnSナノ粒子をコアとする、
(e)Zn−In−Ag−S系半導体ナノ粒子をコアとする、
(f)シリコンナノ粒子をコア又はシェルとする、
のいずれか1つであることも好ましい。これらの半導体量子ドットを用いることで、強い発光と、半導体量子ドットの熱膨張による波長の遷移が好適に得られる。Core / shell type semiconductor quantum dots
(A) A core obtained by adding Te to ZnSe nanoparticles, and a shell of ZnS nanoparticles,
(B) (Zn (1-2 x ) In x Ag x S) as a core or shell,
(C) Core ZnS nanoparticles containing Mn ions,
(D) using ZnS nanoparticles as a core,
(E) using Zn—In—Ag—S based semiconductor nanoparticles as a core;
(F) silicon nanoparticles as the core or shell,
It is also preferable that it is any one of these. By using these semiconductor quantum dots, strong light emission and wavelength transition due to thermal expansion of the semiconductor quantum dots can be suitably obtained.
コア/シェル型の半導体量子ドットが、
(g)シリコンナノ粒子をコアとし、エルビウムをシェルとする、
(h)エルビウムをコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとする、
のいずれか1つであることも好ましい。エルビウムは熱膨張率が高いので、半導体量子ドットを熱膨張させた際に大きく膨張することで波長の遷移が大きくなる。そのため、より情報を鮮明に読み取ることができ、セキュリティを高めることができる。Core / shell type semiconductor quantum dots
(G) Using silicon nanoparticles as a core and erbium as a shell,
(H) Erbium as a core and silicon nanoparticles as a shell,
It is also preferable that it is any one of these. Since erbium has a high coefficient of thermal expansion, the wavelength transition increases when the semiconductor quantum dot expands greatly when thermally expanded. Therefore, information can be read more clearly and security can be improved.
また、本発明の光学読み取り方法は、情報記録媒体又は管理対象物上にコア/シェル型の半導体量子ドットを含有する着色インクで形成され、その上にマスクが形成されることによって非可視化された情報パターンの光学読み取り方法であって、この情報パターンに半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光線を照射して半導体量子ドットを熱膨張させ、熱膨張した半導体量子ドットから、長波長側に遷移した波長を有する光を発光させ、遷移した長波長側部分に感度を有する光センサによって発光光を受光し、情報パターンを読み取る。 Also, the optical reading method of the present invention is made invisible by forming a colored ink containing core / shell type semiconductor quantum dots on an information recording medium or an object to be managed, and forming a mask thereon. An information pattern optical reading method, in which the semiconductor quantum dot is thermally expanded by irradiating the information pattern with an excitation light whose energy is higher than the band gap of the semiconductor quantum dot, and the long wavelength side from the thermally expanded semiconductor quantum dot The light having the wavelength shifted to is emitted, the emitted light is received by an optical sensor having sensitivity to the shifted long wavelength side portion, and the information pattern is read.
本発明の他の光学読み取り方法は、情報記録媒体又は管理対象物上にコア/シェル型の半導体量子ドットを含有する着色インクで形成され、その地色又は下地着色層の色と同一色化することによって非可視化された情報パターンの光学読み取り方法であって、この情報パターンに半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光線を照射して半導体量子ドットを熱膨張させ、熱膨張した半導体量子ドットから、長波長側に遷移した波長を有する光を発光させ、遷移した長波長側部分に感度を有する光センサによって発光光を受光し、情報パターンを読み取る。 Another optical reading method of the present invention is formed with a colored ink containing core / shell type semiconductor quantum dots on an information recording medium or a management object, and is made the same color as the ground color or the color of the underlying colored layer. An optical reading method for an information pattern that is made invisible by irradiating the semiconductor quantum dot with an excitation beam having energy higher than the band gap of the semiconductor quantum dot to thermally expand the semiconductor quantum dot. Light having a wavelength shifted to the long wavelength side is emitted from the dot, and the emitted light is received by an optical sensor having sensitivity to the shifted long wavelength side portion, and the information pattern is read.
情報記録媒体若しくは管理対象物等の情報パターン担体上に着色インクにより印刷され、非可視状態とされた情報パターンについて、読み取り時に半導体量子ドットを励起光線によって励起して熱膨張させ、そのときに発光する長波長側に遷移する波長の光を受光し、情報の解読を行う。このように、読み取り時には、コア/シェル型の半導体量子ドットが強い発光を行い、熱膨張によってその発光の波長が遷移することで励起光から波長領域が大きく離れるので励起光が読み取られることなく、情報が明確に読み取られる。さらに、発光の波長が遷移するので、読み取り装置の模倣が困難となる。着色インクによって励起光の照射による熱の吸収性が高められ、温度が変化し易いので半導体量子ドットが熱膨張し易くなる。着色インクについても簡単な模倣・製造が困難となり、セキュリティを高めることができる。したがって、情報パターンを肉眼認識できない取り扱いを補償すると共に、遷移した波長を解読できる光学読み取り装置によって情報パターンの確実な情報解読を行うことができる。 An information pattern printed on an information pattern carrier such as an information recording medium or an object to be managed is printed with colored ink, and is invisible. When reading, the semiconductor quantum dots are excited by excitation light to thermally expand, and light is emitted at that time. Receiving light of a wavelength that shifts to the long wavelength side, and decoding the information. In this way, at the time of reading, the core / shell type semiconductor quantum dot emits strong light, and the wavelength region of the light is greatly separated from the excitation light by the transition of the light emission wavelength due to thermal expansion, so that the excitation light is not read. Information is clearly read. Further, since the emission wavelength is changed, it is difficult to imitate the reading device. The colored ink enhances the heat absorbability due to the irradiation of excitation light, and the temperature easily changes, so that the semiconductor quantum dots are easily expanded. It is difficult to easily imitate / manufacture colored ink, and security can be improved. Therefore, the information pattern can be reliably decoded by the optical reading device that can compensate for the handling in which the information pattern cannot be recognized with the naked eye and can decode the shifted wavelength.
