TW202018595A

TW202018595A - 提供光學安全特徵之在物件上的印刷led及波長轉換區域

Info

Publication number: TW202018595A
Application number: TW108120406A
Authority: TW
Inventors: 史蒂芬Ｂ羅奇; 理查Ａ布蘭查德; 艾瑞克Ｗ卡赫斯; 賴瑞陶德畢克斯; 才杰洪; 馬克Ｄ羅恩索; 威廉Ｊ瑞
Original assignee: 美商尼斯迪格瑞科技環球公司
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-05-16
Also published as: EP3807818A4; EP3807818A1; TWI696116B; WO2019240993A1

Abstract

在一項實施例中，一可攜式物件上之一鑒認區域包括印刷LED之一隨機配置及一波長轉換層。該待鑒認物件可係一信用卡、博弈場籌碼或其他物件。當該等LED在該物件之鑒認期間被激勵時，該波長轉換層之經發射光譜及/或持久性經偵測且編碼為一第一碼，然後與儲存在資料庫中之有效碼比較。若存在一匹配，則該物件經鑒認。LED電源可係遠端感應耦合的且可使該等LED閃光，而該波長轉換層發射在其光學偵測期間緩慢地衰減。藍色LED光之閃光可自該物件之邊緣發射，該等邊緣可充當一光導，用於光學回饋該物件正被鑒認給使用者。

Description

提供光學安全特徵之在物件上的印刷LED及波長轉換區域

本發明係關於在物件上使用嵌入式發光二極體(LED)及波長轉換區域，且然後偵測經發射光之特性以判定諸如一信用卡或博弈場籌碼之物件是否是可信的。

美國專利9,443,180受讓與本發明之受讓人且以引用方式併入本文中。彼專利揭示在一安全標籤上或直接在一待鑒認物件上印刷微型LED之方法之細節，其中LED自然隨機地配置在安全標記內，諸如在一1 cm² 區域內。舉例而言，在安全標記內可存在30至50個LED，且每一安全標記本質上係不同的。在彼專利中，LED之經光學偵測特定配置構成安全標記之唯一簽章。

出於包含安全及回饋之原因，期望詳述在一物件中使用印刷LED以視覺地偵測經發射光之一般概念。

闡述在美國專利第9,443,180號中闡述之基本技術之各種改良及替代方案。

在一項實施例中，一信用卡包含一感應線圈，其將電力供應至嵌入在該卡中之LED以在該卡正被讀取時(諸如在一銷售點處)點亮該等LED。或者，將直接施加至該卡中之標準智慧卡晶片之一電壓路由至LED以點亮該等LED。該卡可充當一光導以致使光自卡表面之任何部分發射。此不僅賦予使用者該卡正被讀取之視覺回饋，且亦提供經添加安全性，此乃因一偽造者將發現很難複製此視覺效果。

一類似技術可應用於博弈場籌碼或其他貴重物件。關於一博弈場籌碼，撲克桌或支付站可配備有一能量源，其將電力感應地供應至該籌碼中之一感應線圈。此為該籌碼中之該等LED供電，且該籌碼中之一光導致使該籌碼之任何部分變亮。此一效果係極難複製的，因此存在經添加安全性。

由於來自該物件之該經發射光由一使用者視覺地偵測，因此可不需要昂貴光學偵測設備來鑒認該物件。

為了添加一輔助安全度，在印刷之前用一波長轉換材料(諸如磷光體或量子點)塗佈該等LED，或在該等LED上方提供一波長轉換層。該波長轉換材料吸收相對短波長一次光中之某些光且發射具有任何光譜對強度圖案之較長波長二次光。此等材料可經設計以具有一特定光譜對強度，或特定吸收波長，或特定持久性，使得很難複製或容易偵測。在此一實施例中，來自該物件之該經發射光含有僅可使用一相機及處理設備分析之一簽章以添加一更高安全等級。

經提供以點亮該等LED (諸如藍色LED)之能量可產生藍色光之一短暫閃光，其激勵該波長轉換材料。若該物件充當一光導，則該藍色光自邊緣逸出，且作為該物件正被讀取之回饋而對該使用者可見。該波長轉換材料可具有一相對緩慢衰減時間，其允許一光學讀取器偵測該光譜及/或持久性以鑒認該物件，諸如一信用卡或博弈場籌碼。該二次光不需要在一可見波長中。該波長轉換材料可係不同材料之一組合以呈現一複雜光譜及/或持久性簽章。任何近場晶片或其他類型之智慧卡晶片可包含在該物件中，且在該波長轉換材料正被偵測之同時讀取以鑒認該物件。可使用一遠端資料庫交叉引用該波長轉換材料之該光譜或持久性與該晶片中之資訊以供鑒認。亦可使用該物件上之一磁條。

在另一實施例中，亦可將一簡單電路添加至該物件，該電路以一特定方式(諸如，藉由使該等LED以可傳達資訊之一經編碼圖案脈動)為該等LED供電。此資訊可係一博弈場籌碼之價值且添加一經添加安全度。

亦闡述在美國專利9,443,180中闡述之概念之其他增強。

相關申請案之交互參考

本申請案係於2018年6月13日提出申請之美國申請案序號16/007,189之一部分接續案，該申請案係基於以下美國臨時申請案：於2017年6月13日提出申請之序號62/518,862、於2017年8月17日提出申請之序號62/547,017、於2017年8月28日提出申請之序號62/551,197及於2017年9月11日提出申請之序號62/556,935，所有申請案皆受讓與本發明之受讓人且以引用方式併入本文中。

在本發明之一個一般實施例中，一印刷LED區域含納於一物件中，該物件藉由一感應線圈或直接施加至物件上之墊之一電壓激勵。波長轉換材料可用於產生任何顏色。物件可提供光導以致使經發射光顯現在物件上之任何地方。當物件正被偵測時，電力施加至LED且所得光由使用者視覺地觀察。此光可用於鑒認或僅展示物件正被偵測。在所展示實例中，物件係一信用卡/轉帳卡或一博弈場籌碼。一RFID晶片亦可嵌入於物件中以提供額外資訊。

