WO2007023869A1 - 応力発光構造物 - Google Patents

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WO2007023869A1
WO2007023869A1 PCT/JP2006/316525 JP2006316525W WO2007023869A1 WO 2007023869 A1 WO2007023869 A1 WO 2007023869A1 JP 2006316525 W JP2006316525 W JP 2006316525W WO 2007023869 A1 WO2007023869 A1 WO 2007023869A1
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stimulated luminescent
luminescent material
stimulated
light
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PCT/JP2006/316525
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Chao-Nan Xu
Yusuke Imai
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National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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    • B42D25/387Special inks absorbing or reflecting ultraviolet light

Definitions

  • the present invention relates to a stress-stimulated luminescent structure, a method for manufacturing the same, and an authenticity determination device, and in particular, includes a specific stress-stimulated luminescent material, thereby emitting light only by applying an external force that can be slightly deformed by hand.
  • the present invention relates to a stress light-emitting structure, a manufacturing method thereof, and an authenticity determination device for securities.
  • Patent Document 2 discloses a technique for confirming self-luminescence.
  • Patent Document 3 discloses a technique in which a positive catalyst is charged in securities, a chemiluminescent material that emits light in the presence of the positive catalyst is sprayed on the securities, and authenticity is determined by the presence or absence of light emission. Yes.
  • Patent Document 8 discloses a technique for determining authenticity by observing visible light.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Gazette “Special Table 2002—528781 (published on September 3, 2002)”
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2003-64272 (published March 5, 2003)”
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication “Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-85613 (published on March 20, 2003)”
  • Patent Document 4 Japanese Published Patent Publication “JP 2000-119647 (published on April 25, 2000)”
  • Patent Document 5 Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2001069251 (Released on February 20, 2001)”
  • Patent Document 6 Japanese Patent Publication “JP 2000-313878 A (published on November 14, 2000)”
  • Patent Document 7 Japanese Patent Publication “JP 2002-194349 Publication (published July 10, 2002)”
  • Patent Document 8 Japanese Patent Gazette “Special Table 2002-508718 (published on March 19, 2002)” Anti-counterfeiting technology for securities, etc., requires authenticity judgment for a large number of securities. When it is necessary or considering the problem of cost, it is required to be able to make a judgment as easily as possible without the need for special authentication equipment or labor. In addition, for example, there are many cases where authenticity determination is required after securities have been distributed for a long period of time, so the effect of authenticity determination must be maintained for a long period of time.
  • Patent Documents 1 to 3 and 8 are not yet satisfactory techniques in these respects. That is, the technique described in Patent Document 1 requires the use of a special device for authenticity determination. However, the technique described in Patent Document 1 is not limited to the technique described in Patent Document 1, and forgery using a fluorescent or luminescent substance is performed. The prevention technique requires a specific device (for example, a UV light) to emit light, and there is a problem that it takes time and cost. In addition, there is a problem that such a device cannot cope with an emergency judgment at a place. [0007] Furthermore, in the technique described in Patent Document 8, since it is necessary to frictionally press the surface of a security or the like, a tool or labor for collecting power on the security or the like is required. Therefore, it is difficult to determine the authenticity of securities, etc. easily and in a short time.
  • a specific device for example, a UV light
  • Patent Documents 2 and 3 do not require a special authenticity determination device! /, But are techniques that react two kinds of chemical substances and detect the light generated therewith. Therefore, there is a problem that the light emission is attenuated as time passes and the performance cannot be maintained for a long time. That is, there is a problem that the authentication effect cannot be maintained for a long time.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to contain a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting of securities and the like.
  • the object is to provide a structure, a manufacturing method thereof, and an authenticity determination device.
  • the stress-stimulated luminescent material is a material that itself emits light by a mechanical stimulus such as an external force. Therefore, the present inventor has intensively studied, and by using a specific stress light-emitting material, anyone can easily determine the authenticity without requiring a special authenticity determination device or labor, only by lightly deforming by hand. The inventors have found that authenticity can be determined even after long-term use of securities or the like, and have completed the present invention.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is a stress-stimulated luminescent structure that includes a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting, and is selected from the group consisting of the following (1) to (4) forces. It is characterized by being a stress light emitting structure characterized by including at least one kind of stress light emitting material.
  • (1) It has a basic structure in which alkali metal ions and Z or alkaline earth metal ions are inserted into a space of a matrix structure formed by a plurality of molecules of a polyhedral structure, and is inserted into the space And at least some of the alkali metal ions and Z or alkaline earth metal ions are selected from the group consisting of rare earth metal ions, transition metal ions, group III metal ions, and group IV metal ion forces, at least A stress-stimulated luminescent material characterized by being substituted with one kind of metal ion.
  • a matrix structure formed by sharing and bonding the atoms at the apex of the tetrahedral structure Has a basic structure in which at least one of alkali metal ions and alkaline earth metal ions is inserted in the structure space,
  • the matrix structure further has an asymmetric framework structure, and at least one of the alkali metal ions and alkaline earth metal ions inserted into the space is rare earth metal ions and transition metal ions.
  • the stress-stimulated luminescent material is substituted with at least one metal ion.
  • the stress light emitting structure includes at least one kind of stress light emitting material selected from the group consisting of (1) to (4) force. Since the stress-stimulated luminescent material has a structure that easily causes distortion, the stress-stimulated luminescent material can emit light only by being lightly deformed by hand. Therefore, anyone can easily perform authentication without requiring any special authentication device or labor.
  • the stress-stimulated luminescent materials (1) to (4) emit light themselves when an external force is applied, and it is not necessary to react two or more kinds of chemical substances to obtain light emission.
  • the light emission of the light emitting structure is not attenuated. Therefore, it is possible to determine the authenticity even after long-term use of securities.
  • the basic structure is preferably a feldspar structure.
  • the feldspar structure is a three-dimensional frame in which SiO or AIO tetrahedra are connected continuously
  • the structure is like a cation. Therefore, a stress-stimulated luminescent structure with a feldspar structure as a basic structure can emit light by simply being lightly deformed by hand. Therefore, anyone can easily determine the authenticity without requiring any special authentication device or labor.
  • the stress-stimulated luminescent material contains at least one matrix material having an aluminate force, and in order to realize a luminescence mechanism derived from the piezoelectric effect due to strain,
  • the base material preferably includes a crystal structure having spontaneous polarizability.
  • Such a stress light emitting structure is a ferroelectric material and an electroluminescent material, It is possible to convert the strain energy caused by the light into electricity and emit light by electroluminescence. Therefore, it is possible to emit light simply by lightly deforming by hand, and anybody can easily determine the authenticity without requiring any special authentication device or labor.
  • the base material is preferably a SrAl 2 O.
  • a-SrAl O emits stronger light due to the piezoelectric effect associated with strain energy, so it is smaller
  • the stress light-emitting structure according to the present invention is preferably formed in a sheet shape.
  • the stress-stimulated light emitting structure can be easily carried and easily deformed, so that it is easy to emit light. Therefore, it is possible to determine the authenticity without choosing a place, and to provide high convenience.
  • a feature of this luminescent material is that the luminescent central atom localized in the luminescent particle emits light individually due to changes in strain energy, and thus can be used in a variety of ways.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably has water resistance. Some types of stress luminescent materials lose their properties when placed in water. According to the above configuration, the characteristics are not lost even if it is put in water. For example, even when water is necessary for the manufacturing process as in the case where the stress light emitting structure is paper, the stress light emitting material is used as a filler. Can be added. Therefore, a stress-stimulated light emitting structure having an anti-counterfeit effect can be easily manufactured. Further, since the authenticity determination can be performed even when the stress light emitting structure is wet with water, the anti-counterfeit effect of the stress light emitting structure can be further enhanced.
  • the stress-stimulated luminescent material preferably has a particle size of not less than 0 and not more than 50 ⁇ m.
  • the particle size force is suitable for screen printing, which is a widely used printing method. Therefore, the stress-stimulated luminescent material can be printed in a good state.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably includes a reflective material that reflects light emitted from the stress-stimulated luminescent material. According to the above configuration, since the light emitted by the stress luminescent material force is enhanced by the reflector, the stress luminescent structure can be made to appear brighter. Therefore, authenticity determination can be performed more easily.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably includes a diffusing material that diffuses light emitted from the stress-stimulated luminescent material. According to the above configuration, since the light emitted from the stress luminescent material force is diffused by the diffusing material, it is possible to make the stress luminescent structure appear brighter. Therefore, authenticity determination can be performed more easily.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably contains particles having a higher elastic modulus than the bonding agent containing the stress-stimulated luminescent material.
  • the particles increase the stress applied to the stress-stimulated luminescent material due to the stress concentration, and can efficiently inject the energy. It is possible to increase the light emission of the light emitting material and make the stress light emitting structure appear brighter. Therefore, it is possible to more easily determine the authenticity.
  • the stress-stimulated light emitting structure according to the present invention preferably has a protective film on the surface. According to the above configuration, since the surface of the stress light emitting structure can be protected, the stress light emitting material can be prevented from peeling off due to friction or the like. Therefore, it is possible to provide a stress-stimulated light emitting structure capable of determining authenticity even when used for a long time.
  • the stress-stimulated light emitting structure according to the present invention is preferably laminated.
  • the surface of the stress light emitting structure is protected by the laminating process, it is possible to prevent the stress light emitting material from peeling off due to friction or the like. Therefore, it is possible to provide a stress-stimulated light emitting structure that can determine the authenticity even after being used for a long time.
  • the stress-stimulated light emitting structure according to the present invention preferably has an ultraviolet absorbing layer provided on the surface. According to the above configuration, since the ultraviolet absorbing layer is provided on the surface, the stress light emitting structure of the present invention does not shine when the stress light emitting structure of the present invention is placed under the UV light. For this reason, the stress-stimulated light emitting structure according to the present invention is indistinguishable from a normal one even if UV light is used, and there is no risk of being forgotten to be counterfeited.
  • the ultraviolet absorbing layer has a specific pattern. It is preferable to be provided. According to the above configuration, the ultraviolet light absorbing layer is provided in a specific pattern, so that when the stress light emitting structure of the present invention is irradiated with ultraviolet light, the stress light emitting structure is not illuminated only in the specific pattern portion. Since it is possible to determine the authenticity by confirming this pattern, more efficient forgery prevention can be realized.
  • the method for producing a stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is characterized by screen printing a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting on a substrate.
  • Screen printing is supposed to be able to print on anything other than air and water, and it can also be printed on curved surfaces, elevations, special shapes, and molded products. Therefore, the anti-counterfeiting technology using the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention can be applied to all types of objects such as securities made of paper, plastic film, cards and the like.
  • the method for producing a stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is characterized by spray printing a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting on a substrate.
  • Spray printing is easy and economical, and can be easily printed on surfaces with complex shapes. Therefore, the anti-counterfeiting technique using the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention can be applied even to an embossed paper having irregularities on the surface.
  • the method for producing a stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is characterized in that a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting is inkjet printed on a substrate.
  • Inkjet printing excels in speed, economy, and print quality. Therefore, the stress light-emitting structure according to the present invention can be manufactured at low cost with high printing accuracy.
  • the method for producing a stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is characterized in that a stress-stimulated luminescent material for counterfeiting is offset printed on a substrate.
  • Offset printing is the most widely used printing method commercially, and is suitable for printing large quantities of the same printed material.
  • a method for manufacturing a stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is characterized by patterning a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting on a substrate. According to the above configuration, in an arbitrary pattern A stress light emitting structure that emits light can be obtained. Therefore, the effect of preventing forgery of securities can be further enhanced.
  • the authenticity determination apparatus includes a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting !, a stress applying means for applying stress to the stress-stimulated light-emitting structure, and light emission of the stress-stimulated structure. And a light detecting means. According to the above configuration, it is possible to continuously apply stress to the stress-stimulated luminescent structure and consequently detect light emitted from the stress-stimulated luminescent structure. Accordingly, it is possible to determine the authenticity of securities etc. at high speed and efficiently.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is a stress-stimulated luminescent structure that includes a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting, and is characterized by including a specific stress-stimulated luminescent material. Therefore, no special authentication device or labor is required, and anyone can easily determine the authenticity, and it is possible to determine the authenticity even after using securities for a long time.
  • a stress-stimulated luminescent material for anti-counterfeiting is screen-printed, spray-printed, inkjet-printed or offset-printed on a substrate. It is possible to manufacture a stress light emitting structure by utilizing the above.
  • the authenticity determination device includes a stress-stimulated luminescent material for preventing counterfeiting, and detects stress-applying means for applying stress to the stress-stimulated luminescent structure, and detects light emission of the stress-stimulated luminescent structure. Therefore, it is possible to determine the authenticity of securities and the like at high speed and efficiently.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the crystal structure of CaAl Si O.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the crystal structure of Sr MgSi 2 O.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the crystal structure of Ba (PO 4).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of a-SrAl 2 O.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure formed by fixing a stress-stimulated luminescent layer on a substrate.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure in which a stress-stimulated luminescent layer is fixed to the upper and lower surfaces of a substrate.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure in which a stress light emitting layer is provided in a specific pattern on a substrate.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an external force applied to the stress-stimulated luminescent structure shown in FIG. 7 and observed from above.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which a stress light emitting layer is provided in a specific pattern on a substrate and an external force is applied to a stress light emitting structure that allows light emission to be observed as characters and is observed from above.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which a stress-stimulated luminescent structure in which the entire surface of a stress-stimulated luminescent layer fixed on a substrate is covered with an ultraviolet absorbing layer is observed with high force.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a state where an ultraviolet absorbing layer is provided in a specific pattern on a stress-stimulated luminescent layer fixed on a substrate and observed by irradiating with ultraviolet rays.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure in which a fine structure is further included in the surface layer of the stress light emitting structure having the three-layer structure shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure having a three-layer structure in which a support layer is fixed on a substrate and a stress light emitting layer is provided on the support layer.
  • FIG. 15 A longitudinal section of a stress-stimulated structure having a four-layer structure in which a support layer is fixed on a substrate, a stress-stimulated luminescent layer is provided on the support layer, and a surface layer is provided on the stress-stimulated luminescent layer.
  • FIG. 16 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure in which a fine structure is further included in the support layer of the stress light emitting structure having the four-layer structure shown in FIG.
  • ⁇ 19A is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the authenticity determination device 300, and applies pressure to the inspection object. It is a figure which shows the state before applying.
  • FIG. 19B is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of the authenticity determination device 300, and shows a state when pressure is applied to an object to be detected for authenticity determination.
  • stress luminescent material is intended to be a material that emits light by strain energy applied by an external key, and interacts with “stress luminescent material” or “stress luminescent material”. Used interchangeably. That is, the stress-stimulated luminescent material has the property that the material itself emits light by strain energy applied from the outside, and has the property of changing the luminescence intensity in proportion to the strain energy. Accordingly, it is easily understood by those skilled in the art that the stress-stimulated luminescent structure is a structure including a stress-stimulated luminescent material.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is a structure including at least one stress-stimulated luminescent material selected from the following groups (1) to (4) for preventing counterfeiting. Next, the stress luminescent materials (1) to (4) will be described.
  • the stress-stimulated luminescent material of (1) has a basic structure in which alkali metal ions and alkaline earth metal ions are inserted into the space of the matrix structure formed by a plurality of molecules having a polyhedral structure.
  • a stress-stimulated luminescent structure containing a stress-stimulated luminescent material can emit light simply by being lightly deformed by hand.
  • polyhedral structure molecule refers to a molecule in which a polyhedral structure is formed by connecting another atom bonded to a central atom. That is, the polyhedron is virtual.
  • SiO molecules and AIO molecules are respectively key atoms (Si) or
  • Other polyhedral molecules include GaO, MgO, PO, BO
  • the "matrix structure” refers to a molecule (polyhedral structure molecule) having a polyhedron (for example, tetrahedron, hexahedron, octahedron, etc.) as a minimum unit of crystal, alone or in combination.
  • the matrix structure thus formed has a flexible structure including a large space (gap). That is, the matrix structure is likely to be distorted in the space.
  • the strain energy generated by the distortion of the matrix structure excites the emission center of the stress-stimulated luminescent material.
  • the stress-stimulated luminescent material emits light. Therefore, when the base structure has the above structure, the stress-stimulated luminescent material can exhibit strong light emission.
  • Figure 1 shows a three-dimensional matrix structure (frame structure) by using tetrahedral structure SiO and AIO.
  • Fig. 1 shows the basic structure shown in Fig. 1 a feldspar structure described later.
  • Fig. 2 shows the two-dimensional structure (framework) made of SiO.
  • FIG. 3 shows the interaction between PO and alkaline earth metal (Ba).
  • spontaneous strain refers to strain that occurs when a structure changes to another structure.
  • a luminescent material changes into a structure with good symmetry when the temperature rises, but from there, when the temperature or pressure changes, the structure changes and changes to another phase.
  • “Spontaneous strain” is an index indicating how much distortion is generated from such a symmetrical structure as compared to the structure, and indicates the strain of the light emitting material itself.
  • the “spontaneous strain” does not include strain generated in the light emitting material by external force. These materials are characterized by having no center of crystal symmetry.
  • the polyhedral structure molecule forming the matrix structure is not particularly limited, but is preferably a tetrahedral structure, hexahedral structure, or octahedral structure molecule.
  • AIO, PO, BO, and SiO are particularly preferable.
  • the structure around the emission center inserted into the matrix structure is highly flexible. For this reason, when stress is applied, a highly flexible structure is generated. Stress concentrates at the optical center, and the matrix structure is easily distorted. Therefore, the stress-stimulated luminescent material is likely to generate stress luminescence due to strain energy.
  • the matrix structure may be formed of molecules of a single polyhedral structure or may be formed of a plurality of molecules of a polyhedral structure.
  • the basic structure is formed by inserting an alkali metal ion and an alkaline earth metal ion into the space of the host structure.
  • the basic structure includes an aluminosilicate, phosphate, boron. Realized by acid salts, silicates, or aluminates.
  • aluminosilicate “phosphate”, “borate”, “catenate”, and “aluminate” are respectively aluminoacid, phosphorus, Alkali metal salt or alkaline earth metal salt of acid, boric acid, caustic acid, and amino acid.
  • the alkali metal ions and alkaline earth metal ions are not particularly limited, and examples of the alkali metal ions include ions such as Li, Na, K, Rb, and Cs. Examples of alkaline earth metal ions include ions of Ca, Mg, Ba, Sr and the like.
  • the alkali metal ions and the alkaline earth metal ions inserted into the space of the parent structure may be one type or two or more types. Furthermore, when a plurality of types of alkali metals and alkaline earth metals are inserted, it is preferable that the plurality of types of alkali metals and / or alkaline earth metals have different ionic radii. As a result, the spontaneous strain of the stress-stimulated luminescent material changes, and the stress-stimulated luminescent material easily emits light.
  • a part of the alkali metal or alkaline earth metal inserted in the space of the host structure may be substituted with other ions. If the crystal structure can be maintained, it becomes easier to distort by substitution, and stress emission becomes easier.
  • the basic structure preferably has a triclinic structure belonging to the P-1 space group, a tetragonal structure belonging to the P-42m space group, or a trigonal structure belonging to the R-3 space group.
  • An example of a triclinic structure belonging to the P-1 space group is an ananosite-like structure.
  • “ananosite-like structure” means a structure similar to an ananosite structure (similar to the one shown in the range in which alkali metal ions and alkaline earth metal ions can be inserted into the space of a three-dimensional structure that does not show only an ananosite structure. Composition).
  • examples of the tetragonal structure belonging to the P-42 ⁇ ⁇ space group include an akermanite- like structure.
  • the “Okermanite-like structure” refers to a structure similar to the Okermanite structure within a range in which alkali metal ions and alkaline earth metal ions can be inserted into the space of the parent structure, which does not show only the Okermanite structure. Of the composition).
  • the basic structure is preferably a feldspar structure having an aluminosilicate composition.
  • the aluminosilicate is obtained by substituting a part of the polysilicate ion with aluminum.
  • alkali metal ions or alkaline earth metal ions are inserted in the space (gap) of the crystal structure.
  • the feldspar structure has an ideal chemical composition of Z (Si, Al) 2 O (where Z is an alkali metal or
  • feldspars are usually sodium feldspar (albite), NaAISi O, anorthite,
  • feldspar is a mixture of a plurality of aluminosilicates containing an ananosite structure.
  • Z al strength metal or alkaline earth metal
  • anorsite-like structure means that alkali metal ions and alkaline earth metal ions are inserted into the space of the host structure that forms a three-dimensional structure of a light emitter that does not show only ananosites. To the extent possible, it is meant to include structures similar to the ananosite structure (similar compositions).
  • the “feldspar-like structure” is a structure similar to an ananosite structure within the range in which alkali metal ions and alkaline earth metal ions can be inserted into a three-dimensional structure space that does not show only the feldspar structure ( Similar compositions) are also meant to be included.
  • Quadrati-feldspar is an aluminoate salt similar to "feldspar”, and AIO and Si O forms a 3D structure by sharing multiple vertices and joining them together
  • quasi-feldspars examples include leucite KAISi O and nepheline (neph).
  • a part of the alkali metal ions and Z or alkaline earth metal ions inserted into the space of the matrix structure are rare earth metal ions and transition metal ions.
  • the compound is substituted by at least one metal ion selected from the group consisting of a group III metal ion, and a group IV metal ion force.
  • the rare earth metal ion, the transition metal ion, the group III metal ion, and the group IV metal ion are not particularly limited, but are preferably luminescent centers.
  • rare earth metal ions include: Palladium (Eu), Dipsirosium (Dy), Lanthanum (La), Gadolinium (Gd), Cerium (Ce), Samarium (Sm), Yttrium (Y), Neodium (Nd) ), Terbium (Tb), praseodymium (Pr), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb), scandium (Sc), promethium (Pm), holmium (Ho), lutetium (Lu) and other ions Is exemplified.
  • transition metal ions chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), antimony (Sb), titanium (Ti), zirconium (Zr), vanadium (V), cobalt (Co) And ions such as nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), and tungsten (w).
  • group III metal ions include ions of aluminum (A1), gallium (Ga), indium (In), thallium (T1), and the like.
  • group IV metal ions include ions of germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), and the like.
  • rare earth metal ions transition metal ions, group III metal ions, and group IV metal ions may be selected.
  • the content of rare earth metal ions and transition metal ions greatly affects the luminescence.
  • the content is not particularly limited, but the three-dimensional structure of the base structure can be maintained. It is preferable to be within the range.
  • the above content is less than 0.1 mol%, efficient light emission cannot be obtained, and when it exceeds 20 mol%, the matrix structure is disturbed and the light emission efficiency is lowered.
  • the luminescent color changes depending on the type of luminescent center.
  • the emission color can be changed depending on the kind of the rare earth metal ion, transition metal ion, group IV metal ion, and group IV metal ion selected.
  • Conventional stress-stimulated luminescent materials can obtain strong luminescence when the emission wavelength is 500 nm or more (green to red wavelength range), but strong in the shorter emission wavelength range, that is, ultraviolet to blue wavelength range. I could't get luminescence.
  • the stress-stimulated luminescent material of (1) for example, if Ce ions are selected as the rare earth metal ions, a stress-stimulated luminescent material exhibiting strong ultraviolet light emission (high-strength stress luminescent material) can be realized.
  • the stress-stimulated luminescent material of (1) it is preferable that at least Ce ions are inserted in the space formed in the host structure. That is, it is preferable to use Ce ions or a mixture thereof as the light emission center of the stress luminescent material of (1). As a result, a stress-stimulated luminescent material that suitably emits ultraviolet light can be provided.
  • ultraviolet light refers to radiation in a wavelength region of 200 to 400 nm.
  • the basic structure of the stress-stimulated luminescent material (1) is more preferably represented by any one of the following general formulas (1) to (6).
  • M and N are divalent metal ions, at least one of which is Ca, S r, Ba, Mg, or Mn, X and Y are monovalent metal ions, and at least one is ⁇ , Li, Na, or ⁇ or K, and 0 ⁇ x, y ⁇ 0.8. It is. )
  • stress-stimulated luminescent materials exhibiting particularly intense ultraviolet light emission include aluminoacids composed of alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, aluminum oxides, and silicon oxides. As long as it is a salt and can maintain a feldspar structure, preferably an ananosite structure, a part of the alkali metal ions or alkaline earth metal ions may be separated from another monovalent metal ion or divalent metal ion.
