固体照明合成物及びシステム
本発明は、照明技術に関し、特に固体照明技術に関する。一実施形態では、本発明は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、放射線透過誘電性材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの燐蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に配置された合成層とからなる照明装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明技術に関し、特に固体照明技術に関する。
【０００２】
［関連出願へのリファレンス］
本出願はここに、２００６年１１月１日に出願された米国仮特許出願番号第６０／８５５，８２４への３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．セクション１１９の下での優先権を主張し、それはここに引用によって組み込まれる。
【０００３】
［政府ライセンス権利の声明］
この発明は、国防総省―米国空軍科学研究局（ＡＦＯＳＲ）許可番号ＦＡ９５５０−０４−１−０１６１の援助によってなされた。連邦政府は、この発明に何らかのライセンス権利を保持し得る。
【背景技術】
【０００４】
現在利用可能な照明システムには、白熱、蛍光、ハロゲン、及び高強度放電光源が含まれる。これらの照明光源に基づいた照明システム内には不利点があり、多くは効率に関する。現在、照明的応用において消費される電気エネルギーの約３０パーセントだけが結果として光の発生をもたらす。電気エネルギーの残りは、発熱のような非放射性プロセスによって浪費される。例えば白熱光源は、全照明エネルギーの４５パーセントを消費するが、生成された光の総計の１４パーセントのみを発生する。しかも、蛍光灯は白熱光源よりも約４倍効率的なだけで、やはり固有のエネルギー損失を被る。
【０００５】
現行の照明システムの不利を克服する試みとして新しい照明技術が開発されている。そのような技術の一つは、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づくものである。一般に、発光ダイオードは半導体材料から構築され、バイアスをかけられた時に放射を放出する。使用された半導体材料により、放出された放射は電磁スペクトルの紫外線、可視、又は赤外線領域内に入ることができる。発光ダイオードは、拡大された寿命、削減された熱発生、及び素早い照明時間という利点を供する。にもかかわらず、発光ダイオードの不利点には、温度依存性性能特性、一方向光出力、及び狭い放出帯域が含まれる。発光ダイオードの狭い放出特性は、白色光源を作成するためには放出プロファイルが変えられたいくつかのダイオードが束ねられることを要求する。白色光源を作成するのに発光ダイオードを束ねることは高価であり、多くの照明的応用においてそれらの使用をコスト的に無理なものとする。
【０００６】
前述した不利点に鑑みて、白熱、蛍光、ハロゲン、高強度放電、及び発光ダイオード技術に基づいた照明システムへの代替物を供する照明合成物及びシステムを提供することが望ましいであろう。加えて、そのような照明合成物及びシステムの製造方法を提供することも望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００７】
一側面では、本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムを提供する。加えて、本発明は、照明用途のための固体合成物及びシステムの製造方法、及び電磁放射を生成する方法を提供する。本発明の照明合成物、装置及びシステムは、白熱光、蛍光及びＬＥＤの現在の照明光源への代替物を提供する。
【０００８】
一実施例では、本発明は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む照明装置を提供する。ここで使用される蛍光体は、励起状態から放射的に緩和するあらゆる化学種を指す。しかも、ここで使用される放射線透過性は、電磁スペクトルの可視、赤外線及び／又は紫外線領域において少なくとも部分的に放射を通過させる能力を指す。いくつかの実施例では、放射線透過材料は、最小の吸収及び／又は他の干渉でもって可視電磁放射を通過させることができる。
【０００９】
いくつかの実施例では、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む。いくつかの実施例では、第１電極も放射線透過性である。
【００１０】
本発明の照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、同じ材料を含む。他の実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、異なる材料を含む。本発明のいくつかの実施例によると、合成層には、任意の方法で配置された任意の数の誘電体層が示され得る。誘電体層は独立に複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を含む。
【００１１】
本発明の照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過非誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過性の非誘電体材料は、共役高分子、半導体高分子、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過性の非誘電体材料中に設けられた蛍光体は、誘電体コーティングを含む。
【００１２】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、合成層と第１電極及び／又は第２電極の間の一つ以上の放射線透過性の誘電体層をさらに含む。いくつかの実施例では、放射線透過性の誘電体層は、照明装置の絶縁破壊を防止又は抑制するバッファ層としての役割を果たす。
【００１３】
いくつかの実施例では、放射線透過性の誘電体バッファ層を、照明装置の合成層中に設けることができる。一実施例では、例えば、放射線透過性の誘電体バッファ層を、第１放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の電界凝集体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の蛍光体を含む第２層との間に配置することができる。他の実施例では、放射線透過性の誘電体バッファ層を、放射線透過性の第１誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体を含む第１層と、放射線透過性の第２誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第２層との間に設けることができる。
【００１４】
他の実施例では、本発明は、少なくとも一つの照明装置と、照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路を含む照明システムを提供する。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに提供される照明装置のいずれかを含むことができる。本発明の照明システムの一実施例では、例えば、少なくとも一つの照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とからなり、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、複数の電気回路が少なくとも一つの照明装置に接続される。
【００１５】
本発明のいくつかの実施例によると、照明システムは、少なくとも一つの電気回路に接続された複数の照明装置を含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【００１６】
いくつかの実施例によると、本発明の照明システムは、一つ又は複数の照明装置のためのハウジング及び／又は固定物をさらに含む。いくつかの実施例では、ハウジング及び／又は固定物は、保護カバー、パネル、タイル、フレーム及び／又は他の囲いを含む。
【００１７】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、公称値１２０ＶＡＣ＋／−１０％の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１０ＶＡＣから２２０ＶＡＣの範囲の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である。
【００１８】
しかも、いくつかの実施例では、印加されたＶＡＣによってもたらされる電界の周波数は、約１６Ｈｚから約１６０００Ｈｚの範囲である。他の実施例では、電界の周波数は、約５０Ｈｚ又は約６０Ｈｚである。他の実施例では、電界の周波数は、約２００Ｈｚ又は約４００Ｈｚである。さらなる実施例では、電界の周波数は、約８００Ｈｚ又は約１２００Ｈｚである。一実施例では、電界の周波数は、約１６００Ｈｚである。
【００１９】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、約５Ｖから約１０００Ｖ又は約１００Ｖから約５００Ｖの範囲のＤＣ動作電圧を受けて動作可能である。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１２ＶのＤＣ動作電圧を有する。
【００２０】