着色インクは、染料、ロイコ色素又は粒子径がサブミクロンの顔料のいずれかの着色材で着色されていることも好ましい。これらの着色材を用いることで濃度の調節によって半導体量子ドットへの励起光の照射を阻害せず、可視光線を吸収する着色が容易に得られる。 It is also preferable that the colored ink is colored with any colorant of a dye, a leuco dye, or a pigment having a particle size of submicron. By using these colorants, coloring that absorbs visible light can be easily obtained without inhibiting the irradiation of the excitation light to the semiconductor quantum dots by adjusting the concentration.
コア/シェル型の半導体量子ドットは、CdSe/ZnSeであることが好ましい。着色インクに対して良好に分散でき、凝集が起こらないので、インクとしての使用が良好で、情報パターンを良好に印刷できる。
The core / shell type semiconductor quantum dots, CdSe / ZnS e der Rukoto are preferred. Since it can disperse | distribute favorably with respect to colored ink and aggregation does not occur, it can be used as an ink and an information pattern can be printed well.
コア/シェル型の半導体量子ドットが、
(a)ZnSeナノ粒子にTeを加えたものをコアとし、ZnSナノ粒子をシェルとする、
(b)(Zn(1−2x)InxAgxS)をコア又はシェルとする、
(c)Mnイオンを含んだZnSナノ粒子をコアとする、
(d)ZnSナノ粒子をコアとする、
(e)Zn−In−Ag−S系半導体ナノ粒子をコアとする、
(f)シリコンナノ粒子をコア又はシェルとする、
のいずれか1つであることも好ましい。これらの半導体量子ドットを用いることで、強い発光と、半導体量子ドットの熱膨張による波長の遷移が好適に得られる。Core / shell type semiconductor quantum dots
(A) A core obtained by adding Te to ZnSe nanoparticles, and a shell of ZnS nanoparticles,
(B) (Zn (1-2 x ) In x Ag x S) as a core or shell,
(C) Core ZnS nanoparticles containing Mn ions,
(D) using ZnS nanoparticles as a core,
(E) using Zn—In—Ag—S based semiconductor nanoparticles as a core;
(F) silicon nanoparticles as the core or shell,
It is also preferable that it is any one of these. By using these semiconductor quantum dots, strong light emission and wavelength transition due to thermal expansion of the semiconductor quantum dots can be suitably obtained.
コア/シェル型の半導体量子ドットが、
(g)シリコンナノ粒子をコアとし、エルビウムをシェルとする、
(h)エルビウムをコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとする、
のいずれか1つであることも好ましい。エルビウムは熱膨張率が高いので、半導体量子ドットを熱膨張させた際に大きく膨張することで波長の遷移が大きくなる。そのため、より情報を鮮明に読み取ることができ、セキュリティを高めることができる。Core / shell type semiconductor quantum dots
(G) Using silicon nanoparticles as a core and erbium as a shell,
(H) Erbium as a core and silicon nanoparticles as a shell,
It is also preferable that it is any one of these. Since erbium has a high coefficient of thermal expansion, the wavelength transition increases when the semiconductor quantum dot expands greatly when thermally expanded. Therefore, information can be read more clearly and security can be improved.
本発明の情報パターン担体及び光学読み取り方法によれば、情報記録媒体若しくは管理対象物等の情報パターン担体上に着色インクにより印刷され、マスクによって又は担体と同一の色の着色インクによって非可視化された情報パターンについて、読み取り時に半導体量子ドットを励起光線によって励起させつつ熱膨張させ、そのときに発光する長波長側に遷移する波長の光を受光し、情報の解読を行う。このため、製造後には情報パターンが非可視なので読み取り時以外には情報パターンの存在を気付かれることがない。読み取り時には、コア/シェル型の半導体量子ドットが強い発光を行い、熱膨張によってその発光光の波長が遷移することで励起光から波長領域が大きく離れるので励起光が読み取られることなく、情報が明確に読み取られる。さらに、発光の波長が遷移するので、読み取り装置の模倣が困難となる。着色インクによって励起光の照射による熱の吸収性が高められ、温度が変化し易いので半導体量子ドットが熱膨張し易くなる。着色インクについても簡単な模倣・製造が困難となり、セキュリティを高めることができる。したがって、情報パターンを肉眼で認識できない取り扱いを補償すると共に、遷移した波長を解読できる光学読み取り装置によって情報パターンの確実な情報解読を行うことができる。 According to the information pattern carrier and the optical reading method of the present invention, the information pattern carrier such as the information recording medium or the management object is printed with the colored ink and is made invisible by the mask or the colored ink having the same color as the carrier. Regarding the information pattern, the semiconductor quantum dots are thermally expanded while being excited by excitation light at the time of reading, and light having a wavelength that shifts to the long wavelength side that is emitted at that time is received to decode the information. For this reason, since the information pattern is invisible after manufacture, the presence of the information pattern is not noticed except during reading. When reading, the core / shell type semiconductor quantum dot emits strong light, and the wavelength of the emitted light is shifted by thermal expansion, so the wavelength region is far away from the excitation light, so the information is clear without reading the excitation light. To be read. Further, since the emission wavelength is changed, it is difficult to imitate the reading device. The colored ink enhances the heat absorbability due to the irradiation of excitation light, and the temperature easily changes, so that the semiconductor quantum dots are easily expanded. It is difficult to easily imitate / manufacture colored ink, and security can be improved. Therefore, the information pattern can be reliably decoded by the optical reading device that can compensate the handling in which the information pattern cannot be recognized with the naked eye and can decode the shifted wavelength.