在本發明之另一一般實施例中，藉由一相機偵測LED之特定圖案及/或波長轉換材料之光學簽章且與一經儲存簽章比較以鑒認物件。

圖1係隨機配置之印刷LED 12及為LED 12供電之一金屬電感器環路14之一區域10之一俯視圖。電感器環路14可形成於含有LED 12一物件上之任何地方且不必接近於LED 12。每一LED 12可塗佈有具有客製化特性之一磷光體、染料或量子點，或一層磷光體、染料或量子點(或一混合物)可上覆或下伏LED 12。

印刷LED層(亦即，印刷LED油墨之處)之周界由虛線16展示。區域10可小於一郵票(例如，小於1平方英吋)。區域10可以一高速捲對捲程序製作為一片或捲，然後單粒化且附加至物件。或者，區域10可直接印刷在物件上。每區域10之成本可係大約一美分。待鑒認物件可係一信用卡、博弈場籌碼、護照、執照、鈔票等。

取決於所使用驅動技術及必須遞送以充分點亮燈中所有LED 12之電量，電感器環路14可印刷為兩匝或更多匝之一扁平螺旋或矩形線圈以形成一次級線圈以便與一初級驅動線圈有效地耦合，從而產生一振盪磁場。對於兩匝或更多匝，最內部環路連接至一第一燈電極(例如，一陽極)且一額外絕緣層必須印刷在線圈環路上方，使得連接螺旋線圈之最外部繞組之端之一電跡線可交越螺旋線圈之內部環路且與一第二燈電極(例如，一陰極)電接觸以完成燈-線圈電路。

或者，可藉由用一電壓直接探測陽極及陰極端子來為LED層供電，諸如在為信用卡讀取器中之一智慧卡晶片供電時所為。

圖2係沿著圖1中之線2-2之圖1之區域10之一簡化剖面，僅展示幾個LED 12，為了圖解說明已極大地放大其等相對大小。

區域10可如下形成：在圖2中，一開始基板18可係聚碳酸酯、PET (聚酯)、PMMA、Mylar或其他類型之聚合物片或甚至一薄金屬膜、紙、織物或其他材料。在一項實施例中，基板18係大約12微米至250微米厚且可包含一釋放膜。

然後(諸如)藉由印刷在基板18上方沈積一導體層20。基板18及導體層20可係基本上透明的。舉例而言，導體層20可係ITO或一經燒結銀奈米線網。若光將在與基板18相反之方向上發射，則基板18或導體層20可係反射的。

然後在導體層20上方印刷一單層微型無機LED 12。LED 12係垂直LED且包含標準半導體GaN層，其包含一n層及作用層以及一p層。GaN LED通常發射藍色光。然而，當與一磷光體、染料或量子點一起使用時，LED 12可改為發射UV光。

基於GaN之微型LED 12小於一人類頭髮之直徑的三分之一且高至小於十分之一，使得當LED 12跨越待點亮之基板18擴展時其等基本上為裸眼不可見的。此屬性准許用微型LED製作之一幾乎或部分透明光產生層之構造。在一項實施例中，LED 12具有小於50微米之一直徑及小於20微米之一高度。當將微型LED施加至基板18時，可自由地調整每單位面積之微型LED裝置之數目。可使用絲網印刷或其他形式之印刷將LED 12印刷為一油墨。藉由印刷微型垂直LED及控制其等在一基板上之定向形成一光源之其他細節可見於標題為「製造一可印刷二極體液體或凝膠懸浮組合物之方法(Method of Manufacturing a Printable Composition of Liquid or Gel Suspension of Diodes)」之美國申請案公開案美國第2012/0164796號中，該公開案受讓與本發明之受讓人且以引用方式併入本文中。

在一項實施例中，含有數千個垂直LED之一LED晶圓經製作使得每一LED 12之頂部金屬電極22係小的以允許光退出LED 12之頂部表面。底部金屬電極24係反射的(一鏡)且對於可見光應具有大於90%之一反射率。或者，底部電極可製作為部分或全部透明的以允許光以相當量既遠離基板向上且亦穿過基板18向下發射。在固態底部反射器電極或透明底部電極選項之情形下，亦存在某種側光，此取決於LED之厚度。在實例中，陽極電極在頂部上且陰極電極在底部上。

關於製作微型LED及印刷LED以形成一安全標籤之其他細節闡述於美國專利第9,443,180號中。

然後在導體層20上方印刷LED油墨。可藉由提供一相對高頂部電極22 (例如，陽極電極)來控制LED 12之定向，使得頂部電極22在印刷之後藉由採取穿過溶劑之最小阻力之流體路徑而向上定向。陽極及陰極表面可與所展示之彼等相反。LED 12之圖案係隨機的，但每區域10所印刷之LED 12之大致估計數目可藉由油墨中之LED 12之密度來控制。LED油墨經加熱(固化)以蒸發溶劑。在固化之後，LED 12保持附接至下伏導體層20，其中一小量之殘留樹脂在LED油墨中溶解為一黏性修飾劑。樹脂之黏合性質及固化期間LED 12下方之樹脂體積之減少將底部陰極電極24按壓在下伏導體層20上，從而形成一良好電連接。已達成大於90%之相同定向，但對於一DC驅動燈設計，僅50%之LED處於所期望定向上便可達成滿意效能。對於用AC供電之燈(諸如，使用導電環路供電之燈透過感應耦合驅動之彼等，如圖1中所見)，50%向上且50%向下係最佳的。

然後，在導體層20上方選擇性地印刷一透明聚合物介電層26以囊封LED 12之側且進一步使其等固定就位。在固化期間，用於形成介電層26之油墨自LED 12之上部表面縮進或自LED 12之頂部去濕以曝露頂部電極22。若任何介電質仍保持在LED上方12，則可執行一毯覆蝕刻步驟以曝露頂部電極22。