他の側面では、本発明は、照明装置及びシステムの製造方法を提供する。一実施例では、照明装置の製造方法は、第１電極を提供することと、放射線透過性の第２電極を提供することと、合成層を提供ことと、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む合成層を、第１電極と第２電極との間に設けることとを含む。いくつかの実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む。他の実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体を第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を第１層に隣接する第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けることとを含む。
【００２１】
いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を提供することと、少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに提供される照明装置のいずれかを含むことができる。一実施例では、照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極の間に配置された合成層とからなり、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、照明装置は、複数の電界凝集体と複数の蛍光体を含む。いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を複数の電気回路に接続することを含む。
【００２２】
他の実施例では、照明システムの製造方法は、本発明の照明装置を複数提供することと、複数の照明装置の各々を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【００２３】
さらなる側面では、本発明は、電磁放射を生成する方法を提供する。一実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。他の実施例では、電磁放射を生成する方法は、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に配置された少なくとも一つの電界凝集体と第二の放射線透過性の誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。
【００２４】
電磁放射を生成する方法のいくつかの実施例では、少なくとも一つの蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させることを含む。いくつかの実施例によると、電荷は電子を含む。他の実施例では、電荷は正孔を含む。しかも、いくつかの実施例では、少なくとも一つの蛍光体を活性化することは、誘電変位電流を生成することと、誘電変位電流によって少なくとも一つの蛍光体を励起状態に置くことを含む。
【００２５】
いくつかの実施例では、電磁放射を生成する方法は、複数の蛍光体を活性化することと、複数の蛍光体から電磁放射を放出することを含む。本発明のいくつかの実施例によると、複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から複数の蛍光体に電荷を移動させることと、誘電変位電流によって複数の蛍光体を励起状態に置くこと、又はこれらの組み合わせを含む。
【００２６】
本発明のこれら及びその他の実施例は、以下の詳細な記載においてより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図４】図４は、ＣＩＥ色度スケールを示す。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、電界凝集体が存在しない照明合成物のエレクトロルミネセンス特性を示す。
【図６】図６（ａ）−（ｂ）は、電界凝集体を含む本発明の照明合成物のエレクトロルミネセンス特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムを提供する。加えて、本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムの製造方法、及び電磁放射を生成する方法を提供する。本発明の照明合成物、装置及びシステムは、白熱光、蛍光及びＬＥＤの現在の照明光源への代替物を提供する。
【００２９】
一実施例では、本発明は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む照明装置を提供する。
【００３０】
本発明の照明装置の様々な実施例に含まれ得る要素を参照すると、本発明の照明装置は合成層を含む。本発明のいくつかの実施例によると合成層は、少なくとも一つの電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、合成層は、複数の電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の蛍光体とを含む。
【００３１】
いくつかの実施例では、電界凝集体は、ナノメートル又は数十ナノメートルのオーダの直径及びミクロン又はミリメートルのオーダの長さを有する高アスペクト比材料を含む。ここで使用されるアスペクト比という用語は、電界凝集体の長さを当該電界凝集体の直径又は幅で割ったものを言及する。いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１から１０６の範囲のアスペクト比を示す。他の実施例では、電界凝集体は、約１０から約１００，０００の範囲のアスペクト比を示す。さらなる実施例では、電界凝集体は、約１０から約１０，０００又は約５から約１０００の範囲のアスペクト比を有する。
【００３２】
本発明のいくつかの実施例によれば、電界凝集体は、約１ｎｍから約５ｍｍ又は約１０ｎｍから約１ｍｍの範囲の長さを有する。他の実施例では、電界凝集体は、約５０ｎｍから約５００μｍ、約１００ｎｍから約１００μｍ、又は約５００ｎｍから１０μｍの範囲の長さを有する。さらなる実施例では、電界凝集体は、約２００μｍから約５００μｍの範囲の長さを有する。
【００３３】
いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲の直径を有する。他の実施例では、電界凝集体は、約１０ｎｍから約８０ｎｍ又は約２０ｎｍから約６０ｎｍの範囲の直径を有する。いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１００ｎｍより大きいか又は約１ｎｍより小さい直径を有する。
【００３４】
いくつかの実施例では、電界凝集体はナノチューブを含む。いくつかの実施例では、ナノチューブは、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、複数壁カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、切断ナノチューブ、及び、ドープ単一壁カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はこれらの組み合わせを含むカーボンナノチューブを含む。
【００３５】
いくつかの実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントから約３０重量パーセントの範囲の量のホウ素を含む。他の実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約５重量パーセントから約２５重量パーセント、又は約１０重量パーセントから約２０重量パーセントの範囲の量のホウ素を含む。さらなる実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、０．１重量パーセントより少ない量のホウ素を含む。
【００３６】
いくつかの実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントから約３０重量パーセントの範囲の量の窒素を含む。他の実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約５重量パーセントから約２５重量パーセント、又は約１０重量パーセントから約２０重量パーセントの範囲の量の窒素を含む。さらなる実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントよりも少ない量の窒素を含む。
【００３７】
他の実施例では電界凝集体は、遷移金属ナノワイヤを含む金属ナノワイヤを含む。いくつかの実施例では、金属ナノワイヤは、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、白金ナノワイヤ、ニッケルナノワイヤ、鉄ナノワイヤ、銅ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３８】
いくつかの実施例では、本発明の電界凝集体は、半導体ナノワイヤを含む。いくつかの実施例では、半導体ナノワイヤは、ＩＩ／ＶＩ半導体、ＩＩＩ／Ｖ半導体、又はこれらの組み合わせを含む。一実施例では、半導体ナノワイヤは、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）ナノワイヤ、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）ナノワイヤ、硫化カドミウム（ＣｄＳ）ナノワイヤ、硫化亜鉛（ＺｎＳ）ナノワイヤ、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）ナノワイヤ、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ナノワイヤ、窒化ガリウム（ＧａＮ）ナノワイヤ、リン化インジウム（ＩｎＰ）ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３９】