1、1A 読み取り装置
10A、10B 情報記録カード
11 情報記録媒体
11A、11B 情報パターン担体
12 情報パターン
13 マスク
14 下地印刷層
15 発光ダイオード
16、16A 光センサ
17 情報判定部
2 光学読み取り機構
3 冷却手段
H1 励起光
H2 励起により発光する光線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
以下、本発明の情報パターン担体及び光学読み取り方法の実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an information pattern carrier and an optical reading method of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1の実施形態〕
図1は、本実施形態の情報パターン担体及び光学読み取り方法を実施するための読み取り装置の概略図である。読み取り装置1は、情報記録カード10Aの情報を読み取るためのもので、発光ダイオード15と、光学読み取り機構2とを備えて概略構成される。[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a reading apparatus for carrying out the information pattern carrier and the optical reading method of the present embodiment. The reading device 1 is for reading information on the information recording card 10 </ b> A, and generally includes a
情報記録カード10Aは、情報記録媒体11と、この情報記録媒体11上に情報パターン担体11Aを備える。情報パターン担体11Aは、印刷された可視のバーコード又はQRコード等の情報パターン12と、該情報パターン12を印刷後に情報パターン12の上に重ねて印刷することによりこの情報パターン12を非可視とするためのマスク印刷体13とを備える。情報記録カード10Aは、情報が記録されたカード状のものであり、例えばキャッシュカード、各種プリペイドカード、テレホンカード、通行カード、健康保険証等が適用される。
The
情報記録媒体11は、情報記録カード10Aの本体でありその上に情報パターン12が印刷される媒体である。この情報記録媒体11は、酸化チタン等の白色顔料を分散、保持した塩化ビニール系シート等から構成され、赤外線、可視光線、及び紫外線を反射する性質を有しているものが用いられる。
The
情報パターン12は、情報記録媒体11上にコア/シェル型の半導体量子ドットを含有する着色インクで印刷することによって形成されている。本実施形態では、着色インクは半導体量子ドットと着色材及びこれらを分散保持するためのバインダとを含む。
The
半導体量子ドットは、ナノメートルサイズの半導体の微細な粒子である。コア/シェル型は、内側の材質のコアを、外側の材質のシェル(殻)で覆った型をいう。本実施形態では、CdSe/ZnSeのコア/シェル型の半導体量子ドットを用いている。 A semiconductor quantum dot is a fine particle of a nanometer-sized semiconductor. The core / shell type refers to a type in which a core made of an inner material is covered with a shell made of an outer material. In this embodiment, a CdSe / ZnSe core / shell type semiconductor quantum dot is used.
着色材は、可視光線を吸収する材料である。着色材は、染料、ロイコ色素、又は粒子径がサブミクロンの顔料のいずれかを用い、着色材が前記励起光線の前記コア/シェル型の半導体量子ドットへの照射を阻害しない限度の濃度を含んでいるものとする。これらの着色材を用い、濃度を調節することによって、照射を阻害しない状態と可視光線を吸収する着色を容易に得られる。 The colorant is a material that absorbs visible light. The coloring material is a dye, a leuco pigment, or a pigment having a particle size of submicron, and includes a concentration that does not hinder the irradiation of the excitation light to the core / shell type semiconductor quantum dots. Suppose that By using these colorants and adjusting the concentration, it is possible to easily obtain a color that does not inhibit irradiation and a color that absorbs visible light.
着色材として、特に顔料を用いると、染料、ロイコ色素に比べ、着色に耐久性・耐候性を持たせられるが、顔料の粒径が1μmを超えて大きくなると、顔料が本来の遮光性を発揮し光を遮断しインク中に含まれる半導体量子ドットへの照射を阻害することになる。顔料の粒子径をサブミクロン(1μm未満)、好ましくは粒径が0.6〜0.8μmの範囲に揃えると、カラーフィルタのように透光性を保有できるので、黒以外の有色インクとする場合には特に粒径が0.6〜0.8μmの範囲の顔料を適量用いるのが好ましい。本実施形態では、着色インクは着色材にカーボンブラックを用いて黒インクとしている。 When pigment is used as a colorant, coloring and durability are more durable than dyes and leuco dyes. However, when the particle size of the pigment exceeds 1 μm, the pigment exhibits its original light-shielding properties. Therefore, the light is blocked and irradiation to the semiconductor quantum dots contained in the ink is hindered. If the particle diameter of the pigment is submicron (less than 1 μm), preferably the particle diameter is in the range of 0.6 to 0.8 μm, it can retain translucency like a color filter, so that it is a colored ink other than black. In particular, it is preferable to use an appropriate amount of a pigment having a particle size in the range of 0.6 to 0.8 μm. In the present embodiment, the colored ink is black ink using carbon black as a coloring material.