為產生一透明燈或向上且遠離基板18發射之一燈，導體層28可係諸如銀奈米線之一透明導體，其經印刷以接觸頂部電極22。藉由燈固化導體層28以產生至電極22之良好電接觸。

藉由導體層20/28並聯地連接一經界定區域內單層中之LED 12。由於LED 12經並聯連接，因此驅動電壓將大致上等於一單個LED 12之電壓降。

在透明導體層28上方印刷或層壓一波長轉換層30。或者，在將LED 12浸入溶液中之前，可在LED 12上沈積波長轉換材料。仍進一步，波長轉換層可係在LED 12之下，其中底部導體層20可係一透明導體。

然後，可印刷任何金屬圖案用於將一外部電源耦合至導體層20/28。

當LED 12由跨越導體層20/28之一電壓電位激勵時，產生極小及明亮藍色點。展示一藍色光線32。某些藍色光可通過波長轉換層30且添加至由波長轉換層30發射之總體顏色。或者，所有LED光可由波長轉換層30吸收且轉換為一較長波長之二次光。可客製化任何發射頻率光譜。

由波長轉換層30發射之光之特定特性可經客製化以提供一主要或次要安全準則，如稍後更詳細闡述。舉例而言，可針對光持久性、波長光譜對強度、或其他特性及特性之組合來客製化波長轉換層30。當經發射特性與LED 12之隨機位置組合時，產生幾乎不可能複製之一多等級安全系統。

或者，LED 12之隨機配置及經發射光譜之特定特性與光學偵測不相關，且僅需要自物件發射光以鑒認或給使用者展示物件正被讀取之事實。在此一情形中，不需要相機來偵測光。

為了易於激勵LED 12，藉由感應耦合產生穿過金屬電感器環路14之電流。可藉由印刷接觸導體層20/28之一金屬圖案來形成電感器環路14。圖2展示接觸導體層20之一小延伸部之電感器環路端部分14A之一剖面及接觸導體層28之一小延伸部之電感器環路端部分14B之另一剖面(在一不同位置處截取)。電感器環路14之一大部分形成於介電基板18上，且一稍微垂直導電跡線將電感器環路14連接至上部端部分14B。部分14A與部分14B之間之呈垂直樓梯狀升高之每一步階通常小於10 µm且因此容易被一不通透反射導電油墨或一部分地或大致上透明導電油墨之一經印刷跡線橫穿。電感器環路14中在合適方向上感應之一充足電流將加正向偏壓於LED 12以點亮LED 12。亦可在電感器環路14與導體層20/28之間印刷一適合值電阻器以限制電流。或者，單獨形成之一電感器線圈可電連接至LED電極。

如先前所提及，亦可使用連接至導體層之陽極及陰極電極之一直接探針來激勵LED 12。若電源不可用，則可藉由一藍色或UV外部光來激勵直接在每一LED 12上之波長轉換層30或磷光體或量子點以判定點之位置及波長轉換材料之特性。

基板18之底部可塗佈有一黏合劑用於附加至一待鑒認物品。或者，基板18可係待鑒認物件之一表面。

區域10係極其撓性的，且具有大約紙或織物之一厚度，諸如在5密耳與13密耳之間。

可使用一捲對捲程序形成區域10，其中LED 12及其他層在一單個基板18上連續印刷且然後單粒化。區域10之一個表面可具有施加至其等之一膠黏黏合劑，且然後可將區域10施加至一蠟膜，用於形成諸多區域10之不昂貴的捲。由於每一區域10之LED 12之位置在印刷時係隨機的，因此每一區域10中之LED之圖案將係不同且唯一的。

圖3至圖6圖解說明與信用卡或轉帳卡一起使用之安全系統之一實施例。實施例包含使用光導以向使用者驗證LED區域正被激勵，及使用各種供電技術來激勵LED區域。在圖3至圖6中所展示之實施例中，藉由使用者看見由信用卡發射之光之事實提供安全性。LED之精確圖案及精確發射光譜不藉由任何相機來偵測，因此對於該安全系統，不使用昂貴設備。

圖3係含有一LED區域40之一信用卡36之一正視圖，LED區域40在使用一高速程序製造信用卡36時直接印刷在卡36上。或者，LED區域40可經預印刷且附加至卡36。一習用智慧卡晶片42亦含納在卡36中。卡36通常由一塑膠形成，且在卡36上印刷圖形44，諸如卡之類型、卡號及擁有者之姓名。

圖4係圖3之卡36之一剖視圖，其中出於簡化目的而放大特徵。未展示智慧晶片。LED區域40產生在形成卡之主體之透明塑膠內內部反射之側光及可能地向下之光。展示一光線46，其由區域40之側發射且由全內反射(TIR)反射直至光退出卡之一表面。光提取特徵可包含經模製之微型稜鏡，或表面之一粗糙化或在卡36上之經印刷透光圖形。某些或所有圖形可甚至係螢光的以便在由LED光激勵時發輝光。亦展示自區域40之頂部發射之光49。

當卡36插入至配備一電源之一卡讀取器時，藉由一感應線圈或藉由用於激勵智慧卡晶片42之電壓探針為LED供電。使用者(諸如)藉由光線48看見卡發輝光且邊緣發亮。卡36之頂部面亦(諸如)藉由突出顯示任何印刷圖形而發光。一標誌亦可疊加在LED區域40上方。

圖5圖解說明信用卡36之一分解透視圖。含有圖形之頂部層50可係層壓於一透明基板層52 (例如，聚碳酸酯)上方之一薄透明層，用於外觀及保護。基板層52上之LED區域40透過頂部層50中之一窗54曝露，且智慧卡晶片42透過另一窗56曝露。