  • a light emitting material substituted with metal ions and further substituted with one or more transition metal ions or rare earth metal ions is preferred.
  • the stress-stimulated luminescent material (1) exhibiting ultraviolet light emission has the following general formula (7)
  • M and N in the formula are each Ca, Sr, Mg, or Ba in the ananosite structure, Li, Na, or K in the feldspar structure, and Q is a rare earth metal ion, transition metal ion, A group IV metal ion or a group IV metal ion satisfying 0 ⁇ x ⁇ 0.8 and 0.001 ⁇ l ⁇ y ⁇ 0.1.) preferable.
  • the stress-stimulated luminescent material is preferable because Ca is selected as the alkaline earth metal ion and a part of the Ca site is substituted with Ce as the rare earth metal ion.
  • the stress-stimulated luminescent material has the following general formula (8),
  • emission center ion refers to a rare earth metal ion, a transition metal ion, a group IV metal ion, or a group IV metal ion.
  • the stress-stimulated luminescent material (1) can be produced by weighing and firing the raw materials so as to have the composition of the stress-stimulated luminescent material.
  • the firing temperature in the production of the stress-stimulated luminescent material is not particularly limited as long as a predetermined matrix structure can be formed. . This firing temperature is preferably set according to the composition of the stress luminescent material. In addition, it is particularly preferable that the temperature is lowered slowly (stepwise) since the predetermined crystallinity is difficult to be obtained during rapid firing.
  • the raw material of the stress-stimulated luminescent material (1) is not particularly limited, and is preferably one that becomes an oxide when fired.
  • the raw material of the stress-stimulated luminescent material (1) is not particularly limited, and is preferably one that becomes an oxide when fired.
  • the composition of the aluminosilicate as described above by firing, alkali metal oxide and alkaline earth metal oxide
  • the raw materials are weighed and fired to form a stress luminescent material so that aluminum oxide, silicon oxide, and rare earth metal oxides and Z or transition metal oxides are formed. Can be manufactured.
  • an alkali metal or alkaline earth metal salt of an inorganic compound or an organic compound can be used as such a raw material.
  • a salt of an inorganic compound or an organic compound of a rare earth metal, a transition metal, a group VIII metal, or a group IV metal can be used.
  • Examples of the salt of the inorganic compound include carbonates, oxides, halides (for example, salts), hydroxides, sulfates, nitrates, and the like.
  • Examples of the salt of the organic compound include acetates and alcoholates.
  • Al 2 O and SiO can be used as raw materials for aluminum oxide and silicon oxide.
  • a fluxing agent such as boric acid or salt ammonia can be used.
  • the amount of the raw material of the stress-stimulated luminescent material is an amount corresponding to the constituent atomic ratio depending on the composition of the stress-stimulated luminescent material to be produced.
  • an alkali metal than the chemical composition stoichiometry or composition of the alkaline earth metals is preferably reduced to the range of 0.1 mole 0/0 of 10 mol%.
  • ⁇ (2) A plurality of components having a tetrahedral structure of at least AIO-like structure and SiO-like structure.
  • the child has a basic structure in which at least one of an alkali metal ion and an alkaline earth metal ion is inserted into the space of the parent structure formed by sharing and bonding the atoms at the apexes of the tetrahedral structure,
  • the base structure further has an asymmetric framework structure, and alkali metal ions and alkaline earth metal inserted in the space. At least one of the metal ions is replaced with at least one kind of metal ion of rare earth metal ions and transition metal ions.
  • the stress luminescent material of (2) above is a tetrahedron of at least AIO-like structure and SiO-like structure
  • a luminescent center is inserted into a basic structure having a three-dimensional structure (three-dimensional frame structure) formed by a plurality of molecules having a structure and an asymmetric flexible frame structure. Therefore, the stress-stimulated luminescent structure containing the stress-stimulated luminescent material (2) can emit light only by being lightly deformed by hand.
  • the basic structure includes an alkali metal ion and an alkaline earth in a space of a matrix structure formed by bonding a plurality of molecules having at least the tetrahedral structure by sharing atoms at the apexes of the polyhedron. It is a structure in which at least one of metal ions is inserted.
  • the matrix structure further has an asymmetric framework structure.
  • the polyhedral structure molecules for forming the matrix structure may be the same or different molecules as long as they have at least the tetrahedral structure.
  • the "matrix structure” is, in other words, a molecule in which at least the tetrahedral structure is the minimum unit of the crystal, alone or in combination, and the molecules share a vertex atom and bond. It is formed by doing.
  • this matrix structure has a mesh-like three-dimensional structure including a large space (gap). Then, by inserting various cations (alkali metal or alkaline earth metal) into this space (gap), the frame structure of the stress luminescent material is obtained.
  • This frame structure is the basic structure (basic skeleton) of the stress-stimulated luminescent material according to the present invention.
  • tetrahedral or octahedral molecules having at least the tetrahedral structure are preferred.
  • the “asymmetric framework structure” indicates a structure exhibiting spontaneous strain (described later) or elastic anisotropy in addition to the frame structure.
  • Such a host structure is easy to change the electronic structure of the light emission center at the center of the frame, even with strain and quick force, efficiently using the strain energy. Thereby, it becomes a structure which shows especially strong stress light emission.
  • the stress-stimulated luminescent material (2) has a flexible three-dimensional frame structure and an asymmetric flexible framework structure at the same time.
  • the type of the ion may be one type or two or more types.
  • at least one alkali metal ion and alkaline earth metal ion may be inserted.
  • the ions those described in the section of the stress luminescent material in (1) can be used.
  • a partial force of alkali metal or alkaline earth metal inserted into the host structure space with other ions May be substituted.
  • the ion to be substituted is not particularly limited as long as the crystal structure of the base structure (asymmetrical flexible three-dimensional frame structure) can be maintained.
  • the ions to be substituted are, for example, rare earth metal ions or transition metal ions having different ionic radii from the alkali metal ions and alkaline earth metal ions inserted in the space formed in the host structure. is there.
  • the matrix structure can be easily distorted, and a stress-stimulated luminescent material that exhibits stronger light emission can be provided.
  • the rare earth metal ions or transition metal ions here are for making the matrix structure easy to be distorted, and may not function as the emission center to be described later! /.
  • the stress-stimulated luminescent material of (2) a part of the ions inserted in the space of the host structure is substituted with at least one metal ion of a rare earth metal ion and a transition metal ion.
  • the stress-stimulated luminescent material (2) has a function of emitting light.
  • the rare earth metal ion and the transition metal ion here become the luminescence center (luminescence center ion) in the stress luminescent material.
  • At least one of an alkali metal ion and an alkaline earth metal ion is inserted into the space formed in the host structure, and the inserted ion A part of is substituted with rare earth metal ions and Z or transition metal ions that serve as emission centers.
  • the stress-stimulated luminescent material of (2) since the stress-stimulated luminescent material of (2) has a base structure having a flexible three-dimensional frame structure and a flexible framework structure, a large space is formed in the base structure. Yes. For this reason, when strain is generated in this space, the strain energy is reduced. Can be used for excitation of the emission center. When the emission center is excited, light is emitted when the emission center returns from the excited state to the ground state.
  • the stress-stimulated luminescent material of (2) has a space that easily causes distortion in the matrix structure, so that it is particularly strong and can exhibit stress luminescence.
  • the basic structure of the stress luminescent material of (2) above is at least an AIO-like structure and an SiO-like structure.
  • At least of alkali metal ions and alkaline earth metal ions are formed in a matrix structure space formed by a plurality of molecules having a tetrahedral structure formed by bonding and sharing atoms at the apexes of the tetrahedral structure. There is no particular limitation as long as one is inserted.
  • a feldspar structure having an aluminosilicate composition can be mentioned.
  • an anosite-like structure is preferred.
  • such a basic structure is, for example, an aluminoate represented by any one of the above general formulas (1) to (4).
  • the alkali metal or the alkaline earth metal is not limited to two, as long as it is at least one. That is, for example, the formula (3) may have two or more types of alkali metals (X) and two or more types of alkaline earth metals (M).
  • the stress-stimulated luminescent material includes a plurality of alkali metal or alkaline earth metal as in the case of the above general formulas (1) to (4)
  • the rare earth metal ion and the transition metal ion are not particularly limited as long as they are luminescent centers.
  • the same materials as those described in the section of the stress luminescent material in (1) can be used.
  • the content of the rare earth metal ions and transition metal ions is not particularly limited as long as the three-dimensional structure of the base structure can be maintained. Specifically, it is preferably within the range described in the section of the stress luminescent material of (1).
  • the luminescent color changes depending on the type of luminescent center.
  • a luminescent material that suitably emits blue light can be provided.
  • the emission center is not limited to one type, and a mixture of a plurality of types can also be used. For example, a mixture of Eu and Dy can be used.
  • the stress-stimulated luminescent material exhibiting particularly strong blue luminescence is composed of alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, aluminum oxides, and silicon oxides. And a part of the alkali metal ions or alkali earth metal ions in the alkali aluminite, within a range that can maintain a feldspar-like structure, more preferably an ananosite-like structure.
  • a stress-stimulated luminescent material substituted with an alkaline earth metal ion and further substituted with one or more transition metal ions or rare earth metal ions is preferred.
  • the stress-stimulated luminescent material exhibiting particularly intense blue luminescence is represented by the following formulas (9) and (10): M N Q Al Si O (9)
  • M and N in the formula are each a divalent metal ion, and at least one kind is
  • Ca, Sr, Mg or Mn, X and Y are monovalent metal ions, at least one is Li, Na, or K, and Q is a rare earth metal ion or transition metal ion
  • a stress-stimulated luminescent material in which Ca is selected as the alkaline earth metal and a part of the Ca site is substituted with at least one kind of luminescent center is more preferable. That is,
  • Formula (11) can also be expressed as Ca Eu Al Si O when the emission center is only Eu.
  • n and n in the equation are numbers satisfying 0.001 ⁇ m ⁇ 0.1.
  • m is in the range of greater than 0 and less than or equal to 0.1, and when the luminescent center is a mixture of Eu and other luminescent center ions, the content of the mixture as the luminescent center (m) may be in a range greater than 0 and less than or equal to 0.2.
  • Such a stress-stimulated luminescent material can exhibit particularly strong blue luminescence.
  • the emission center (Q) contains at least Eu. That is, the formula (
  • At least Eu is contained as the rare earth metal ion of the luminescent center.
  • the emission central force is only 3 ⁇ 4u or a mixture of Eu and Dy.
  • Blue light emission has high energy due to its short wavelength. For this reason, when this stress luminescent material is made to emit light, the energy can be used as excitation light.
  • a composite material When stress is applied to this composite material, only the blue stress illuminant emits light.
  • the energy of the blue stress luminescent material can be used as an energy for excitation of illuminants other than blue. Thereby, light emitting materials of colors other than blue can be emitted. As a result, the emission color of the composite material can be changed.
  • blue light emission has high energy, and thus can be easily detected by a detector. For this reason, the luminescence intensity of the luminescent material can be easily detected.
  • blue light especially in the vicinity of 40 Onm, has the advantage of less interference even in the lighting environment when measuring the light emission, which emits less luminaire power such as fluorescent lamps.
  • the stress-stimulated luminescent material of (2) can be produced by weighing and firing the raw materials so as to have the composition of the stress-stimulated luminescent material. The amount of these raw materials is used in a proportion corresponding to the constituent atomic ratio according to the composition of the stress-stimulated luminescent material to be produced. [0124] In order to make the stress-stimulated luminescent material easily distorted, it is preferable to form lattice defects of alkali ions or alkaline earth ions. Therefore, it is desirable to reduce the 0.1 mol% force by 20 mol% over the stoichiometric composition so that the composition of the alkali metal or alkaline earth metal becomes a non-stoichiometric composition.
  • the firing temperature in the production of the stress-stimulated luminescent material is not particularly limited as long as the three-dimensional host structure can be formed.
  • This firing temperature is preferably set according to the composition of the stress luminescent material.
  • the raw material for the stress-stimulated luminescent material is not particularly limited as long as it becomes an oxide by firing.
  • the stress-stimulated luminescent material can be produced by weighing and firing the raw materials so that the oxides and oxides of Z or transition metal are formed.
  • Such raw materials include inorganic salts of alkali metals or alkaline earth metals (carbonates, oxides, halides (for example, salts), hydroxides, sulfates, nitrates, etc.), Alternatively, a salt of an organic compound (acetate, alcoholate, etc.) can be used. Also, inorganic salts of rare earth metals or transition metals (acids, halides (eg, salts), hydroxides, carbonates, sulfates, nitrates, etc.) or salts of organic compounds ( Acetate, alcoholate, etc.) can be used. In addition, Al 2 O and SiO can be used as raw materials for aluminum oxide and silicon oxide.
  • a fluxing agent such as boric acid or salt ammonia can be used.
  • the stress-stimulated luminescent material (3) is a material that emits light by strain energy, light is emitted by at least any of the following mechanisms: piezoelectric effect, lattice defects, and heat generation due to deformation. Therefore, the stress-stimulated luminescent structure containing the stress-stimulated luminescent material (3) can emit light only by being lightly deformed by hand. [0130] In light emission by the piezoelectric effect, strain energy is applied to the material by applying a strain forming force, and electricity is generated by the piezoelectric effect associated with the strain energy, thereby causing electroluminescence.
  • the material that emits light by the piezoelectric effect such as the stress-stimulated luminescent material of (3), is a piezoelectric body, it is important that there is no center of symmetry in the crystal structure. Furthermore, among materials that do not have a center of symmetry, structures with spontaneous polarization are particularly important.
  • a crystal structure having spontaneous polarization is formed in the base material contained in the stress luminescent material.
  • the raw materials may be mixed and fired.
  • a SrAl O phase crystal material As will be described later, as an example of a material that emits light strongly due to the piezoelectric effect, a SrAl O phase crystal material
  • the material can be preferably used.
  • the bonds in the crystal are loose and the sites occupy positions that are susceptible to strain in the crystal. Therefore, the control of lattice defects in the material is extremely important.
  • the base material contained in the stress-stimulated luminescent material is defective with at least one, preferably two or more metal ions. What is necessary is just to add as center central ion.
  • the stress luminescent material of (3) as will be described later, in the a-SrAl O phase crystal material,
  • thermoluminescence thermoluminescence
  • the position and shape of the thermoluminescence peak are important. It is preferable that the peak be near the operating temperature of the material. For example, when a stress-stimulated luminescent material is used in the vicinity of a room temperature (within a range of 15 to 25 ° C.), it is preferable that a thermoluminescence peak is present within this temperature range. More preferably, the thermoluminescence peak has a plurality of peaks, and a broad peak in the range of 100 ° C near the operating temperature is desirable.
  • the peak of thermoluminescence in the base material contained in the stress luminescent material is close to the use temperature of the stress luminescent material.
  • the raw materials can be mixed and fired.
  • the stress-stimulated luminescent material of (3) is not particularly limited, but in order to realize a luminescent mechanism derived from the piezoelectric effect due to strain, the base material has a crystal structure having spontaneous polarization. Can be mentioned. More specifically, for example, a-SrAl 2 O can be given as the base material.
  • the stress-stimulated luminescent material that emits stress in the elastic region has ferroelectricity. Stress light emission at this time converts strain energy due to piezoelectricity into electricity, and further emits light by electroluminescence. Therefore, a stress-stimulated luminescent material that emits light due to strain is an electric field emitter due to the synergistic effect of piezoelectricity and electroluminescence.
  • the stress-stimulated luminescent material that realizes the light-emitting mechanism derived from the piezoelectric effect due to strain is a ferroelectric and an electroluminescent material.
  • the crystal structure has a center of symmetry. It is important that it does not exist. Therefore, as a base material that can be used in the stress-stimulated luminescent material of (3), there is no symmetry center in the crystal structure other than the above ⁇ -SrAl O
  • the structural material system can be used effectively.
  • many material systems other than aluminate can be used, and tungstate, niobate, titanate, etc. can be used.
  • a light emitting mechanism derived from lattice defects may be realized.
  • at least one metal ion may be added to the base material as a central ion at the defect center.
  • lattice defects are formed in the crystal structure of the host material having spontaneous polarization by adding the central ion. Can do.
  • the frame is formed by six AIO tetrahedrons in the tunnel.
  • a material having a tunnel structure in the crystal structure and an element arranged in the tunnel by ionic bonds is preferably used as the base material.
  • Examples thereof include a case where the ion diameter is smaller than the metal ion force Sr added as a central ion and a case where the ion diameter is larger than Sr.
  • the metal ion having an ion diameter smaller than that of Sr is not particularly limited, and any metal ion of I-VIII can be used. Since the ion diameter of Sr 2+ is 0.132 nm, a metal ion having an ion diameter smaller than this may be selected. More specifically, Ca ⁇ Mg ⁇ Na ⁇ Ti ⁇ Zr ⁇ V, Nb ⁇ Ta ⁇ Cr ⁇ Mn, Co, Ni ⁇ Sn, Cu ⁇ Zn, Y ⁇ Cd, Mo, Ta, W, Fe, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, etc. can be mentioned. These metal ions may be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • At least one selected from the group consisting of Mg, Na, Zn, Cu, Eu, Tm, Ho, Dy, Sn, Mn, Nd, Pr, Ca, and force may be used. preferable.
  • the crystal structure can be more easily distorted, and the emission intensity in the elastic region can be improved.
  • the metal ion having an ionic diameter larger than that of Sr is not particularly limited. Specifically, among the forces capable of mentioning Ba, K, and Pb, Ba, Z, or K includes It is preferably used. These metal ions may be used alone or in combination of two or more.
  • the metal ions substituting the Sr site it is preferable to add both ions having smaller and larger ion diameters than Sr. As a result, the crystal structure can be more easily distorted, and the emission intensity in the elastic region can be further improved.
  • the stress-stimulated luminescent material of (3) it is preferable to add at least two kinds of metal ions having different valences as the metal ions added as the central ions.
  • Sr is adopted as a metal ion as described above
  • Sr is a +2 valent ion (Sr + 2 )
  • a metal ion having a different valence for example, +1 valence, +3 valence, +
  • a metal ion having at least one of tetravalent, +5, and +6 valences This is advantageous because lattice defects can be formed effectively.
  • the Sr site is structurally formed by AIO.
  • the amount of added is not particularly limited, and is within a range that can maintain the crystal structure of a-SrAlO. It may be within the range, but preferably it may be added in the range of 0.1 to 40 mol% based on Sr. Within this range, the crystal structure can be maintained, the crystal structure can be easily distorted, and the light emission intensity in the elastic region can be effectively improved.
  • the amount of all metal ions added is stoichiometric. Is preferably less.
  • the metal ion force AU added as the central ion has a small ion diameter
  • the AU also has a large ion diameter.
  • the Al site constructs an AIO tetrahedron, so like the Sr site,
  • the range of metal ions that can be substituted is wide.
  • examples of metal ions having an ion diameter smaller than this include B and Si. Of these, it is more preferable to use B. By adding B, the emission intensity can be further improved.
  • examples of metal ions having an ion diameter larger than that of A1 include Ga, In, Tl, Zr, Ti, V, and Nb. Of these, Ga and In are more preferable.
  • the amount of applied force of the metal ion substituting the A1 site is not particularly limited as long as it is within a range in which the crystal structure of a-SrAlO can be maintained, but preferably, based on A1 0
  • the method for producing the stress-stimulated luminescent material of (3) is not particularly limited, and may be produced using a known method so as to form a crystal structure that can realize each of the above-described light emitting mechanisms. Specifically, taking a-SrAl O as an example, the base material has spontaneous polarizability.
  • the raw materials may be mixed and fired so as to form a crystal structure.
  • SrCO and Al 2 O can be used.
  • an oxide of the metal ion may be mixed with a raw material or a raw material that finally becomes an oxide.
  • the firing conditions are not particularly limited, and a predetermined amount of raw materials may be mixed and fired under known firing conditions so that each ion has a desired ratio!
  • the atmosphere in the firing step is not particularly limited as long as it is in an inert gas atmosphere, but may be an atmosphere in which a predetermined amount of a gas such as H is mixed as necessary.
  • the firing temperature is particularly limited
  • the temperature range can be within the known temperature range, but a sufficient crystal structure is a selection condition for the temperature range.
  • the stress-stimulated luminescent material (4) is a luminescent material capable of visually observing high-efficiency red-stressed luminescence that has a power that cannot be achieved with a single crystal structure by using a mixed phase consisting of multiple crystal structures. is there.
  • the above “mixed phase” means that a mixture of multiple crystal structures can be confirmed by X-ray crystal diffraction (XRD) measurement, that is, XRD measurement results in peaks corresponding to multiple crystal structures. Is different from solid solution.
  • XRD X-ray crystal diffraction
  • the stress-stimulated luminescent material (4) can emit light by applying an external force to cause deformation, and can emit light only by lightly deforming by hand.
  • the mixed phase is composed of at least two types of crystal structures of zinc oxide having a wurtzite structure, zinc sulfide having a cubic or wurtzite structure, and cubic acid and manganese oxide.
  • a composite crystal having With this configuration it is possible to obtain a red light emitter that could not be realized by using zinc oxide, zinc sulfide, and manganese oxide alone or by using two of them. That is, a red light emitting material can be realized by using a mixed phase represented by the general formula: xZnO + yZnS + zMnO.
  • the metal ions constituting the mixed phase may be substituted with other metal ions.
  • the other metal ions other than the metal ions constituting the mixed phase are preferably Te ions.
  • the Te ions should be within the range of 0.1 mol to 5 mol with respect to 100 mol of metal ions constituting the mixed phase. Is preferred.
  • the mixed phase has a tetragonal structure of barium titanate, an orthorhombic structure of calcium titanate, a rhombohedral structure of magnesium titanate, and a cubic structure of strontium titanate. Among them, at least two kinds may be included. In this case, a part of the metal ions constituting the mixed phase may be replaced with other metal ions.
  • the stress-stimulated luminescent material (4) has the general formula (Ca A ') Ba TiO (Mg A') Ba
  • A may be composed of a rare earth element selected from the group consisting of Dy, La, Gd, Ce, Sm, Y, Nd, Tb, Pr, and Er.
  • Praseodymium (Pr) is most preferably used.
  • the luminescent material of the present invention is a ferroelectric tetragonal Ba_CaTi03: Pr solid solution (0 ⁇ x ⁇ 0.
  • the stress-stimulated luminescent material of (4) may have a luminescence intensity proportional to the mechanical external force.
  • a ' is Er or Pr
  • the compounding amount of Er or Pr and the compounding amount of Ca are preferably optimized.
  • the Ca specific force is preferably in the range of 0% to 80%, or the Ca ratio is preferably in the range of 1% to 35%.
  • the Ca ratio is 55% or more 65
  • the Ca content is within the range of 25% or less, or the Ca ratio is within the range of 25% or more and 35% or less.
  • a stress-stimulated luminescent material emits light by applying mechanical external force such as stress, shear force, impact force, pressure, etc., and the luminescence intensity generally tends to increase as the applied external force increases. And since the friction light emitting material is used like the technique of patent document 8, in order to make it light-emit, the surface must be rubbed and pressed in some cases.
  • the stress-stimulated luminescent material of (1) to (4) above unlike the frictional luminescent material, is excellent in luminescent properties as described above, and thus is lightly deformed with a hand without applying a large force. Light can be emitted simply by applying a weak external force, and the light emission can be confirmed visually without using a specific device (for example, UV light).
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention including the stress-stimulated luminescent materials of the above (1) to (4) uses a specific device, a tool for applying force to the stress-stimulated luminescent structure, and labor. Even if not, since authenticity can be easily determined in a short time, it has high anti-counterfeiting properties.
  • the stress-stimulated luminescent materials (1) to (4) above emit light when an external force is applied, and it is not necessary to react two or more kinds of chemical substances to obtain luminescence.
  • the light emitting property of the stress light emitting structure is not attenuated. Therefore, it is possible to determine the authenticity even after long-term use of securities. Also from this point, it can be said that the stress light emitting structure according to the present invention has high anti-counterfeit properties.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention needs to contain at least one kind of stress-stimulated luminescent material selected from the group consisting of the above (1) to (4). Is not particularly limited. In addition, since the stress-stimulated luminescent materials (1) to (4) described above may contain at least one kind, a plurality of kinds may be used in combination.
  • Examples of the other component include a substrate for fixing the stress-stimulated luminescent material.
  • the substrate is not particularly limited as long as the stress-stimulated luminescent material can be fixed.