情報パターン12の上に不透明なマスク13を形成することによりこの情報パターンが非可視とされている。ここで非可視とは、眼で見ることがほぼできないこと又は全くできないこと(いわゆる不可視を含む)を指している。
The information pattern is made invisible by forming an
本実施形態では、マスク13は情報パターン12と同じ色でパターンを一面に塗りつぶすマスク印刷により形成されている。マスク印刷は、励起光H1による情報パターン12の励起を阻害しないよう、励起光H1を吸収又は遮断しないような印刷を用いる。具体的には励起光H1を吸収しない印刷用の着色材料としては、染料、ロイコ色素、又は粒径がサブミクロンの顔料などがある。特に、カーボンブラックを用いて黒インクとし情報パターン12が認識できない濃度とするのが好ましい。マスク印刷の上には、隠蔽膜(図示せず)が形成され、マスク印刷を形成するインクは脱落不能とされる。
In the present embodiment, the
情報記録カード10Aは、発光ダイオード15及び光センサ16に対して相対的かつ直線的に走査移動が可能なように構成されている。本実施形態では、走査移動は光学読み取り機構2に具備された機械機構(図示せず)によるものであるが、手動操作によるものであっても良い。
The information recording card 10 </ b> A is configured to be able to scan and move relative to the
発光ダイオード15は、情報パターン12に含まれるコア/シェル型の半導体量子ドットに励起光H1を照射するものである。励起光H1が半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高くなるよう、発光ダイオード15を選択する。本実施形態では、励起光H1の照射により情報パターン12に含まれるコア/シェル型の半導体量子ドットを励起すると共に、半導体量子ドットの熱膨張も起こるようにする。
The
光学読み取り機構2は、光センサ16と、情報判定部17とを備えている。
The
光センサ16は、情報パターン12に含まれるコア/シェル型の半導体量子ドットが励起されて発光する光線H2を受光するものである。光センサ16は、コア/シェル型の半導体量子ドットを含む情報パターン12が熱膨張した状態で長波長側にシフトして発光する光の長波長側部分の波長、具体的には図3に示す長波長側の範囲Yに感度を有している必要がある。本実施形態では、光センサ16にはフォトダイオードを用いている。
The
光センサ16は、情報パターン12の温度上昇にかかる時間の経過の時点で情報パターン12からの発光を受光し得るよう構成されている。具体的には、情報パターン12が加熱される前の温度及び加熱された後の温度が例えば情報パターン12に向けた放射温度センサで測定でき、かつ加熱される前の温度(例えば15℃〜30℃)から加熱された後の温度(例えば60℃〜85℃)までの時間を計測できるようになっており、この時間に受光が行われるよう構成される。
The
情報判定部17は、光センサ16が受光して得た電気信号(矩形信号)を増幅し、情報パターン12のコード情報に対応する電気的コード情報信号を形成する。
The
本実施形態の光学読み取り方法は、マスク印刷13により非可視とされた情報パターン12を有する情報記録カード10Aが機械機構により所定位置に載置され又は送り込まれると、発光ダイオード15が発光し、情報パターン12に対して、半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光H1を照射する。励起光H1は半導体量子ドットを励起させると共に、情報パターン12を加熱し半導体量子ドットを熱膨張させる。
In the optical reading method of this embodiment, when the
励起された半導体量子ドットは、熱膨張によって波長が遷移した光を発光する。具体的には、粒径の異なるものを含むCdSe/ZnSeのコア/シェル型の半導体量子ドットは、熱膨張しない状態で励起されると、発光の際には図2に示すように、粒径が異なる毎に波長が異なる複数の光を発光する。一方、熱膨張した状態で励起されると、図3に示すように、波長が長波長側に大きく遷移した光を発光する。なお、コア/シェル型の半導体量子ドットのコア粒子が単一の粒子径からなる場合にも、熱膨張によって波長が長波長側に大きく遷移する関係は同じである。半導体量子ドットはCdSe/ZnSeのコア/シェル型なので、特に得られる発光が強い。 The excited semiconductor quantum dot emits light whose wavelength has changed due to thermal expansion. Specifically, when the CdSe / ZnSe core / shell type semiconductor quantum dots including those having different particle diameters are excited without being thermally expanded, as shown in FIG. A plurality of lights having different wavelengths are emitted every time. On the other hand, when excited in a thermally expanded state, as shown in FIG. 3, it emits light whose wavelength has greatly shifted to the long wavelength side. Even when the core particles of the core / shell type semiconductor quantum dots have a single particle diameter, the relationship in which the wavelength is largely shifted to the longer wavelength side by thermal expansion is the same. Since the semiconductor quantum dot is a core / shell type of CdSe / ZnSe, the obtained light emission is particularly strong.