いくつかの実施例では、電界凝集体はナノロッドを含む。いくつかの実施例では、ナノロッドは、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００４０】
電界凝集体は、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、又は半導体ナノワイヤを含み、いくつかの実施例によれば、化学的に機能化される。これにより、電界凝集体の誘電体材料内での分散特性を高めることができる。いくつかの実施例では、電界凝集体の表面が化学的に機能化される。本発明のいくつかの実施例によれば、化学的機能化は、カーボンナノチューブのような電界凝集体と、ドデシル硫酸ナトリウム及び／又はポリエチレングリコールｐ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニルエーテル（ＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００）のような１つ又は複数の界面活性剤との非特異的な結合を含む。他の実施例では、化学的機能化は、電界凝集体とスルホン酸及び／若しくはプルロニック酸を含む１つ若しくは複数の酸との非特異的結合、又は、ポリ（ｍ−フェニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰｍＰＶ）、ポリ（２，６−ピリジニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰＰｙＰＶ）、及び／若しくはポリ（５−アルコキシ−ｍ−フェニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰＡｍＰＶ）のような１つ若しくは複数の高分子との非特異的結合を含む。さらなる実施例では、化学的機能化は、電界凝集体と１つ又は複数のポリエチレングリコール及び／又はカルボン酸との共有結合を含む。
【００４１】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。他の実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセント、又は約１重量パーセントから２５重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。さらなる実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約１重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。
【００４２】
いくつかの実施例では、合成層は、異なるタイプの電界凝集体の組み合わせを含む。一実施例では、合成層は、カーボンナノチューブ及び金属ナノワイヤの電界凝集体を含む。他の実施例では、合成層は、半導体ナノワイヤ電界凝集体、金属ナノワイヤ電界凝集体、及びカーボンナノチューブ電界凝集体を含む。本発明の合成層の実施例では、電界凝集体の全てのタイプの組み合わせが意図される。
【００４３】
電界凝集体に加えて、本発明の合成層は、少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は複数の蛍光体を含む。本発明のいくつかの実施例によると、蛍光体はナノ蛍光体を含む。いくつかの実施例では、ナノ蛍光体は、約１ｎｍから約５００ｎｍ又は約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む。他の実施例では、ナノ蛍光体は、約５０ｎｍから約２５０ｎｍ、約７５ｎｍから約１５０ｎｍ、又は約５ｎｍから約５０ｎｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む。さらなる実施例では、ナノ蛍光体は、１ｎｍより小さいか又は５００ｎｍより大きい平均直径を有する粒子を含む。
【００４４】
本発明の実施例によれば、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、励起状態から放射的に緩和された状態まで動作可能である。いくつかの実施例では、蛍光体は、電磁スペクトルの可視領域の放射線を発する。いくつかの実施例では、蛍光体は、電磁スペクトルの可視領域の放射に加えて電磁スペクトルの紫外線又は赤外線領域の放射線を放出する。他の実施例では、蛍光体は、可視領域の放射なしで電磁スペクトルの紫外線又は赤外線領域の放射線を放出する。本発明の実施例によれば、蛍光体は、赤（red）、オレンジ（orange）、黄（yellow）、緑（green）、青（blue）、藍（indigo）、及び紫（violet）の色に対応する波長を有する放射線を放射するように選択することができる。
【００４５】
いくつかの実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、エルビウム、イッテルビウム、ジスプロシウム、又はホルミウムのようなランタニド及びアクチニド系列元素（希土類エミッタ）；遷移金属のような金属；金属酸化物；金属硫化物；又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、蛍光体は、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｚｎ、及びＹ２Ｏ３：Ｔｉを含むドープ酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を含む。他の実施例では、蛍光体は、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｇａ、ＺｎＳ：Ｇｄ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化亜鉛を含む。他の実施例では、蛍光体は、ＣａＳ：Ｅｒ，ＣａＳ：Ｔｂ，ＣａＳ：Ｅｕ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化カルシウムを含む。さらなる実施例では、蛍光体は、ＺｎＯ：Ｅｕを含むドープ酸化亜鉛を含む。一実施例では、蛍光体は、ＳｒＳ：Ｃａ、ＳｒＳ：Ｍｎ、ＳｒＳ：Ｃｕ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化ストロンチウムを含む。
【００４６】
他の実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、半導体材料を含む。一実施例では、半導体材料は、ＩＩ／ＶＩ及びＩＩＩ／Ｖ半導体を含む量子ドットを含む。いくつかの実施例では、蛍光体は、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）量子ドット、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）量子ドット、硫化カドミウム（ＣｄＳ）量子ドット、硫化亜鉛（ＺｎＳ）量子ドット、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）量子ドット、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）量子ドット、窒化ガリウム（ＧａＮ）量子ドット、リン化インジウム（ＩｎＰ）量子ドット、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、量子ドットは、コアがＩＩ／ＶＩ半導体でシェルがＩＩＩ／Ｖ半導体、又はコアがＩＩＩ／Ｖ半導体でシェルがＩＩ／ＶＩ半導体のコア／シェル構造を含む。
【００４７】
さらなる実施例では、蛍光体は、励起状態から放射的に緩和された状態まで動作可能な有機又は無機染料及び他の化学種を含んでよい。いくつかの実施例では、有機染料及び化学種は、Ｈ２Ｃ６Ｎ及び４−ジアルキルアミノ−１，８−ナフタリミド、並びに多分岐ナフタリミド誘導体ＴＰＡ−ＮＡｌ、ＴＰＡ−ＮＡ２、及びＴＰＡ−ＮＡ３のような１，８−ナフタリミド誘導体及び化合物を含む。有機蛍光体はまた、４−（ジメチルアミノ）シナモニトリル（シス及びトランス）、トランス−４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−ヨウ化１−メチルピリジニウム、４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］ピリジン、４−（ジエチルアミノ）ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン、トランス−４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、２−［エチル［４−［２−（４−ニトロフェニル）エテニル］フェニル］アミノ］エタノール、４−ジメチルアミノ−４’−ニトロスチルベン、Disperse Orange 25、Disperse Orange 3、及びDisperse Red 1を含むことができる。
【００４８】
いくつかの実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、保護コーティングを含む。一実施例では、保護コーティングはガラスを含む。他の実施例では、蛍光体保護コーティングは、デンドロンリガンド及び／又は他のデンドロン状構造、並びに半導体又は金属酸化物を含むシェルを含む。本発明の蛍光体に関するいくつかの実施例では、保護コーティングは、蛍光体の放射線放出を実質的に干渉又は減衰させることがない。
【００４９】
いくつかの実施例では、保護コーティングは、誘電体材料中の蛍光体の分散特性を高めることができる。他の実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、化学的に機能化できる。これにより、誘電体材料内の蛍光体の分散特性を高めることができる。いくつかの実施例では、一つ以上の保護コーティングに加えて化学的機能化が与えられる。