  • organic, inorganic, or combinations thereof may be naturally derived, synthetic, or combinations thereof.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure formed by fixing a stress-stimulated luminescent layer on a substrate, which is used as an example in the present embodiment.
  • the stress-stimulated luminescent structure 1 includes a stress-stimulated luminescent layer 11 and a substrate 12.
  • the stress-stimulated luminescent layer 11 is a layer containing the stress-stimulated luminescent material, in which fine particles of the stress-stimulated luminescent material are dispersed in a bonding agent.
  • Examples of the stress-stimulated luminescent layer 11 include a paint containing a stress-stimulated luminescent material, a dried ink film, and the like.
  • the term “bonding agent” is intended to be a medium in which the stress-luminescent particles are dispersed.
  • a preferred organic binder is a polymer organic material.
  • the bonding agent for dispersing the fine particles of the stress-stimulated luminescent material is preferably a polymer organic material having transparency and Z or flexibility.
  • the bonding agent is preferably dilutable with various volatile solvents.
  • a preferable bonding agent is rubber or resin, and more preferable are epoxy-based resin and acrylic resin.
  • the substrate 12 is for fixing the stress-stimulated luminescent layer 11, and for example, the above-described substrate can be used.
  • the stress light emitting layer 11 is, for example, screen printing, spray printing, inkjet printing, brush coating, roll coating method, kiss coating, wheeler coating, curtain coating method, dipping method, electrostatic coating method, gravure coater, gravure offset coater, Apply to a predetermined part or all of the surface of the substrate 12 by coating means such as flat plate offset coater, dilitho coater, flexo, air knife coater, bar coater, relief printing, intaglio printing, etc., drying and curing as necessary By doing so, the substrate 12 is fixed.
  • the stress-stimulated luminescent layer 11 When an external force is applied to the stress-stimulated luminescent structure 1 to which the stress-stimulated luminescent layer 11 is applied, the stress-stimulated luminescent layer 11 emits light by deformation even if it is lightly deformed by hand. If such a method is used, light emission of a large area can be obtained with a small amount of stress luminescent material.
  • the stress-stimulated luminescent layer 11 is fixed over the entire surface of one side of the substrate 12, but the two or more surfaces of the substrate 12 are not necessarily limited to this. It may be fixed to. Further, it is not necessarily fixed to the entire surface of the substrate 12, but may be fixed to a part.
  • the amount of the stress-stimulated luminescent layer 11 applied to the substrate 12 is not particularly limited. Not. Further, the stress light emitting layer 11 may penetrate into the substrate 12.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure in which a stress-stimulated luminescent layer is fixed to the upper and lower surfaces of a substrate.
  • the stress light emitting structure 1 is configured by fixing the stress light emitting layer 11a to the upper surface of the substrate 12 and fixing the stress light emitting layer l ib to the lower surface of the substrate 12.
  • the amount of luminescence can be increased. Therefore, it is possible to determine the authenticity only by applying less stress, and to improve the forgery prevention property.
  • the stress luminescent material included in the stress luminescent layer 11a and the stress luminescent material included in the stress luminescent layer l ib are used as stress luminescent materials that emit different colors, so that It is also possible to have different emission colors for the lower surface and the lower surface.
  • the stress-stimulated luminescent layer 11 may be patterned on the substrate 12 in a specific pattern.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure in which a stress light emitting layer is provided in a specific pattern on a substrate.
  • the stress light emitting layer 11 is partially provided on the substrate 12 as the stress light emitting layer 11a ⁇ : Lie.
  • the stress-stimulated luminescent layer 11 emits light in an arbitrary shape or pattern, and when the stress-stimulated luminescent structure 1 is observed, the shape or pattern is observed. Can be visually observed.
  • the above-mentioned “specific pattern” refers to a pattern of a stress-stimulated luminescent layer formed on a substrate as a shape or pattern capable of determining authenticity in order to prevent forgery.
  • the patterns are as shown in FIGS.
  • Fig. 8 is a schematic diagram showing a state where an external force is applied to the stress light-emitting structure shown in Fig. 7 and observed from above. As shown in FIG. 8, in the stress-stimulated luminescent structure 1, only the portion where the stress-stimulated luminescent layer 11a to: Lie is turned on shines. Monkey.
  • Fig. 9 is a schematic diagram showing a state in which a stress luminescent layer is provided in a specific pattern on a substrate, an external force is applied to a stress luminescent structure that allows luminescence to be observed as characters, and the top is observed. It is. As shown in FIG. 9, by patterning the stress-stimulated luminescent layer 11 on the substrate 12 so as to form the characters “ACHO”, the stress-stimulated luminescent layer 11 of the stress-stimulated luminescent structure 1 is the “ACHO”. Since only the portion patterned so as to constitute the character is shining, the character can be visually observed.
  • the stress-stimulated luminescent material included in the stress-stimulated luminescent layer 11 shown in FIGS. 7 to 9 emits light of any two or more colors by using a combination of materials that emit light of different colors. It is also possible to let it go.
  • FIGS. 7 to 9 illustrate the case where the patterning is performed on one side of the substrate 12, the patterning is not necessarily limited to the case where the patterning is performed on one side.
  • the manner in which the stress-stimulated luminescent layer 11 is fixed to the substrate 12 is not necessarily limited. Therefore, the patterning of the stress-stimulated luminescent layer 11 onto the substrate 12 is similarly performed.
  • the present invention is not limited to the case where it is performed on one side of the substrate 12.
  • the stress-stimulated luminescent structure of the present invention is a composite material of the stress-stimulated luminescent material and another inorganic material or organic material, and light is also emitted by applying a mechanical external force to the deformed material.
  • a mechanical external force to the deformed material.
  • a stress light emitting structure is formed by mixing or embedding the above stress light emitting material in an organic material such as a resin or the like in an arbitrary ratio and applying a mechanical external force to the stress light emitting structure, the stress light emitting material is applied. Material emits light due to mechanical deformation
  • the use of the stress-stimulated luminescent structure is not particularly limited as long as it is necessary to prevent counterfeiting.
  • securities using paper as a material (banknotes, stock certificates, (Vouchers, bonds, etc.), various tickets, identification cards, passports, insurance cards, official documents, various certificates, etc., and cards such as IC cards, magnetic cards, and rewrite cards made of plastic.
  • the form of the stress light emitting structure is not particularly limited, and examples thereof include a sheet shape, a plate shape, and a foil shape. However, since it can be easily carried, it is formed in a sheet shape. It is particularly preferred.
  • the term "sheet” intends a structure (eg, paper) that is a flat thin structure that can be easily folded and processed.
  • the thickness of the sheet intended in the present specification is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.1 mm or less. Those skilled in the art will readily understand that so-called thin films of 5-50 m thickness are also sheets.
  • the method for forming the stress-stimulated luminescent structure into a sheet is not particularly limited as long as a method well known in the art is used.
  • the calendering method to form can be used preferably.
  • the stress-stimulated luminescent material does not necessarily have water resistance! However, depending on the type of the stress-stimulated luminescent material, some of the stress-stimulated luminescent material loses its characteristics when placed in water. I like it. Examples of a method for imparting water resistance to the stress-stimulated luminescent material include a method of surface-treating the stress-stimulated luminescent material.
  • the compound used for the surface treatment (hereinafter appropriately referred to as "surface treatment agent”) is not particularly limited as long as it is an organic compound having a functional group capable of reacting with the surface of the stress-stimulated luminescent material. Is preferably a compound containing an acidic group or an ester thereof.
  • the acidic group is more preferably a phosphoric acid group, more preferably at least one of a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, and a silanol group.
  • the molecular weight of the surface treatment agent is not particularly limited as long as it has the above functional group.
  • the number of functional groups may be one or more.
  • the position of the functional group is not particularly limited, and may be bonded to the side chain or may be bonded to the terminal.
  • the surface treatment method is not particularly limited as long as it can react the surface treatment agent with a stress-stimulated luminescent material.
  • a method for reacting the surface treatment agent with a stress-stimulated luminescent material for example, a method in which the surface treatment agent is dissolved in an organic solvent, the stress-stimulated luminescent material is added to the solution, and stirring is suitably used. Can do.
  • the stress-stimulated luminescent material that has been surface-treated and imparted water resistance as described above can be particularly preferably used in the production of a stress-stimulated luminescent structure in which the substrate is paper. Paper is manufactured from an aqueous pulp solution.
  • mineral fine particles such as talc, clay, and calcium carbonate are added as fillers to improve paper whiteness, opacity, and printability.
  • the stress-stimulated luminescent material imparted with water resistance does not lose its characteristics even when placed in water, and therefore has the advantage that it can be added as a filler in the same manner as these mineral fine particles.
  • the stress-stimulated luminescent material imparted with water resistance has an advantage that it can be used as a constituent of water-based ink.
  • the particle size of the stress-stimulated luminescent material is not particularly limited, but the particle size suitable for each method varies depending on the printing method. For example, in the case of screen printing, it is preferable that the particle size is 0.01 m or more and 50 ⁇ m or less, and it is more preferable that the particle size is 0.2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. 0.2 ⁇ m or more Particularly preferably, it is 2 ⁇ m or less.
  • the particle size of the stress luminescent material in the case of spray printing, it is preferably 0.2 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and in the case of ink jet printing, it is preferably 0.01 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less. In the case of offset printing, it is preferably from 0.01 / z m to 2 m.
  • the stress-stimulated luminescent structure may be mixed with another additive as long as the luminescent property of the stress-stimulated luminescent material is not impaired.
  • the “other additive” include a reflective material, a diffusing material, and transparent particles having a higher elastic modulus than the bonding agent containing the stress-stimulated luminescent material.
  • the “reflecting material” is a material that reflects light emitted from a stress-stimulated luminescent material. As a result, the light emitted from the stress-stimulated luminescent material is strengthened, so that the stress-stimulated luminescent structure can be made to appear brighter.
  • the reflective material for example, metallic aluminum, germanium, or the like can be used.
  • the “diffusion material” is a material that diffuses light emitted from a stress-stimulated luminescent material.
  • the stress-stimulated luminescent material force Since the light emitted is diffused, the stress-stimulated luminescent structure can be made to appear brighter.
  • silica or alumina can be used as the diffusion material. wear.
  • microstructure Particles with a higher modulus of elasticity (hereinafter referred to as "microstructure") than a binder containing a stress-stimulated luminescent material are any substances having a spherical, acicular or fibrous form. Therefore, the parameters (such as particle size and diameter) that characterize these forms are small! Substances with a ⁇ structure are intended.
  • the microstructure used in the present invention is characterized by having a higher elasticity than the above-mentioned bonding agent, and can be arbitrarily selected depending on the type of bonding agent.
  • the stress-stimulated luminescent structure includes the above-described microstructure, and stress concentration occurs between the microstructures in response to an external force. Stress acts, and as a result, it can generate a stronger light.
  • Elastic modulus is the ratio of strain to external force (force Z strain) generated when a substance (elastic body) to which an external force is applied deforms. Generally, “elastic modulus” is expressed in terms of Young's modulus, bulk modulus, stiffness, or Poisson's ratio, but as used herein, the term “elastic modulus” is intended to mean volume modulus. .
  • Preferred microstructures include metals, glass, ceramics, plastics, artificial fibers (eg, cellulose) or natural fibers (eg, nylon, acrylic or polyester), alumina, and the like.
  • the shape of the microstructure is preferably fibrous, acicular or spherical.
  • the size of the microstructure is not particularly limited as long as it is a size contained in the stress-stimulated luminescent structure, which is the final product, but its diameter is stress-stimulated in order to generate stress concentration in the stress-stimulated luminescent structure. It is preferred that the material is larger than the fine particles.
  • the size of the microstructure is preferably 1 ⁇ m to 0.2 mm, which can vary depending on the thickness of the stress light emitting structure and the size of the fine particles of the stress light emitting material according to the application. 20 m ⁇ : LOO m is more preferable.
  • the aspect ratio is preferably 20 to: LOO. This is because the stress concentration at the end of a needle-like microstructure is larger than that of a spherical shape.
  • the microstructure does not have to be transparent, it is preferable that the microstructure is transparent in order to efficiently emit light emitted from the fine particles of the pressure-sensitive luminescent material existing between the microstructures. That's right.
  • additives that can be contained in addition to the above-mentioned additives include, for example, flame retardants, heat stabilizers, antioxidants, UV inhibitors, plasticizers, crystal nucleating agents, foaming agents, antibacterial agents, and antifungal agents. Agents, fillers, reinforcing agents, conductive fillers, antistatic agents and the like.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably has a protective layer on the surface.
  • the protective layer is not particularly limited as long as it can protect the surface of the stress light emitting structure and does not interfere with light emission.
  • a laminate film of a transparent resin, a plastic coating film, a transparent inorganic thin film, and the like can be given.
  • the method for providing the protective layer is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
  • laminating methods include the T-die extrusion laminating method, in which hot-melt resin is melted and bonded to the substrate, or urethane foam is melted in a flame without using adhesive resin and bonded to cloth.
  • the frame laminating method etc. are mentioned.
  • Other methods include coating methods (roll coating (roll coater), in-mold coating, fluidized bed coating, etc.), mechanical treatment methods (shot blasting, shot peening, etc.), heat treatment methods (carburization). , Nitriding, ion implantation, etc.), chemical treatment, wet plating, thermal spraying, PVD (vacuum deposition, molecular beam epitaxy, sputtering, ion plating, etc.), CVD (thermal CVD, plasma)
  • a method such as a CVD method, a photo CVD method, or a laser CVD method can be used.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention preferably has an ultraviolet absorbing layer provided on the surface thereof.
  • An “ultraviolet absorbing layer” is a layer that has optical properties such that visible light (wavelength: 400 to 700 nm) is transmitted by 80% or more and ultraviolet light (wavelength: 400 nm or less) is transmitted at 5% or less.
  • the ultraviolet absorbing layer is not particularly limited. For example, a commercially available ultraviolet ray absorbing paint can be used.
  • UV absorbing paint examples include organic UV absorbers (benzotriazole-based, benzophenone-based, triazine-based, hindered amine-based, benzoate-based, benzoinoresorcinol-based, etc.) or inorganic UV-absorbing agents (acidic acid). Titanium, acid cerium, acid A compound obtained by combining zinc oxide or the like can be used.
  • a method of providing the ultraviolet absorbing layer on the surface of the stress light emitting structure for example, a method of providing the above-described protective film or a known printing method such as offset printing, screen printing, spray printing, or inkjet method may be used. it can.
  • Authenticity determination of securities incorporating fluorescent or luminescent substances is performed by irradiating the securities with ultraviolet rays under UV light and observing the emission of fluorescent or luminescent substances. Is called.
  • the stress light emitting structure provided with the ultraviolet absorbing layer on the surface is cut by the ultraviolet power, so that it does not shine only by irradiating with ultraviolet rays.
  • the stress-stimulated luminescent structure according to the present invention is indistinguishable from a normal one even when UV light is used, and there is no possibility that it will be overlooked that anti-counterfeiting processing has been performed. Furthermore, since it is possible to determine the authenticity from the two viewpoints of whether the stress-stimulated luminescent material emits light when an external force is applied and whether the stress-stimulated structure does not shine under UV light, counterfeit prevention can be realized efficiently. .
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which an upper force is also observed in the stress light emitting structure in which the entire surface of the stress light emitting layer fixed on the substrate is covered with the ultraviolet absorbing layer.
  • the stress-emitting structure 1 since the entire surface of the stress-stimulated luminescent layer 11 is covered with the ultraviolet absorbing layer 13, only ultraviolet rays are irradiated unless stress is applied. Then, the stress emission layer 11 does not shine.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which an ultraviolet absorbing layer is provided in a specific pattern on a stress-stimulated luminescent layer fixed on a substrate and observed by irradiating with ultraviolet rays.
  • the ultraviolet light absorbing layer 13 is patterned on the stress light emitting layer 11 provided on the substrate 12 so as to form the letters “AIST”, so that the stress light emitting layer 11 is applied when stress is applied.
  • the power of the whole surface to shine purple When exposed to external rays, the letters “AIST” are outlined and visually observed.
  • the stress-stimulated luminescent structure 1 when the stress-stimulated luminescent structure 1 is irradiated with ultraviolet rays, the stress-stimulated luminescent structure can be illuminated only in the specific pattern portion. Since it is possible to determine the authenticity by confirming this pattern, more efficient forgery prevention can be realized.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light emitting structure in which a stress light emitting layer is fixed on a substrate and a surface layer is provided on the stress light emitting layer to form a three-layer structure.
  • the surface layer 14 is a protective layer and a Z or ultraviolet absorbing layer. That is, the surface layer 14 may be a protective layer only, may be composed of only an ultraviolet absorbing layer, or may be a protective layer and an ultraviolet absorbing layer. .
  • the surface layer 14 composed of a protective layer and an ultraviolet absorbing layer can be produced, for example, by forming a protective layer on the ultraviolet absorbing layer.
  • the surface layer 14 may include a fine structure 15.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure in which a fine structure is further included in the surface layer of the three-layered stress-luminescent structure shown in FIG. By including the fine structure 15 in the surface layer 14
  • the stress applied to the stress-stimulated light-emitting layer 11 increases due to the stress concentration when an external force is applied, the light emission can be increased.
  • the fine structure 15 in the surface layer 14 is kneaded in advance in a resin for laminating resin, and the protective film described above is provided using the kneaded structure.
  • a method of forming a surface layer by a method can be used.
  • Each of the above-described reflecting material and diffusing material reflects and diffuses the light emitted from the stress-stimulated luminescent material so that the stress-stimulated luminescent structure looks brighter. Is preferably contained under the stress-stimulated luminescent layer.
  • the above three-layer stress light-emitting structure may have a support layer instead of the surface layer.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a longitudinal section of a stress light-emitting structure having a three-layer structure in which a support layer is fixed on a substrate and a stress light-emitting layer is provided on the support layer.
  • the support layer 16 is also a reflector and Z or diffuser. Further, the support layer 16 includes a fine structure 15. Also good.
  • the fine structure 15 concentrates the force applied to the stress-stimulated light-emitting layer 11 and increases the light emission luminance. Therefore, the microstructure 15 may be above the stress-stimulated light-emitting layer 11 or at the lower part. In consideration of permeability, it is preferable to be included in the support layer 16.
  • the fine structure 15 in the support layer 16 is kneaded in advance in the reflective material and the Z or diffusing material, and the above-described protective film is provided using the kneaded structure.
  • a method of forming a support layer by a method can be used.
  • FIG. 15 shows a stress light emitting structure in which a support layer is fixed on a substrate, a stress light emitting layer is provided on the support layer, and a surface layer is provided on the stress light emitting layer layer to form a four-layer structure. It is a schematic diagram which shows the longitudinal cross-section of a thing.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a longitudinal section of a stress-stimulated luminescent structure in which a microstructure is further included in the support layer of the four-layered stress-stimulated luminescent structure shown in FIG.
  • the stress-stimulated luminescent structure 1 shown in FIG. 16 when an external force is applied, the stress applied to the stress-stimulated luminescent layer 11 by the fine structure 15 increases, so that the luminescence of the stress-stimulated luminescent layer 11 becomes stronger and the light is further increased.
  • the support layer 16 makes it appear brighter. Therefore, the stress-stimulated light emitting structure shown in FIG. 16 can exhibit the effect of preventing forgery very efficiently.
  • the force of the fine structure 15 included in the support layer 16 is not limited to this.
  • the fine structure 15 concentrates the force applied to the stress-stimulated luminescent layer 11 and enhances the light emission luminance. Therefore, the microstructure 15 may be on the stress-stimulated layer 11 or on the lower side. For example, it may be contained in the surface layer 14. In consideration of the light transmission, it is preferable to be included in the support layer 16.
  • a stress light emitting material for preventing forgery is screen-printed on a substrate.
  • Screen printing is a type of stencil printing, and is a generic name for technologies that use screen mesh as a pattern support material and transfer printing ink to a printing medium through a plate image formed on the screen mesh.
  • Manufacture of the stress-stimulated luminescent structure by screen printing can be performed, for example, as follows. First, use a scraper or the like to apply stress to the pattern provided on the screen mesh. Fill with light material. Subsequently, the screen light mesh structure can be obtained by pressing the screen mesh against a substrate such as paper or plastic film, and discharging the opening force stress light emitting material onto the substrate. For areas where you do not want to apply the stress-stimulated luminescent material, mask it with an emulsion so that the stress-stimulated luminescent material does not leak. Printing may be performed by hand printing or a printing device may be used. A conventionally known apparatus can be used as the printing apparatus.
  • a stress light emitting material for preventing forgery is spray-printed on a substrate.
  • the production of the stress-stimulated luminescent structure by spray printing can be performed, for example, as follows.
  • a stress luminescent structure can be obtained by applying pressure to a container containing a paint containing a stress luminescent material with compressed air or the like, spraying it into a nozzle in a fine mist, and spraying it onto the substrate. It is only necessary to mask the areas where you do not want to apply the stress-stimulated luminescent material to prevent the stress-stimulated material from adhering.
  • a conventionally known apparatus can be used as the printing apparatus.
  • a stress-stimulated luminescent material for forgery prevention is inkjet printed on a substrate.
  • the production of a stress-stimulated luminescent structure by ink jet printing can be performed, for example, as follows. First, the stress-stimulated luminescent material filled in the ink reservoir is granulated by ultrasonic vibration at the nozzle portion of the ink reservoir, given an electric charge corresponding to the position applied by the charging electrode, and deflected in the ejection direction by the deflection electrode. The angle at this time is controlled by the amount of charge and the voltage of the deflection electrode, and a grain of stress-stimulated luminescent material is applied at a predetermined position (width direction). Unstressed luminescent material particles are not charged and returned to the ink reservoir for reuse.
  • a conventionally known device can be used as the printing device.
  • Offset printing is the most widely used printing method commercially, and is suitable for printing large quantities of the same printed material.
  • High-definition printing is possible, and flat paper and It can be printed on various types of paper, such as special paper with irregularities and ground patterns that are only on film. Therefore, the forgery prevention technology using the stress light emitting structure according to the present invention can be applied to securities, cards, etc. distributed in large quantities.
  • a stress-stimulated luminescent material for forgery prevention is offset printed on a substrate.
  • Offset printing is a general term for printing technology in which ink is applied to a plate on which a hydrophilic surface and a water repellent surface are formed, the ink is transferred to a transfer cylinder (blanket), and transferred from the transfer cylinder to a printing medium.
  • oil-based ink only on the water-repellent surface, it is possible to separate the image area (the area where ink is applied) and the non-image area (the area where ink is not applied).
  • a stress-stimulated luminescent structure by offset printing can be performed, for example, as follows.
  • a stress-stimulated luminescent material can be obtained by attaching a stress-stimulated luminescent material to a plate and transferring it onto a sheet (blanket) having elasticity such as rubber and then transferring it to a printing medium.
  • a conventionally known apparatus can be used as the printing apparatus.
  • the stress-stimulated luminescent material can be fixed on the substrate by using a coating means such as screen printing, spray printing, and ink jet printing. At that time, by patterning the stress-stimulated luminescent material, the substrate has a specific pattern. Can be fixed on top.
  • a patterning method for example, when using the above-described coating means, a method of providing a desired pattern on the substrate! /, A method of masking other than the place, and the like can be used.
  • the stress-stimulated luminescent material may be fixed on the substrate as a stress-stimulated luminescent layer dispersed in a bonding agent.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of the authenticity determination device 100 according to one embodiment.
  • the authenticity determination device 100 includes a transport and pressure roller (stress applying means) 101, a transport roller 102, a light emission sensor (light detection means) 103, an insertion port 104, It is configured with an outlet 105.
  • Roller for transportation and pressurization (stress applying means) 101 applies stress to the inspection object 106 by rotating.
  • the inspection object 106 inserted into the authenticity determination device 100 from the heel entrance 104 is in contact with the rotating conveyance and pressure roller (stress applying means) 101 and is rotated from the conveyance and pressure roller (stress applying means) 101. While being transferred to the discharge port 105 side by force, stress generated by contact with the conveying and pressing roller (stress applying means) 101 is applied.
  • transporting and pressing roller (stress applying means) 101 Although only one transporting and pressing roller (stress applying means) 101 is shown in FIG. 17, the number is not particularly limited, and two or more rollers may be provided. For example, there are two transporting and pressing rollers (stress applying means) 101, the inspection object 106 is sandwiched between the two rollers, stress is applied to the inspection object 106, and it is transferred to the discharge port 105 side. May be.
  • the authenticity determination apparatus 100 may be provided with a transfer means for placing and transferring the inspection object 106 inserted from the insertion port 104.