半導体量子ドットからの発光光は、長波長側部分Yに感度を有する光センサ16で受光し、電気信号に変換される。情報判定部17はこの電気信号をパターン化し、情報パターン12を読み取り得るか否か、さらに情報パターン12のコード情報がデータベースに記録されているデータと一致しているか否かを照合することにより、情報パターン12の真贋を判定する。
Light emitted from the semiconductor quantum dots is received by an
本実施形態によれば、情報パターン12を通常の安価な発光ダイオード15によって励起することができ、かつ半導体量子ドットから強い光を発光させることができ(量子サイズ効果)る。また、半導体量子ドットが熱膨張を伴って励起し発光が長波長側にずれているので、励起光と発光光とが重なることなく明確に情報パターンを検出でき、通常の安価なシリコン系フォトダイオード等の受光素子で感度良く検出することができる。
According to the present embodiment, the
光学読み取り装置1は、半導体量子ドットの発光が長波長側に遷移して発光するため、長波長側部分に感度を有する光センサで発光光を受光して情報解読を行う構成となっている。このため、光学読み取り装置の模倣製作が難しく、高いセキュリティ又は品質保証を与える光学読み取り方法を実現することができる。その結果、クレジットカード、キャッシュカード、テレホンカード、IDカード、学生証、スタンプカード、及びポイントカード等の偽造、変造、及び改ざんを防止できるとともに、システムの小型化及び省スペース化が可能であり、非可視のトレイサビリティを実現できる。 The optical reading device 1 has a configuration in which light emission of the semiconductor quantum dots is shifted to the long wavelength side to emit light, and thus the optical sensor having sensitivity to the long wavelength side portion receives the emitted light and decodes the information. For this reason, it is difficult to imitate the optical reading device, and an optical reading method that provides high security or quality assurance can be realized. As a result, it is possible to prevent forgery, alteration, and tampering of credit cards, cash cards, telephone cards, ID cards, student ID cards, stamp cards, point cards, etc., and to reduce the size and space of the system. Invisible traceability can be realized.
情報記録媒体11上にバーコードやQRコード等の情報パターンを非可視の状態として形成し、この情報パターンが肉眼で認識されないようにしている。また、万一、IT技術に熟知した悪意を有する者や組織が、情報記録媒体11の表面の印刷膜の微小な盛り上がりから情報パターンの存在に仮に気付いたとしても、本実施形態のインクは模倣製造が難しい。さらに、情報パターンの発光源がコア/シェル型の半導体量子ドットであるものと分析し、それに基づいて半導体量子ドットの通常励起によって発光する光を受光して情報解読を行える読み取り装置を開発しても、発光光の波長が長波長側へずれているので、このような通常の読み取り装置によっては情報パターンの情報解読が行えない。
An information pattern such as a barcode or QR code is formed in an invisible state on the
なお、着色インクにより、情報パターン12を情報記録媒体11に印刷する際には情報パターン12が可視となっているので、印刷されたパターンを確認しやすい。読み取り時には、着色インクが可視光を吸収するので、励起光の照射によって情報パターン12が温度上昇し易くなり、半導体量子ドットが熱膨張し易くなる。特に本実施形態では、顔料を用いているので励起光の照射による熱の吸収性が良い。着色インクの組成についても簡単な模倣・製造が困難となるから、この点からも高いセキュリティを実現できる。特に本実施形態では、粒径がサブミクロンの顔料で着色したインクを用いて情報パターン12を印刷しているので、色について高い耐候性、耐退色性を有する情報パターン12が得られ、コア/シェル型の半導体量子ドットの化学的安定性が高いことと相俟って、長期間にわたり高い品質保証を与えるシステムを実現できる。また着色インクにCdSe/ZnSeのコア/シェル型の半導体量子ドットを用いているので、トルエン等で良好に分散できて凝集が起こらず、インクとしての使用が良好で、情報パターンを良好に印刷できる。
Note that when the
なお、本実施形態の変更態様として、読み取り装置に、半導体量子ドットを熱膨張させるための加熱手段が設けられていてもよい。例えば、加熱手段として、情報記録カード10の下部であって情報パターン12が印刷されている裏側に高熱を与え、情報パターン12の半導体量子ドットを熱膨張させるための電気ヒータが設けられていてもよい。また、加熱手段として情報パターン12に対して熱線(赤外線など)を照射する手段が設けられていてもよい。これらの手段によって、半導体量子ドット12を確実に加熱し熱膨張することができ、より効果的に発光の遷移が得られる。
Note that as a modification of the present embodiment, the reading device may be provided with a heating unit for thermally expanding the semiconductor quantum dots. For example, an electric heater for applying high heat to the lower side of the information recording card 10 on which the
励起光による半導体量子ドットの熱膨張を起こり易くするため、発光ダイオード15の励起光H1を集光レンズを介して集光し情報パターン12に照射するように構成してもよい。発光ダイオード15については、高出力のものを選択する、複数使用して照射する、又は赤外線を発光する発光ダイオードと紫外線を発光する発光ダイオードとを併用してもよい。
In order to facilitate the thermal expansion of the semiconductor quantum dots due to the excitation light, the excitation light H1 of the
情報記録媒体11に代えて、カード状以外の物体の管理対象物の情報パターンを読み取るように構成してもよい。管理対象物としては、カード以外の商品であってバーコードやQR等が情報パターン12として印刷されているもの、例えば書籍の背表紙や、情報パターン12が印刷されたシールが貼付された商品などがある。
