专利名称：信息图案载体及信息图案的光学读取方法
技术领域：
本发明涉及印刷有条形码或QR码等信息图案的信息记录介质或管理对象物等信息图案载体及该信息图案的光学读取方法。
背景技术：
近年来，对于各种物品、各种预付卡或通行卡等，通过印刷上条形码或QR码等信息图案，并采用光学读取装置来读取该信息图案，由此进行各种物品、各种预付卡或通行卡的管理或认证检验。在这种情况下，提出了多种安全系统，这些安全系统通过对信息图案实施有防伪处理，并利用光学读取系统读取该信息，来判别信息图案是否是伪造的。在专利文献1中，公开了一种光学读取装置，其通过印刷含有荧光体的条形码等信息图案，对该信息图案照射半导体激光而使荧光体激发，并接受从荧光体发出的荧光而用光学读取装置读取信息图案。在该装置中，在读取时来自半导体激光二极管的激发光和来自荧光体的荧光的波长的峰相互分开，因此只能读取荧光体的发光光谱。在该安全系统中，由于难以伪造荧光体标识和难以伪造读取荧光体标识的技术，因此能够具有比较高的安全性。在专利文献2中，提出了可比采用半导体激光二极管的装置更小型化的、且成本廉价的采用了发光二极管的光学读取系统。该光学读取系统以光学方式读取用非可见油墨印刷的印刷层，荧光体由添加了钕作为活化元素的无机氧化物构成。在该荧光体中，激发荧光体的发光元件的发光中心波长与接受来自印刷层的荧光的受光元件的可受光的波长区域分开。因而，即使在激发光的照射中采用波长宽度比半导体激光二极管宽的发光二极管， 激发光和荧光体的发光也不重合，在读取时通过读取激发光来防止产生误判定。在该技术中，由于信息图案是非可见的，因此除了读取时以外，不会注意到信息图案的存在，从而具有高的安全性。再有，在专利文献3中，公开了含有金属粒子的光数据载体，其中，由作为照射吸收的结果的热膨胀所引起的数据载体的体积增加成为所吸收的光向长波长位移的原因。专利文献1 日本特开2001-52108号公报专利文献2 日本特开平6-274677号公报专利文献3 日本特开2008-512807号公报
发明内容
发明要解决的课题在专利文献1的光学读取装置中，采用半导体激光二极管作为光源，因此光源的驱动电路复杂且大型化，使光学读取装置的成本高涨。此外，本申请发明者就专利文献2的光学读取系统进行了测试，结果是，发生不能读取的情况较多。认为这是因为发光二极管与半导体激光二极管相比光的强度弱，不能得到充分的激发，因而荧光体的发光弱；另外因光的强度弱而难以检测出荧光体的发光，不能避免检测出激发光。因此，期待能够更明确地读取信息图案的手段。因而，本申请发明者对下述印刷层及光学读取方法进行了锐意的探索，所述印刷层及光学读取方法能够形成可采用发光二极管的光作为激发光、可实现小型化、且成本廉价的光学读取系统，并且荧光体所发出的光强，且能够接受通过与专利文献1不同的方法由激发光所激发的印刷层(信息图案)发出的光，并能够回避激发光的受光。另外，本申请发明者着眼于专利文献3的热膨胀所引起的波长向长波长侧位移， 并反复进行了下述思索，即，在读取时将上述向长波长侧位移用于激发光的受光的回避，且对非可见的信息图案而言获得更高的安全性。本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于对于肉眼不能辨识地形成在信息记录介质或管理对象物等信息图案载体上的条形码或QR码等信息图案，提供一种信息图案载体及信息图案的光学读取方法，它们在读取时能够明确地读取，而且即使注意到信息图案的存在，恶意开发能解读该信息图案的信息这样的光学读取装置也是非常困难的，其能够实现高的安全系统，且能够实现提供高质量保证的非可见的可追溯性。用于解决课题的手段本发明的信息图案载体具备使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨形成的信息图案、和覆盖形成在信息图案上并将该信息图案非可见化的掩模。信息图案的构成为 以在照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光线时，半导体量子点热膨胀而发出具有向长波长侧位移了的波长的光。