【００５０】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。他の実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセント、又は約１重量パーセントから２５重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。さらなる実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約１重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。
【００５１】
ここに記載されるように、本発明の合成層は、少なくとも一つの電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、複数の電界凝集体及び蛍光体は、放射線透過誘電体材料中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過誘電体材料は、約１よりも大きく約１０までの範囲の誘電率を有する。他の実施例では、放射線透過誘電体材料は、約１０よりも大きい誘電率を有する。
【００５２】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体材料は、高分子材料を含む。一実施例では、高分子材料は、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ（弗化ビニル）（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、又は共重合体及びこれらの組み合わせのような弗素重合体を含む。いくつかの実施例では、高分子材料は、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリ（メタクリレート）（ＰＭＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又は共重合体及びこれらの組み合わせを含むポリアクリレートを含む。他の実施例では、高分子材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、又は共重合体及びこれらの組み合わせを含む。本発明の実施例によれば、高分子誘電体材料には、当業者によって理解される任意の好適な分子重量（Ｍｗ）及び多分散性が意図される。
【００５３】
いくつかの実施例では、電界凝集体及び蛍光体は、誘電体材料と混合することによって放射線透過誘電体材料中に設けられる。電界凝集体及び蛍光体を放射線透過誘電体材料と混合することによって、電界凝集体及び蛍光体が誘電体材料全体にわたって分散する。
【００５４】
放射線透過誘電体材料が高分子材料を含むいくつかの実施例では、電界凝集体及び蛍光体を高分子材料中に混合することは溶液相で行われる。一実施例では、溶液相の混合は、高分子材料を第１溶液に加えることと、電界凝集体を第２溶液に加えることと、蛍光体を第３溶液に加えることを含む。上記より得られた３つの溶液が混合されて、電界凝集体及び蛍光体が高分子相で分散する一つの溶液になる。引き続き、溶媒が合成層を形成するべく除去される。電界凝集体及び蛍光体を高分子材料中に混合する実施例では付加的な溶液相工程が意図される。付加的な溶液相工程は例えば、１つ以上の追加溶媒を混合する前に、同じ溶媒中に１つ以上の要素を含めることである。
【００５５】
他の実施例では、合成層の要素を混合することは、重合体溶融又は溶媒によって行うことができる。さらなる実施例では、電界凝集体及び蛍光体を高分子材料と混合することは、超音波混合及びゲル化、押し出し、ダブルスクリュー、並びにカオス的移流によって行うことができる。
【００５６】
本発明に係る照明装置の合成層いくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられる。かかる実施例において、電界凝集体、蛍光体、並びに第１及び第２放射線透過誘電体材料は、上述のものを含む。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は同じ材料を含む。他の実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は異なる材料を含む。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、上述のものと整合する高分子材料を含む。
【００５７】
いくつかの実施例では、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む合成層は、追加放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ以上の電界凝集体及び／又は蛍光体を含む少なくとも一つの追加層をさらに含む。
【００５８】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を独立に含んで任意の方法で配列された任意の数の誘電体層を示すことができる。合成層のいくつかの実施例では、複数の電界凝集体を含む第１放射線透過誘電体層と、複数の蛍光体を含む第２放射線透過誘電体層との間に介在層が存在する。介在層は、電界凝集体と蛍光体との混合物を含むことができる。
【００５９】
上述のように、いくつかの実施例では、複数の蛍光体を非誘電体材料中に設けることができる。いくつかの実施例では、合成層は、複数の蛍光体を含む任意の数の非誘電体層とともに任意の方法で配置された複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を独立に含む任意の数の誘電体層が示すことができる。
【００６０】
合成層が、複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を各々含んで独立して構成された任意の数の誘電体層を任意の方法で配列して示すことができる能力により、照明装置を特定用途の要求に合うようにオーダーメイドすることができる。
【００６１】
いくつかの実施例では、例えば、本発明の照明装置は、ＡＣ電圧又はＤＣ電圧で動作する能力を有することが要求され得る。かかる要求に合わせるべく、一実施例では、照明装置の合成層は、一つ以上の電界凝集体を、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることができる。ここで、第１層は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた一つ以上のＡＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む第２層と、第３放射線透過誘電体材料に設けられた一つ以上のＤＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む第３層との間に介在される。
【００６２】
その代わりに、本発明に係る照明装置の合成層は、ＡＣエレクトロルミネセンス層及びＤＣエレクトロルミネセンス層を含むことができる。ＡＣエレクトロルミネセンス層は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つのＡＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含み、ＤＣエレクトロルミネセンス層は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つのＤＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む。
【００６３】
本発明に係る照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、１つ又は複数の蛍光体が放射線透過非誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過非誘電体材料は、共役高分子、半導体高分子又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過非誘電体材料に設けられる蛍光体は、誘電体コーティングを含む。
【００６４】
いくつかの実施例では、合成層は、約１０ｎｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、合成層は、約５０ｎｍから約３００μｍ、又は約１００ｎｍから約２５０μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、合成層は、約１５０ｎｍから約１００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、合成層は、約５００ｎｍから約１０μｍの範囲の厚さを有する。
【００６５】
合成層に加えて、本発明の照明装置は、第１電極及び放射線透過第２電極を含む。いくつかの実施例では、第１電極は金属を含む。本発明の実施例によれば、電極としての使用に好適な金属は、例えば金、銅、白金等のような単体金属、及び元素的に純粋な２つ以上の材料からなる材料を含む合金を含む。いくつかの実施例では、第１電極は、金、銀、銅、ニッケル、鉄、又はこれらの合金を含む遷移金属を含む。他の実施例では、第１電極はアルミニウムを含む。
【００６６】