  • a transfer means for placing and transferring the inspection object 106 inserted from the insertion port 104.
  • a belt conveyor may be provided below the transporting and pressing roller (stress applying means) 101, and the inspection object 106 may be placed on the belt conveyor and transferred.
  • the light emission sensor (light detection means) 103 is for detecting light emitted from the inspection object 106.
  • the light emitting sensor (light detection means) 103 is not particularly limited as long as it can detect light.
  • conventionally known sensors such as photodiodes, phototransistors, photo ICs, photoconductive cells, image sensors, and photomultipliers can be used.
  • the inspection object 106 is the stress-stimulated light emitting structure of the present invention, the inspection object 106 emits light by the applied stress, and the light emission sensor (light detection means) 103 detects the light. It can be determined that the product is genuine. On the other hand, if the inspection object 106 is a counterfeit product that does not contain a stress-stimulated luminescent material, it does not emit light, and the light emission sensor (light detection means) 103 does not detect light. Therefore, it can be determined that the inspection object 106 is a counterfeit product.
  • the transport roller 102 is for transporting the inspection object 106 transferred from the transport and pressure roller (stress applying means) 101 to the discharge port 105.
  • the entrance 104 is for inserting the inspection object 106 into the authenticity determination device 100.
  • Outlet 105 is for inspection This is for discharging the object 106 from the authentication device 100.
  • Specific examples of the use of the authenticity determination device 100 include an automatic ticket gate and a security card reader.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing an outline of the configuration of an authenticity determination device 200 according to another embodiment.
  • the authenticity determination device 200 is configured to include a transporting and pressing roller (stress applying means) 201, a light emitting sensor (light detecting means) 202, and an insertion and discharge port 203.
  • the conveying and pressing roller (stress applying means) 201 applies stress to the inspection object 106 by rotating.
  • the conveying and pressing roller (stress applying means) 201 is provided with two parts 201a and 201b, and the inspection object 106 inserted into the authenticity determination device 200 from the insertion and discharge port 203 rotates. Stress is applied by being sandwiched between the conveying and pressurizing nozzles (stress applying means) 201a and 201b.
  • the number of conveying and pressing rollers (stress applying means) 201 is not limited. At least one should be provided! /.
  • the light emission sensor (light detection means) 202 is for detecting light emitted from the inspection object 106.
  • the light emission sensor (light detection means) 202 a sensor similar to the authenticity determination device 100 can be used. If the inspection target 106 is the stress-stimulated light emitting structure of the present invention, the inspection target 106 emits light due to the applied stress, and the light emission sensor (light detection means) 202 detects the light, so the inspection target 106 is an authentic product. It can be determined that there is. On the other hand, if the inspection object 106 does not contain a stress-stimulated luminescent material and does not emit light if it is a counterfeit product, the light emission sensor (light detection means) 202 does not detect light. Therefore, it can be determined that the inspection object 106 is a counterfeit product.
  • the insertion and discharge port 203 is for inserting the inspection object 106 into the authenticity determination device 200 and discharging it to the outside.
  • the insertion port and the discharge port are combined into one, but the insertion port and the discharge port are not necessarily limited to this, and may be provided separately.
  • a switching switch is provided, and the rotation direction of the conveying and pressurizing roller (stress applying means) 201 is changed between insertion and discharge. Switch in the opposite direction.
  • the insertion of the inspection object 106 It is only necessary to rotate the conveyance and pressurizing rollers (stress applying means) 201a and 201b counterclockwise when entering, and clockwise when discharging.
  • Specific examples of uses of the authenticity determination device 200 include ATM.
  • FIGS. 19A and 19B are longitudinal sectional views showing an outline of the configuration of the authenticity determination device 300 according to another embodiment.
  • FIG. 19A is a diagram showing a state before pressure is applied to the inspection object
  • FIG. 19B is a diagram showing a state when pressure is being applied to the inspection object for authenticity determination.
  • the authenticity determination device 300 includes a piston (stress applying means) 301, a light emission sensor (light detection means) 302, and a housing 303.
  • the piston (stress applying means) 301 applies stress to the inspection object 106, and includes a piston tip portion 301a and a piston movable portion 301b.
  • the piston movable part 301b can move up and down, and brings the piston tip part 301a into contact with the inspection object 106.
  • the piston movable portion 301b includes a light emission sensor (light detection means) 302 therein.
  • the piston tip 301a is a part that is in direct contact with the inspection object 106.
  • the inspection object 106 is a genuine product, that is, a stress light-emitting structure
  • the light emitted from the inspection object 106 is converted into a light emitting sensor (light Detection means)
  • the piston tip portion 301a is transparent.
  • the shape of the piston tip 301a is not particularly limited. However, in order to allow the light emitting sensor (light detecting means) 302 to efficiently collect light, it becomes a lens! Is preferred!
  • the light emission sensor (light detection means) 302 is for detecting light emitted from the inspection object 106, and a sensor similar to the authenticity determination device 100 and the authenticity determination device 200 can be used.
  • the housing 303 is an outer frame for sliding the piston 301, and the inspection object 106 is set in the lower part.
  • the piston movable part 301b is moved downward, the piston tip part 301a is brought into contact with the inspection object 106, and pressure is applied to the inspection object 106.
  • the inspection target 106 emits light
  • the light transmitted through the piston tip portion 301a is detected by a light emission sensor (light detection means) 302 provided inside the piston movable portion 301b.
  • the piston movable portion 302 may be powered by power such as a motor or may be moved manually.
  • the inspection object 106 is the stress-stimulated luminescent structure of the present invention, the inspection object 106 emits light by the applied pressure, and the light emission sensor (light detection means) 302 detects the light. It can be determined that the product is genuine.
  • the luminescence sensor (light detection means) 302 does not detect light. Therefore, it can be determined that the inspection object 106 is a counterfeit product.
  • Specific examples of the use of the authenticity determination device 300 include a ticket checking stamp.
  • the stress-stimulated luminescent structure of the present invention contains a specific stress-stimulated luminescent material, it can emit light only by being lightly deformed by hand. Therefore, it is a stress light emitting structure with high anti-counterfeiting properties that does not require any special authentication device or labor, can be easily determined by anyone, and can be determined even after long-term use. . Therefore, the stress light-emitting structure of the present invention is widely applicable to securities, various certificates, cards, etc. that require anti-counterfeiting, and is widely applied to industries such as the printing industry, the financial industry, and the insurance industry. It can be applied.

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Description

明 細 書
応力発光構造物
技術分野
[0001] 本発明は、応力発光構造物およびその製造方法、並びに真贋判定装置に関し、特 に、特定の応力発光材料を含むことにより、手で軽く変形させる程度の外力を加えた だけで発光する応力発光構造物およびその製造方法、並びに有価証券等の真贋判 定装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、紙幣、株券等の有価証券や、身分証明書、免許書等の偽造による被害が社 会問題化しており、偽造技術は巧妙を極める一方であることから、偽造防止を簡易か つ有効に行いうる技術が待望されている。そこで、従来、種々の偽造防止技術が提 案されている。例えば、特許文献 1には、有価物に蛍光性または発光性物質を印刷 用インクに加えた機密部を載置し、当該機密部を光学マルチチャネル増幅器を用い て検出することにより真贋を判定し、偽造を防止する技術が開示されている。
[0003] また、化学発光物質を用いた偽造防止技術としては、化学発光物質を吸収した高 吸水性ポリマー微粒子を油性分散媒体中に分散させた化学発光物質組成物を有価 証券に印刷等して、自己発光を確認する技術が特許文献 2に開示されている。さら に、正触媒を証券類に仕込んでおき、当該正触媒の存在下で発光する化学発光体 を上記証券類に吹き付けて、発光の有無によって真贋を判定する技術が特許文献 3 に開示されている。
[0004] 一方、近年、機械的な外力等の刺激によって発光する材料、または機械的な外力 などの刺激を加えて変形させることによって強く発光する材料が開発されている。こ のように外力などの機械的な刺激によって発光する材料は、応力発光材料と呼ばれ ている。本発明者らは、種々の応力発光材料をこれまで開発してきた (例えば、特許 文献 4〜7)。
[0005] 応力発光材料を用いた偽造防止技術としては、マンガン添加硫ィ匕亜鉛等の摩擦発 光材料を紙幣等に混成し、プラスチックロッドで表面を摩擦し押圧することによって発 せられる可視光を観察することにより真贋を判定する技術が特許文献 8に開示されて いる。
特許文献 1:日本国公表特許公報「特表 2002— 528781号公報(平成 14 (2002)年 9月 3日公表)」
特許文献 2:日本国公開特許公報「特開 2003 - 64272号公報(平成 15 (2003)年 3 月 5日公開)」
特許文献 3:日本国公開特許公報「特開 2003— 85613号公報(平成 15 (2003)年 3 月 20日公開)」
特許文献 4:日本国公開特許公報「特開 2000— 119647号公報(平成 12 (2000)年 4月 25日公開)」
特許文献 5:日本国公開特許公報「特開 2001069251号公報(平成 13 (2001)年 2 月 20日公開)」
特許文献 6:日本国公開特許公報「特開 2000— 313878号公報(平成 12 (2000)年 11月 14日公開)」
特許文献 7:日本国公開特許公報「特開 2002— 194349号公報(平成 14 (2002)年 7月 10日公開)」
特許文献 8:日本国公表特許公報「特表 2002— 508718号公報(平成 14 (2002)年 3月 19日公表)」 有価証券等の偽造防止技術には、大量の証券等の真贋判定が必 要となる場合や、コストの問題を考慮すると、特別な真贋判定装置や労力を必要とせ ず、できるだけ簡単に判定ができることが求められる。また例えば有価証券等が長期 間流通した後に真贋判定が必要とされるケースも多々存在することから、真贋判定効 果が長期間持続することが求められる。
し力しながら、上記特許文献 1〜3、 8の技術は、これらの点において未だ満足でき る技術とは言えない。すなわち、特許文献 1に記載の技術は、真贋判定のために特 殊な装置を用いることが必要であるが、特許文献 1に記載の技術に限らず、蛍光性 又は発光性物質を利用した偽造防止技術は、特定の装置 (例えば UVライト等)を用 いて発光させることが必要であり、手間とコストがかかるという問題がある。また、その ような装置がな 、場所で緊急の判定を要する場合に対応できな 、と 、う問題がある。 [0007] さらに、特許文献 8に記載の技術では、証券等の表面を摩擦'押圧する必要がある ため、証券等に力をカ卩えるための道具や労力が必要である。したがって、証券等の 真贋を簡易に、短時間で判定することは困難である。
[0008] また、特許文献 2、 3に記載の技術は、特別な真贋判定装置は必要としな!/、ものの 、 2種類の化学物質を反応させ、それに伴い発生する光を検出する技術であるため、 時間の経過とともに発光が減衰し、それほど長期間の性能保持はできないという問題 がある。すなわち、真贋判定効果を長期間持続することができないという問題がある。
[0009] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、有価証券等の 偽造防止用に応力発光材料が含まれて!/ヽることを特徴とする応力発光構造物、その 製造方法、および真贋判定装置を提供することにある。
発明の開示
[0010] 上記応力発光材料は、外力などの機械的な刺激によってそれ自体が発光する材 料である。そこで、本発明者は鋭意検討し、特定の応力発光材料を用いることで、手 で軽く変形させるだけで、特別な真贋判定装置や労力を必要とせず、誰にでも簡単 に真贋判定ができ、証券等を長期間使用した後も真贋判定を可能とすることができる ことを見出し、本発明を完成するに至った。
[0011] すなわち、本発明に係る応力発光構造物は、偽造防止用に応力発光材料が含ま れて 、る応力発光構造物であって、以下の(1)〜 (4)力もなる群より選ばれた少なく とも 1種類の応力発光材料を含むことを特徴とする応力発光構造物であることを特徴 としている。
[0012] (1)多面体構造の複数の分子によって形成される母体構造の空間に、アルカリ金 属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属イオンが、挿入された基本構造を有し、 上記空間に挿入された、アルカリ金属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属ィォ ンの、一部が、希土類金属イオン、遷移金属イオン、 III族の金属イオン、および IV族 の金属イオン力もなる群より選択される、少なくとも 1種の金属イオンによって置換され て 、ることを特徴とする応力発光材料。
[0013] (2)少なくとも AIO様構造および SiO様構造の四面体構造を有する複数の分子
4 4
力、その四面体構造の頂点の原子を共有して結合することにより形成された母体構 造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方が 挿入された基本構造を有し、
上記母体構造は、さらに、非対称性のフレームワーク構造を有しており、 上記空間に挿入されたアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なく とも一方の一部が、希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの少なくとも 1種の金属 イオンに置換されて 、る応力発光材料。
[0014] (3)歪エネルギーにより発光する条件を満たしている応力発光材料。
[0015] (4)複数の結晶構造が混在してなる混相を含んで ヽる応力発光材料。
[0016] 上記構成によれば、応力発光構造物が(1)〜 (4)力もなる群より選ばれた少なくと も 1種類の応力発光材料を少なくとも 1種類含む。そして、上記応力発光材料は、歪 みを生じやすい構造を有しているので、当該応力発光構造物は、手で軽く変形させ るだけで発光させることができる。したがって、特別な真贋判定装置や労力を必要と せず、誰でも簡単に真贋判定を行うことができる。
[0017] また、上記(1)〜 (4)の応力発光材料は、外力を加えれば自ら発光するものであり 、発光を得るために二種類以上の化学物質を反応させる必要はないため、応力発光 構造物の発光性が減衰することはない。したがって、証券等を長期間使用した後も 真贋判定を可能とすることができる。
[0018] 上記応力発光構造物においては、上記基本構造は長石構造であることが好ましい 。長石構造は、 SiOまたは AIOの四面体が連続的につながった 3次元のフレーム
4 4
状の構造であり、陽イオンがその隙間に入っており、歪みやすい。そのため、長石構 造を基本構造とする応力発光構造物は、手で軽く変形させるだけで発光させることが できる。したがって、特別な真贋判定装置や労力を必要とせず、誰でも簡単に真贋 判定を行うことができる。
[0019] 上記応力発光構造物では、上記応力発光材料には、少なくとも 1種のアルミン酸塩 力もなる母体材料を含有しているとともに、歪による圧電効果に由来する発光機構を 実現するために、上記母体材料には、自発分極性を有する結晶構造が含まれること が好ましい。
[0020] このような応力発光構造物は強誘電体であり、かつ、電場発光体となるので、圧電 による歪みエネルギーを電気に変換し、さらに電場発光性により光を放出することが できる。したがって、手で軽く変形させるだけで発光させることができ、特別な真贋判 定装置や労力を必要とせず、誰でも簡単に真贋判定を行うことができる。
[0021] 上記応力発光構造物では、上記母体材料が a SrAl Oであることが好ま 、。
2 4
a - SrAl Oは、歪みエネルギーに伴う圧電効果により強く発光するので、より小さ
2 4
な外力で発光させることが可能である。したがって、より効率的な偽造防止を行うこと ができる。
[0022] また、本発明に係る応力発光構造物は、シート状に形成されていることが好ましい。
シート状であれば、上記応力発光構造物を簡単に携帯することができるし、簡単に変 形できるから発光させることは容易である。したがって、場所を選ばずに真贋判定を 行うことができ、高い利便性を提供することができる。本発光材料の特徴は発光粒子 内に局在する発光中心原子が個別にひずみエネルギーの変化により発光することで あるため、多種多様な利用形式を取ることができる。
[0023] また、本発明に係る応力発光構造物は、耐水性を有することが好ましい。応力発光 材料の種類によっては水に入れると特性を失うものもある。上記構成によれば、水に 入れても特性が失われることがな 、ので、例えば応力発光構造物が紙である場合の ように製造工程に水が必要な場合でも、応力発光材料を填料として添加できる。した がって、偽造防止効果を有する応力発光構造物を容易に製造することができる。また 、応力発光構造物が水に濡れた場合でも真贋判定をすることができるため、応力発 光構造物が持つ偽造防止効果をさらに高めることができる。
[0024] また、本発明に係る応力発光構造物は、上記応力発光材料の粒度が、 0. 以 上 50 μ m以下であることが好ましい。応力発光材料の粒度が上記範囲であれば、粒 度力 広く用いられている印刷方法であるスクリーン印刷に適したものとなる。したが つて、良好な状態で応力発光材料を印刷することができる。
[0025] また、本発明に係る応力発光構造物は、上記応力発光材料から発光される光を反 射する反射材を含むことが好ましい。上記構成によれば、反射材によって応力発光 材料力 発せられる光が強められるため、応力発光構造物をより明るく見えるように することができる。したがって、真贋判定をより容易に行うことが可能となる。 [0026] また、本発明に係る応力発光構造物は、上記応力発光材料から発光される光を拡 散する拡散材を含むことが好ましい。上記構成によれば、拡散材によって上記応力 発光材料力 発光される光が拡散されるため、応力発光構造物をより明るく見えるよ うにすることができる。したがって、真贋判定をより容易に行うことが可能となる。
[0027] また、本発明に係る応力発光構造物は、上記応力発光材料を含有する接合剤より も高い弾性率の粒子を含むことが好ましい。上記粒子は、応力発光構造物に外部か らの機械的エネルギーが力かった場合に、応力集中により、応力発光材料にかかる 応力を増大し、上記エネルギーを効率よく注入することができるため、応力発光材料 の発光を強くし、応力発光構造物をより明るく見えるようにすることができる。したがつ て、真贋判定をより容易に行うことが可能となる。