另外，本发明的信息图案载体具备信息图案，所述信息图案是使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨形成的，并通过形成与信息记录介质或管理对象物的底色或基底着色层的颜色相同的颜色而被非可见化。信息图案的构成为以在照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光线时，半导体量子点热膨胀而发出具有向长波长侧位移了的波长的光。信息记录介质或管理对象物等信息图案载体具有通过着色油墨印刷在其上并以非可见状态形成的信息图案。对于该信息图案，在读取时，通过激发光线激发半导体量子点，使其热膨胀，并接受此时所发出的向长波长侧位移了的波长的光，进行信息的解读。因此，在制造载体时，由于信息图案是可见的，因此容易形成图案，在制造后信息图案为非可见的，因此除了读取时以外不会注意到信息图案的存在。在读取信息图案时，核/壳型半导体量子点进行强的发光，其发出的光的波长因热膨胀而发生位移，从而使波长区域远离激发光，因此不会读取激发光，而明确地读取信息。另外，由于发出的光的波长发生位移，因此难以模仿读取装置。由于通过着色油墨可提高由激发光的照射产生的热的吸收性，温度容易变化，因此半导体量子点容易热膨胀。关于着色油墨，也难以进行简单的模仿和制造，从而能够提高安全性。所以，能够在补偿肉眼不能辨识信息图案的处理的同时，还能够利用可解读位移后的波长的光学读取装置进行信息图案的可靠的信息解读。优选着色油墨被染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料中的任何一种着色材料着色。通过采用这些着色材料，且利用浓度的调节，可以在不阻碍激发光对半导体量子点的照射的情况下容易地获得吸收可见光的着色。优选核/壳型半导体量子点以Cdk/ZnS作为核。由于其在着色油墨中能够良好地分散，不产生凝聚，因此作为油墨的使用是良好的，从而能够良好地印刷信息图案。
还优选核/壳型半导体量子点为以下(a) (f)中的任一种。通过采用这些半导体量子点，可恰当地得到强的发光和由半导体量子点的热膨胀所形成的波长的位移。(a)以在纳米粒子中添加了 Te的材料作为核，以ZnS纳米粒子作为壳；(b)以(211(1-2) / 作为核或壳；(c)以含有Mn离子的ZnS纳米粒子作为核；(d)以ZnS纳米粒子作为核；(e)以Zn-h-Ag-S系半导体纳米粒子作为核；(f)以硅纳米粒子作为核或壳。还优选核/壳型半导体量子点为以下(g)、(h)中的任一种。由于铒的热膨胀率高，因此在使半导体量子点热膨胀时，通过较大地膨胀而使波长的位移增大。因此，能够更明确地读取信息，从而能够提高安全性。(g)以硅纳米粒子作为核，以铒作为壳；(h)以铒作为核，以硅纳米粒子作为壳。此外，本发明的光学读取方法是信息图案的光学读取方法，所述信息图案是通过使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨而形成在信息记录介质或管理对象物上的，并通过在其上形成掩模而被非可见化，在所述光学读取方法中，通过对该信息图案照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光线，使半导体量子点热膨胀；从热膨胀后的半导体量子点发出具有向长波长侧位移了的波长的光；通过对位移了的长波长侧部分具有灵敏度的光传感器接受发出的光，并读取信息图案。本发明的另一光学读取方法是信息图案的光学读取方法，所述信息图案是通过使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨而形成在信息记录介质或管理对象物上的，并通过形成与其底色或基底着色层的颜色相同的颜色而被非可见化，在所述光学读取方法中， 通过对该信息图案照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光线，使半导体量子点热膨胀；从热膨胀的半导体量子点发出具有向长波长侧位移了的波长的光；通过对位移了的长波长侧部分具有灵敏度的光传感器接受发出的光，并读取信息图案。对于通过着色油墨在信息记录介质或管理对象物等信息图案载体上印刷的为非可见状态的信息图案，在读取时，通过用激发光线激发半导体量子点，使其热膨胀，接受此时发出的向长波长侧位移了的波长的光，进行信息的解读。