第１電極は、任意の所望厚さを有してよい。いくつかの実施例では、第１電極は、約１００ｎｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１電極は、約２５０ｎｍから約７５０μｍ又は約５００ｎｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１電極は、約１μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、第１電極は、約１００ｎｍよりも小さいか又は１ｍｍよりも大きい厚さを有する。一実施例では、第１電極は、少なくとも一部が可視の電磁放射線を通すように動作可能な厚さを有する。さらに、いくつかの実施例では、第１電極は、合成層で生成された電磁放射線の反射を可能とするように反射性であってよい。
【００６７】
いくつかの実施例では、第１電極は放射線透過性である。いくつかの実施例では、放射線透過第１電極は、放射線透過導電酸化物を含む。いくつかの実施例では、放射線透過導電酸化物は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムインジウム錫酸化物（ＧＩＴＯ）、亜鉛インジウム錫酸化物（ＺＩＴＯ）、インジウムアンチモン酸化物（ＩＡＯ）、及びアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）を含む。他の実施例では、放射線透過第１電極は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）及びその化学的関連物質のような放射線透過高分子材料を含む。
【００６８】
いくつかの実施例では、放射線透過第１電極のために好適な放射線透過高分子材料は、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってよい。一実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に分散されたカーボンナノチューブのようなナノ粒子を含むＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物は、第１電極のために好適な放射線透過高分子材料として機能することができる。いくつかの実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該化合物電極の約０．０１重量パーセントから約８０重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。他の実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該電極の約０．１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約０．５重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。
【００６９】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極は、放射線透過導電酸化物を含む。いくつかの実施例では、放射線透過導電酸化物は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムインジウム錫酸化物（ＧＩＴＯ）、亜鉛インジウム錫酸化物（ＺＩＴＯ）、インジウムアンチモン酸化物（ＩＡＯ）、及びアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）を含む。他の実施例では、放射線透過第１電極は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）及びその化学的関連物質のような放射線透過高分子材料を含む。さらなる実施例では、放射線透過第２電極は、少なくとも一部が可視電磁放射線を動作可能に通す厚さを有する金属又はカーボンナノチューブ層を含んでよい。
【００７０】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極のために好適な放射線透過高分子材料は、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってよい。一実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に分散されたカーボンナノチューブのようなナノ粒子を含むＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物は、第２電極のために好適な放射線透過高分子材料として機能することができる。いくつかの実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該化合物電極の約０．０１重量パーセントから約８０重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。他の実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、 当該電極の約０．１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約０．５重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。
【００７１】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極は、約１μｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過第２電極は、約１０μｍから約３００μｍ、又は約５０μｍから約２５０μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過第２電極は、約１００μｍから約２００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、放射線透過第２電極は、約１μｍより小さいか又は約５００μｍより大きい厚さを有する。
【００７２】
いくつかの実施例では、照明装置は、放射線透過第２電極に隣接する第１保護層をさらに含む。本発明の実施例によれば、第１保護層は放射線透過性である。いくつかの実施例では、保護層は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、若しくは共重合体又はこれらの組み合わせのような高分子材料を含む。保護層は、照明装置の用途に応じてよくあるように、任意の所望厚さを有してよい。照明装置が、例えば高衝撃性又は他の過酷な環境で使用される実施例では、保護層は実質的な厚さを有し得る。あまり厳しくない環境では、保護層は薄くしてよい。
【００７３】
一実施例では、第１保護層は、約１μｍから約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１保護層は、約１０μｍから約１ｍｍ又は約１００μｍから約８００μｍの範囲の厚さを有する。いくつかの実施例では、第１保護層は、約２５０μｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、第１保護層は、約１μｍより小さいか又は約１０ｍｍより大きい厚さを有する。
【００７４】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、第１電極に隣接する第２保護層を有する。いくつかの実施例では、第２保護層は、第１保護層に対してここに記載されるものと整合する材料を含む。
【００７５】
いくつかの実施例では、照明装置は、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に一つ以上の放射線透過誘電体層をさらに含む。いくつかの実施例では、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に設けられた一つ以上の誘電体層は、照明装置の絶縁破壊を防止又は禁止するバッファ層として機能することができる。
【００７６】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、照明装置の合成層内に設けることができる。一実施例では、例えば、放射線透過性の誘電体バッファ層を、第１放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の電界凝集体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の蛍光体を含む第２層との間に設けることができる。他の実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第２層との間に配置することができる。
【００７７】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、高分子材料、セラミック材料、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、高分子誘電体材料は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（弗化ビニリデン）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリカーボネート、又はこれらの共重合体を含む合成層で使用されるべくここに記載される高分子を含む。いくつかの実施例では、セラミック材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、実質的に電界凝集体又は蛍光体を含まない。一実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、電界凝集体又は蛍光体をなんら含まない。
【００７８】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、約１μｍから約５００μｍ又は約１０μｍから約４００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、約１００μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、放射線透過バッファ層は、約１μｍより小さいか又は約５００μｍより大きい厚さを有する。