Instead of the
〔第2の実施形態〕
図4は、第2の実施形態の光学読み取り方法を実施するための読み取り装置の概略図である。本実施形態の情報記録カード10Bは、情報パターン担体11Bを備え、情報パターン担体11Bは情報記録媒体(又は管理対象物)11と、情報記録媒体11に印刷されているが情報パターンを形成しない下地印刷層14と、情報記録媒体11に印刷されたバーコード又はQRコード等の情報パターン12とを備えている。なお、第1の実施形態と重複する部分については同符号を付して説明を省略する。[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic view of a reading apparatus for carrying out the optical reading method of the second embodiment. The
本実施形態では、情報パターン12の色と、情報記録媒体11の上に情報パターン12よりも先に下地印刷した下地着色印刷層14の色とを同一とすることにより、情報パターン12を非可視化している。ここでは、情報パターン12に使用する着色インクは、下地印刷層14と同じ色のものを使用している。すなわち、下地印刷層14と情報パターン12ともに粒径がサブミクロンのカーボンブラックの顔料を用いている。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、読み取り時以外においては情報パターン12が非可視の状態で取り扱われることを補償すると共に、読み取り時においては、着色インクが可視光を吸収するので励起光の照射によって情報パターン12が温度上昇し易く半導体量子ドットが熱膨張し易くなって読み取りが可能となる。また、着色インクの組成については簡単な模倣や製造が困難であるから、この点からも高いセキュリティを実現することができる。
According to the present embodiment, it is compensated that the
本実施形態の変更態様として、下地印刷層14を省き、情報パターン12の色を、情報記録媒体11又は管理対象物の情報パターン12が印刷される面の地色と同じ色にして、情報パターン12を非可視の状態としてもよい。例えば、情報記録カード10Bの素材に混錬されている顔料と同一の着色材を情報パターン12の着色インクに用い、情報記録カード10Bに情報パターン12を直接印刷してもよい。
As a modification of this embodiment, the
〔第3の実施形態〕
図5は、第3の実施形態の光学読み取り方法を実施するための読み取り装置の概略図である。本実施形態の読み取り装置1Aでは、半導体量子ドットを冷却することにより半導体量子ドットを熱収縮させる冷却手段3が設けられている。なお、第1の実施形態と重複する部分については同符号を付して説明を省略する。[Third Embodiment]
FIG. 5 is a schematic view of a reading apparatus for carrying out the optical reading method of the third embodiment. In the reading apparatus 1 </ b> A of the present embodiment, a
冷却手段3は、本実施形態では、情報パターン12を冷却し、半導体量子ドットを冷却するものである。ここでは、冷却手段3は情報記録媒体11の情報パターン12が印刷されていない側の面に隣接又は接触可能に設けられた電気冷却器で、−10〜0℃の温度に冷却可能なものである。
In this embodiment, the cooling means 3 cools the
光学読み取り機構2Aの備える光センサ16Aは、図2に示す波長領域から短波長側に外れた範囲である図6に示すYaで示す波長領域に感度を有するものを用いるものとする。
As the
本実施形態では、情報パターン12を有する情報記録媒体10が所定位置に載置され又は送り込まれると、冷却手段3が情報パターン12を冷却し、半導体量子ドットを熱収縮させる。そして、発光ダイオード15が発光し、情報パターン12に対して半導体量子ドットのバンドギャップよりもエネルギが高い励起光H1を照射する。熱収縮した半導体量子ドットは、熱収縮しない場合のこの半導体量子ドットから発光する波長(図2)に比べ、図6に示す短波長側に遷移する波長を有する発光を行う。この発光光を、長波長側部分Yaに感度を有する光センサ16Aで受光し、電気信号を発生する。情報判定部17はこの電気信号をパターン化し、情報パターン12を読み取り得るか否か、さらに情報パターン12のコード情報がデータベースに記録されているデータと一致しているか否かを照合することにより、情報パターン12の真贋を判定する。
In this embodiment, when the information recording medium 10 having the
本実施形態によれば、情報パターン12の発光源であるコア/シェル型の半導体量子ドットを熱収縮が伴うように励起し、そのときの発光が短波長側に遷移するので、その短波長側部分に感度を有する光センサでこの発光光を受光して情報解読を行う構成であるから、特殊な光学読み取り装置を用いることで、はじめて情報解読ができるものであり、一段と高いセキュリティあるいは品質保証を与えるシステムを実現できる。
According to the present embodiment, the core / shell type semiconductor quantum dot that is the light emission source of the
なお、本実施形態の変更態様として、冷却手段3は、情報パターン12や情報記録カード11を破損しない範囲で低温の空気や低温のガスを吹き付ける手段であってもよい。
As a modification of the present embodiment, the
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含まれるものである。例えば、上述した実施形態では、CdSe/ZnSeのコア/シェル型の半導体量子ドットを用いたが、以下のようなコア/シェル型の半導体量子ドットを含んだ可視インクによりセキュリティ情報が印刷されても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and variously modified forms within the scope not departing from the gist of the invention described in the claims are included in the technical scope. For example, in the above-described embodiments, CdSe / ZnSe core / shell type semiconductor quantum dots are used. However, even if security information is printed with visible ink containing the following core / shell type semiconductor quantum dots, good.