如此，在读取时，通过核/壳型半导体量子点进行强的发光，其发出的光的波长因热膨胀而位移，从而使波长区域远离激发光，因此不会读取激发光，而明确地读取信息。另外，由于发出的光的波长发生位移，因此难以模仿读取装置。由于通过着色油墨可提高由激发光的照射产生的热的吸收性，温度容易变化，因此半导体量子点容易热膨胀。对于着色油墨，也难以进行简单的模仿和制造，从而能够提高安全性。所以，能够补偿肉眼不能辨识信息图案的处理，并且还能够通过可解读位移后的波长的光学读取装置进行信息图案的可靠的信息解读。优选着色油墨被染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料中的任何一种着色材料着色。通过采用这些着色材料，并利用浓度的调节，可以在不阻碍激发光对半导体量子点的照射的情况下容易地获得吸收可见光的着色。优选核/壳型半导体量子点以Cdk/ZnS作为核。由于其在着色油墨中能够良好地分散，不产生凝聚，因此作为油墨的使用是良好的，从而能够良好地印刷信息图案。
还优选核/壳型半导体量子点为以下(a) (f)中的任一种。通过采用这些半导体量子点，可恰当地得到强的发光和由半导体量子点的热膨胀产生的波长的位移。(a)以在纳米粒子中添加了 Te的材料作为核，以ZnS纳米粒子作为壳；(b)以(Zn (1-2X) InxAgxS)作为核或壳；(c)以含有Mn离子的ZnS纳米粒子作为核；(d)以ZnS纳米粒子作为核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半导体纳米粒子作为核；(f)以硅纳米粒子作为核或壳。还优选核/壳型半导体量子点为以下(g)、(h)中的任一种。由于铒的热膨胀率高，因此在使半导体量子点热膨胀时，通过较大地膨胀而使波长的位移增大。因此，能够更明确地读取信息，从而能够提高安全性。(g)以硅纳米粒子作为核，以铒作为壳；(h)以铒作为核，以硅纳米粒子作为壳。发明效果根据本发明的信息图案载体及光学读取方法，对于利用着色油墨印刷在信息记录介质或管理对象物等信息图案载体上的、并通过掩模或通过与载体为相同颜色的着色油墨而被非可见化的信息图案，在读取时通过用激发光线激发半导体量子点，使其热膨胀，并接受此时发出的向长波长侧位移了的波长的光，进行信息的解读。因此，在制造后，由于信息图案是非可见的，因此除了读取时以外不会注意到信息图案的存在。在读取时，通过核/壳型半导体量子点进行强的发光，且其发出的光的波长因热膨胀而位移，从而使波长区域远离激发光，因此不会读取激发光，而明确地读取信息。另外，由于发出的光的波长位移，因此难以模仿读取装置。由于通过着色油墨可提高由激发光的照射产生的热的吸收性，温度容易变化，因此半导体量子点容易热膨胀。对于着色油墨，也难以进行简单的模仿和制造，从而能够提高安全性。所以，能够在补偿肉眼不能辨识信息图案的处理的同时，还能够通过可解读位移的波长后的光学读取装置进行信息图案的可靠的信息解读。
图1是用于实施第1实施方式的光学读取方法的读取装置的概略图。图2是表示通过激发室温的半导体量子点而发出的光的波长与强度的关系的曲线图。图3是表示通过使半导体量子点膨胀、激发而发出的光的波长与强度的关系的曲线图。图4是用于实施第2实施方式的光学读取方法的读取装置的概略图。图5是用于实施第3实施方式的光学读取方法的读取装置的概略图。图6是有关第3实施方式的光学读取方法，表示通过使半导体量子点热收缩、激发而发出的光的波长与强度的关系的曲线图。符号说明1、IA读取装置10AU0B信息记录卡
11信息记录介质
IlAUlB信息图案载体
12信息图案
13 掩模(mask)
14基底印刷层
15发光二极管
16U6A光传感器
17信息判定部
2光学读取机构
3冷却机构
Hl激发光
H2通过激发而发出的光线