[0028] また、本発明に係る応力発光構造物は、表面に保護膜が設けられていることが好ま しい。上記構成によれば、応力発光構造物の表面を保護できるので、摩擦等による 応力発光材料の剥落を防ぐことができる。したがって、長時間使用されても真贋判定 が可能な応力発光構造物を提供することができる。
[0029] また、本発明に係る応力発光構造物は、ラミネート加工されて 、ることが好ま 、。
上記構成によれば、ラミネート加工によって応力発光構造物の表面が保護されるの で、摩擦等による応力発光材料の剥落を防ぐことができる。したがって、長時間使用 されても真贋判定が可能な応力発光構造物を提供することができる。
[0030] また、本発明に係る応力発光構造物は、紫外線吸収層が表面に設けられているこ とが好ましい。上記構成によれば、表面に紫外線吸収層が設けられているので、 UV ライトの下に本発明の応力発光構造物を置いたときに、本発明の応力発光構造物は 光らない。そのため、本発明に係る応力発光構造物は、 UVライトを用いても通常の ものと見分けがつかず、偽造対策処理がなされて 、ることを見破られるおそれがな ヽ
[0031] さらに、外力を与えたときに応力発光材料が発光する力否力、および UVライト下で 応力発光構造物が光らないかという 2つの観点から真贋判定ができるので、偽造防 止を効率的に実現できる。
[0032] また、本発明に係る応力発光構造物は、上記紫外線吸収層が特定のパターンにて 設けられていることが好ましい。上記構成によれば、紫外線吸収層を特定パターンに て設けることで、本発明の応力発光構造物に紫外線を照射したとき、特定パターンの 部分だけ応力発光構造物が光らな 、ようにできる。このパターンを確認することで真 贋を判定することも可能なので、より効率的な偽造防止が実現できる。
[0033] 本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力発光材 料をスクリーン印刷することを特徴としている。スクリーン印刷は、空気と水以外の物 すべてに印刷が可能であるとされており、平面だけでなぐ曲面、立面、特殊形状、 成形品にも印刷が可能である。したがって、紙で作られる有価証券類、プラスチックフ イルム、カード類等あらゆるタイプの対象に対して、本発明に係る応力発光構造物を 用いた偽造防止技術を適用可能である。
[0034] 本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力発光材 料をスプレー印刷することを特徴としている。スプレー印刷は、手軽で経済性に優れ 、また、複雑な形状の表面に容易に印刷できる、という特徴を有する。したがって、表 面に凹凸を有するエンボス加工された紙のようなものでも本発明に係る応力発光構 造物を用いた偽造防止技術を適用可能である。
[0035] 本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力発光材 料をインクジェット印刷することを特徴としている。インクジェット印刷は、速度、経済性 、印字品質に優れる。したがって、本発明に係る応力発光構造物を安価に、高い印 刷精度で製造することができる。
[0036] 本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力発光材 料をオフセット印刷することを特徴としている。オフセット印刷は、商業的に最も広く用 V、られて 、る印刷方法であり、同じ版の印刷物を大量に印刷する場合に適して 、る。 また、精細な印刷が可能であり、平らな紙やフィルムだけでなぐ凹凸や地模様のあ る特殊紙など、様々なものに印刷することができる。したがって、大量に流通する有価 証券類、カード類等に対して、本発明に係る応力発光構造物を用いた偽造防止技 術を適用することができる。
[0037] 本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力発光材 料をパターユングすることを特徴としている。上記構成によれば、任意のパターンで 発光する応力発光構造物を得ることができる。したがって、有価証券等の偽造防止 効果をさらに高めることができる。
[0038] 本発明に係る真贋判定装置は、偽造防止用に応力発光材料が含まれて!/、る応力 発光構造物に応力を与える応力付与手段と、上記応力発光構造物の発光を検知す る光検知手段と、を備えていることを特徴としている。上記構成によれば、応力発光 構造物への応力の付与と、その結果応力発光構造物から発せられた光の検出を連 続的に行うことができる。したがって、高速で効率的に有価証券等の真贋判定をする ことができる。
[0039] 本発明に係る応力発光構造物は、偽造防止用に応力発光材料が含まれて!/、る応 力発光構造物であって、特定の応力発光材料を含むことを特徴としている。それゆえ 、特別な真贋判定装置や労力を必要とせず、誰にでも簡単に真贋判定ができ、証券 等を長期間使用した後も真贋判定を可能とすることができる。
[0040] また、本発明に係る応力発光構造物の製造方法は、基板上に偽造防止用の応力 発光材料をスクリーン印刷、スプレー印刷、インクジェットまたはオフセット印刷するの で、それぞれの印刷法が有する特性を生かして応力発光構造物を製造することがで きる。
[0041] また、本発明に係る真贋判定装置は、偽造防止用に応力発光材料が含まれて 、る 応力発光構造物に応力を与える応力付与手段と、上記応力発光構造物の発光を検 知する光検知手段とを備えているので、高速で効率的に有価証券等の真贋判定を することができる。
[0042] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。
図面の簡単な説明
[0043] [図 l]CaAl Si Oの結晶構造を示す模式図である。
2 2 8
[図 2]Sr MgSi Oの結晶構造を示す模式図である。
2 2 7
[図 3]Ba (PO ) の結晶構造を示す模式図である。
3 4 2
[図 4] a - SrAl Oの構造を示す模式図である。 圆 5]応力発光層を基板上に固定してなる応力発光構造物の縦断面を示す模式図 である。
[図 6]応力発光層を基板の上面と下面とに固定してなる応力発光構造物の縦断面を 示す模式図である。
圆 7]応力発光層が基板上に特定のパターンにて設けられている応力発光構造物の 縦断面を示す模式図である。
[図 8]図 7に示した応力発光構造物に外力を加え、上から観察した様子を示す模式 図である。
圆 9]応力発光層を基板上に特定のパターンで設け、発光を文字として観察できるよ うにした応力発光構造物に外力を加え、上から観察した様子を示す模式図である。
[図 10]基板上に固定した応力発光層の表面全体を紫外線吸収層で覆った応力発光 構造物を上力 観察した様子を表す模式図である。
圆 11]基板上に固定した応力発光層の上に紫外線吸収層を特定のパターンにて設 け、紫外線を照射して観察した様子を示す模式図である。
圆 12]応力発光層を基板上に固定し、応力発光層の上に表面層を設けて三層構造 とした応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
[図 13]図 12に示す三層構造の応力発光構造物の表面層にさらに微細構造物を含ま せた応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
圆 14]支持層を基板上に固定し、当該支持層の上に応力発光層を設けて三層構造 とした応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
圆 15]支持層を基板上に固定し、当該支持層の上に応力発光層を設け、さらに当該 応力発光層層の上に表面層を設けて四層構造とした応力発光構造物の縦断面を示 す模式図である。
[図 16]図 15に示す四層構造の応力発光構造物の支持層にさらに微細構造物を含ま せた応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
圆 17]真贋判定装置 100の構成の概略を示す横断面図である。
圆 18]真贋判定装置 200の構成の概略を示す縦断面図である。
圆 19A]真贋判定装置 300の構成の概略を示す縦断面図であり、検査対象に圧力を かける前の状態を示す図である。
圆 19B]真贋判定装置 300の構成の概略を示す縦断面図であり、真贋判定のため検 查対象に圧力をかけて 、るときの状態を示す図である。
符号の説明
1 応力発光構造物
11 応力発光層
12 基板
13 紫外線吸収層
14 表面層
15 微細構造物
16 支持層
100 真贋判定装置
101 運搬および加圧用ローラー (応力付与手段)
103 発光センサ (光検知手段)
106 検査対象
200 真贋判定装置
201 運搬および加圧用ローラー (応力付与手段)
202 発光センサ (光検知手段)
300 真贋判定装置
301 ピストン (応力付与手段)
301a ピストン先端部
301b ピストン可動部
302 発光センサ (光検知手段)
発明を実施するための最良の形態
[0045] 本発明の一実施の形態について説明すれば、以下のとおりであるが、本発明はこ れに限定されるものではない。本実施の形態では、本発明に係る応力発光構造物、 その製造方法、真贋判定装置の順に説明する。
[0046] (A)応力発光構造物 本明細書中で使用される場合、用語「応力発光材料」は、外部カゝら加えられた歪み エネルギーによって発光する材料が意図され、「応力発光性材料」または「応力発光 性物質」と相互交換可能に使用される。すなわち、応力発光材料は、外部から加えら れた歪みエネルギーによって材料自体が発光すると!/、う性質を有し、かつその歪み エネルギーに比例して発光強度を変化させるという性質を有する。よって、応力発光 構造物は応力発光材料を含んでなる構造体であるということが、当業者に容易に理 解される。
[0047] 本発明に係る応力発光構造物は、偽造防止用に以下の(1)〜 (4)力らなる群より 選ばれた少なくとも 1種類の応力発光材料を含む構造物である。そこで、次に(1)〜( 4)の応力発光材料につ!、て説明する。
[0048] < (1)多面体構造の複数の分子によって形成される母体構造の空間に、アルカリ 金属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属イオンが、挿入された基本構造を有し、 上記空間に挿入された、アルカリ金属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属イオン の、一部が、希土類金属イオン、遷移金属イオン、 III族の金属イオン、および IV族の 金属イオン力 なる群より選択される、少なくとも 1種の金属イオンによって置換されて いる応力発光材料 >
上記(1)の応力発光材料は、多面体構造の複数の分子により形成された母体構造 の空間に、アルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオンとが挿入された基本構造を 有するので、(1)の応力発光材料を含む応力発光構造物は、手で軽く変形させるだ けで発光することができる。
[0049] 本明細書において、「多面体構造の分子」とは、中心の原子と結合する別の原子を 結ぶことによって、多面体構造が形成される分子をいう。すなわち、多面体は、仮想 的なものである。例えば、 SiO分子や AIO分子は、それぞれ、ケィ素原子(Si)また
4 4
はアルミニウム原子 (A1)を中心に、酸素原子 (O)を頂点に有することにより、四面体 構造を形成している。多面体構造の分子としては、他に、 GaO、 MgO、 PO、 BO
4 4 4 4 等が挙げられる。
[0050] また、「母体構造」とは、多面体 (例えば、四面体,六面体,八面体等)を結晶の最 小単位とする分子 (多面体構造の分子)を、単独あるいは複数種類、組み合わせて、 1次元、 2次元、または 3次元結合することによって形成された構造をいう。このように して形成された母体構造は、大きな空間(隙間)を含む柔軟な構造を有している。す なわち、上記母体構造では、上記空間において歪が生じやすい。
[0051] このように、上記母体構造が歪むことにより、発生する歪エネルギーは、応力発光 材料の発光中心を励起する。その励起状態の発光中心が、基底状態に戻る時に、 上記応力発光材料は発光する。したがって、母体構造が上記のような構造を有する ことにより、上記応力発光材料は強い発光を示すことができる。
[0052] 上記母体構造の具体例としては、図 1〜図 3に示す構造が挙げられる。
[0053] 図 1は、四面体構造の SiOと AIOとによって、 3次元的に母体構造(フレームヮー
4 4
ク)が構成され、その空間に Caが挿入された CaAl Si Oの構造を示している。その
2 2 8
結果、自発歪をもつ構造を有する。すなわち、図 1に示す基本構造は、後述する長 石構造である。図 2は、 SiOによって、 2次元的な母体構造 (フレームワーク)が構成
4
され、その空間に、 Srと Mgと力挿入された Sr MgSi Oの構造を示している。これら
2 2 7
の構造は、自発歪をもつ構造を有する。図 3は、 POとアルカリ土類金属(Ba)とが交
4
互に配置された Ba (PO ) の構造を示している。これら 3例はすべて、自発歪をもつ
3 4 2
構造を有する。
[0054] 本明細書において、「自発歪」とは、構造に変化が生じて、別の構造に変化する時 に生じる歪みのことである。例えば、発光材料は、温度が上昇すると、対称性のよい 構造に変化するが、そこから、温度や圧力が変化すると、構造に変化が生じて、別の 相に変わる。「自発歪」とは、このような対称性のよい構造から、その構造と比較してど の程度歪んでいるかを示す指標であって、発光材料自身が有する歪みを示す。なお 、「自発歪」には、外力によって発光材料に生じさせた歪は、含まれない。これらの材 料には、結晶の対称中心を有しない特徴がある。
[0055] 本発明にお ヽて、上記母体構造を形成する多面体構造の分子は、特に限定される ものではないが、四面体構造、六面体構造、または八面体構造の分子であることが 好ましぐ AIO、 PO、 BO、 SiOであることが特に好ましい。これら多面体構造の分
4 4 4 4
子は非常に硬いのに対して、母体構造の中に挿入される発光中心の周りの構造はフ レキシブル性が高い。そのため、応力を加えたとき、フレキシブル性が高い構造の発 光中心のところに応力が集中し、上記母体構造が歪みやすくなる。したがって、上記 応力発光材料は、歪エネルギーによる応力発光が起こりやすい。
[0056] また、上記母体構造は、 1種類の多面体構造の分子によって形成されてもよぐ複 数種類の多面体構造の分子によって形成されてもよい。
[0057] 上記基本構造は、上記母体構造の空間に、アルカリ金属イオンとアルカリ土類金属 イオンとが挿入されることにより形成されるが、具体的には、アルミノケィ酸塩、リン酸 塩、ホウ酸塩、ケィ酸塩、またはアルミン酸塩によって実現される。
[0058] 本明細書にぉ 、て、「アルミノケィ酸塩」、「リン酸塩」、「ホウ酸塩」、「ケィ酸塩」、お よび「アルミン酸塩」とは、それぞれアルミノケィ酸、リン酸、ホウ酸、ケィ酸、およびァ ルミン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩をいう。
[0059] 上記アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンは、特に限定されるもので ないが、例えば、アルカリ金属イオンとして、 Li、 Na、 K、 Rb、 Cs等のイオンが挙げら れる。また、アルカリ土類金属イオンとしては Ca、 Mg、 Ba、 Sr等のイオンが例示でき る。
[0060] また、上記母体構造の空間に挿入されるアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金 属イオンは、 1種類でも 2種類以上でもよい。さら〖こ、複数種類のアルカリ金属および アルカリ土類金属が挿入される場合、それら複数種類のアルカリ金属および/または アルカリ土類金属は、互いにイオン半径の異なるものであることが好ましい。これによ り、応力発光材料の自発歪が変化し、応力発光材料が発光しやすくなる。
[0061] また、母体構造の空間に挿入されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の一部が 、他のイオンで置換してもよい。結晶構造を維持できれば、置換させることによりひず みやすくことになり、応力発光しやすくなる。
[0062] 上記基本構造は、 P— 1空間群に属する三斜晶構造、 P— 42 m空間群に属する正 方晶構造、または、 R— 3空間群に属する三方晶構造を有することが好ましい。 P- 1 空間群に属する三斜晶構造の例としては、ァノーサイト様構造が挙げられる。なお、「 ァノーサイト様構造」とは、ァノーサイト構造のみを示すものではなぐ 3次元構造の空 間にアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンを挿入できる範囲で、ァノー サイト構造に類似する構造 (類似の組成物)も包含する意味である。 [0063] また、 P— 42ιΠι空間群に属する正方晶構造の例としては、オケルマナイト(akerman ite、オケルマン石)様構造が挙げられる。なお、「オケルマナイト様構造」とは、オケル マナイト構造のみを示すものではなぐ母体構造の空間に、アルカリ金属イオンおよ びアルカリ土類金属イオンを挿入できる範囲で、オケルマナイト構造に類似する構造 (類似の組成物)も包含する意味である。
[0064] また、上記基本構造は、アルミノケィ酸塩の組成を持つ長石 (フェルドスパー)構造 であることが好ましい。アルミノケィ酸塩は、ポリケィ酸イオンの一部をアルミニウムで 置換すること〖こより得られる。アルミノケィ酸塩は、結晶構造の空間(隙間)にアルカリ 金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンが挿入されている。
[0065] 長石構造とは、理想化学組成が Z (Si, Al) O (ただし、 Zはアルカリ金属またはァ
4 8
ルカリ土類金属であり、 0く AlZSi≤l)で示されるアルミノケィ酸塩の構造である。な お、長石は、通常、曹長石(albite、アルバイト) NaAISi O、ァノーサイト(anorthite、
3 8
灰長石) CaAl Si O、およびカリ長石 KAISi Oを端成分とする固溶体である。すな
2 2 8 3 8
わち、長石とは、ァノーサイト構造を含む複数のアルミノケィ酸塩の混合物である。
[0066] 長石構造では、四面体構造の SiO分子および AIO分子が最小単位であり、これ
4 4
らの分子が全ての頂点を共有して複数結合することにより、 3次元構築体が形成され る。さらに、長石構造では、上記 3次元構築体に形成された空間(隙間)に、 Z (アル力 リ金属またはアルカリ土類金属)が挿入されている。
[0067] 上記基本構造の他の例としては、「ァノーサイト様構造」、「長石様構造」、「準長石( feldspathoid,フェルドスパソイド)構造」等が挙げられる。
[0068] 「ァノーサイト様構造」とは、前述のように、ァノーサイトのみを示すものではなぐ発 光体の 3次元構造を形成する母体構造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ 土類金属イオンを挿入できる範囲で、ァノーサイト構造に類似する構造 (類似の組成 物)も包含する意味である。同様に、「長石様構造」とは、長石構造のみを示すもので はなぐ 3次元構造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンを挿 入できる範囲で、ァノーサイト構造に類似する構造 (類似の組成物)も包含する意味 である。
[0069] また、「準長石」とは、「長石」と同様、アルミノケィ酸塩であり、かつ、 AIOおよび Si Oは、全ての頂点を共有して複数結合することにより、 3次元構築体を形成している
4
。準長石としては、例えば、白榴石(leucite、リューサイト) KAISi O、かすみ石 (neph
2 6
eline、ネフエリン) NaAlSiO、およびこれらの組成物に結晶構造が類似する組成物
4
等が挙げられる。
[0070] (1)の応力発光材料は、上記母体構造の空間に挿入されたアルカリ金属イオンお よび Zまたはアルカリ土類金属イオンの一部が、希土類金属イオン、遷移金属イオン
、 III族の金属イオン、および IV族の金属イオン力 なる群より選択される少なくとも 1 種の金属イオンによって置換されて 、ることが好まし 、。
[0071] 上記希土類金属イオン、遷移金属イオン、 III族の金属イオン、および IV族の金属 イオンは、特に限定されるものではないが、発光中心となるものであることが好ましい
。例えば、希土類金属のイオンとして、ユウ口ピウム (Eu)、ジプシロシゥム(Dy)、ラン タン (La)、ガドリニウム(Gd)、セリウム(Ce)、サマリウム(Sm)、イットリウム (Y)、ネオ ジゥム(Nd)、テルビウム(Tb)、プラセオジム(Pr)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、 イッテルビウム(Yb)、スカンジウム(Sc)、プロメチウム(Pm)、ホルミウム(Ho)、ルテ チウム (Lu)等のイオンが例示される。
[0072] また、遷移金属のイオンとして、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、アンチモン( Sb)、チタン (Ti)、ジルコニウム(Zr)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni) 、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、二オビゥム(Nb)、モリブデン(Mo)、タンタル (Ta)、タングス テン (w)等のイオンが例示される。
[0073] さらに、 III族の金属イオンとして、アルミニウム (A1)、ガリウム(Ga)、インジウム(In) 、タリウム (T1)等のイオンが例示される。
[0074] カロえて、 IV族の金属イオンとして、ゲルマニウム(Ge)、スズ (Sn)、鉛 (Pb)等のィォ ンが例示される。
[0075] なお、これら希土類金属のイオン、遷移金属のイオン、 III族の金属イオン、および I V族の金属イオンは、これらの中から、少なくとも 1つのイオンを選択すればよい。
[0076] 応力発光材料では、希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの含有量、言 、換え れば、発光中心の含有量が発光に大きく影響する。(1)の応力発光材料において、 上記含有量は特に限定されるものではな 、が、母体構造の 3次元構造を維持できる 範囲内であることが好ましい。
[0077] 具体的には、 0. lmol%以上 20mol%以下の範囲内であることが好ましぐ 0. 2m ol%以上 10mol%以下の範囲内であることがより好ましぐ 0. 5mol%以上 5mol% 以下の範囲内であることが特に好ましい。なお、上記含有量が、 0. lmol%未満の場 合、効率的な発光が得られず、 20mol%を越えると母体構造が乱れ、発光効率が低 下する。
[0078] また、応力発光材料では、発光中心の種類によって発光色が変化する。言い換え れば、本発明においては、選択する上記希土類金属イオン、遷移金属イオン、 ΠΙ族 の金属イオン、および IV族の金属イオンの種類によって発光色を変化させることがで きる。従来の応力発光材料は、発光波長が 500nm以上 (緑色〜赤色の波長域)で は、強い発光を得ることができるが、それより短い発光波長域、すなわち、紫外線〜 青色の波長域では、強い発光を得ることができな力つた。しかし、(1)の応力発光材 料において、例えば、希土類金属イオンとして、 Ceイオンを選択すれば、強い紫外 線発光を呈する応力発光材料 (高強度応力発光材料)を実現することができる。
[0079] したがって、(1)の応力発光材料では、上記母体構造に形成される空間に、少なく とも Ceイオンが挿入されていることが好ましい。すなわち、(1)の応力発光材料の発 光中心が、 Ceイオンまたはその混合物を用いることが好ましい。これにより、好適に 紫外線発光を示す応力発光材料を提供することができる。なお、本明細書において 、「紫外線」とは、波長 200〜400nmの領域の放射をいう。
[0080] 上記( 1)の応力発光材料の基本構造は、下記一般式(1)〜一般式 (6)の 、ずれか 1つで示されることがより好ましい。
[0081] M N Al Si O · · · (1)
1 2 2 8
X Y AlSi O · · · (2)
x 1 -x 3 8
(X )(Si A^_ )AlSi O · · · (3)
X M Ca Al Si O
x 1 -x— y 2— x 2 + x 8 …(4)
M N MgSi O (5)
x 2-x 2 7 …
M N (PO )
x 3-x 4 2 …(6)
(ただし、式中、 Mおよび Nは、 2価の金属イオンであって、少なくとも 1つは、 Ca、 S r、 Ba、 Mgまたは Mnであり、 Xおよび Yは、 1価の金属イオンであって、少なくとも 1つ ίま、 Li, Na,また ίま Kであり、 0≤x, y≤0. 8である。 )
具体的には、特に強い紫外線発光を示す応力発光材料としては、アルカリ金属酸 化物またはアルカリ土類金属酸ィ匕物、アルミニウム酸ィ匕物、およびシリコン酸ィ匕物か ら構成されたアルミノケィ酸塩であって、かつ、長石構造、好ましくはァノーサイト構造 を維持できる範囲内で、この中のアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオン の一部を、別の 1価の金属イオン、または 2価の金属イオンと置換し、さらに 1種類以 上の遷移金属イオンまたは希土類金属イオンと置換した発光材料が好ましい。
[0082] また、紫外線発光を示す(1)の応力発光材料は、下記一般式 (7)
M N Q Al Si O · · · (7)
1 -x-y x y 2 2 8
(ただし、式中の Mおよび Nはそれぞれ、ァノーサイト構造では Ca、 Sr、 Mg、または Baであり、長石構造では、 Li、 Naまたは Kであり、 Qは、希土類金属イオン、遷移金 属イオン、 ΠΙ族の金属イオン、もしくは IV族の金属イオンであり、 0≤x≤0. 8、 0. 00 l≤y≤0. 1を満たす数である。)で示される応力発光材料であることが好ましい。
[0083] さらに、上記応力発光材料において、アルカリ土類金属イオンとして Caを選択し、 かつ、その Caサイトの一部を、希土類金属イオンとして Ceで置換した応力発光材料 力 り好ましい。
[0084] すなわち、上記応力発光材料は、下記一般式 (8)、
Ca Q Al Si O… (8)
1 -y y 2 2 8
(式中、 Qは、 Euまたは他の発光中心イオンであり、 yは 0. 001≤y≤0. 1を満たす 数である。)で示される応力発光材料であることが、さらに好ましい。
[0085] なお、ここでいう「発光中心イオン」とは、希土類金属イオン、遷移金属イオン、 ΠΙ族 の金属イオン、もしくは IV族の金属イオンをいう。
[0086] また、上記一般式(8)は、 Ca Ce Al Si O (式中、 mは、 0. 001≤m≤0. 1を
1 -m m 2 2 8
満たす数である。)と表すこともできる。
[0087] 上記(1)の応力発光材料は、応力発光材料の組成となるように、原料を秤量し、焼 成すること〖こよって製造することができる。上記応力発光材料の製造における焼成温 度は、特に限定されるものではなぐ所定の母体構造を形成できる範囲であればよい 。この焼成温度は、応力発光材料の組成に応じて設定することが好ましい。また、焼 成時の急速の降温は、所定の結晶性が得られにくいため、ゆっくり(段階的に)降温 することが特に好ましい。
[0088] 上記(1)の応力発光材料の原料としては、特に限定されるものではなぐ焼成によ つて酸ィ匕物となるものであることが好ましい。例えば、前述のようなアルミノケィ酸塩の 組成に応じて、焼成により、アルカリ金属の酸化物およびアルカリ土類金属の酸化物
、アルミニウム酸ィ匕物、シリコン酸ィ匕物、ならびに、希土類金属の酸化物および Zまた は遷移金属の酸化物が形成されるように、原料を秤量して、焼成することにより応力 発光材料を製造することができる。
[0089] このような原料としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の、無機化合物また は有機化合物の塩を用いることができる。また、希土類金属、遷移金属、 ΠΙ族の金属 、または IV族の金属の、無機化合物または有機化合物の塩を用いることができる。
[0090] 上記無機化合物の塩として、炭酸塩、酸化物、ハロゲン化物(例えば塩ィ匕物)、水 酸化物、硫酸塩、および硝酸塩等が挙げられる。また、上記有機化合物の塩として、 酢酸塩、およびアルコラート等が挙げられる。また、アルミニウム酸ィ匕物およびシリコ ン酸化物の原料としては、 Al Oおよび SiOを用いることができる。
2 3 2
[0091] さらに、上記応力発光材料の製造時には、ホウ酸、または塩ィ匕アンモ-ゥム等のフ ラックス剤を用 、ることちできる。
[0092] また、上記の応力発光材料の原料の量は、製造する応力発光材料の組成に応じて 、構成原子比に相当する割合の量を用いる。上記母体構造を容易に歪ませるために 、アルカリ金属イオン、またはアルカリ土類金属イオンの、格子欠陥を形成させること が有利である。そのため、化学組成量論よりもアルカリ金属、またはアルカリ土類金属 の組成は 0. 1モル0 /0から 10モル%の範囲内に減らすことが好ましい。
[0093] < (2)少なくとも AIO様構造および SiO様構造の四面体構造を有する複数の分
4 4
子が、その四面体構造の頂点の原子を共有して結合することにより形成された母体 構造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方 が挿入された基本構造を有し、上記母体構造は、さらに、非対称性のフレームワーク 構造を有しており、上記空間に挿入されたアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金 属イオンの少なくとも一方の一部が、希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの少な くとも 1種の金属イオンに置換されて 、る応力発光材料 >
上記(2)の応力発光材料は、少なくとも AIO様構造および SiO様構造の四面体
4 4
構造を有する複数の分子によって形成された 3次元構造 (3次元フレーム構造)と、非 対称性のフレキシブルなフレーム構造とを有する基本構造に、発光中心が挿入され た構成である。したがって、(2)の応力発光材料を含む応力発光構造物は、手で軽く 変形させるだけで発光することができる。