半導体量子ドットは、ZnSeナノ粒子をコアに用いても良く、ZnSナノ粒子をコアに用いても良い。例えば、
(a)ZnSeナノ粒子にTeを加えたものをコアとし、ZnSナノ粒子をシェルとする、コア/シェル型の半導体量子ドット、
(b)コア/シェル型の半導体量子ドットが、Mnイオンを含んだZnSナノ粒子をコアとする、コア/シェル型の半導体量子ドット、
(c)Zn2+、In3+及びAg+を含むチオール錯体を熱分解することにより、In3+及びAg+がドープされたZnSナノ粒子(Zn(1−2x)InxAgxS)であるコア/シェル型の半導体量子ドット、
(d)コアがMnイオンを含んだZnSナノ粒子であるコア/シェル型の半導体量子ドット、
(e)Zn−In−Ag−S系半導体ナノ粒子をコアとするコア/シェル型の半導体量子ドット、又は
(f)シリコンナノ粒子をコア又はシェルとするコア/シェル型の半導体量子ドット。
The semiconductor quantum dot may use ZnSe nanoparticles for the core, and may use ZnS nanoparticles for the core. For example,
(A) a core / shell type semiconductor quantum dot having a core obtained by adding Te to ZnSe nanoparticles and a shell containing ZnS nanoparticles;
(B) a core / shell type semiconductor quantum dot in which the core / shell type semiconductor quantum dot has ZnS nanoparticles containing Mn ions as a core;
(C) ZnS nanoparticles doped with In 3+ and Ag + (Zn (1-2 x ) In x Ag x S) by thermally decomposing a thiol complex containing Zn 2+ , In 3+ and Ag + Core / shell type semiconductor quantum dots,
(D) a core / shell type semiconductor quantum dot whose core is a ZnS nanoparticle containing Mn ions;
(E) Core / shell type semiconductor quantum dots having Zn—In—Ag—S based semiconductor nanoparticles as a core, or (f) Core / shell type semiconductor quantum dots having silicon nanoparticles as a core or shell.
また、可視インクに含まれるコア/シェル型の半導体量子ドットは、
(g)シリコンナノ粒子をコアとし、エルビウムをシェルとするコア/シェル型の半導体量子ドット、又は、
(h)エルビウムをコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとするコア/シェル型の半導体量子ドット
であってもよい。エルビウムの熱膨張率は、20℃において、7.6×10−6/℃であり、これは、20℃において、2.5×10−6/℃であるシリコンの熱膨張率の約3倍に当たるため、エルビウムを採用することは、膨張による波長のシフトを実現する上で最も好ましい。In addition, the core / shell type semiconductor quantum dots contained in the visible ink are:
(G) a core / shell type semiconductor quantum dot having silicon nanoparticles as a core and erbium as a shell, or
(H) A core / shell type semiconductor quantum dot having erbium as a core and silicon nanoparticles as a shell may be used. The thermal expansion coefficient of erbium is 7.6 × 10 −6 / ° C. at 20 ° C., which is about three times the thermal expansion coefficient of silicon, which is 2.5 × 10 −6 / ° C. at 20 ° C. Therefore, it is most preferable to use erbium in order to realize wavelength shift due to expansion.
シリコンナノ粒子をコアとしエルビウムナノ粒子をシェルとする場合には、シリコンナノ粒子は、1.9nm〜4.3nmとし、エルビウムナノ粒子は、1.9nm〜4.3nmとするのが好ましい。 When silicon nanoparticles are used as the core and erbium nanoparticles are used as the shell, the silicon nanoparticles are preferably 1.9 nm to 4.3 nm, and the erbium nanoparticles are preferably 1.9 nm to 4.3 nm.
なお、シリコンナノ粒子をコアとしエルビウムナノ粒子をシェルとした半導体量子ドットについては、この半導体量子ドットを水中に分散して22℃〜90℃の範囲で水温を温めてから、波長325nmの励起光を照射すると、半導体量子ドットから波長720〜740nmの発光が得られることが確認されている。 For semiconductor quantum dots having silicon nanoparticles as the core and erbium nanoparticles as the shell, the semiconductor quantum dots are dispersed in water and the water temperature is increased in the range of 22 ° C. to 90 ° C., and then excitation light having a wavelength of 325 nm is used. , It has been confirmed that light emission with a wavelength of 720 to 740 nm can be obtained from the semiconductor quantum dots.
また、エルビウムナノ粒子をコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとする場合には、エルビウムナノ粒子は、1.9nm〜4.3nmとし、シリコンナノ粒子は、1.9nm〜4.3nmとするのが好ましい。 When erbium nanoparticles are used as the core and silicon nanoparticles are used as the shell, the erbium nanoparticles should be 1.9 nm to 4.3 nm, and the silicon nanoparticles should be 1.9 nm to 4.3 nm. preferable.
なお、エルビウムナノ粒子をコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとした半導体量子ドットについては、この半導体量子ドットを水中に分散して22℃〜90℃の範囲で水温を温めてから、波長325nmの励起光を照射すると、半導体量子ドットから波長720〜740nmの強い発光が得られることが確認されている。 For semiconductor quantum dots having erbium nanoparticles as the core and silicon nanoparticles as the shell, the semiconductor quantum dots are dispersed in water and the water temperature is increased in the range of 22 ° C. to 90 ° C., and then excitation with a wavelength of 325 nm is performed. It has been confirmed that strong light emission with a wavelength of 720 to 740 nm can be obtained from semiconductor quantum dots when irradiated with light.