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的信息图案载体及光学读取方法的实施方式进行说明。[第1实施方式]图1是本实施方式的信息图案载体及用于实施光学读取方法的读取装置的概略图。读取装置1读取信息记录卡IOA的信息，其概略构成具备发光二极管15和光学读取机构2。信息记录卡IOA具备信息记录介质11和该信息记录介质11上的信息图案载体 IlA0信息图案载体IlA具备经过印刷的可见条形码或QR码等信息图案12以及掩模印刷体13，所述掩模印刷体13通过在印刷该信息图案12之后在信息图案12上进行重叠印刷而使该信息图案12成为非可见的。信息记录卡IOA为记录有信息的卡状物，例如适用于现金卡、各种预付卡、电话卡、通行卡、健康保险证等。信息记录介质11为信息记录卡IOA的本体，是在其上印刷有信息图案12的介质。 该信息记录介质11由分散、保持有氧化钛等白色颜料的氯乙烯系片材等构成，可采用具有反射红外线、可见光及紫外线的性质的材料。信息图案12通过使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨印刷在信息记录介质11上而形成。在本实施方式中，着色油墨含有半导体量子点和着色材料及用于分散保持它们的粘合剂。半导体量子点为纳米尺寸的半导体的微细粒子。核/壳型指的是用外侧的材质的壳覆盖内侧的材质的核的类型。在本实施方式中，采用CdSe/a^e的核/壳型半导体量子点ο着色材料是吸收可见光的材料。作为着色材料，可采用染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料中的任何一种，设置成以着色材料不阻碍所述激发光线对所述核/壳型半导体量子点的照射的限度的浓度而含有。通过采用这些着色材料、并调节浓度，可容易地得到不阻碍照射的状态和吸收可见光的着色。作为着色材料，特别是如果采用颜料，则与采用染料、无色染料相比，令着色具有耐久性及耐气候性，但如果颜料的粒径增大而超过1 μ m，则颜料发挥本来的遮光性而遮断光，阻碍对油墨中所含的半导体量子点的照射。如果颜料的粒径为亚微米(低于1 μ m)，优选粒径一致为0. 6 0. 8 μ m的范围，则如滤色器那样能够保有透光性，因此在设置成除黑色以外的有色油墨的情况下，特别优选适量采用粒径为0. 6 0. 8 μ m范围的颜料。在本实施方式中，着色油墨通过采用炭黑作为着色材料而制成黑墨。通过在信息图案12上形成不透明的掩模13，该信息图案被形成为非可见的。这里，所谓非可见指的是眼睛大致不能看到或完全不能看到(包含所谓的不可见)。在本实施方式中，掩模13通过用与信息图案12相同的颜色在一个表面上对图案进行全面涂布的掩模印刷来形成。作为掩模印刷，为了不阻碍利用激发光Hl对信息图案12 的激发，采用不吸收或不遮断激发光Hl这样的印刷。具体而言，作为不吸收激发光Hl的印刷用的着色材料，有染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料等。特别是，优选将浓度规定为采用炭黑制成黑墨而不能辨识信息图案12的程度。在掩模印刷上形成隐蔽膜(未图示)， 以使形成掩模印刷的油墨不脱落。信息记录卡IOA形成相对于发光二极管15及光传感器16可相对且直线地扫描移动的构成。本实施方式中，扫描移动利用光学读取机构2中具备的机械机构(未图示)来实施，但也可以利用手动操作来实施。发光二极管15用于对信息图案12中所含的核/壳型半导体量子点照射激发光 HI。作为激发光H1，以使能量高于半导体量子点的带隙的方式选择发光二极管15。在本实施方式中，通过照射激发光Hl来激发信息图案12中所含的核/壳型半导体量子点，同时还引起半导体量子点的热膨胀。光学读取机构2具备光传感器16和信息判定部17。光传感器16用于接受通过激发信息图案12中所含的核/壳型半导体量子点而发出的光线H2。光传感器16必须对以含有核/壳型半导体量子点的信息图案12发生热膨胀的状态向长波长侧位移而发出的光的长波长侧部分的波长具有灵敏度，具体而言对图3所示的长波长侧的范围Y具有灵敏度。在本实施方式中，采用光电二极管作为光传感器16。光传感器16以在信息图案12的温度上升所需的时间经过的期间可接受来自信息图案12的发出的光的方式构成。具体而言，其构成为能够用例如朝向信息图案12的放射温度传感器对将信息图案12加热前的温度及加热后的温度进行测定，且能够测定从被加热前的温度(例如15°C 30°C )到被加热后的温度(例如60°C 85°C )的时间，在该时间进行受光。