[0094] 上記基本構造は、少なくとも上記四面体構造を有する複数の分子が、その多面体 の頂点の原子を共有して結合することにより形成された母体構造の空間に、アルカリ 金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方が挿入された構造である 。そして、上記母体構造は、さらに、非対称性のフレームワーク構造を有している。
[0095] 上記母体構造を形成するための多面体構造の分子は、少なくとも上記四面体構造 を有していれば、同一の分子であってもよいし、異なる分子であってもよい。
[0096] 上記「母体構造」は、言 、換えれば、少なくとも上記四面体構造を結晶の最小単位 とする分子を、単独あるいは複数種類組み合せて、お互いの分子が頂点の原子を共 有して結合することによって形成されたものである。
[0097] これにより、この母体構造は、大きな空間(隙間)を含む網目状の 3次元構造を有す るようになる。そして、この空間(隙間)に、種々の陽イオン (アルカリ金属またはアル力 リ土類金属)が挿入されることにより、応力発光体のフレーム構造となる。このフレーム 構造は、本発明にかかる応力発光体の基本構造 (基本骨格)となる。なお、(2)の応 力発光材料の母体構造 (3次元構造)を構築するためには、少なくとも上記四面体構 造を有する四面体、または八面体の分子が好適である。
[0098] 上記「非対称性のフレームワーク構造」とは、フレーム構造に加えて、自発ひずみ( 後述)または弾性異方性を示す構造を示している。このような母体構造は、歪やすぐ し力も、その歪エネルギーを効率よくフレームの中心にある発光中心の電子構造を変 化させやすい。これにより、特に強い応力発光を示す構造となる。
[0099] このように、(2)の応力発光材料は、フレキシブルな 3次元フレーム構造と、非対称 性のフレキシブルなフレームワーク構造とを、同時に備えている。 [0100] 上記空間には、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方 が挿入されていればよぐそのイオンの種類は、 1種類でも 2種類以上でもよい。また 、アルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオンとが、それぞれ少なくとも 1つ、挿入さ れていてもよい。上記イオンとしては、(1)の応力発光材料の項で説明したものを用 いることがでさる。
[0101] また、母体構造をさらに歪みやすくするために、母体構造の空間に挿入されたアル カリ金属またはアルカリ土類金属の一部力 他のイオン (例えば、希土類金属イオン または遷移金属イオン)で置換されていてもよい。置換するイオンは、母体構造の結 晶構造 (非対称性のフレキシブルな 3次元フレーム構造)を維持できれば、特に限定 されるものではない。
[0102] この置換するイオンは、例えば、上記母体構造に形成された空間に挿入されている アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンとは、イオン半径の異なる希土類 金属イオンまたは遷移金属イオンが好適である。これにより、母体構造を歪みやすく することが可能となり、より強い発光を示す応力発光材料を提供できる。なお、ここで の希土類金属イオンまたは遷移金属イオンは、母体構造を歪みやすくするためのも のであって、後述する発光中心として機能しな 、ものであってもよ!/、。
[0103] (2)の応力発光材料は、母体構造の空間に挿入された上記イオンの一部が、希土 類金属イオンおよび遷移金属イオンの少なくとも 1つの金属イオンに置換されている 。これにより、(2)の応力発光材料は、発光する機能を有する。つまり、ここでの希土 類金属イオンおよび遷移金属イオンは、応力発光材料における発光中心 (発光中心 イオン)となる。
[0104] このように、(2)の応力発光材料は、母体構造に形成された空間に、アルカリ金属ィ オンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方が挿入されており、その挿入さ れたイオンの一部が、発光中心となる希土類金属イオンおよび Zまたは遷移金属ィ オンに置換されている。
[0105] 特に、(2)の応力発光材料は、フレキシブルな 3次元フレーム構造と、フレキシブル のフレームワーク構造とを有する母体構造を有しているため、母体構造には、大きな 空間が形成されている。このため、この空間に歪を生じさせると、その歪エネルギーを 、発光中心の励起に利用できる。発光中心が励起されると、発光中心が励起状態か ら基底状態に戻る時に、発光する。(2)の応力発光材料は、母体構造に、歪を生じさ せやす 、空間を有して!/、るため、特に強!、応力発光を示すことができる。
[0106] 上記(2)の応力発光材料の基本構造は、少なくとも AIO様構造および SiO様構
4 4 造の四面体構造を有する複数の分子が、その四面体構造の頂点の原子を共有して 結合することにより形成された母体構造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ 土類金属イオンの少なくとも一方が挿入された構成であれば、特に限定されるもので はない。
[0107] 具体的には、この基本構造としては、例えば、アルミノケィ酸塩の組成を持つ長石( フェルドスパー)構造を挙げることができる。とりわけ、ァノーサイト様構造は好適であ る。
[0108] このような基本構造は、例えば上記一般式(1)〜 (4)のいずれかで示されるアルミノ ケィ酸塩であることがより好まし 、。
[0109] 上記一般式(1)〜(4)式において、アルカリ金属またはアルカリ土類金属は、少な くとも 1種類であればよぐ 2種類に限定されるものでもない。すなわち、例えば、(3) 式では、 2種類以上のアルカリ金属 (X)と、 2種類以上のアルカリ土類金属(M)とを 有するものであってもよ 、。
[0110] また、例えば、上記一般式(1)〜 (4)式の場合のように、応力発光体が、アルカリ金 属またはアルカリ土類金属を複数備える場合、それら複数のアルカリ金属および/ま たはアルカリ土類金属は、互いにイオン半径の異なるものであることが好ましい。これ により、上述のように、応力発光材料の自発歪が変化し、応力発光材料が発光しや すくなる。
[0111] 上記希土類金属イオン、遷移金属イオンとしては、発光中心となるものであれば特 に限定されるものではない。例えば、(1)の応力発光材料の項で説明したものと同様 のものを用いることができる。上記希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの含有量 は母体構造の 3次元構造を維持できる範囲であれば特に限定されるものではない。 具体的には、 (1)の応力発光材料の項で説明した範囲内であることが好ましい。
[0112] また、上述のように応力発光材料では発光中心の種類によって発光色が変化する 1S (2)の応力発光材料では、発光中心の希土類金属イオンとして、 Euを用いること によって、好適に青色発光を示す発光体を提供することができる。なお、発光中心は 、 1種類に限定されるものではなぐ複数種類の混合物を用いることもできる。例えば 、 Euと Dyとの混合物を用いることもできる。
[0113] 具体的には、特に強い青色発光を示す応力発光材料としては、アルカリ金属酸ィ匕 物またはアルカリ土類金属酸ィ匕物、アルミニウム酸ィ匕物、およびシリコン酸ィ匕物から 構成されたアルミノケィ酸塩であって、かつ、この中のアルカリ金属イオンまたはアル カリ土類金属イオンの一部を、長石様構造、より好ましくはァノーサイト様構造を維持 できる範囲内で、別のアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンと置換し、さら〖こ 1 種類以上の遷移金属イオンまたは希土類金属イオンと置換した応力発光材料が好 ましい。
[0114] より詳細には、特に強い青色発光を示す応力発光材料は、下記(9)および(10)式 M N Q Al Si O · · · (9)
1 -x-y x y 2 2 8
X Y Q Al Si O … 。)
l -x-y x y 2-X 2+X 8
ただし、式中の Mおよび Nはそれぞれ、 2価の金属イオンであり、少なくとも 1種類は、
Ca,Sr, Mgまたは Mnであり、 Xおよび Yは、 1価の金属イオンであり、少なくとも 1種 類は、 Li, Na,または Kであり、 Qは希土類金属イオンもしくは遷移金属イオンであり
、 0≤χ≤0. 8、 0. 001≤y≤0. 1を満たす数である。
で示される発光体であることが好まし 、。
[0115] ただし、(9)式のように、アルカリ土類金属の場合、 A1および Siはそれぞれ 2のまま で、式の Xにより変化はしない。一方、(10)式のように、アルカリ金属の場合、電荷バ ランスをとるために、 1価のアルカリ金属の数 Xが増えた分、 4価の Siの数が増え(2 +
X)に、また 3価の A1が減り(2—x)となっている。
[0116] さらに、上記応力発光材料において、アルカリ土類金属として Caを選択し、かつ、 その Caサイトの一部を、少なくとも 1種類の発光中心で置換した応力発光材料がより 好ましい。すなわち、
Ca Q Al Si O…(11)
1 -y y 2 2 8
ただし、式中の Qは Euおよび他の発光中心の少なくとも 1種類、 yは 0. 001≤y≤0. 1を満たす数である。
[0117] なお、式(11)は、発光中心が Euのみの場合、 Ca Eu Al Si Oと表すことも
1-m-n m 2 2 8
できる。ただし、式中の mおよび nは、 0. 001≤m≤0. 1を満たす数である。
[0118] 発光中心力 ¾uのみの場合、 mは 0より大きく 0. 1以下の範囲であり、発光中心が E uとその他の発光中心イオンの混合物である場合、混合物の発光中心としての含有 量 (m)は 0より大きく 0. 2以下の範囲であればよい。
[0119] このような応力発光材料は、青色の発光を、特に強く示すことができる。なお、式(1
I)では、発光中心 (Q)が、少なくとも Euを含んでいることが好ましい。すなわち、式(
I I)において、発光中心の希土類金属イオンとして、少なくとも Euを含んでいること が好ましい。例えば、発光中心力 ¾uのみ、または Euと Dyとの混合物であることがより 好ましい。このように、発光中心として Euを含んでいれば、青色発光を特に強く示す 応力発光材料とすることができる。
[0120] 青色の発光は、短波長であるためエネルギーが高い。このため、この応力発光材料 を発光させると、そのエネルギーを、励起光として利用できる。例えば、青色発光を示 す応力発光体と、赤 *黄*緑などの青とは異なる色の発光体であって、青色の光で発 光し、かつ、応力で発光しない発光材料とを混合して複合材料とする。この複合材料 に、応力を加えると、青色の応力発光体のみが、発光する。そして、この青色の応力 発光材料の発光により、そのエネルギーを、青以外の発光体を励起させるための励 起工ネルギ一として利用することができる。これにより、青以外の色の発光材料を発 光させることができる。その結果、複合材料の発光色を変えることができる。
[0121] また、青色の発光は、エネルギーが高いため、検出器による検出が容易である。こ のため、発光材料の発光強度を容易に検出することができる。さらに、青色、特に 40 Onm付近での光は、蛍光灯などの照明器具力 放出が少なぐその発光を計測する 時に照明環境下でも干渉が少ない利点がある。
[0122] 次に、上記(2)の応力発光材料の製造方法を説明する。
[0123] (2)の応力発光材料は、応力発光材料の組成となるように、原料を秤量し、焼成す ることによって製造することができる。これらの原料の量は、製造する応力発光材料の 組成に応じて、構成原子比に相当する割合の量を用いる。 [0124] また、応力発光材料が歪みやすくするために、アルカリイオンまたはアルカリ土類ィ オンの格子欠陥を形成させることが好ましい。そこで、アルカリ金属、またはアルカリ 土類金属の組成が、非化学量論組成となるように、化学量論組成よりも、 0. 1モル% 力も 20mol%の範囲分、減らす事が望ましい。
[0125] 上記応力発光材料の製造における焼成温度は、 3次元構造の母体構造を形成で きる範囲であれば、特に限定されるものではない。この焼成温度は、応力発光体の組 成に応じて設定することが好ましい。また、ゆっくり(段階的に)降温することが特に好 ま 、のは( 1)の応力発光材料と同様である。
[0126] なお、応力発光材料の原料としては、焼成によって酸ィ匕物となるものであれば、特 に限定されるものではない。例えば、前述のようなアルミノケィ酸塩の組成に応じて、 焼成により、アルカリ金属の酸ィ匕物またはアルカリ土類金属の酸ィ匕物、アルミニウム 酸化物、シリコン酸ィ匕物、および、希土類金属の酸ィ匕物および Zまたは遷移金属の 酸化物が形成されるように、原料を秤量して、焼成することにより応力発光材料を製 造することができる。
[0127] このような原料としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の無機塩 (炭酸塩、 酸化物、ハロゲン化物(例えば塩ィ匕物)、水酸ィ匕物、硫酸塩、硝酸塩など)、または、 有機化合物の塩 (酢酸塩、アルコラートなど)を用いることができる。また、希土類金 属または遷移金属の無機物の塩 (酸ィ匕物、ハロゲンィ匕物(例えば塩ィ匕物)、水酸ィ匕物 、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩など)または有機化合物の塩 (酢酸塩、アルコラートなど) を用いることができる。また、アルミニウム酸ィ匕物およびシリコン酸ィ匕物の原料としては 、 Al Oおよび SiOを用いることができる。
2 3 2
[0128] なお、上記応力発光材料の製造時には、ホウ酸、または塩ィ匕アンモ-ゥムなどのフ ラックス剤を用 、ることちできる。
[0129] < (3)歪エネルギーにより発光する条件を満たしている応力発光材料〉
上記(3)の応力発光材料は、歪エネルギーにより発光する材料であるため、歪エネ ルギ一の形成によって、圧電効果、格子欠陥、および変形による発熱の少なくとも何 れかの機構により発光する。したがって、(3)の応力発光材料を含む応力発光構造 物は、手で軽く変形させるだけで発光することができる。 [0130] 圧電効果による発光では、歪形成力が加えられることで材料に歪エネルギーが生 じ、当該歪エネルギーに伴う圧電効果により電気が発生し、これにより電場発光する
[0131] (3)の応力発光材料のように、圧電効果により発光する材料は圧電体であるため、 結晶構造に対称中心が存在しないことが重要となる。さらに、対称中心が存在しない 材料の中では、特に自発分極が存在する構造が重要である。
[0132] 言い換えれば、応力発光材料において歪による圧電効果に由来する発光機構を 実現するためには、当該応力発光材料に含有される母体材料に、自発分極性を有 する結晶構造を形成するように、原料を混合して焼成すればよいことになる。後述す るように、圧電効果により強く発光する材料の一例として、 a SrAl O相の結晶材
2 4
料を好適に用いることができる。
[0133] 格子欠陥による発光では、材料に格子欠陥が存在すると、歪エネルギーにより格子 欠陥にトラップされている電子と正孔 (ホール)とが再結合することが可能となるため、 これにより発光する。具体的には、歪エネルギーが生じたとき、上記格子欠陥の中心 では、周囲の結晶場が歪の揺らぎにより変化するため、トラップされている電子または 正孔が励起され、その結果これらが再結合することにより発光が生じる。
[0134] したがって、格子欠陥となるサイトでは、結晶中の結合が緩やかなものであるととも に、当該サイトが結晶中で歪を受けやすい位置を占めることが好ましい。それゆえ、 材料中の格子欠陥の制御は極めて重要なものとなる。
[0135] 言い換えれば、応力発光材料において格子欠陥に由来する発光機構を実現する ためには、上記応力発光材料に含有される母体材料に、少なくとも 1種、好ましくは 2 種以上の金属イオンを欠陥中心の中心イオンとして添加すればよいことになる。 (3) の応力発光材料では、後述するように、 a - SrAl O相の結晶材料において、 Srサ
2 4
イトや A1サイトを金属イオンが置換するように、各種金属を添加して!/、る。
[0136] 次に、発熱による発光では、歪形成により材料が変形すると、この変形に伴い熱が 発生し、発熱 (温度上昇)に伴いサーモルミネッセンス (熱発光)により発光する。この ようにサーモルミネッセンスを利用した発光機構では、サーモルミネッセンスのピーク の位置と形が重要となり、応力発光材料の用途等を考慮すれば、当該応力発光材 料の使用温度近傍にそのピークがあることが好ましい。例えば、応力発光材料を室 温(15〜25°Cの範囲内)付近で用いる場合には、この温度範囲内にサーモルミネッ センスのピークがあることが好まし 、。サーモルミネッセンスのピークは複数のピーク があるものがより好ましい、使用温度近傍の 100°Cの範囲内にブロードのピークがあ るものが望ましい。
[0137] 言い換えれば、応力発光材料において発熱に由来する発光機構を実現するため に、上記応力発光材料に含有される母体材料におけるサーモルミネッセンスのピー クが当該応力発光材料の使用温度近傍となるように原料を混合して焼成すればよい ことになる。
[0138] (3)の応力発光材料は、特に限定されるものではないが、歪による圧電効果に由来 する発光機構を実現するために、上記母体材料には、自発分極性を有する結晶構 造が含まれるものを挙げることができる。より具体的には、例えば、上記母体材料とし て a - SrAl Oを挙げることができる。
2 4
[0139] xSrO. yAl Oの材料系に関して、組成に関係なく応力発光する知見が得られて
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いる(例えば、 Sr Al O , Sr Al O 、 SrAl O , Sr Al O 等)。そこで、これら材料系
3 2 6 2 6 11 4 7 4 14 25
について共通する構造を見出したところ、何れも、実際には SrAl Oに由来している
2 4
ことが明ら力となった。
[0140] a - SrAl Oの結晶構造は単斜晶で、この結晶相は自発分極性を有する。単斜晶
2 4
以外の結晶構造では自発分極性が見られず、自発分極性を有する結晶相は弾性領 域で応力発光を示す。
[0141] 自発分極性を有する結晶相は強誘電性を有していることから、弾性領域で応力発 光する応力発光材料は強誘電性を有することになる。このときの応力発光は、圧電に よる歪エネルギーを電気に変換し、さらに、電場発光性により光を放出する。したがつ て、歪により発光する応力発光材料は圧電および電場発光の相乗効果により電場発 光体となっている。
つまり、歪による圧電効果に由来する発光機構を実現する応力発光材料は強誘電 体であり、かつ、電場発光体となっている。
[0142] 圧電効果により発光する材料においては、前述したように、結晶構造に対称中心が 存在しないことが重要となる。したがって、(3)の応力発光材料で用いることのできる 母体材料としては、上記 α— SrAl O以外にも、結晶構造に対称中心が存在しない
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構造の材料系を有効に用いることができる。例えば、アルミン酸以外にも多くの材料 系を利用することができ、タングステン酸塩、ニオブ酸塩、チタン酸塩等を利用するこ とがでさる。
[0143] (3)の応力発光材料においては、歪による圧電効果に由来する発光機構以外にも 、前述したように、格子欠陥に由来する発光機構が実現されていてもよい。具体的に は、例えば、母体材料に、少なくとも 1種の金属イオンを欠陥中心の中心イオンとして 添加すればよい。特に、母体材料として、自発分極性を有する結晶構造が含まれる ものを用いた場合、上記中心イオンの添カ卩により、母体材料の自発分極性を有する 結晶構造中に、格子欠陥を形成することができる。
[0144] 例えば、母体材料として上記 SrAl Oを例に挙げると、当該 SrAl Oの構
2 4 2 4 造は、図 4に示すように、 AIOの四面体 6つでフレームが形成され、そのトンネル内
4
に Srが配置された構成となる。そこで、 Srまたは A1のサイトを置換するように、上記中 心イオンを添加することで、自発分極性を有する結晶構造中に格子欠陥を形成する ことができる。このように、本発明では、母体材料として、結晶構造中にトンネル構造 を有しているとともに、トンネル中に配置する元素はイオン結合で配置される材料が 好ましく用いられる。
[0145] まず、添加された上記中心イオンが、 a - SrAl Oの Srサイトを置換している場合
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には、中心イオンとして添加される金属イオン力 Srよりもイオン径が小さいものであ る場合と、 Srよりもイオン径が大きいものである場合とを挙げることができる。このよう に、 Srと比較してイオン径が異なる金属イオンを添加することによって、結晶構造を 歪みやすくすることが可能となり、弾性領域での発光強度をより向上させることが可能 になる。
[0146] 上記 Srよりもイオン径が小さい金属イオンとしては特に限定されるものではなぐ I- VIIIの何れの金属イオンであっても用いることができる。 Sr2+のイオン径は 0. 132nm であるので、これよりも小さいイオン径を有する金属イオンを選択すればよい。より具 体的には、 Caゝ Mgゝ Naゝ Tiゝ Zrゝ V、 Nbゝ Taゝ Crゝ Mn、 Co、 Niゝ Sn、 Cuゝ Zn、 Yゝ Cd、 Mo、 Ta、 W、 Fe、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Y b、 Lu等を挙げることができる。これら金属イオンは 1種のみを用いてもよいし、 2種類 以上を適宜組み合わせて用いてもょ ヽ。
[0147] 上記金属イオンの中でも、 Mg、 Na、 Zn、 Cu、 Eu、 Tm、 Ho、 Dy、 Sn、 Mn、 Nd、 Pr、 Ca、力もなる群より選択される少なくとも 1種が用いられることが好ましい。上記群 より選択される金属イオンを用いることにより、結晶構造をより歪みやすくすることが可 能となり、弾性領域での発光強度を向上させることが可能となる。
[0148] 次に、 Srよりもイオン径が大きい金属イオンとしても特に限定されるものではないが 、具体的には、 Ba、 K、 Pbを挙げることができる力 中でも、 Baおよび Zまたは Kが用 いられることが好ましい。これら金属イオンは 1種のみを用いてもよいし、 2種類以上を 適宜組み合わせて用いてもょ 、。
[0149] Srサイトを置換する金属イオンとしては、 Srよりもイオン径が小さいものと大きいもの との両方を添加することが好ましい。これによつて、結晶構造をより一層歪みやすくす ることが可能となり、弾性領域での発光強度をさらに向上することが可能となる。
[0150] (3)の応力発光材料においては、上記中心イオンとして添加される金属イオンとし て、価数の異なる金属イオンを少なくとも 2種以上添加することが好ましい。例えば、 金属イオンとして上記のように Srを採用した場合、 Srは + 2価のイオンである(Sr+2) であるため、価数の異なる金属イオン、例えば、 + 1価、 + 3価、 +4価、 + 5価、 + 6 価の少なくとも何れかの価数の金属イオンを添加することが好ましい。これにより、有 効に格子欠陥を形成することができるため、有利となる。
[0151] 上記のように、 a SrAl Oを例に挙げると、 Srサイトは構造的には AIOにより形
2 4 4 成されるフレーム中に存在するトンネルに入っていることになるため、構造的には自 由度が高くなる。その結果、上記のように、様々な種類の金属イオンで Srサイトを置 換することが可能になる。これは、 a - SrAl O以外の母体材料を採用する場合でも
2 4
同様である。このようにトンネル構造やひずみ易!ヽ構造を有すると応力発光を実現す る上で有利となる。
[0152] 上記中心イオンとして添加され、 a - SrAl Oの Srサイトを置換している金属イオン
2 4
の添加量は特に限定されるものではなぐ a - SrAl Oの結晶構造を維持できる範 囲内であればよいが、好ましくは、 Srを基準として 0. 1〜40モル%の範囲内で添カロ すればよい。この範囲内であれば、結晶構造を維持できるとともに、結晶構造を歪み やすくすることが可能になり、弾性領域での発光強度を有効に向上することが可能と なる。
[0153] さらに、中心イオンとして、 Srよりもイオン径が小さい金属イオンと、 Srよりもイオン径 が大き 、金属イオンとの両方を添加する場合には、全金属イオンの添加量が化学量 論よりも少ないことが好ましい。このように添加量を設定することで、弾性領域での発 光強度をより高いものとすることが可能となる。
[0154] 次に、添加された上記中心イオンが、 a— SrAl Oの Alサイトを置換している場合
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にも、中心イオンとして添加される金属イオン力 AUりもイオン径が小さいものである 場合と、 AUりもイオン径が大きいものである場合とを挙げることができる。ここで、 Sr サイトに比較して Alサイトは、 AIOの四面体を構築しているため、 Srサイトのように、
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置換できる金属イオンの選択範囲は広くな 、。
[0155] Al3+のイオン径は 0. 053nmであるので、これより小さいイオン径の金属イオンとし ては、 B、 Siを挙げることができる。このうち、 Bを用いることがより好ましい。 Bを添加す ることで、発光強度をより向上させることが可能となる。一方、 A1のイオン径よりも大き いイオン径を有する金属イオンとしては、 Ga、 In、 Tl、 Zr、 Ti、 V、 Nbを挙げることが できる。このうち、 Ga、 Inを用いることがより好ましい。
[0156] A1サイトを置換する金属イオンの場合も、 Srサイトを置換する金属イオンと同様に、 AUりもイオン径が小さ 、ものと大き 、ものとの両方を添加することが好まし 、。また、 A1サイトを置換している金属イオンの添力卩量は特に限定されるものではなぐ a - Sr Al Oの結晶構造を維持できる範囲内であればよいが、好ましくは、 A1を基準として 0
2 4
. 1〜20モル%の範囲内で添カ卩すればよい。
[0157] 次に、(3)の応力発光材料の製造方法について説明する。
[0158] (3)の応力発光材料の製造方法は特に限定されるものではなぐ上記各発光機構 を実現できるような結晶構造を形成するように、公知の方法を用いて製造すればょ 、 。具体的には、 a - SrAl Oを例に挙げると、上記母体材料に、自発分極性を有す
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る結晶構造を形成するように、原料を混合して焼成すればよい。このときの原料として は、例えば、 SrCOおよび Al Oを用いることができる。さらに、欠陥中心の中心ィォ
3 2 3
ンとなる金属イオンを添加する場合には、当該金属イオンの酸ィ匕物を原料または最 終的に酸化物になる原料に混合すればよい。
[0159] 上記焼成の条件は特に限定されるものではなぐ各イオンが所望の比率となるよう に原料を所定量混合して公知の焼成条件で焼成すればよ!、。焼成工程での雰囲気 は特に限定されるものではなぐ不活性ガス雰囲気下であればよいが、必要に応じて H等のガスを所定量混合した雰囲気としてもよい。焼成温度は、特に限定されるもの
2
ではなぐ公知の温度範囲内とすることができるが、結晶構造を十分に形成すること が温度範囲の選定条件となる。
[0160] < (4)複数の結晶構造が混在してなる混相を含んでいる応力発光材料〉
(4)の応力発光材料は、複数の結晶構造を混在してなる混相とすることにより、単 独の結晶構造では実現出来な力つた、目視できる高効率な赤色応力発光が可能な 発光材料である。なお、上記「混相」とは、複数の結晶構造が混在していることが、 X 線結晶回折 (XRD)測定により確認できるもの、すなわち XRD測定の結果、複数の 結晶構造に対応するピークが得られるものをいい、固溶体とは異なるものである。上 記 (4)の応力発光材料は、外力を加えて変形を生じさせることによって発光すること ができ、手で軽く変形させるだけで発光することができる。
[0161] 上記混相は、ウルッ鉱型構造の酸化亜鉛と、立方晶又はウルッ鉱型構造の硫化亜 鉛と、立方晶の酸ィ匕マンガンとの結晶構造の中から少なくとも 2種類以上の結晶構造 を有する複合結晶体であることが好ましい。この構成により、酸化亜鉛、硫化亜鉛、及 び、酸ィ匕マンガンのうち、単独あるいはこれらの 2つ力 なるものでは実現出来なかつ た、赤色発光体とすることが可能になる。すなわち、一般式、 xZnO+yZnS + zMn Oで表される混相とすることにより、赤色発光材料を実現することができる。
[0162] 上記混相を構成する金属イオンの一部は、他の金属イオンに置換されたものであ つてもよい。この場合、上記混相を構成している金属イオンとは別の上記他の金属ィ オンは Teイオンであることが好ましい。これにより、(4)の応力発光材料の赤色発光 の強度を大きく向上させることが可能となる。上記 Teイオンは、上記混相を構成する 金属イオン 100モルに対し、 0. 1モル以上 5モル以下の範囲内となるようにすること が好ましい。
[0163] (4)の応力発光材料は、上記混相が、正方晶構造のチタン酸バリウム、斜方晶構造 のチタン酸カルシウム、菱面体晶構造のチタン酸マグネシウム、及び立方晶構造の チタン酸ストロンチウムの中から、少なくとも 2種類以上を含むものであってもよい。こ の場合、上記混相を構成する金属イオンの一部が、他の金属イオンに置換されてい るものであってもよい。
[0164] また、(4)の応力発光材料は、一般式(Ca A' ) Ba TiO (Mg A' ) Ba
TiO 及び(Sr A' )yBa TiO (0. 0001≤x≤0. 05, 0. 005≤y≤0. 995, y 3、 1 -x x 1 -y 3
A,は Dy, La, Gd, Ce, Sm, Y, Nd, Tb, Pr, Erからなる群より選ばれる希土類元 素)からなるものであってもよ 、。
[0165] 上記の構成により、応力や電場を加えることにより光を発する発光性と圧電性とを兼 ね備えた発光材料とすることができる。また、 A'として示している希土類元素としては
、プラセオジム (Pr)が最も好ましく用いられる。
[0166] 本発明の発光材料は、強誘電性正方晶の Ba _ Ca Ti03 : Pr固溶体(0<x< 0.