當卡36正被偵測時，基板層52上之一電感器線圈58將電力供應至區域40中之LED。線圈58可單獨形成於層壓在基板層52上方之一薄聚合物片上。LED區域40亦可單獨形成於一薄聚合物片上且經層壓使得LED區域40中之電極電接觸線圈58之電極(或其他電路)。當LED被激勵時，側光光學地耦合至基板52及頂部層50中，且遍及卡36波導直至光退出卡36之頂部或側表面。或者，LED可由直接耦合至Vcc及智慧卡晶片42之接地墊之一DC電壓供電，從而消除對線圈58之需要。可使用基板層52上之一倍壓器晶片將1.8伏特之Vcc電壓轉換為3.6伏特以為LED供電。亦可在電感器線圈58與LED區域40之間使用一倍壓器晶片及整流器。在存在一磁場之情形下，可使用多個線圈為卡36中之不同電子電路供電。一RFID晶片亦可由信用卡讀取器供電。

對使用者之可見回饋不僅向使用者展示卡36具有LED區域40特徵，且亦係外觀上吸引人的。經波導之側光可不同於自區域40之頂部發射之光，此乃因側光可主要係諸如藍色之LED一次光，而自區域40之頂部發射之光可係LED光與來自波長轉換材料之二次光之一組合或僅來自波長轉換材料之光。

圖6係一信用卡60之一簡化及放大剖視圖，展示來自LED區域40之側光如何注入至信用卡60之主體62中。在此特定設計中，信用卡60具有一底部反射層64。一透明光管層66可形成LED區域40之底部層，或可係卡主體62之部分。在光管層66上方形成一客製化波長轉換層68。注意，由LED 12佔用之區域40之部分與開放部分相比係標稱的，因此由波長轉換層68發射之大多數光可穿過區域40之前部，除非在區域40上方提供一反射層。

然後形成一透明導體層72，後續接著印刷及固化LED油墨，此導致LED 12之隨機配置。一透明介電層74填充於LED 12之間之區域中，且一頂部透明導體層76接觸頂部電極以並聯連接LED 12。一圖形層78可係在區域40上方。

光線80至84展示為在各個方向上發射及退出區域40之頂部以及由信用卡主體62進行光導。光亦由波長轉換層68在所有方向上發射。

由於在製作信用卡60以提供光導特徵上不存在額外成本，因此存在藉由添加此特徵之綜效。

圖7至圖9圖解說明應用於撲克籌碼(博弈場籌碼)以不僅添加鑒認且亦使用光導點亮撲克籌碼之一類似技術。

圖7係一撲克籌碼90之一分解視圖，其可係用於進行一博弈之任何博弈場籌碼。一感應線圈92為形成於中心區域中之LED區域94供電。透明光導件96形成籌碼90之周邊之部分且接收來自LED區域94之側光。LED區域94以及任何客製化磷光體或染料層係很難偽造的。

圖8以一非分解視圖展示同一籌碼90。

圖9展示具有一薄保護頂部層98之同一籌碼90。層98可或可不允許光通過。頂部層98包含圖形100以識別籌碼90之價值及博弈場。一RFID晶片亦可經併入以傳輸關於籌碼90之資訊。

當撲克籌碼90經受一適合磁場時(諸如，當籌碼90被下注或在兌付現金期間)，線圈92激勵LED區域94且在光導件96處邊緣被點亮以驗證LED區域94之正確操作。

圖10係具有一不同構造之一撲克籌碼110之一分解視圖。在圖10之籌碼110中，使用籌碼110內之光導在籌碼110之周邊處發射來自LED或一磷光體層之光。磷光體層之特性可針對經添加安全性而變化。

磷光體特性亦可(或僅)用於光學地識別籌碼110之面額。在此一情形中，每一面額使用一不同磷光體或磷光體之組合。

在圖10中，自下而上識別層。底部層係展示適合圖形之一4色工藝標籤112。一擋光雙面黏合劑層114將標籤112附加至包含用於導引光之一透明中央核芯之一固態凸塊116。光可透過籌碼之周邊附近之透明/半透明部分117逸出。一透明環氧樹脂層118將LED區域119附加至凸塊116。LED區域基板可包含一倍壓器及整流器。LED區域119可包含具有客製化光學特性之一磷光體、染料或量子點層。一雙面黏合劑層120將一感應線圈122附加於LED區域119上方，感應線圈122電連接至倍壓器及整流器以為LED供電。然後提供一Mylar間隔件124，後續接著一雙面擋光黏合劑層126。然後在籌碼110之中心區域上方提供一4色頂部標籤128。

由於曝露籌碼110之周邊區域，因此來自LED區域119之光在籌碼110中光導，直至其透過透明或半透明區域117退出。

在以上實施例中，僅自物件發射之光之存在足以鑒認物件或傳達關於物件之其他資訊。然而，波長轉換層發射可經客製化以具有複雜光學特性。此等經客製化特性中之某些特性包含一特定光譜對強度及一持久性。若使用此一經添加安全特徵，則自物件發射之光之光譜及/或磷光體或染料層之持久性藉由一相機光學地偵測且數位地編碼。然後，將碼與一資料庫中之一經儲存碼比較以鑒認物件。

圖11至圖15係關於形成具有很難準確複製之客製化特性之一波長轉換材料。另外，可在製造程序期間不時地改變波長轉換材料以進一步增強安全性。可經客製化之特性包含在關閉LED之後之光之持久性，其中一混合物中之不同磷光體或染料之持久性可係不同的且與不同頻率光譜相關聯。可客製化光譜對強度，且吸收材料可在光譜對強度圖表中形成切口。多種磷光體或染料可經組合以形成具有不同持久性之一高度複雜光譜對強度圖表。設想其他客製化特性。

圖11圖解說明在時間0處，如何使一物件中之LED區域中之LED脈動以激勵一單個磷光體或染料類型。展示所選擇波長之光強度之衰減。磷光體或染料可經客製化以具有各種各樣之持久性。在此一實施例中，磷光體波長及其持久性係安全特徵。將特性儲存在一資料庫中且然後當鑒認物件時與一經傳輸碼比較。