信息判定部17对通过光传感器16接受光而得到的电信号(矩形信号)进行放大， 形成与信息图案12的码信息对应的电码信息信号。关于本实施方式的光学读取方法，如果将具有通过掩模印刷13而成为非可见的信息图案12的信息记录卡IOA由机械机构载置或送到规定位置，则发光二极管15发光，对于信息图案12，照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光HI。激发光Hl激发半导体量子点，并且通过对信息图案12进行加热而使半导体量子点热膨胀。被激发的半导体量子点因热膨胀而发出波长发生了位移的光。具体而言，如果以未热膨胀的状态激发包含粒径不同的Cdk/ZnSe的核/壳型半导体量子点，则在发光时如图2所示，各个不同粒径发出波长不同的多种光。另一方面，如果以热膨胀后的状态激发， 则如图3所示，发出波长向长波长侧大大位移的光。再有，在核/壳型半导体量子点的核粒子由单一的粒径构成时，波长因热膨胀而向长波长侧大位移的关系也相同。由于半导体量子点为CdSe/a^e的核/壳型，因此得到的发光特别强。由对长波长侧部分Y具有灵敏度的光传感器16接受半导体量子点发出的光，并转换成电信号。信息判定部17将该电信号图形化，通过核对是否能读取信息图案12以及核对信息图案12的码信息是否与记录在数据库中的数据一致来判定信息图案12的真伪。根据本实施方式，能够通过通常的廉价的发光二极管15来激发信息图案12，且能够从半导体量子点发出强光(量子尺寸效应)。此外，半导体量子点伴随着热膨胀被激发， 发出的光向长波长侧偏移，因此激发光和发光光不重合，能够明确检测出信息图案，并能够用通常的廉价的硅系光电二极管等受光元件高灵敏度地进行检测。光学读取装置1由于半导体量子点的发光向长波长侧位移而发光，因此形成通过用对长波长侧部分具有灵敏度的光传感器接受发出的光而进行信息解读的构成。因此，难以模仿和制造光学读取装置，能够实现可提供高安全性或品质保证的光学读取方法。其结果是，能够防止信用卡、现金卡、电话卡、ID卡、学生证、贴票卡及积分卡等的伪造、假造及篡改，同时还可进行系统的小型化及节省空间化，并能够实现非可见的可追溯性。在信息记录介质11上以非可见的状态形成条形码或QR码等信息图案，该信息图案不能以肉眼辨识。此外，即使万一假如熟知IT技术的有恶意的人或组织从信息记录介质 11的表面的印刷膜的微小的隆起而注意到信息图案的存在，也难以模仿制造本实施方式的油墨。另外，即使分析出信息图案的发光源为核/壳型半导体量子点，并据此开发了通过接受由半导体量子点的通常激发而发出的光来进行信息解读的读取装置，由于发出的光的波长向长波长侧偏移，因此也不能像这样利用通常的读取装置来进行信息图案的信息解读。再有，在通过着色油墨将信息图案12印刷在信息记录介质11上时，信息图案12 为可见的，因此容易确认所印刷的图案。在读取时，着色油墨吸收可见光，因此通过激发光的照射而使信息图案12的温度变得容易上升，半导体量子点容易热膨胀。特别是在本实施方式中，由于采用颜料，因此由激发光照射产生的热的吸收性良好。关于着色油墨的组成， 由于简单的模仿和制造是困难的，因此从该点考虑，也能够实现高安全性。特别是在本实施方式中，由于采用了用粒径为亚微米的颜料进行了着色的油墨来印刷信息图案12，因此能够实现可得到在颜色方面具有高耐气候性、耐退色性的信息图案12，与核/壳型半导体量子点的化学稳定性高相结合，还可以实现长时间提供高的品质保证的系统。此外，由于采用 CdSe/ZnS的核/壳型半导体量子点作为着色油墨，因此能够使用通过甲苯等良好地分散而不产生凝聚，作为油墨的使用良好，且可以良好地印刷信息图案。再有，作为本实施方式的变更方式，也可以在读取装置中设置用于使半导体量子点热膨胀的加热机构。例如，作为加热机构，也可以设置电加热器，用于对信息记录卡10的下部、且印刷有信息图案12的背侧赋予高热，使信息图案12的半导体量子点热膨胀。此外， 作为加热机构，也可以设置对信息图案12照射热线(红外线等)的机构。通过这些机构， 能够可靠地对信息图案12的半导体量子点进行加热，使其热膨胀，从而能够更有效地得到发光的位移。