また、表面に酸素をドーピングさせたシリコンナノ粒子、若しくは内部が酸化している酸化シリコンナノ粒子をコア又はシェルに用い、エルビウムをシェル又はコアに用いたコア/シェル型の半導体量子ドットとすると、一層強い光を放射するので好ましい。 Further, when silicon nanoparticles having oxygen doped on the surface, or silicon oxide nanoparticles whose inside is oxidized are used as a core or shell, and a core / shell type semiconductor quantum dot using erbium as a shell or core, This is preferable because it emits stronger light.
さらに、シリコンナノ粒子をコアとするコア/シェル型の半導体量子ドットは、複数の炭化水素基がシリコンナノ粒子内のそれぞれのSi原子と結合し、Si原子の表面が炭化水素基で覆われたものを用いてもよい。この半導体量子ドットは、発光波長及び発光効率の低下を防止でき、紫外線励起により可視光を発光することができる。また、Mg2SiとSiCl4(四塩化珪素)との反応条件により粒径を調整することができるので好ましい。Furthermore, in the core / shell type semiconductor quantum dot having silicon nanoparticles as the core, a plurality of hydrocarbon groups are bonded to respective Si atoms in the silicon nanoparticles, and the surface of the Si atoms is covered with the hydrocarbon groups. A thing may be used. This semiconductor quantum dot can prevent a decrease in emission wavelength and emission efficiency, and can emit visible light by ultraviolet excitation. Further, preferably it is possible to adjust the particle size by the reaction conditions of the Mg 2 Si and SiCl 4 (silicon tetrachloride).
本発明は、各種カードの真贋判定に利用できる他に、製品アイテムを追跡するトレイサビリティの可視情報の読み取りに利用できる。なお、本発明は、半導体レーザダイオードを励起光の光源とすることを排除するものではない。 The present invention can be used not only to determine the authenticity of various cards, but also to read visible information of traceability for tracking product items. Note that the present invention does not exclude using a semiconductor laser diode as a light source of excitation light.
本発明はカードや証明書の偽造、変造、及び改ざんを防止できるとともに、システムの小型化及び省スペース化が可能であり、非可視のトレイサビリティを実現でき、情報保持の必要とされる分野に広く貢献できるものである。 The present invention can prevent counterfeiting, falsification, and falsification of cards and certificates, and can reduce the size and space of the system, realize invisible traceability, and in fields where information retention is required. It can contribute widely.
Claims (12)
(a)ZnSeナノ粒子にTeを加えたものをコアとし、ZnSナノ粒子をシェルとする、
(b)(Zn(1−2x)InxAgxS)をコア又はシェルとする、
(c)Mnイオンを含んだZnSナノ粒子をコアとする、
(d)ZnSナノ粒子をコアとする、
(e)Zn−In−Ag−S系半導体ナノ粒子をコアとする、
(f)シリコンナノ粒子をコア又はシェルとする、
の上記(a)〜(f)のうちいずれか1つであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の情報パターン担体。 The core / shell type semiconductor quantum dots are:
(A) A core obtained by adding Te to ZnSe nanoparticles, and a shell of ZnS nanoparticles,
(B) (Zn (1-2 x ) In x Ag x S) as a core or shell,
(C) Core ZnS nanoparticles containing Mn ions,
(D) using ZnS nanoparticles as a core,
(E) using Zn—In—Ag—S based semiconductor nanoparticles as a core;
(F) silicon nanoparticles as the core or shell,
The information pattern carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein the information pattern carrier is any one of the above (a) to (f).
(g)シリコンナノ粒子をコアとし、エルビウムをシェルとする、
(h)エルビウムをコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとする、
の上記(g)、(h)のうちいずれか1つであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の情報パターン担体。 The core / shell type semiconductor quantum dots are:
(G) Using silicon nanoparticles as a core and erbium as a shell,
(H) Erbium as a core and silicon nanoparticles as a shell,
The information pattern carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein the information pattern carrier is any one of (g) and (h).
(a)ZnSeナノ粒子にTeを加えたものをコアとし、ZnSナノ粒子をシェルとする、
(b)(Zn(1−2x)InxAgxS)をコア又はシェルとする、
(c)Mnイオンを含んだZnSナノ粒子をコアとする、
(d)ZnSナノ粒子をコアとする、
(e)Zn−In−Ag−S系半導体ナノ粒子をコアとする、
(f)シリコンナノ粒子をコア又はシェルとする、
の上記(a)〜(f)のうちいずれか1つであることを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載の光学読み取り方法。 The core / shell type semiconductor quantum dots are:
(A) A core obtained by adding Te to ZnSe nanoparticles, and a shell of ZnS nanoparticles,
(B) (Zn (1-2 x ) In x Ag x S) as a core or shell,
(C) Core ZnS nanoparticles containing Mn ions,
(D) using ZnS nanoparticles as a core,
(E) using Zn—In—Ag—S based semiconductor nanoparticles as a core;
(F) silicon nanoparticles as the core or shell,
The optical reading method according to any one of claims 7 to 10, wherein any one of (a) to (f) is provided.
(g)シリコンナノ粒子をコアとし、エルビウムをシェルとする、
(h)エルビウムをコアとし、シリコンナノ粒子をシェルとする、
の上記(g)、(h)のうちいずれか1つであることを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載の光学読み取り方法
The core / shell type semiconductor quantum dots are:
(G) Using silicon nanoparticles as a core and erbium as a shell,
(H) Erbium as a core and silicon nanoparticles as a shell,
11. The optical reading method according to claim 7, wherein the optical reading method is any one of the above (g) and (h).
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