圖12圖解說明當組合磷光體或染料時，磷光體或染料光輸出可如何變得更加複雜。在圖12中僅組合兩種磷光體或染料，但更多磷光體或染料可經組合而具有不同光譜及持久性。在此實例中，圖表140可與一種類型之磷光體或染料相關聯，諸如發射一第一光譜之一種磷光體或染料，且圖表142可與發射一第二光譜或同一光譜之另一種類型之磷光體或染料相關聯。若兩種磷光體或染料應用於不同光譜，則可獨立地量測兩種持久性，不同光譜可經濾波以隔離不同磷光體。兩種或更多種磷光體或染料之相對組合可針對高安全性而隨時間變化。

圖13圖解說明一經客製化磷光體或染料可如何具有一特性發射光譜，其係經發射光之波長對光譜上之光強度。

圖14展示可如何組合多種磷光體或染料以在圖表中之各種波長或任何其他微擾處添加尖波144。可藉由組合磷光體或染料使圖表變得極為複雜。磷光體、染料及量子點可經組合以進一步增加複雜性。

圖15圖解說明在具有多種磷光體或染料及波長吸收體之情形下之一波長對強度圖表。吸收體吸收所期望波長處之光且產生切口146。尖波148可與其他磷光體或染料相關聯。其他磷光體或染料之一摻合物可產生寬光譜圖案。

除了至使用者之視覺回饋之外，光譜與持久性之組合還可提供極高安全性。

為了偵測來自物件之發射之精確特性，需要一相機及處理系統以及儲存對應於經偵測特性之一碼之一資料庫。圖16及圖17中展示此等系統。

圖16圖解說明一偵測器150之一項實施例，偵測器150為LED供電12且鑒認一LED區域152。若鑒認僅需要發射某種光，則不需要一相機及處理電路。

LED區域152 (或任何光輸出區域)定位於一數位成像器154 (諸如一相機)前面。若LED區域152係在一信用卡中，則一卡讀取器將配備有偵測器150。

成像器154可係手持式的。亦可在LED區域152之製造期間使用同一類型之偵測器150以儲存由點圖案及波長轉換材料傳達之唯一碼。圖16展示支撐在一表面156上之LED區域152，表面156可係待鑒認物件。成像器154之視場由虛線158展示。

然後藉由來自一電力供應器162之一或多個脈衝激勵中心處於LED區域152上方之一金屬線圈160 (初級線圈)以產生一電磁場。亦可將一AC信號施加至線圈160。電磁場透過物件上之電感器環路163感應一電流且加正向偏壓於LED 12以持續或短暫地點亮LED 12。

可使用由至線圈160之持續AC電力產生之一RF場或使用一回掃驅動方法脈動來傳送電力。以自10 kHz至100 kHz之一頻率，用持續AC驅動線圈160將點亮兩個定向之LED，其中一個群體之LED在AC循環之每一半循環期間點亮，且一藍色點圖案將與每一印刷LED 12之位置一致。或者，可使用具有自10 kHz至100 kHz之一頻率之低負載循環方波脈衝來感應電感器環路中具有高的足以在將電流供應至線圈160時點亮一個定向之LED之一電壓的一電流。若電感器環路經印刷使得其具有一足夠高串聯電阻，則當線圈160及環路中之電壓擺動至反極性時，經感應電壓信號減弱至低於LED之微型LED導通電壓。此准許LED驅動器選擇性地僅點亮「向下」或「向上」LED，使得數位成像器154可對跨越多個驅動器循環之經點亮LED區域152進行一曝光。線圈160中之脈衝之極性用於選擇點亮「向上」還是「向下」LED 12。向上及向下LED之組合圖案可係唯一碼之部分。

使用一電感器線圈及一驅動器激勵LED之一技術之其他細節可見於美國專利8,413,359中，該專利受讓與本發明之受讓人且以引用方式併入本文中。

偵測系統可簡單地判定經發射光滿足用於鑒認之一特定準則。在此一情形中，可僅需要比較光學性質與讀取器中之一本端資料庫中之資料。然而，若光學性質對於每一物件係唯一的，或自批次至批次改變，則此等性質可最初儲存於一遠端資料庫中且然後諸如在物件之銷售點處與經偵測性質比較。

以下說明可適用於使用物件發射之光之光學性質來鑒認物件之情形。

一旦藉由激勵LED 12來點亮點之隨機配置或使用一外部光源164來激發磷光體，則連接至成像器154之一經程式化處理器/記憶體系統165記錄影像(包含波長轉換材料之特性)且以與在LED區域152之製造期間產生碼相同之方式產生用於點圖案及二次光特性之唯一碼。亦光學地偵測區域152上之任何其他識別標記(諸如一序號)且與唯一碼相關聯。物品自身(諸如，一護照、鈔票、執照或憑證)上之一印刷序號亦可由成像器154光學地偵測且最終與唯一碼交叉引用。

然後經由一通訊網路166將唯一碼及其他經光學偵測之資訊傳輸至一安全資料庫168。使用者使用一使用者介面170控制鑒認程序且接收鑒認資訊。使用者介面170可係具有一顯示器之一簡單按鈕墊。

資料庫168然後比較點碼及波長轉換材料特性碼與一經儲存碼，且若存在一匹配，則物件被視為可信的。亦可偵測經光學偵測之標籤序號(或其他印刷碼)，且為了額外安全性，比較兩個碼與資料庫168中之相關聯碼。可將物件係可信的之識別傳輸至使用者介面170中之一顯示器，或可使用其他系統來登記物件係可信的或係不可信的。

圖17圖解說明用於鑒認LED區域152之一偵測器180。除了用於將一電壓施加至物件上之陽極及陰極墊184/186之金屬探針182及可用於選擇性地在每一定向上點亮LED 12之一極性可切換DC電壓源188之外，所有元件皆與圖16之偵測器150相同。在不具有定向可選擇性之情形下，可使用一簡單AC電壓源來點亮兩個定向之LED 12。此一偵測器180可位於一信用卡或轉帳卡讀取器中且亦用於為卡中之一智慧晶片供電。