【００７９】
いくつかの実施例では、合成層間に設けられる誘電体バッファ層は、放射線透過性でない。かかる実施例では、誘電体層は、ポリチオフェン及びポリアニリンのような共役高分子を含む高分子材料を含んでよい。
【００８０】
図１は、本発明の一実施例に係る照明装置の断面図を示す。図１に示す照明装置（１００）は、第１電極（１０２）及び放射線透過第２電極（１１２）を含む。合成層（１０４）は、第１電極（１０２）と放射線透過第２電極（１１２）との間に設けられる。図１に示す実施例において、合成層（１０４）は、第１電極（１０２）の内面及び放射線透過第２電極（１１２）の内面と接する。合成層（１０４）が、複数の電界凝集体（１０６）、及び放射線透過誘電体高分子材料（１１０）全体に分散された複数の蛍光体（１０８）を含む。保護層（１１４）は、放射線透過第２電極に隣接して配置される。
【００８１】
図２は、本発明の他実施例に係る照明装置の断面図を示す。図２に示す照明装置（２００）は、第１電極（２０２）及び放射線透過第２電極（２１４）を含む。合成層（２０４）が、第１電極（２０２）と放射線透過第２電極（２１２）との間に設けられる。合成層（２０４）は、第１放射線透過誘電体材料（２０６）の第１層、及び第２放射線透過誘電体材料（２０８）の第２層を含む。図２に示す実施例において、電界凝集体（２１０）は、第１放射線透過誘電体材料（２０６）に設けられ、蛍光体（２１２）は、第２放射線透過誘電体材料（２０８）に設けられる。保護層（２１６）が、放射線透過第２電極（２１４）に隣接して配置される。
【００８２】
図３は、本発明の他実施例に係る照明装置の断面図を示す。図３の照明装置（３００）は、第１電極（３０２）及び放射線透過第２電極（３２０）を含む。合成層（３０４）は、第１電極（３０２）と放射線透過第２電極（３２０）との間に設けられる。合成層（３０４）は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた複数の電界凝集体（３０８）を有する第１層（３０６）を含む。合成層（３０４）は、第１層（３０６）のいずれかの側に第２層（３１０）及び第３層（３１２）をさらに含む。第２層（３１０）は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた複数の蛍光体（３１４）を含み、第３層（３１２）は、第３放射線透過誘電体材料に設けられた複数の蛍光体（３１６）を含む。
【００８３】
本発明の実施例によれば、照明装置は、動作可能に白色光及び有色光を放射する。いくつかの実施例では、本発明の照明装置により与えられる電磁放射の色度は、合成層の放射線透過誘電体材料中に分散された蛍光体の放射線放出特性によって支配される。いくつかの実施例では、同一又は類似の発光スペクトルを有する蛍光体が放射線透過誘電体材料全体に分散されて個々の色の光を生成する。他の実施例では、異なる発光スペクトルを有する蛍光体が様々な比率で混合されて白色光を生成することができる。一実施例では、例えば、赤、緑、及び青の発光蛍光体が混合されて様々な色の光及び白色光を生成することができる。本発明の照明装置により与えられる光の色度は、ＣＩＥ色度スケール上で決定することができる。図４は、様々な色の光の座標を含むＣＩＥ色度スケールを示す。本発明の実施例では、白色光を含むＣＩＥ色度スケール上で任意の色の光を生成するための蛍光体の組み合わせが意図される。
【００８４】
本発明の照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む。合成層は、少なくとも一つの電界凝集体、及び放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例によれば、本発明の照明装置は、ワット当たり９０ルーメンより大きな効率を有する。いくつかの実施例では、照明装置はワット当たり１００ルーメンよりも大きな効率を有する。他の実施例では、照明装置は、ワット当たり約１００ルーメンから約２００ルーメンの範囲の効率を有する。さらなる実施例では、照明装置は、ワット当たり約１２０ルーメンから約１６０ルーメンの範囲の効率を有する。他の実施例では、照明装置は、ワット当たり２００ルーメンより大きい効率を有する。
【００８５】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、連続動作で２０，０００時間より長い寿命を有する。他の実施例では、本発明の照明装置は、連続動作で３０，０００時間より長い寿命を有する。
【００８６】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、様々な照明用途の寸法に合わせて製造することができる。一実施例では、照明装置は、約１ｃｍ２から約１００ｃｍ２又は約５ｃｍ２から約５０ｃｍ２の範囲の前面表面積を有する。他の実施例では照明装置は、約１ｍ２の前面表面積を有する。さらなる実施例では、照明装置は、約１ｍ２より大きいか又は約１ｃｍ２より小さい前面表面積を有する。
【００８７】
ここに記載する照明装置は、いくつかの実施例において可撓性である。かかる実施例では、可撓性の性質により、照明装置は、シートに丸めたり、折り曲げたり、湾曲させたりといった剛体材料に適用できない態様の構成にすることができる。さらに、いくつかの実施例では、本発明に係る照明装置は、当該照明装置を不動作又は操作不能にすることなく、切断したり又は切り目を付けることができる。その結果、本発明の照明装置は任意の用途に適合するサイズにすることができる。
【００８８】
本発明の照明装置には、バックライトパネル又は液晶用途及びディスプレイ、自動車照明、航空機照明、商業照明、工業照明、家庭用及び装飾用照明、壁紙照明、並びにオフィス及び実験室の照明としての用途がある。いくつかの実施例では、本発明の照明装置には、携帯照明、レクレーション用、及びアウトドアの照明での用途がある。他の実施例では、本発明の照明装置は、窓ガラスとして、窓ガラス中で、又は他のガラス用途で使用することができる。かかる実施例では、照明装置がオフの場合、当該照明装置は放射線透過性である。しかし、オンになると、照明装置は所望の単色又は複数色の光を発光する。いくつかの実施例では、照明装置はオンになると白色光を発光する。
【００８９】
さらなる実施例では、本発明の照明装置は、航空機、船舶、及び潜水艦における戦闘照明システムのような軍用照明用途に使用される。一実施例では、本発明の照明装置は、戦闘ランタン（battle lantern）システムで使用される。さらに、いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、温室照明、光線療法包帯処置を含む医療用途のようなスペクトルの影響を受ける用途で使用される。
【００９０】
他の側面では、本発明は、少なくとも一つの照明装置、及び当該照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路を含む照明システムを与える。本発明の照明システムのいくつかの実施例では、少なくとも一つの照明装置が、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた合成層を含む。合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、複数の電気回路が少なくとも一つの照明装置に接続される。
【００９１】
他の実施例では、本発明の照明システムは、少なくとも一つの電気回路に接続された複数の照明装置を含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、当該少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。当該少なくとも一つの電気回路が複数の照明装置の各々に対して異なる実施例では、協調された又はランダムの照明表示を、当該複数の照明装置の各々への同時又は非同時の電圧印加に基づいて行うことができる。
【００９２】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、公称値１２０ＶＡＣ＋／−１０％の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１０ＶＡＣから約２２０ＶＡＣの範囲の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である。
【００９３】
さらに、いくつかの実施例では印加されたＶＡＣによってもたらされる電界の周波数は、約１６Ｈｚから約１６０００Ｈｚの範囲である。他の実施例では、電界の周波数は、約５０Ｈｚ又は約６０Ｈｚである。他の実施例では、電界の周波数は、約２００Ｈｚ又は約４００Ｈｚである。さらなる実施例では、電界の周波数は、約８００Ｈｚ又は約１２００Ｈｚである。一実施例では、電界の周波数は、約１６００Ｈｚである。
【００９４】
いくつかの実施例では、電界の周波数は、合成層の一つ又は複数の誘電体材料の誘電変位電流を増加又は最大化するべく選択される。例えば一実施例では、電界の周波数は、合成層の誘電体材料の固有振動周波数に適合する。
【００９５】
他の実施例では、本発明の照明装置は、約５Ｖから約１０００Ｖ又は約１００Ｖから約５００Ｖの範囲のＤＣ動作電圧を受けて動作可能である。他の実施例では、本発明の照明装置は、約１２ＶのＤＣ動作電圧を有する。
【００９６】
いくつかの実施例によると、照明システムは、一つ又は複数の照明装置のためのハウジング及び／又は固定物をさらに含む。いくつかの実施例では、ハウジング及び／又は固定物は、保護カバー、パネル、タイル、フレーム及び／又は他の囲いを含む。
【００９７】