为了易于产生由激发光产生的半导体量子点的热膨胀，也可以形成下述构成经由聚光透镜将发光二极管15的激发光Hl进行聚光，并照射在信息图案12上。关于发光二极管15，也可以选择高功率的发光二极管，也可以使用多个发光二极管进行照射，或者也可以将发出红外线的发光二极管和发出紫外线的发光二极管并用。代替信息记录介质11，也可以以读取除卡状以外的物体的管理对象物的信息图案的方式构成。作为管理对象物，有除卡以外的商品，即作为信息图案12而印刷有条形码或 QR等的商品，例如书籍的书脊衬纸、或贴有印刷了信息图案12的封印(seal)的商品等。(第2实施方式)图4是用于实施第2实施方式的光学读取方法的读取装置的概略图。本实施方式的信息记录卡IOB具备信息图案载体11B，信息图案载体IlB具备信息记录介质(或管理对象物)11、印刷在信息记录介质11上但没有形成信息图案的基底印刷层14和印刷在信息记录介质11上的条形码或QR码等信息图案12。再有，对于与第1实施方式重复的部分，标注相同的符号，并省略说明。在本实施方式中，通过将信息图案12的颜色和比信息图案12先基底印刷在信息记录介质11上而得到的基底着色印刷层14的颜色规定为相同颜色，使信息图案12非可见化。这里，作为信息图案12中使用的着色油墨，使用颜色与基底印刷层14相同的着色油墨。 也就是说，在基底印刷层14和信息图案12都使用了粒径为亚微米的炭黑的颜料。根据本实施方式，能够在读取时以外对以非可见的状态处理信息图案12进行补偿，并且在读取时，由于着色油墨吸收可见光，因此通过照射激发光而使信息图案12的温度容易上升，半导体量子点容易热膨胀，可进行读取。此外，关于着色油墨的组成，由于难以进行简单的模仿和制造，因此从该点考虑，也能够实现高安全性。作为本实施方式的变更方式，也可以省略基底印刷层14，通过使信息图案12的颜色与信息记录介质11或管理对象物的印刷有信息图案12的一面的底色的颜色相同，从而将信息图案12形成非可见的状态。例如，也可以采用与混炼在信息记录卡IOB的原材料中的颜料相同的着色材料作为信息图案12的着色油墨，在信息记录卡IOB上直接印刷信息图案12。(第3实施方式)图5是用于实施第3实施方式的光学读取方法的读取装置的概略图。在本实施方式的读取装置IA中，设有通过对半导体量子点进行冷却而使半导体量子点热收缩的冷却机构3。再有，对于与第1实施方式重复的部分，标注相同的符号，并省略说明。对于冷却机构3，在本实施方式中，其是对信息图案12进行冷却、进而对半导体量子点进行冷却的机构。这里，冷却机构3为电冷却器，其邻接或可接触地设在信息记录介质 11的没有印刷信息图案12的一侧的面上，可冷却到-10 0°C的温度。作为光学读取机构2A具备的光传感器16A，采用对从图2所示的波长区域到偏向短波长侧的范围即图6所示的私表示的波长区域具有灵敏度的光传感器。在本实施方式中，如果将具有信息图案12的信息记录介质10载置或送到规定位置，则冷却机构3对信息图案12进行冷却，使半导体量子点热收缩。然后，发光二极管15 发光，对信息图案12照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光HI。与从没有热收缩时的半导体量子点发出的光的波长(图i)相比，热收缩后的该半导体量子点发出具有向图6 所示的短波长侧位移的波长的光。采用对长波长侧部分私具有灵敏度的光传感器16A接受该发出的光，产生电信号。信息判定部17将该电信号图形化，通过核对是否能读取信息图案12以及核对信息图案12的码信息是否与记录在数据库中的数据一致来判定信息图案12的真伪。根据本实施方式，以伴随热收缩的方式激发信息图案12的发光源即核/壳型半导体量子点，由于此时的发出的光向短波长侧位移，因此是通过采用对该短波长侧部分具有灵敏度的光传感器来接受该发出的光后进行信息解读的构成，因而是只有通过特殊的光学读取装置来解读信息的构成，能够实现可提供更高的安全性或品质保证的系统。再有，作为本实施方式的变更方式，冷却机构3也可以是在不破坏信息图案12及信息记录介质11的范围内吹送低温空气或低温气体的机构。