23)と、常誘電性の斜方晶の Ba Ca TiO: Pr固溶体(0. 9<y< l)とからなる混 y l -y 3
相であってもよい。
[0167] また、(4)の応力発光材料は、発光強度が上記機械的な外力の大きさに比例する ものであってもよい。
[0168] また、(4)の応力発光材料は、上記 A'は Er又は Prであり、 Er又は Prの配合量と C aの配合量とが最適化されたものであることが好ましい。
[0169] 上記 Caの比率力 0%以上 80%以下の範囲内、あるいは、上記 Caの比率が 1% 以上 35%以下の範囲内であることが好ましい。また、上記 Caの比率が 55%以上 65
%以下の範囲内、あるいは、上記 Caの比率が 25%以上 35%以下の範囲内であるこ とがより好ましい。
[0170] 応力発光材料は、機械的な外力、例えば応力、せん断力、衝撃力、圧力等を加え ることによって発光し、発光強度は、一般的に加える外力が大きいほど高くなる傾向 がある。そして、特許文献 8に記載の技術のように、摩擦発光材料を用いているため 、発光させるためには表面を摩擦し押圧しなければならな 、場合もある。 [0171] し力しながら、上記(1)〜(4)の応力発光材料は、摩擦発光材料とは異なり、上述 のように発光性に優れるため、大きな力を加えることなぐ手で軽く変形させる程度の 弱い外力を加えるだけでも発光することができ、特定の装置 (例えば UVライト等)を 用いなくても、その発光を目視で確認することができる。
[0172] したがって、上記(1)〜 (4)の応力発光材料が含まれる本発明に係る応力発光構 造物は、特定の装置や、応力発光構造物に力を加えるための道具や労力を用いなく ても簡易に、短時間で真贋を判定することができるため、高い偽造防止性を有する。
[0173] また、上記(1)〜 (4)の応力発光材料は、外力を加えれば自らが発光するものであ り、発光を得るために二種類以上の化学物質を反応させる必要はないため、応力発 光構造物の発光性が減衰することはない。したがって、証券等を長期間使用した後 も真贋判定を可能とすることができる。この点からも、本発明に係る応力発光構造物 は高 、偽造防止性を有すると 、える。
[0174] <応力発光構造物 >
次に、本発明に係る応力発光構造物について、図 5〜図 16を参照しながら説明す る。
[0175] 本発明に係る応力発光構造物は、上記(1)〜(4)からなる群より選ばれた少なくと も 1種類の応力発光材料を含むことが必要であるが、他の成分については特に限定 されるものではない。また、上記(1)〜(4)の応力発光材料は、少なくとも 1種類含ま れて 、ればよ 、ため、複数種を組み合わせて用いてもょ 、。
[0176] 上記他の成分としては、例えば上記応力発光材料を固定するための基板を挙げる ことができる。上記基板としては、上記応力発光材料を固定することができるものであ れば特に限定されるものではない。例えば、有機物でも無機物でもあるいはこれらの 組み合わせでもよぐ天然由来のものでも、合成品でもあるいはこれらの組み合わせ でもよい。
[0177] 具体的には、例えば、通常の紙の他に、合成紙、あるいはポリエチレン、透明性を 有するポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩化ビニルなどの合成フィルムを 用いることもでき、また、カーボン、ガラス、セラミックス、金属、木、あるいはこれらの組 み合わせ、およびこれらの加工製品などを挙げることができる。 [0178] 図 5は、本実施の形態において一例として用いられる、応力発光層を基板上に固 定してなる応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
[0179] 図 5に示すように、応力発光構造物 1は、応力発光層 11と、基板 12とを備えて構成 されている。応力発光層 11は、上記応力発光材料を含む層であり、上記応力発光材 料の微粒子を接合剤に分散させたものである。応力発光層 11としては、例えば応力 発光材料を含む塗料、インキの乾燥膜等を挙げることができる。本明細書中で使用さ れる場合、用語「接合剤」は、応力発光微粒子を分散させる媒体が意図される。好ま しい接合剤としては、高分子有機材料が挙げられる。
[0180] 応力発光材料の微粒子を分散させるための接合剤は、透明性および Zまたは柔軟 性を有する高分子有機材料であることが好ましい。特に、接合剤に応力発光材料の 微粒子を混合してシート状応力発光構造物を作製する場合、接合剤は、種々の揮発 性溶媒によって希釈可能であることが好ましい。好ましい接合剤は、ゴムまた樹脂で あり、より好ましくは、エポキシ系榭脂およびアクリル榭脂などである。
[0181] 基板 12は、応力発光層 11を固定するものであり、例えば上述のものを用いることが できる。
[0182] 応力発光層 11は、例えばスクリーン印刷、スプレー印刷、インクジェット印刷、刷毛 塗り、ロールコーティング法、キスコート、ホイラーコート、カーテン塗装法、浸漬法、 静電塗装法、グラビアコーター、グラビアオフセットコーター、平板オフセットコーター 、ダイリソコ一ター、フレキソ、エアナイフコーター、バーコ一ター、凸版印刷、凹版印 刷などの塗工手段により基板 12の面の所定部あるいは全部に塗工し、必要に応じて 乾燥、硬化することにより、基板 12に固定される。
[0183] 応力発光層 11が塗工された応力発光構造物 1に外力を加えると、手で軽く変形さ せただけでも、応力発光層 11が変形によって発光する。このような方法を用いれば、 少な 、応力発光材料で大面積の発光が得られる。
[0184] なお、図 5では基板 12の片面の全体に渡って応力発光層 11が固定された二層構 造となっているが、必ずしもこれに限定されるものではなぐ基板 12の 2面以上に固 定されていてもよい。また、必ずしも基板 12の面全体に固定されていなくても、一部 に固定されていてもよい。応力発光層 11の基板 12への塗工量は、特に限定されるも のではない。また、応力発光層 11は、基板 12の内部に浸透していてもよい。
[0185] 図 6は、応力発光層を基板の上面と下面とに固定してなる応力発光構造物の縦断 面を示す模式図である。図 6に示すように応力発光層 11aを基板 12の上面に固定し 、応力発光層 l ibを基板 12の下面に固定して応力発光構造物 1を構成することで、 応力発光構造物 1の発光量を増カロさせることができる。したがって、より少ない応力を 付加するだけで真贋判定をすることができ、偽造防止性を向上することができる。
[0186] また、応力発光層 11aに含まれる応力発光材料と、応力発光層 l ibに含まれる応 力発光材料とを、別々の色を発光する応力発光材料とすることによって、基板 12の 上面と下面とで別々の発光色とすることも可能である。
[0187] また、応力発光層 11は、基板 12上に特定のパターンにてパターニングされていて もよい。図 7は、応力発光層が基板上に特定のパターンにて設けられている応力発 光構造物の縦断面を示す模式図である。図 7では、応力発光層 11は、基板 12上に 応力発光層 11a〜: L ieとして、部分的に設けられている。このように、応力発光層 11 を基板 12上に特定のパターンにて設けることにより、応力発光層 11を任意の形状や 模様に発光させ、応力発光構造物 1を観察したときに当該形状や模様を目視するこ とができる。なお、上記「特定のパターン」とは、偽造防止のために、真贋を判別可能 な形状や模様として基板上に形成した応力発光層のパターンをいう。例えば、図 7〜 図 9に示したようなパターンである。
[0188] 応力発光層 11を基板 12上にパターニングする方法としては、例えば、上述の塗工 手段を用いる際に、塗工手段に応じた公知のパターン化手法を用いることができる。
[0189] 図 8は、図 7に示した応力発光構造物に外力を加え、上から観察した様子を示す模 式図である。図 8に示すように、応力発光構造物 1のうち、応力発光層 11a〜: L ieが ノターニングされた部分だけが光るので、間隔の開いた帯状の発光を目視で観察す ることがでさる。
[0190] 図 9は、応力発光層を基板上に特定のパターンで設け、発光を文字として観察でき るようにした応力発光構造物に外力を加え、上カゝら観察した様子を示す模式図であ る。図 9に示すように、「ACHO」の文字を構成するように応力発光層 11を基板 12上 にパターニングすることで、応力発光構造物 1のうち、応力発光層 11が「ACHO」の 文字を構成するようにパターニングされた部分だけが光るので、当該文字を目視で 観察することができる。
[0191] なお、図 7〜図 9に示した応力発光層 11に含まれる応力発光材料は、別々の色の 光を発光するものを組み合わせて用いることによって、任意の 2色以上の色を発光さ せることも可會である。
[0192] 図 7〜図 9に例示したように、応力発光層が基板上に特定のパターンにて設けられ ている応力発光構造物を作製すれば、外力を加えることにより、応力発光材料を偽 造者が予想し得ない形状や模様として発光させることができる。したがって、このバタ ーンを確認することで真贋を判定することも可能なので、より効率的な偽造防止が実 現できる。
[0193] なお、図 7〜9では、上記パターユングを基板 12の片面で行った場合について説 明しているが、必ずしも片面で行う場合に限られるものではない。図 5、図 6に関して 既に説明したように、応力発光層 11の基板 12への固定の態様は必ずしも限定され るものではないため、応力発光層 11の基板 12上へのパターユングも、同様に、基板 12の片面で行う場合に限られるものではない。
[0194] 本発明の応力発光構造物は、上記応力発光材料と他の無機材料又は有機材料と の複合材料とし、これに機械的外力を加えて、それを変形させることによつても発光さ せることができる。例えば、上記応力発光材料を榭脂ゃプラスチックなどの有機材料 に任意の割合で混合又は埋込んで応力発光構造物を形成し、この応力発光構造物 に機械的な外力を加えると、上記応力発光材料が、機械的な変形によって発光する
[0195] 上記応力発光構造物の用途は、偽造防止の必要性があるものであれば特に限定 されるものではないが、具体的には、例えば紙を材料とする有価証券 (紙幣、株券、 金券、債権書等)、各種チケット、身分証明書、パスポート、保険証、公文書、各種証 明書等や、プラスチックを材料とする ICカード、磁気カード、リライトカード等のカード 類などを挙げることができる。また、応力発光構造物の形態としては、特に限定される ものではなぐ例えばシート状、板状、箔状等が挙げられるが、簡単に携帯することが できるため、シート状に形成されたものであることが特に好ましい。 [0196] 本明細書中で使用される場合、用語「シート」は、平面状の薄い構造物であって折 り曲げ等の加工が容易である構造物 (例えば、紙)が意図される。本明細書中で意図 されるシートの厚さは特に限定されないが、好ましくは 0. 5mm以下、より好ましくは 0 . 1mm以下である。 5〜50 mの厚さのいわゆる薄膜もまたシートであることが当業 者に容易に理解される。
[0197] 応力発光構造物をシート状に形成するための方法は、当該分野において周知の方 法を使用すればよぐ特に限定されない。例えば、押し出し機の先端に取り付けた金 型力 流動状態の材料を押し出し成形する押し出し法、または加熱した回転ローラ 一で材料を融力しつつ圧延し、さらにロールで冷却しつつ圧延してシートを形成する カレンダー加工法が好ましく用いることができる。
[0198] 上記応力発光材料は、必ずしも耐水性を有して 、なくてもよ!、が、応力発光材料の 種類によっては水に入れると特性を失うものもあるため、耐水性を有することが好まし い。応力発光材料に耐水性を付与する方法としては、例えば応力発光材料を表面 処理する方法を挙げることができる。
[0199] 表面処理に用いる化合物(以下適宜「表面処理剤」という)としては、上記応力発光 材料の表面と反応することができる官能基を有する有機化合物であれば、特に限定 されるものではな 、が、酸性基またはそのエステルを含む化合物であることが好まし い。酸性基としては、リン酸基、亜リン酸基、スルホン酸基、カルボン酸基、およびシラ ノール基の少なくとも何れかであることがより好ましぐリン酸基であることがさらに好ま しい。
[0200] 表面処理剤の分子量は特に限定されるものではなぐ上記の官能基を有していれ ばよい。また、官能基の数は、一つでもよぐ複数有していてもよい。さらに、官能基の 位置についても特に限定されるものではなぐ側鎖に結合していてもよいし、末端に 結合していてもよい。
[0201] 表面処理の方法は、上記の表面処理剤を応力発光材料と反応させることができる ものであればよぐ特に限定されるものではない。上記の表面処理剤を応力発光材 料と反応させる方法としては、例えば、上記表面処理剤を有機溶媒に溶解させ、当 該溶液に上記応力発光材料を添加し、攪拌する方法を好適に用いることができる。 [0202] このように表面処理を施し、耐水性を付与した応力発光材料は、基板が紙である応 力発光構造物の製造に特に好ましく用いることができる。紙の製造は水系のパルプ 溶液から行われ、通常紙の製造時には、紙の白度、不透明度、印刷適性の向上のた め、填料としてタルク、クレー、炭酸カルシウム等の鉱物の微粒子が添加される力 耐 水性を付与した応力発光材料は水に入れても特性を失わな 、ので、これらの鉱物の 微粒子と同様に填料として加えることができるという利点がある。また、耐水性を付与 した応力発光材料は、水系インクの構成成分として用いることができるという利点もあ る。
[0203] 応力発光材料の粒度は、特に限定されるものではないが、印刷方法によってそれ ぞれの方法に適した粒度が異なる。例えばスクリーン印刷の場合は、粒度が 0. 01 m以上 50 μ m以下であることが好ましぐ 0. 2 μ m以上 10 μ m以下であることがさら に好ましぐ 0. 2 μ m以上 2 μ m以下であることが特に好ましい。
[0204] また、スプレー印刷の場合は 0. 2 μ m以上 50 μ m以下であることが好ましく、インク ジェット印刷の場合は 0. 01 μ m以上 1 μ m以下であることが好ましい。オフセット印 刷の場合は、 0. 01 /z m以上 2 m以下であることが好ましい。応力発光材料の粒度 を上記範囲に調整することにより、上記粒度が各印刷方法に適したものとなるので、 良好な状態で応力発光材料を印刷することができる。
[0205] 上記応力発光構造物には、応力発光材料の発光性を損なわない限り、他の添カロ 物を混合しても構わない。ここで、「他の添加物」としては、例えば、反射材、拡散材、 上記応力発光材料を含有する接合剤よりも高い弾性率の透明な粒子等が挙げられ る。
[0206] 上記「反射材」とは、応力発光材料から発光される光を反射する材料である。これに より、応力発光材料力 発せられる光が強められるため、応力発光構造物をより明る く見えるようにすることができる。反射材としては、例えば金属アルミニウム、ゲルマ- ゥム等を用いることができる。
[0207] 上記「拡散材」とは、応力発光材料から発光される光を拡散する材料である。上記 応力発光材料力 発光される光が拡散されるため、応力発光構造物をより明るく見え るようにすることができる。拡散材としては、例えばシリカ、アルミナ等を用いることがで きる。
[0208] 応力発光材料を含有する接合剤よりも高!ヽ弾性率の粒子 (以下「微細構造物」 t ヽ う)とは、球状、針状または繊維状の形態を有する任意の物質であって、これらの形 態の特徴を現わすパラメータ (例えば、粒径および直径)が小さ!ヽ構造を有する物質 が意図される。本発明において使用される微細構造物は、上記接合剤より大きな弾 性率を有することを特徴としており、接合剤の種類によって任意に選択され得る。
[0209] 上記応力発光構造物は、上記微細構造物を含むことに起因して、外力に応じて当 該微細構造物間に応力集中が発生して、応力発光材料の微粒子に対してより強 、 応力が作用し、その結果、より強い光を発生させることができる。
[0210] 「弾性率」は、外力を適用された物質 (弾性体)が変形する際に生じる歪みと外力の 割合 (力 Z歪み)である。一般に「弾性率」は、ヤング率、体積弾性率、剛性率または ポアゾン比で表されるが、本明細書中で使用される場合、用語「弾性率」は、体積弾 性率が意図される。
[0211] 好ましい微細構造物としては、金属、ガラス、セラミタス、プラスチック、人工繊維 (例 えば、セルロース)または天然繊維 (例えば、ナイロン、アクリルまたはポリエステル)シ リカ、アルミナ等が挙げられる。微細構造物の形状は、繊維状、針状または球状であ ることが好ましい。微細構造物の大きさは、最終生成品である応力発光構造物中に 含まれる大きさであれば特に限定されないが、応力発光構造物内に応力集中を発生 させるために、その直径は応力発光材料の微粒子より大き 、ことが好ま 、。
[0212] 従って、微細構造物の大きさは、用途に応じた応力発光構造物の厚みおよび応力 発光材料の微粒子の大きさによって変動し得る力 1 μ m~0. 2mmであることが好 ましぐ 20 m〜: LOO mであることがより好ましい。微細構造物の形状が針状である 場合は、そのアスペクト比が 20〜: LOOであることが好ましい。なぜなら、針状の微細 構造物においてその端部での応力集中が球状の場合と比較して大きくなるからであ る。
[0213] 上記微細構造物は透明性を有していなくてもよいが、微細構造物間に存在する応 力発光材料の微粒子の発光を効率よく周囲に放射するために透明であることが好ま しい。 [0214] 上述の添加剤の他に含有可能な添加剤としては、例えば、難燃剤、熱安定剤、酸 化防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、結晶核剤、発泡剤、抗菌,防黴剤、充填剤、強 ィ匕剤、導電性フィラー、帯電防止剤等を挙げることができる。
[0215] 本発明に係る応力発光構造物は、表面に保護層が設けられていることが好ましい。
上記保護層としては、応力発光構造物の表面を保護できるもので、発光を妨げない ものであれば特に限定されるものではない。例えば、透明樹脂のラミネートフィルム、 プラスチックコーティング膜、透明な無機薄膜等を挙げることができる。表面に保護層 を設けることにより、応力発光構造物の表面を保護できるので、長時間使用されても 真贋判定が可能な応力発光構造物を提供することができ、偽造防止性をより高める ことができる。
[0216] 保護層を設ける方法としては、特に限定されるものではなぐ従来公知の方法を用 いることができる。例えば、ラミネート加工の方法としては、熱溶融性榭脂を溶力して 基材と接着させる Tダイ押出ラミネート法や、接着用榭脂を使用せずウレタンフォーム を火炎で溶かし布などと貼り合わせるフレームラミネート法等が挙げられる。
[0217] その他の方法としては、塗布法(ロールコーティング (ロールコータ)、インモールドコ 一ティング、流動層コーティング等)、機械的処理法 (ショットブラスト、ショットピーニン グ等)、熱処理法 (浸炭、窒化、イオン注入等)、化学的処理法、湿式めつき法、溶射 法、 PVD法 (真空蒸着、分子線エピタキシー法、スパッタ法、イオンプレーティング法 等)、 CVD法(熱 CVD法、プラズマ CVD法、光 CVD法、レーザ CVD法等)などの方法 を用いることができる。
[0218] また、本発明に係る応力発光構造物は、紫外線吸収層が表面に設けられているこ とが好ましい。「紫外線吸収層」とは、可視光 (波長: 400〜700nm)を 80%以上透 過し、紫外線 (波長: 400nm以下)の透過が 5%以下であるような光学的特性を持つ 層である。紫外線吸収層としては特に限定されるものではない。例えば、市販の紫外 線吸収塗料等を用いることができる。
[0219] 紫外線吸収塗料としては、例えば榭脂に有機系紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール 系、ベンゾフエノン系、トリアジン系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系、ベンゾィノレ レゾルシノール系等)あるいは無機系紫外線吸収剤(酸ィ匕チタン、酸ィ匕セリウム、酸 化亜鉛等)を複合化させたものを用いることができる。また、紫外線吸収層を応力発 光構造物の表面に設ける方法としては、例えば上述の保護膜を設ける方法や、公知 の印刷方法、例えばオフセット印刷、スクリーン印刷、スプレー印刷、インクジェット法 を用いることができる。
[0220] 蛍光性又は発光性物質を取り込ませた有価証券等の真贋判定は、当該有価証券 等を UVライトの下において紫外線を照射し、蛍光性又は発光性物質の発光を観察 することによって行われる。し力しながら、紫外線吸収層が表面に設けられた応力発 光構造物は、紫外線力カットされるので、紫外線を照射しただけでは光らない。
[0221] そのため、本発明に係る応力発光構造物は、 UVライトを用いても通常のものと見 分けがつかず、偽造対策処理がなされていることを見破られるおそれがない。さらに 、外力を与えたときに応力発光材料が発光する力否力 および UVライト下で応力発 光構造物が光らないかという 2つの観点から真贋判定ができるので、偽造防止を効率 的に実現できる。
[0222] 上記「表面」とは、偽造対策処理がなされて!/、ることを見破られな 、と 、う観点から は、 UVランプ等を照射したときに紫外線が当たりうる箇所には紫外線吸収層が設け られて 、ることが好ま 、ため、応力発光構造物の表面全体であることが好ま 、。 ただし、 UVライト下で応力発光構造物が光らな 、かと 、う観点での真贋判定にも利 用できるので、必ずしも表面全体に限定されるものではない。
[0223] 図 10は、基板上に固定した応力発光層の表面全体を紫外線吸収層で覆った応力 発光構造物を上力も観察した様子を表す模式図である。図 10に示すように、応力発 光構造物 1にお 、ては、応力発光層 11の表面全体が紫外線吸収層 13で覆われて いるので、応力を印カロしない限り、紫外線を照射しただけでは応力発光層 11は光ら ない。
[0224] また、上記紫外線吸収層は特定のパターンにて設けられていても構わない。図 11 は、基板上に固定した応力発光層の上に紫外線吸収層を特定のパターンにて設け 、紫外線を照射して観察した様子を示す模式図である。図 11に示すように、基板 12 の上に設けられた応力発光層 11の上に紫外線吸収層 13を「AIST」の文字を構成 するようにパターニングすることで、応力印加時は応力発光層 11の全面が光る力 紫 外線照射時は「AIST」の文字が白抜きとなって目視で観察される。
[0225] このように、紫外線吸収層を特定パターンにて設けることで、応力発光構造物 1に 紫外線を照射したとき、特定パターンの部分だけ応力発光構造物が光らな 、ように できる。このパターンを確認することで真贋を判定することも可能なので、より効率的 な偽造防止が実現できる。
[0226] 上述の保護層、紫外線吸収層は、上述のように応力発光構造物の表面に設けられ ていることが好ましい。図 12は、応力発光層を基板上に固定し、応力発光層の上に 表面層を設けて三層構造とした応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。
[0227] 図 12において、表面層 14は、保護層および Zまたは紫外線吸収層である。すなわ ち、表面層 14は、保護層のみ力もなるものであってもよいし、紫外線吸収層のみから なるものであってもよいし、保護層および紫外線吸収層力もなるものであってもよい。 保護層および紫外線吸収層からなる表面層 14は、例えば紫外線吸収層の上に保護 層を形成することによって製造することができる。
[0228] また、上記表面層 14は、微細構造物 15を含んでいてもよい。図 13は、図 12に示 す三層構造の応力発光構造物の表面層にさらに微細構造物を含ませた応力発光構 造物の縦断面を示す模式図である。表面層 14に微細構造物 15が含まれることにより
、外力が印加されたときに応力集中により、応力発光層 11にかかる応力が増大され るため、発光を強くすることができる。
[0229] 表面層 14に微細構造物 15を含ませる方法としては、例えばラミネート榭脂ゃプラス チックコーティング用樹脂に微細構造物を予め混練させておき、それを用いて、上述 の保護膜を設ける方法により表面層を形成するような方法を用いることができる。
[0230] 上述の反射材、拡散材は、それぞれ、応力発光材料から発光される光を反射、拡 散して応力発光構造物をより明るく見えるようにするものであるから、応力発光構造物 中においては、応力発光層の下部に含まれることが好ましい。上記三層構造の応力 発光構造物は、表面層の代わりに支持層を有するものであってもよ 、。
[0231] 図 14は、支持層を基板上に固定し、当該支持層の上に応力発光層を設けて三層 構造とした応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。支持層 16は、反射材ぉ よび Zまたは拡散材カもなる。また、上記支持層 16は、微細構造物 15を含んでいて もよい。微細構造物 15は、応力発光層 11に加わる力を集中させて発光輝度を高め る役割を果たすので、応力発光層 11の上部にあってもよいし、下部にあってもよいが 、発光の透過性を考慮すると、支持層 16に含まれる方が好ましい。
[0232] 支持層 16に微細構造物 15を含ませる方法としては、例えば反射材および Zまた は拡散材に微細構造物を予め混練させておき、それを用いて、上述の保護膜を設け る方法により支持層を形成するような方法を用いることができる。
[0233] 図 15は、支持層を基板上に固定し、当該支持層の上に応力発光層を設け、さらに 当該応力発光層層の上に表面層を設けて四層構造とした応力発光構造物の縦断面 を示す模式図である。
[0234] 図 16は、図 15に示す四層構造の応力発光構造物の支持層にさらに微細構造物を 含ませた応力発光構造物の縦断面を示す模式図である。図 16に示す応力発光構 造物 1では、外力が印加されると、微細構造物 15により応力発光層 11にかかる応力 が増大されるため、応力発光層 11の発光がより強くなり、さらにその光が支持層 16に よってより明るく見えるようになる。そのため、図 16に示す応力発光構造物は、非常 に効率よく偽造防止効果を発揮することができる。
[0235] 図 16では、微細構造物 15は支持層 16に含まれている力 これに限定されるもので はない。微細構造物 15は、応力発光層 11に加わる力を集中させて発光輝度を高め る役割を果たすので、応力発光層 11の上部にあってもよいし、下部にあってもよい。 例えば、表面層 14に含まれていても構わない。なお、発光の透過性を考慮すると、 支持層 16に含まれる方が好ま 、。
[0236] (B)応力発光構造物の製造方法
(1)スクリーン印刷
一実施形態において、本発明に係る応力発光構造物の製造方法では、基板上に 偽造防止用の応力発光材料をスクリーン印刷する。スクリーン印刷とは、孔版印刷の 一種で、パターン支持材としてスクリーンメッシュを用い、その上に作られた版画像を 通して印刷インクを被印刷体に転移させ画像複製を行う技術の総称である。
[0237] スクリーン印刷による応力発光構造物の製造は例えば以下のように行うことができる 。まず、スクレッパーなどを用いて、スクリーンメッシュに設けられたパターンに応力発 光材料を充填する。続いて、スクリーンメッシュを紙やプラスチックフィルム等の基板 に押し付け、開口部力 応力発光材料を吐出させて基板に転写することにより、応力 発光構造物を得ることができる。応力発光材料を塗布したくない部分には、乳剤でマ スキングをして応力発光材料が漏れないようにすればよい。印刷は、手刷りで行って もよいし、印刷装置を用いてもよい。印刷装置としては、従来公知の装置を用いること ができる。
[0238] (2)スプレー印刷
一実施形態において、本発明に係る応力発光構造物の製造方法では、基板上に 偽造防止用の応力発光材料をスプレー印刷する。
[0239] スプレー印刷による応力発光構造物の製造は例えば以下のように行うことができる 。まず、応力発光材料を含む塗料を入れた容器に圧縮空気等により圧力をかけ、ノ ズルカ 微細な霧状に噴出させて基板に吹き付けることにより、応力発光構造物を得 ることができる。応力発光材料を塗布したくない部分には、マスキングを施して応力発 光材料が付着しないようにすればよい。印刷装置としては、従来公知の装置を用いる ことができる。
[0240] (3)インクジェット印刷
一実施形態において、本発明に係る応力発光構造物の製造方法では、基板上に 偽造防止用の応力発光材料をインクジェット印刷する。