如先前所提及，甚至一外部藍色或UV光源164可激勵波長轉換材料以偵測其客製化特性來鑒認物件。在此一情形中，LED 12之隨機配置可係不相關的。

在另一實施例中，光產生裝置不使用LED，且僅在基板上印刷磷光體顆粒及/或量子點。磷光體或量子點顆粒可以一低濃度直接分散在一油墨中使得不需要基板。使油墨溶劑蒸發，從而留下隨機分散在標籤表面上之波長轉換顆粒。不需要電壓源或導體層。隨機性係印刷程序之一自然結果。一外部UV或藍色光源替代使用LED來激勵顆粒。安全等級可小於使用LED時之彼安全等級，但對於較低價值物項，安全性可係足夠的。在此一情形中，圖1中之點表示波長轉換顆粒而非LED。

在另一實施例中，亦可將一簡單電路添加至物件，該電路以一特定方式(諸如藉由使LED以可傳達資訊之一經編碼圖案脈動)為LED供電。此資訊可係一博弈場籌碼之價值且添加一經添加安全度。

圖18及圖19係關於在不具有實體接觸之情形下可被讀取及鑒認之一物件，諸如一信用卡或博弈場籌碼。

使用近場通訊(NFC)之積體電路RFID晶片及其他智慧晶片越來越流行，此乃因不需要將物件插入至一讀取器中以接觸任何電極。此等智慧晶片亦被稱為EMV晶片。在新技術之過渡時期，物件可含有需要直接接觸電極之舊有電路，且此舊有電路亦可包含於圖18及圖19之物件中。

圖18圖解說明形成一信用卡之一程序，儘管該程序亦可用於形成諸如一博弈場籌碼之任何可攜式物件。

一信用卡基板190可係一透明或半透明塑膠。在基板190上方提供一RFID晶片192、LED 194及用於激勵LED 194及RFID晶片192之扁平感應線圈196。RFID晶片192及其相關聯線圈可係習用的。LED 194及相關聯線圈可類似於圖2及圖5中所展示之彼等。LED 194及線圈可預印刷於一薄片上及層壓於基板190上或直接印刷於基板190上。LED 194係並聯連接且當一電流脈衝感應地耦合至線圈196時點亮。RFID晶片192線圈激勵RFID電路且亦執行為一通訊天線以將資料傳輸至一習用讀取器。可使用其他適合晶片來替代一RFID晶片。

接下來，在卡之表面上方印刷或層壓一保護層198，其可係一薄聚合物及/或一圖形層。在LED 194上方形成一透明窗200。

接下來，在窗200上方印刷或層壓(如一戳記)一經客製化波長轉換層202。波長轉換層202可由磷光體、量子點、染料或發射二次光之任何其他材料組成，從而在由LED一次光(例如，藍色)之一閃光激勵之後發射任何組合之波長。儘管LED 194可閃光一瞬間，但波長轉換層202可具有一相對緩慢衰減(持久性)。如先前所提及，波長轉換層202之特定光譜及/或持久性用於鑒認物件。LED光中之某一光將通過波長轉換層202，且此藍色閃光可由一光學偵測器偵測以起始波長轉換層202之光譜及/或持久性之偵測。針對不同類型之卡或不同製造日期之卡或出於針對經改良安全性之任何其他原因，波長轉換層202可係不同的。很難複製結合有由波長轉換層202發射之各種波長之LED波長。可偵測LED波長及波長轉換層202光譜兩者。

在一項實施例中，波長轉換材料之組合物(例如，磷光體、染料、QD等之比率)係針對經添加安全性隨時間以隨機方式改變。

波長轉換層202可以與有時將全像用於鑒認一信用卡相同之方式作為一黏性戳記預印刷在一片上且簡單地轉印至卡204。

在一項實施例中，印刷發射兩個或更多個不同峰值波長之LED 194。一不同光譜回應將針對不同波長而發生。由於所得光譜包含來自LED 194之一次光，因此所得光譜將極難複製。

在一項實施例中，LED 194及/或波長轉換層202發射隨著至LED 194之電流非線性地變化之光。輸入可然後隨著偵測時間變化以導出對應於光譜對時間之一碼或獲得複數個離散光譜簽章以進一步改良安全性。

在一項實施例中，LED油墨中之LED 194具有兩種不同實體形狀，使得一預定百分比之印刷LED向上定向且剩餘部分向下定向。若激勵電流係AC (諸如一正弦波或方波)，則兩組LED將交替地驅動。因此，將針對一單個偵測存在兩個光譜以進一步改良安全性。

可在大氣條件下，在一組裝線類型程序中執行卡204之處理。然後自一卡片分段所完成卡。

圖19圖解說明使用卡204之一程序。當在一銷售點處使用卡204時，使用者將卡204放置於包含磁耦合至卡204中之線圈之一或多個感應線圈之一讀取器/激勵器206附近或其中。若使用RFID晶片，則耦合以起始RFID晶片192與讀取器206之間之RF通訊需要極少電力。若晶片係一NFC晶片，則需要卡204靠近讀取器/激勵器206。在讀取器/激勵器206中可需要一單獨線圈，用於將充足電力耦合至為LED 194供電之卡204上之線圈。

系統可經設計以使發射一藍色光208之LED 194僅短暫地閃光。若卡基板190係透明或半透明的，則其充當一光導使得使用者看見來自卡204之邊緣之藍色光之一閃光，從而提供卡204正被讀取之回饋給使用者。