本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离权利要求书中记载的发明要旨的范围内进行的各种设计变更都包含在本发明的技术范围内。例如，在上述的实施方式中，采用了 CdSe/a^e的核/壳型半导体量子点，但也可以通过含有以下的核/壳型半导体量子点的可见油墨印刷安全信息。(a)以在纳米粒子中添加了 Te的材料作为核，以ZnS纳米粒子作为壳的核/ 壳型半导体量子点；(b)核/壳型半导体量子点是以含有Mn离子的ZnS纳米粒子作为核的核/壳型半导体量子点；(c)通过将含有&12+、h3+及Ag+的硫醇络合物热分解而掺杂了 h3+及Ag+的SiS 纳米粒子(Zn(Hx)InxA^iS)的核/壳型半导体量子点；(d)核含有Mn离子的ZnS纳米粒子的核/壳型半导体量子点；(e)以Si-In-Ag-S系半导体纳米粒子作为核的核/壳型半导体量子点；或(f)以硅纳米粒子作为核或壳的核/壳型半导体量子点。此外，可见油墨中含有的核/壳型半导体量子点也可以是以下的核/壳型半导体量子点(g)以硅纳米粒子作为核、以铒作为壳的核/壳型半导体量子点；或(h)以铒作为核、以硅纳米粒子作为壳的核/壳型半导体量子点。铒的热膨胀率在20°C时为7. 6X10_6/°C，由于这相当于在20°C时为2. 5X 10_6/°C的硅的热膨胀率的大约 3倍，因此采用铒在实现由膨胀产生的波长的位移方面是最优选的。在以硅纳米粒子作为核、以铒纳米粒子作为壳时，优选硅纳米粒子为1.9nm 4. 3nm、铒纳米粒子为1. 9nm 4. 3nm。再有，对于以硅纳米粒子作为核、以铒纳米粒子作为壳的半导体量子点，如果在将该半导体量子点分散在水中，在22°C 90°C的范围将水温加热后，照射波长325nm的激发光，则确认可从半导体量子点发出波长720 740nm的光。此外，在以铒纳米粒子作为核、以硅纳米粒子作为壳时，优选铒纳米粒子为 1. 9nm 4. 3nm、硅纳米粒子为1. 9nm 4. 3nm。再有，对于以铒纳米粒子作为核、以硅纳米粒子作为壳的半导体量子点，如果在将该半导体量子点分散在水中，在22°C 90°C的范围将水温加热后，照射波长325nm的激发光，则确认可从半导体量子点发出波长720 740nm的强光。此外，如果形成将采用表面掺杂了氧的硅纳米粒子、或内部被氧化的氧化硅纳米粒子作为核或壳、采用铒作为壳或核的核/壳型半导体量子点，则放射更强的光，因此是优选的。另外，作为以硅纳米粒子作为核的核/壳型半导体量子点，也可以采用多个烃基与硅纳米粒子内的各个Si原子结合、并用烃基覆盖Si原子表面的半导体量子点。该半导体量子点能够防止发光波长及发光效率的降低，通过紫外线激发能够发出可见光。此外，能够根据Mg2Si和SiCl4(四氯化硅)的反应条件来调整粒径，因此是优选的。本发明除了能够用于判定各种卡的真伪以外，还能够用于追踪制品项目的可追溯性的可见信息的读取。再有，本发明并不排除以半导体激光二极管作为激发光的光源。产业上的可利用性本发明能够防止卡或证书的伪造、假造及篡改，同时可进行系统的小型化及节省空间化，能够实现非可见的可追溯性，能够广泛贡献于需要信息保持的领域。
权利要求
1.一种信息图案载体，其具备使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨形成的信息图案、和覆盖形成在该信息图案上并将该信息图案非可见化的掩模，所述信息图案载体的特征在于所述信息图案的构成为在照射能量比所述半导体量子点的带隙高的激发光线时，所述半导体量子点热膨胀而发出具有向长波长侧位移了的波长的光。
2.一种信息图案载体，其具备信息图案，所述信息图案是使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨形成的，并通过形成与信息记录介质或管理对象物的底色或基底着色层的颜色相同的颜色而被非可见化，所述信息图案载体的特征在于所述信息图案的构成为 在照射能量比所述半导体量子点的带隙高的激发光线时，所述半导体量子点热膨胀而发出具有向长波长侧位移了的波长的光。