[0241] インクジェット印刷による応力発光構造物の製造は例えば以下のように行うことがで きる。まず、インクリザーバに充填した応力発光材料を、インクリザーバのノズル部分 で超音波振動により粒状とし、帯電電極で塗布する位置に対応した電荷を与え、偏 向電極で噴出方向へ偏向する。このときの角度は帯電量と偏向電極の電圧で制御さ れ,所定の位置 (幅方向)に応力発光材料の粒を塗布する。塗布されない応力発光 材料の粒は帯電されず,インクリザーバへ戻し再使用される。印刷装置としては、従 来公知の装置を用いることができる。
[0242] (4)オフセット印刷
オフセット印刷は、商業的に最も広く用いられている印刷方法であり、同じ版の印刷 物を大量に印刷する場合に適している。精細な印刷が可能であり、また、平らな紙や フィルムだけでなぐ凹凸や地模様のある特殊紙など、様々なものに印刷することが できる。したがって、大量に流通する有価証券類、カード類等に対して、本発明に係 る応力発光構造物を用いた偽造防止技術を適用可能である。
[0243] 一実施形態において、本発明に係る応力発光構造物の製造方法では、基板上に 偽造防止用の応力発光材料をオフセット印刷する。オフセット印刷とは、親水面と撥 水面を形成した版にインクをつけ、転写胴 (ブランケット)にインクを移し、転写胴から 被印刷体に転写することで印刷する技術の総称である。油性のインクは撥水面のみ にのることを利用して、画線部 (インクが付く部分)と非画線部 (インクが付かない部分 )を分けることができる。
[0244] オフセット印刷による応力発光構造物の製造は例えば以下のように行うことができる 。まず、版に応力発光材料をつけ、ゴム等の弾性をもったシート (ブランケット)の上に 転写し、ついで被印刷体へ転写することにより、応力発光構造物を得ることができる。 印刷装置としては、従来公知の装置を用いることができる。
[0245] (5)基板上に偽造防止用の応力発光材料をパターニングする応力発光構造物の 製造方法
応力発光材料は、スクリーン印刷、スプレー印刷、インクジェット印刷等の塗工手段 を用いて基板上に固定することができるが、その際に応力発光材料をパターユング することにより、特定のパターンにて基板上に固定することができる。パターユングの 方法としては、例えば、上述の塗工手段を用いる際に、基板上の所望のパターンを 設けた!/、場所以外をマスキングする方法等を用いることができる。
[0246] なお、上述のように、応力発光材料は接合剤に分散させた応力発光層として基板 上に固定しても構わない。
[0247] (C)真贋判定装置
次に、本発明に係る真贋判定装置の実施形態について図 17から図 19 (B)に基づ いて説明すると以下のとおりである。
[0248] 図 17は、一実施の形態に係る真贋判定装置 100の構成の概略を示す横断面図で ある。図 17に示すように、真贋判定装置 100は、運搬および加圧用ローラー (応力付 与手段) 101、運搬用ローラー 102、発光センサ (光検知手段) 103、挿入口 104、排 出口 105を備えて構成されている。
[0249] 運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101は、回転することにより検査対象 1 06に応力を与えるものである。揷入口 104から真贋判定装置 100に挿入された検査 対象 106には、回転している運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101と接触 し、運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101から回転力によって排出口 105 側に移送される間に運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101と接触すること により発生する応力が加わる。
[0250] なお、図 17では運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101は 1つのみ示され ているが、その数は特に限定されるものではなぐ 2つ以上備えていても構わない。例 えば運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101を 2つ設け、当該 2つのローラ 一の間に検査対象 106を挟み、検査対象 106に応力を印加するとともに排出口 105 側に移送する構成であってもよ 、。
[0251] また、真贋判定装置 100には、挿入口 104から挿入された検査対象 106を載置し、 移送する移送手段を設けてもよい。例えば、運搬および加圧用ローラー (応力付与 手段) 101の下部にベルトコンベアを設け、当該ベルトコンベア上に検査対象 106を 載置し、移送するようにしてもよい。
[0252] 発光センサ(光検知手段) 103は、検査対象 106から発せられる光を検出するため のものである。発光センサ(光検知手段) 103としては、光を検出することができるもの であれば特に限定されない。例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォト IC、光 導電セル、イメージセンサ、フォトマル等従来公知のセンサを用いることができる。
[0253] 検査対象 106が本発明の応力発光構造物であれば、検査対象 106は印加された 応力によって発光し、当該光を発光センサ (光検知手段) 103が検知するため、検査 対象 106が真性品であると判別できる。一方、検査対象 106が応力発光材料を含ま ない偽造品であれば発光しないので、発光センサ (光検知手段) 103は光を検知しな い。そのため、検査対象 106が偽造品であると判別できる。
[0254] 運搬用ローラー 102は、運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 101から移送 されたけ検査対象 106を排出口 105に移送するためのものである。揷入口 104は検 查対象 106を真贋判定装置 100に挿入するためのものである。排出口 105は、検査 対象 106を真贋判定装置 100から排出するためのものである。
[0255] 真贋判定装置 100の用途としては、具体的には自動改札機、セキュリティカードリ ーダ一等を挙げることができる。
[0256] 図 18は、他の実施の形態に係る真贋判定装置 200の構成の概略を示す縦断面図 である。図 18に示すように、真贋判定装置 200は、運搬および加圧用ローラー (応力 付与手段) 201、発光センサ (光検知手段) 202、挿入および排出口 203、を備えて 構成されている。
[0257] 運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 201は、回転することにより検査対象 1 06に応力を与えるものである。図 18では、運搬および加圧用ローラー (応力付与手 段) 201は、 201aおよび 201bの 2つが設けられており、挿入および排出口 203から 真贋判定装置 200に挿入された検査対象 106は、回転している運搬および加圧用口 一ラー (応力付与手段) 201aおよび 201bの間に挟まれることにより応力が印加され る。運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 201の数は限定されるものではなぐ 少なくとも 1つ備えて 、ればよ!/、。
[0258] 発光センサ(光検知手段) 202は、検査対象 106から発せられる光を検出するため のものである。発光センサ(光検知手段) 202としては、真贋判定装置 100と同様の センサを用いることができる。検査対象 106が本発明の応力発光構造物であれば、 検査対象 106は印加された応力によって発光し、当該光を発光センサ (光検知手段 ) 202が検知するため、検査対象 106が真性品であると判別できる。一方、検査対象 106が応力発光材料を含まな 、偽造品であれば発光しな 、ので、発光センサ (光検 知手段) 202は光を検知しない。そのため、検査対象 106が偽造品であると判別でき る。
[0259] 挿入および排出口 203は、検査対象 106を真贋判定装置 200の内部に挿入およ び外部に排出するためのものである。図 18では挿入口と排出口は一つにまとめられ ているが、必ずしもこれに限定されるものではなぐ挿入口と排出口が別々に設けら れていてもよい。図 18のように挿入口と排出口が一つにまとめられている場合は、例 えば切り替えスィッチ等を設け、運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 201の 回転方向を挿入時と排出時で逆方向に切り替える。図 18では、検査対象 106の挿 入時は運搬および加圧用ローラー (応力付与手段) 201aおよび 201bを左回りに回 転させ、排出時は右回りに回転させればよい。
[0260] 真贋判定装置 200の用途としては、具体的には ATM等を挙げることができる。
[0261] 図 19Aおよび図 19Bは、他の実施の形態に係る真贋判定装置 300の構成の概略 を示す縦断面図である。図 19Aは、検査対象に圧力をかける前の状態を示す図であ り、図 19Bは、真贋判定のため検査対象に圧力をかけているときの状態を示す図で ある。図 19Aおよび図 19Bに示すように、真贋判定装置 300は、ピストン (応力付与 手段) 301、発光センサ(光検知手段) 302、筐体 303を備えて構成されている。
[0262] ピストン (応力付与手段) 301は、検査対象 106に応力を与えるものであり、ピストン 先端部 301aとピストン可動部 301bとから構成されている。ピストン可動部 301bは、 上下運動することができ、ピストン先端部 301aを検査対象 106と接触させる。また、 ピストン可動部 301bは、内部に発光センサ(光検知手段) 302を備えている。
[0263] ピストン先端部 301aは、検査対象 106と直接接触する部分であり、検査対象 106 が真正品すなわち応力発光構造物である場合は、検査対象 106から発せられた光 を、発光センサ(光検知手段) 302が検知できるように透過する必要がある。そのため 、ピストン先端部 301aは透明であることが好ましい。例えば、透明プラスチックまたは ガラスで作られていることが好ましい。また、ピストン先端部 301aの形状は特に限定 されるものではな 、が、発光センサ(光検知手段) 302が効率よく集光できるようにす るために、レンズ状になって!/、ることが好まし!/、。
[0264] 発光センサ(光検知手段) 302は、検査対象 106から発せられる光を検出するため のものであり、真贋判定装置 100、真贋判定装置 200と同様のセンサを用いることが できる。筐体 303は、ピストン 301を摺動させるための外枠であり、下部には検査対象 106がセットされる。
[0265] 真贋判定装置 300では、ピストン可動部 301bを下方に動かし、ピストン先端部 301 aを検査対象 106に接触させて、検査対象 106に圧力を印加する。検査対象 106が 発光した場合は、ピストン先端部 301aを透過した光を、ピストン可動部 301bの内部 に設けられた発光センサ(光検知手段) 302が検知する。なお、ピストン可動部 302 は、モーター等の動力によって動力してもよいし、手動で可動動かしてもよい。 [0266] 検査対象 106が本発明の応力発光構造物であれば、検査対象 106は印加された 圧力によって発光し、当該光を発光センサ (光検知手段) 302が検知するため、検査 対象 106が真性品であると判別できる。一方、検査対象 106が応力発光材料を含ま な 、偽造品であれば発光しな 、ので、発光センサ (光検知手段) 302は光を検知しな い。そのため、検査対象 106が偽造品であると判別できる。
[0267] 真贋判定装置 300の用途としては、具体的には検札用スタンプ等を挙げることがで きる。
[0268] 発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あく までも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限 定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求 事項との範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
産業上の利用の可能性
[0269] 以上のように、本発明の応力発光構造物は、特定の応力発光材料を含むので、手 で軽く変形させるだけで発光することができる。そのため、特別な真贋判定装置や労 力を必要とせず、誰にでも簡単に真贋判定ができ、長期間使用した後も真贋判定可 能な、偽造防止性が高い応力発光構造物となっている。したがって、本発明の応力 発光構造物は、有価証券、各種証明書等、カード類など、偽造防止が求められるも のに広く適用可能であり、印刷業、金融業、保険業等の産業に広く応用することが可 能である。

Claims

請求の範囲 [1] 偽造防止用に応力発光材料が含まれている応力発光構造物であって、以下の(1) 〜(4)からなる群より選ばれた少なくとも 1種類の応力発光材料を含むことを特徴とす る応力発光構造物。
(1)多面体構造の複数の分子によって形成される母体構造の空間に、アルカリ金 属イオンおよび zまたはアルカリ土類金属イオンが、挿入された基本構造を有し、 上記空間に挿入された、アルカリ金属イオンおよび Zまたはアルカリ土類金属ィォ ンの一部が、希土類金属イオン、遷移金属イオン、 III族の金属イオン、および IV族 の金属イオン力もなる群より選択される、少なくとも 1種の金属イオンによって置換され ている応力発光材料。
(2)少なくとも AIO様構造および SiO様構造の四面体構造を有する複数の分子
4 4
力、その四面体構造の頂点の原子を共有して結合することにより形成された母体構 造の空間に、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくとも一方が 挿入された基本構造を有し、
上記母体構造は、さらに、非対称性のフレームワーク構造を有しており、 上記空間に挿入されたアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なく とも一方の一部が、希土類金属イオンおよび遷移金属イオンの少なくとも 1種の金属 イオンに置換されて 、る応力発光材料。
(3)歪エネルギーにより発光する条件を満たしている応力発光材料。
(4)複数の結晶構造が混在してなる混相を含んで ヽる応力発光材料。
[2] 上記基本構造が長石構造であることを特徴とする請求項 1に記載の応力発光構造 物。
[3] 上記応力発光材料には、少なくとも 1種のアルミン酸塩カゝらなる母体材料を含有し ているとともに、
歪による圧電効果に由来する発光機構を実現するために、上記母体材料には、自 発分極性を有する結晶構造が含まれることを特徴とする請求項 1に記載の応力発光 構造物。
[4] 上記母体材料が a SrAl Oであることを特徴とする請求項 3に記載の応力発光 構造物。
[5] シート状に形成されてい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 応力発光構造物。
[6] 上記応力発光材料は、耐水性を有することを特徴とする請求項 1から 5の 、ずれか
1項に記載の応力発光構造物。
[7] 上記応力発光材料の粒度が、 0. 2 μ m以上 50 μ m以下であることを特徴とする請 求項 1から 6のいずれか 1項に記載の応力発光構造物。
[8] 上記応力発光材料から発光される光を反射する反射材を含むことを特徴とする請 求項 1から 7のいずれか 1項に記載の応力発光構造物。
[9] 上記応力発光材料から発光される光を拡散する拡散材を含むことを特徴とする請 求項 1から 8のいずれか 1項に記載の応力発光構造物。
[10] 上記応力発光材料を含有する接合剤よりも高!ヽ弾性率の粒子を含むことを特徴と する請求項 1から 9のいずれか 1項に記載の応力発光構造物。
[11] 表面に保護膜が設けられていることを特徴とする請求項 1から 10のいずれ力 1項に 記載の応力発光構造物。
[12] 表面がラミネートカ卩ェされていることを特徴とする請求項 1から 11のいずれか 1項に 記載の応力発光構造物。
[13] 紫外線吸収層が表面に設けられていることを特徴とする請求項 1から 12のいずれ 力 1項に記載の応力発光構造物。
[14] 上記紫外線吸収層が特定のパターンにて設けられていることを特徴とする請求項 1
3に記載の応力発光構造物。
[15] 上記(1)〜 (4)力もなる群より選ばれた少なくとも 1種類の応力発光材料を含む応 力発光層を基板に固定してなることを特徴とする、請求項 1から 14のいずれか 1項に 記載の応力発光構造物。
[16] 上記応力発光層が、基板上に特定のパターンにてパターニングされていることを特 徴とする請求項 15に記載の応力発光構造物。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286927A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 応力発光体、その製造方法、それを用いた複合材料及びレベルセンサー
WO2011051712A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 The Governor & Company Of The Bank Of England Security document
JP2012025021A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Dainippon Printing Co Ltd 真贋判定シート
JP2013254225A (ja) * 2013-09-09 2013-12-19 Dainippon Printing Co Ltd 発光シール
CN103468258A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 青岛大学 一种红色高亮度弹性应力发光材料及其制备方法
WO2015053326A1 (ja) * 2013-10-08 2015-04-16 特種東海製紙株式会社 応力発光シート及び応力発光積層体並びにその利用
EP3037879A1 (en) * 2014-12-25 2016-06-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. An agglutinant for pellicle, a pellicle using it and a method for evaluating pellicle
WO2016186203A1 (ja) * 2015-05-21 2016-11-24 大日本印刷株式会社 応力発光シート
WO2016207960A1 (ja) * 2015-06-23 2016-12-29 株式会社日立製作所 応力発光材料およびそれを用いた応力発光体
CN113002205A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 新伟智方有限公司 可变形异质表面复合体及用此的防伪变造装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100775806B1 (ko) * 2006-09-05 2007-11-12 주식회사 성우하이텍 차량용 크래쉬 박스
JP5316378B2 (ja) * 2009-11-17 2013-10-16 大日本印刷株式会社 封緘シール
JP5673939B2 (ja) * 2011-01-19 2015-02-18 大日本印刷株式会社 ホログラムラベル
JP2012150272A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Dainippon Printing Co Ltd ホログラムラベル
JP5760468B2 (ja) * 2011-02-07 2015-08-12 大日本印刷株式会社 偽造防止印刷物
CN102994074A (zh) * 2011-09-19 2013-03-27 中国科学院城市环境研究所 模板法制备单分散多孔长余辉发光纳米材料
FR2999595B1 (fr) * 2012-12-13 2015-11-20 Oberthur Fiduciaire Sas Composition pour usage fiduciaire et document de securite qui en fait usage.
JP5626421B2 (ja) * 2013-07-09 2014-11-19 大日本印刷株式会社 改ざん防止シールならびにシート
JP2013214100A (ja) * 2013-07-09 2013-10-17 Dainippon Printing Co Ltd 改ざん防止シール
JP2013214099A (ja) * 2013-07-09 2013-10-17 Dainippon Printing Co Ltd 改ざん防止シール
JP6137619B2 (ja) * 2013-09-30 2017-05-31 堺化学工業株式会社 応力発光材料用原料組成物、応力発光材料、及びその応用
JP6274619B2 (ja) * 2013-10-29 2018-02-07 特種東海製紙株式会社 細片および偽造防止用紙
WO2015159919A1 (ja) * 2014-04-15 2015-10-22 大日本印刷株式会社 発光用紙、偽造防止媒体および包装容器
US20170355216A1 (en) * 2014-08-01 2017-12-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Luminescent sheet and forgery prevention medium
JP6451936B2 (ja) * 2014-11-21 2019-01-16 大日本印刷株式会社 フォーム用紙
JP6451935B2 (ja) * 2014-11-21 2019-01-16 大日本印刷株式会社 圧着シート
JP6451937B2 (ja) * 2014-11-21 2019-01-16 大日本印刷株式会社 フォーム用紙
JP2015135509A (ja) * 2015-02-26 2015-07-27 大日本印刷株式会社 ホログラムラベル
WO2016152720A1 (ja) * 2015-03-23 2016-09-29 大日本印刷株式会社 ホログラムシート、応力発光シートおよび偽造防止用紙
JP6540207B2 (ja) * 2015-05-08 2019-07-10 大日本印刷株式会社 偽造防止用紙
JP2015221571A (ja) * 2015-06-26 2015-12-10 大日本印刷株式会社 有価証券の真偽検証方法
JP6772445B2 (ja) * 2015-09-29 2020-10-21 大日本印刷株式会社 チューブ容器用積層体、チューブ容器およびチューブ容器用積層体の製造方法
WO2017175743A1 (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 旭硝子株式会社 印刷層を備える屈曲基材、及びその製造方法
JP2017134411A (ja) * 2017-03-17 2017-08-03 大日本印刷株式会社 ホログラムラベル
KR20220033208A (ko) 2020-09-09 2022-03-16 울산과학기술원 가변형 이종 표면 복합체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 위조방지 장치
KR102434848B1 (ko) * 2021-03-02 2022-08-22 엔비에스티(주) 내수성 및 내오염성이 개선된 가변형 이종 표면 복합체의 제조방법 및 이를 이용한 위변조 방지 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003165973A (ja) * 2001-11-30 2003-06-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology メカノルミネッセンス材料
JP2003342903A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 応力発光建材
JP2006116778A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Toppan Forms Co Ltd 真贋判定用物品及び真贋判定装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003165973A (ja) * 2001-11-30 2003-06-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology メカノルミネッセンス材料
JP2003342903A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 応力発光建材
JP2006116778A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Toppan Forms Co Ltd 真贋判定用物品及び真贋判定装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286927A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 応力発光体、その製造方法、それを用いた複合材料及びレベルセンサー
WO2011051712A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 The Governor & Company Of The Bank Of England Security document
JP2012025021A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Dainippon Printing Co Ltd 真贋判定シート
CN103468258A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 青岛大学 一种红色高亮度弹性应力发光材料及其制备方法
CN103468258B (zh) * 2013-09-05 2014-12-24 青岛大学 一种红色高亮度弹性应力发光材料及其制备方法
JP2013254225A (ja) * 2013-09-09 2013-12-19 Dainippon Printing Co Ltd 発光シール
WO2015053326A1 (ja) * 2013-10-08 2015-04-16 特種東海製紙株式会社 応力発光シート及び応力発光積層体並びにその利用
JPWO2015053326A1 (ja) * 2013-10-08 2017-03-09 特種東海製紙株式会社 応力発光シート及び応力発光積層体並びにその利用
EP3037879A1 (en) * 2014-12-25 2016-06-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. An agglutinant for pellicle, a pellicle using it and a method for evaluating pellicle
US9703188B2 (en) 2014-12-25 2017-07-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Agglutinat for pellicle, a pellicle using it and a method for evaluating pellicle
WO2016186203A1 (ja) * 2015-05-21 2016-11-24 大日本印刷株式会社 応力発光シート
WO2016207960A1 (ja) * 2015-06-23 2016-12-29 株式会社日立製作所 応力発光材料およびそれを用いた応力発光体
CN113002205A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 新伟智方有限公司 可变形异质表面复合体及用此的防伪变造装置
CN113002205B (zh) * 2021-03-02 2023-12-22 新伟智方有限公司 可变形异质表面复合体及用此的防伪变造装置

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