他の側面では、本発明は、照明装置及びシステムの製造方法を提供する。一実施例では、照明装置の製造方法は、第１電極を提供することと、放射線透過性の第２電極を提供することと、合成層を提供ことと、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を、第１電極と第２電極の間に設けることと、を含む。いくつかの実施例では、合成層は、複数の電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の蛍光体とを含む。他の実施例では、合成層は、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。
【００９８】
いくつかの実施例では、照明装置の製造方法は、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に少なくとも一つの誘電体バッファ層を設けることをさらに含む。
【００９９】
いくつかの実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む。他の実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体を第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を第１層に隣接する第二の放射線透過性の誘電体材料の第２層中に設けることとを含む。
【０１００】
いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を提供することと、少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することとを含む。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに記載される照明装置のいずれかを含むことができる。一実施例では、照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む。合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を複数の電気回路に接続することを含む。
【０１０１】
他の実施例では、照明システムの製造方法は、本発明の照明装置を複数提供することと、複数の照明装置の各々を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【０１０２】
さらなる側面では、本発明は、電磁放射を生成する方法を提供する。一実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。
【０１０３】
いくつかの実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、複数の蛍光体を活性化することと、複数の蛍光体の少なくとも一つから電磁放射を放出することとを含む。
【０１０４】
電磁放射を生成する方法のいくつかの実施例では、合成層を電界中に設けることは、合成層を第１電極と第２電極の間に少なくとも部分的に配置することと、第１電極及び第２電極に電圧を印加することとを含む。
【０１０５】
いくつかの実施例によれば、一つ又は複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させることを含む。いくつかの実施例では、電荷は電子を含む。他の実施例では、電荷は正孔を含む。他の実施例では、一つ又は複数の蛍光体を活性化することは、誘電変位電流を生成することと、誘電変位電流によって当該蛍光体を励起状態に置くことを含む。さらなる実施例では、複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から複数の蛍光体に電荷を移動させること、誘電変位電流によって複数の蛍光体を励起状態に置くこと、又はこれらの組み合わせを含む。
【０１０６】
ここで述べられるように、いくつかの実施例では、本発明の方法により生成される電磁放射は可視の電磁放射を含む。いくつかの実施例では、可視の電磁放射は、白色光、及び赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫、又はこれらの組み合わせを含む有色光を含む。いくつかの実施例では、電磁放射は、赤外線放射又は紫外線放射を含む。
【０１０７】
本発明の実施例は、以下の実施例でさらに説明される。
【実施例１】
【０１０８】
［照明装置］
本発明の一実施例に係る照明装置は、以下のように与えられる。３”×５”（７６．２ｍｍ×１２７ｍｍ）の矩形の透明インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が、アセトン、イソプロパノール、及びメタノールにおいて各々２０分間超音波処理によって清浄され、７０℃の真空下で乾燥された。
【０１０９】
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＰＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５ｍｇ／ｍＬのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。
【０１１０】
ブライトホワイト（ＧＧ８４）及びブライトグリーン（ＧＧＳ４２）のエレクトロルミネセンス蛍光体が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体がＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ混合物と混合されて、約４０重量パーセントの蛍光体が添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料が、清浄されたインジウム錫酸化物にスピンコーティングにより適用された。得られたＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体層は２００ｎｍの厚さを示した。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料は、スクリーン印刷又はドクターブレード法によってインジウム錫酸化物に適用してもよい。引き続いて、ＰＭＭＡ／ＮＴ／蛍光体層に１０−６の圧力で２００μｍのアルミニウム層が真空蒸着され、照明装置が完成された。
【実施例２】
【０１１１】
［照明装置］
本発明の一実施例に係る照明装置は、以下のように与えられる。３”×５”（７６．２ｍｍ×１２７ｍｍ）の矩形の透明インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が、アセトン、イソプロパノール、及びメタノールにおいて各々２０分間超音波処理によって清浄され、７０℃の真空下で乾燥された。
【０１１２】
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＰＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５ｍｇ／ｍＬのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ材料が、清浄されたインジウム錫酸化物にスピンコーティングにより適用され、約２００ｎｍの厚さを有する層が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料は、スクリーン印刷又はドクターブレード法によってインジウム錫酸化物に適用してもよい。
【０１１３】
ブライトホワイト（ＧＧ８４）及びブライトグリーン（ＧＧＳ４２）のエレクトロルミネセンス蛍光体が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体がポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と混合されて、約４０重量パーセントの蛍光体が添加された高分子材料が生成された。ＰＶＤＦ／蛍光体材料が、ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ層にドクターブレード法により適用された。得られたＰＶＤＦ／蛍光体層は、約６０μｍの厚さを示した。引き続いて、ＰＭＭＡ／ＮＴ／蛍光体層に１０−６の圧力で２００μｍのアルミニウム層が真空蒸着され、照明装置が完成された。
【実施例３】
【０１１４】
［照明装置］
電界凝集体のない照明装置が以下のように与えられた。２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのインジウム錫酸化物でコーティングされたガラスプレートが、アセトン、イソプロパノール、及びメタノール各々によって３０分間超音波処理によって清浄され、窒素雰囲気中で乾燥された。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。ＰＭＭＡ溶液がドクターブレード法によりインジウム錫酸化物の表面に与えられた後乾燥された。得られたＰＭＭＡ層は約３０μｍの厚さであった。ブライトホワイト蛍光体（ＧＧ８４）がマサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体は、蛍光体：結合剤の比が６：４になるように誘電体結合剤中に分散された。さらに、製品番号ＬＴ３５ｘ１００１を有する誘電体結合剤が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体−誘電体結合剤合成物が、ＰＭＭＡ層にドクターブレード法により与えられ、真空オーブン内で１５０℃で乾燥された。蛍光体−誘電体結合剤層は、約４０μｍの厚さであった。次に約３００μｍのアルミニウム層が、熱蒸発により蛍光体−結合剤層にわたって設けられ、装置が完成された。
【０１１５】