3.根据权利要求1或2所述的信息图案载体，其特征在于所述着色油墨被染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料中的任何一种着色材料着色。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的信息图案载体，其特征在于所述核/壳型半导体量子点以Cdk/ZnS作为核。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的信息图案载体，其特征在于所述核/壳型半导体量子点为以下(a) (f)中的任一种(a)以在纳米粒子中添加了Te的材料作为核，以ZnS纳米粒子作为壳；(b)以(Zn(1-2X) InxAgxS)作为核或壳；(c)以含有Mn离子的ZnS纳米粒子作为核；(d)以ZnS纳米粒子作为核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半导体纳米粒子作为核；(f)以硅纳米粒子作为核或壳。
6.根据权利要求1 4中任一项所述的信息图案载体，其特征在于所述核/壳型半导体量子点为以下(g)、(h)中的任一种(g)以硅纳米粒子作为核，以铒作为壳；(h)以铒作为核，以硅纳米粒子作为壳。
7.一种光学读取方法，其是信息图案的光学读取方法，所述信息图案是使用含有核/ 壳型半导体量子点的着色油墨而形成在信息记录介质或管理对象物上的，并通过在其上形成掩模而被非可见化，所述光学读取方法的特征在于通过对所述信息图案照射能量比所述半导体量子点的带隙高的激发光线，使所述半导体量子点热膨胀；从该热膨胀后的半导体量子点发出具有向长波长侧位移了的波长的光；通过对该位移了的长波长侧部分具有灵敏度的光传感器接受所述发出的光，并读取所述信息图案。
8.一种光学读取方法，其是信息图案的光学读取方法，所述信息图案是通过使用含有核/壳型半导体量子点的着色油墨而形成在信息记录介质或管理对象物上的，并通过形成与其底色或基底着色层的颜色相同的颜色而被非可见化，所述光学读取方法的特征在于 通过对所述信息图案照射能量比所述半导体量子点的带隙高的激发光线，使所述半导体量子点热膨胀；从该热膨胀后的半导体量子点发出具有向长波长侧位移了的波长的光；通过对该位移了的长波长侧部分具有灵敏度的光传感器接受所述发出的光，并读取所述信息图案。
9.根据权利要求7或8所述的光学读取方法，其特征在于所述着色油墨被染料、无色染料或粒径为亚微米的颜料中的任何一种着色材料着色。
10.根据权利要求7 9中任一项所述的光学读取方法，其特征在于所述核/壳型半导体量子点以Cdk/ZnS作为核。
11.根据权利要求7 10中任一项所述的光学读取方法，其特征在于所述核/壳型半导体量子点为以下(a) (f)中的任一种(a)以在纳米粒子中添加了Te的材料作为核，以ZnS纳米粒子作为壳；(b)以(Zn(1-2X) InxAgxS)作为核或壳；(c)以含有Mn离子的ZnS纳米粒子作为核；(d)以ZnS纳米粒子作为核；(e)以Ζη-h-Ag-S系半导体纳米粒子作为核；(f)以硅纳米粒子作为核或壳。
12.根据权利要求7 10中任一项所述的光学读取方法，其特征在于所述核/壳型半导体量子点为以下(g)、(h)中的任一种(g)以硅纳米粒子作为核，以铒作为壳；(h)以铒作为核，以硅纳米粒子作为壳。
全文摘要
本发明提供一种信息图案载体，其通过在利用着色油墨形成的信息图案(12)上形成掩模(13)或者通过将着色油墨的颜色规定为与信息记录介质(11)的底色或基底着色印刷部的颜色相同，从而使信息图案(12)成为非可见的。如果将具有信息图案(12)的信息记录介质(11)载置或送到规定位置，则通过从发光二极管(15)向信息图案(12)照射能量比半导体量子点的带隙高的激发光(H1)，使半导体量子点热膨胀。然后，从热膨胀后的半导体量子点发出具有向长波长侧位移了的波长的光；通过对位移了的长波长侧部分具有灵敏度的光传感器(16)接受该发出的光，并通过信息判定部(17)读取信息图案(12)。
文档编号G06K19/06GK102282568SQ20108000470
公开日2011年12月14日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月19日
发明者中西干育 申请人:都市电气株式会社