波長轉換層202在一長得多時間內發光，且此光由一光學偵測器210 (其偵測一次及二次發射之經發射光譜及/或持久性)偵測以鑒認卡204。

同時，RFID或NFC晶片 192亦正被讀取以鑒認卡204。

一控制器212控制程序且適合地格式化用於諸如藉由使用網路經由一通訊系統214傳輸至一資料庫的資料。

在卡204之製造期間或在波長轉換層202之製造期間，利用一次光之一脈衝激發波長轉換層202，且光譜之所得光學特性及/或持久性記錄為一碼。此碼然後儲存在一資料庫中且與特定卡相關聯。在銷售點處藉由光學偵測器210偵測光譜及/或持久性之後，旋即使用相同技術產生另一碼。通訊系統214然後將碼及卡識別傳輸至資料庫，且將該碼與資料庫中之經儲存碼比較以供鑒認。若存在一匹配，則鑒認傳遞回至銷售點且銷售完成。

卡204亦可包含其表面上之電極，使得至一讀取器中之卡204之插入直接為晶片192及LED 194供電以及讀取晶片192上之資料。

在僅用於鑒認一物件而不傳達其他資訊之系統中，不需要RFID或NFC晶片192。

若物件係一博弈場籌碼，則RFID或NFC晶片192可用於識別籌碼之價值、其序號、其博弈場等。

當在一銷售點處進行購買時，為了經添加安全性，可針對任何物件使用LED與波長轉換材料之組合來進行鑒認。此等物件包含智慧電話，其中使用智慧電話之近場無接觸支付變得越來越流行。電話可包含含有LED、感應線圈及波長轉換材料之一黏性戳記。戳記可黏著至任何物件。戳記亦可包含一晶片(例如，RFID、NFC)，其含有交叉引用至波長轉換材料之發光特性用於經添加安全性之資訊。可使用RF及/或感應耦合(如上文所闡述)以一無接觸方式讀取晶片及發光特性來鑒認智慧電話以完成銷售。

本文中所闡述之所有特徵可組合成各種組合以達成一所期望功能。

雖然已展示及闡述了本發明之特定實施例，但熟習此項技術者將明瞭，可在其較廣泛態樣中在不違背本發明之情形下作出改變及修改，且因此，隨附申請專利範圍欲將所有此等改變及修改囊括於其等範疇內，正如歸屬於本發明之真正精神及範疇內一樣。

2-2:線 10:區域 12:經印刷發光二極體/發光二極體 14:金屬電感器環路/電感器環路 14A:電感器環路端部分/部分 14B:電感器環路端部分/上部端部分/部分 16:虛線 18:開始基板/基板/介電基板 20:導體層/下伏導體層/底部導體層 22:頂部金屬電極/頂部電極/電極 24:底部金屬電極/陰極電極 26:透明聚合物介電層/介電層 28:導體層/透明導體層 30:波長轉換層 32:藍色光線 36:信用卡/卡 40:發光二極體區域/區域 42:習用智慧卡晶片/智慧卡晶片 50:頂部層 52:透明基板層/基板 54:窗 56:窗 58:電感器線圈/線圈 60:信用卡 62:信用卡之主體/卡主體/信用卡主體 64:底部反射層 66:透明光管層/光管層 68:客製化波長轉換層/波長轉換層 72:透明導體層 74:透明介電層 76:頂部透明導體層 78:圖形層 80:光線 81:光線 82:光線 83:光線 84:光線 90:撲克籌碼/籌碼 92:感應線圈/線圈 94:發光二極體區域 96:透明光導件/光導件 98:薄保護頂部層/層/頂部層 100:博弈場之圖形 110:撲克籌碼/籌碼 112:4色工藝標籤/標籤 114:擋光雙面黏合劑層 116:固態凸塊/凸塊 117:透明/半透明部分；透明或半透明區域 118:透明環氧樹脂層 119:發光二極體區域 120:雙面黏合劑層 122:感應線圈 124:Mylar間隔件 126:雙面擋光黏合劑層 128:4色頂部標籤 140:圖表 142:圖表 144:尖波 146:切口 148:尖波 150:偵測器 152:發光二極體區域/區域 154:數位成像器/成像器 156:表面 158:虛線 160:金屬線圈/線圈 162:電力供應器 163:電感器環路 164:外部光源 165:外部藍色或UV光源 166:通訊網路 168:安全資料庫/資料庫 170:使用者介面 180:偵測器 182:金屬探針 184:陽極及陰極墊 186:陽極及陰極墊 188:極性可轉換DC電壓源 190:信用卡基板/基板/卡基板 192:RFID晶片/RFID或NFC晶片/晶片 194:發光二極體 196:扁平感應線圈/線圈 198:保護層 200:透明窗/窗 202:波長轉換層 204:卡 206:讀取器/激勵器；讀取器 208:藍色光 210:光學偵測器 212:控制器 214:通訊系統

圖1係含有一隨機印刷LED陣列及為LED供電之一感應環路之一區域之一俯視圖。可在LED上方提供一波長轉換層。圖2係沿著圖1中之線2-2之圖1之區域之一剖面，僅展示幾個LED，其相對大小已被極大地放大。在LED上方提供一波長轉換層。圖3係一信用卡或轉帳卡之一正視圖，該信用卡或轉帳卡併入有一微型LED陣列以及用於遍及卡導引光且透過卡之頂部及側發射光之光導結構。圖4係圖3之卡之一剖面，展示來自光引擎之側光由卡進行光導。圖5係一卡主體之一分解視圖，該卡主體含有一光引擎及智慧晶片，以及含有圖形之一經層壓頂部層。圖6係具有一光引擎之一信用卡之一剖面，展示側光可如何注入至一光導信用卡中以自卡之所選擇區域發射。光引擎區域係相對於卡區域極大地放大。圖7係一撲克籌碼(一博弈場籌碼)之一分解視圖，該撲克籌碼含有一感應線圈、一光導及一微型LED區域。圖8圖解說明在元件連接在一起之情形下之圖7之撲克籌碼。圖9圖解說明具有印刷圖形之經完成撲克籌碼。圖10係使用一感應線圈、一光導及一微型LED區域之另一實施例撲克籌碼之一分解視圖。圖11圖解說明在時間0處已用藍色或UV光之一脈衝激勵之一特定客製化磷光體或染料之光強度持久性對時間。圖12圖解說明在時間0處已用藍色或UV光之一脈衝激勵之一特定客製化磷光體或染料之光強度持久性對時間，其中磷光體或染料由具有不同持久性且視情況不同波長光譜之兩種不同磷光體或染料組成。圖13圖解說明一客製化磷光體或染料之光強度對波長。圖14圖解說明一客製化磷光體或染料之組合之光強度對波長。圖15圖解說明一客製化磷光體或染料之組合之一複雜光強度對波長，其中光發射波長及吸收帶經偵測用於經添加安全性。圖16圖解說明用於感應地為一物件(諸如一信用卡或博弈場籌碼)中之LED供電且視情況光學地偵測光圖案及波長轉換材料特性並與一遠端安全資料庫通訊以鑒認物件之一系統。此外，系統可包含用於激勵磷光體、染料或量子點之一UV源。圖17圖解說明用於將電力施加至一物件(諸如一信用卡或博弈場籌碼)中之LED且視情況光學地偵測光圖案及波長轉換材料特性並與一遠端安全資料庫通訊以鑒認標籤之一系統。此外，系統可包含用於激勵磷光體、染料或量子點之一UV源。圖18圖解說明用於形成本發明之另一實施例之一程序，其中一物件(諸如一信用卡或博弈場籌碼)含有一RFID或其他智慧晶片、LED及波長轉換材料，用於在不實體接觸物件之情形下鑒認物件及讀取關於物件之額外資訊。圖19圖解說明圖18之用於讀取及鑒認物件之一系統。在各圖中類似或相同元件標記有相同編號。

190:信用卡基板/基板/卡基板

192:RFID晶片/RFID或NFC晶片/晶片

194:發光二極體

196:扁平感應線圈/線圈

202:波長轉換層

204:卡

206:讀取器/激勵器讀取

208:藍色光

210:光學偵測器

212:控制器

214:通訊系統

Claims

一種鑒認系統，其包括：一待鑒認物件；該物件上或內之一或多個發光二極體(LED)，該等LED在激勵時發射一次光；該物件上或內之一電力接收電路，其用於自該物件外部之一電源暫時接收電力；及該物件上或內之波長轉換材料，其在該等LED激勵時被激勵，該波長轉換材料用於將該一次光轉換為二次光，該二次光具有經選擇用於鑒認該物件之一光譜特性及/或一持久性特性，其中對應於該光譜特性及/或持久性特性之一第一碼儲存於一資料庫中，用於在該物件正被鑒認之時與該波長轉換材料之該光譜特性及/或一持久性特性進行比較。
如請求項1之系統，其中該物件係一信用卡或轉帳卡。
如請求項1之系統，其中該物件係一博弈場籌碼。
如請求項1之系統，其中該物件包含一光導，其至少導引由該等LED發射之光以供該物件之一使用者觀察。
如請求項1之系統，其中該電力接收電路包括一電感器線圈，用於將由該電源產生之一磁場轉換為一電流以為該等LED供電。
如請求項1之系統，其中該電力接收電路包括該物件上之導電墊，用於接收由該電源產生之一電壓以為該等LED供電。
如請求項1之系統，其中該波長轉換材料具有可偵測用於鑒認該物件之該光譜特性。
如請求項1之系統，其中該波長轉換材料具有可偵測用於鑒認該物件之該持久性特性。
如請求項1之系統，其中該等LED不被一使用者直接看見。
如請求項1之系統，其中該物件包含傳達關於該物件之資訊之一晶片。
如請求項1之系統，其中該波長轉換材料直接印刷在該物件上。
如請求項1之系統，其中該波長轉換材料係一經預製戳記，其附加在上覆該等LED之該物件上。
如請求項1之系統，其中該電力接收電路將一電流脈衝供應至該等LED以產生該一次光之一閃光，且其中該波長轉換材料在該一次光之該閃光之後繼續發射該二次光。
如請求項1之系統，其中該波長轉換材料包括發射不同光譜及/或持久性之不同材料之一混合物。
如請求項14之系統，其中該波長轉換材料包括磷光體、量子點及染料之任何組合。
如請求項1之系統，其中來自該等LED之該一次光及來自該波長轉換材料之該二次光兩者經偵測以鑒認該物件。
一種用於鑒認一物件之方法，其包括：在一可攜式物件上或內提供一波長轉換材料，該波長轉換材料用於將一次光轉換為二次光，該波長轉換材料經選擇以具有一特定光譜特性及/或一持久性特性；自該物件外部且不永久地連接至該物件之一電源接收電力，用於當該物件接近於該電源時將電力供應至該物件上或內之發光二極體(LED)以點亮該等LED，該等LED發射該一次光以激勵該波長轉換材料；偵測由該物件上或內之至少該波長轉換材料發射之光；偵測該波長轉換材料之該光譜特性或該波長轉換材料之該持久性特性中之一者或兩者；及比較該波長轉換材料之該光譜特性及/或該持久性特性與一資料庫中之經儲存資料以鑒認該物件。
如請求項17之方法，其進一步包括：偵測該可攜式物件上或內之一積體電路晶片中之資訊；及使用該積體電路晶片中之該資訊及來自比較該波長轉換材料之該光譜特性及/或該持久性特性與該資料庫中之該資料之結果來識別該物件是否被鑒認。
如請求項17之方法，其中該物件係一信用卡或轉帳卡。
如請求項17之方法，其中該物件係一博弈場籌碼。
如請求項17之方法，其中該電力接收電路包括一電感器線圈，用於將由該電源產生之一磁場轉換為一電流以為該等LED供電。
如請求項17之方法，其中該波長轉換材料具有可偵測以鑒認該物件之該光譜特性。
如請求項17之方法，其中該波長轉換材料具有可偵測以鑒認該物件之該持久性特性。