装置は、増幅器とともに関数発生器を使用して照明が行われた。電界の様々な電圧及び周波数が照度計によって測定された。照度測定の結果を図５（ａ）及び５（ｂ）に示す。
【実施例４】
【０１１６】
［照明装置］
電界凝集体を有する照明装置が以下のように与えられた。２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのインジウム錫酸化物でコーティングされたガラスプレートが、アセトン、イソプロパノール、及びメタノール各々によって３０分間超音波処理によって清浄され、窒素雰囲気中で乾燥された。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。ＰＭＭＡ溶液がドクターブレード法によりインジウム錫酸化物の表面に与えられた後乾燥された。得られたＰＭＭＡ層は約３０μｍの厚さであった。ブライトホワイト蛍光体（ＧＧ８４）がマサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体は、蛍光体：結合剤の比が６：４になるように誘電体結合剤中に分散された。さらに、製品番号ＬＴ３５ｘ１００１を有する誘電体結合剤が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体−誘電体結合剤合成物が、ＰＭＭＡ層にドクターブレード法により与えられ、真空オーブン内で１５０℃で乾燥された。蛍光体−誘電体結合剤層は、約４０μｍの厚さであった。
【０１１７】
ＰＭＭＡがクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／ナノチューブ溶液がドクターブレード法により蛍光体−誘電体結合剤層に与えられて乾燥された。得られたＰＭＭＡ／ナノチューブ層は約３０μｍの厚さであった。次に約３００μｍのアルミニウム層が、熱蒸発によりＰＭＭＡ／ナノチューブ層にわたって設けられ、装置が完成された。
【０１１８】
装置は、増幅器とともに関数発生器を使用して照明が行われた。電界の様々な電圧及び周波数が照度計によって測定された。照度測定の結果を図６（ａ）及び６（ｂ）に示す。
【０１１９】
図５及び６に示されるように、電界凝集体を有する実施例４の装置は、電界凝集体をなんら含まない実施例３の装置と比べて高い照度値を示した。
【０１２０】
発明の様々な目的を満たすように発明の様々な実施例が記載された。これらの実施例は単に本発明の原理を説明するものであることが理解されるべきである。それらの数々の変形例や適応例は、発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者には容易に明らかであろう。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明技術に関し、特に固体照明技術に関する。
【０００２】
［関連出願へのリファレンス］
本出願はここに、２００６年１１月１日に出願された米国仮特許出願番号第６０／８５５，８２４への３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．セクション１１９の下での優先権を主張し、それはここに引用によって組み込まれる。
【０００３】
［政府ライセンス権利の声明］
この発明は、国防総省―米国空軍科学研究局（ＡＦＯＳＲ）許可番号ＦＡ９５５０−０４−１−０１６１の援助によってなされた。連邦政府は、この発明に何らかのライセンス権利を保持し得る。
【背景技術】
【０００４】
現在利用可能な照明システムには、白熱、蛍光、ハロゲン、及び高強度放電光源が含まれる。これらの照明光源に基づいた照明システム内には不利点があり、多くは効率に関する。現在、照明的応用において消費される電気エネルギーの約３０パーセントだけが結果として光の発生をもたらす。電気エネルギーの残りは、発熱のような非放射性プロセスによって浪費される。例えば白熱光源は、全照明エネルギーの４５パーセントを消費するが、生成された光の総計の１４パーセントのみを発生する。しかも、蛍光灯は白熱光源よりも約４倍効率的なだけで、やはり固有のエネルギー損失を被る。
【０００５】
現行の照明システムの不利を克服する試みとして新しい照明技術が開発されている。そのような技術の一つは、発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づくものである。一般に、発光ダイオードは半導体材料から構築され、バイアスをかけられた時に放射を放出する。使用された半導体材料により、放出された放射は電磁スペクトルの紫外線、可視、又は赤外線領域内に入ることができる。発光ダイオードは、拡大された寿命、削減された熱発生、及び素早い照明時間という利点を供する。にもかかわらず、発光ダイオードの不利点には、温度依存性性能特性、一方向光出力、及び狭い放出帯域が含まれる。発光ダイオードの狭い放出特性は、白色光源を作成するためには放出プロファイルが変えられたいくつかのダイオードが束ねられることを要求する。白色光源を作成するのに発光ダイオードを束ねることは高価であり、多くの照明的応用においてそれらの使用をコスト的に無理なものとする。
【０００６】
前述した不利点に鑑みて、白熱、蛍光、ハロゲン、高強度放電、及び発光ダイオード技術に基づいた照明システムへの代替物を供する照明合成物及びシステムを提供することが望ましいであろう。加えて、そのような照明合成物及びシステムの製造方法を提供することも望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００７】
一側面では、本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムを提供する。加えて、本発明は、照明用途のための固体合成物及びシステムの製造方法、及び電磁放射を生成する方法を提供する。本発明の照明合成物、装置及びシステムは、白熱光、蛍光及びＬＥＤの現在の照明光源への代替物を提供する。
【０００８】
一実施例では、本発明は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む照明装置を提供する。ここで使用される蛍光体は、励起状態から放射的に緩和するあらゆる化学種を指す。しかも、ここで使用される放射線透過性は、電磁スペクトルの可視、赤外線及び／又は紫外線領域において少なくとも部分的に放射を通過させる能力を指す。いくつかの実施例では、放射線透過材料は、最小の吸収及び／又は他の干渉でもって可視電磁放射を通過させることができる。
【０００９】
いくつかの実施例では、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む。いくつかの実施例では、第１電極も放射線透過性である。
【００１０】
本発明の照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、同じ材料を含む。他の実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、異なる材料を含む。本発明のいくつかの実施例によると、合成層には、任意の方法で配置された任意の数の誘電体層が示され得る。誘電体層は独立に複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を含む。
【００１１】
本発明の照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過非誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過性の非誘電体材料は、共役高分子、半導体高分子、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過性の非誘電体材料中に設けられた蛍光体は、誘電体コーティングを含む。
【００１２】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、合成層と第１電極及び／又は第２電極の間の一つ以上の放射線透過性の誘電体層をさらに含む。いくつかの実施例では、放射線透過性の誘電体層は、照明装置の絶縁破壊を防止又は抑制するバッファ層としての役割を果たす。
【００１３】
いくつかの実施例では、放射線透過性の誘電体バッファ層を、照明装置の合成層中に設けることができる。一実施例では、例えば、放射線透過性の誘電体バッファ層を、第１放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の電界凝集体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の蛍光体を含む第２層との間に配置することができる。他の実施例では、放射線透過性の誘電体バッファ層を、放射線透過性の第１誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体を含む第１層と、放射線透過性の第２誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第２層との間に設けることができる。
【００１４】
他の実施例では、本発明は、少なくとも一つの照明装置と、照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路を含む照明システムを提供する。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに提供される照明装置のいずれかを含むことができる。本発明の照明システムの一実施例では、例えば、少なくとも一つの照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とからなり、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、複数の電気回路が少なくとも一つの照明装置に接続される。
【００１５】
本発明のいくつかの実施例によると、照明システムは、少なくとも一つの電気回路に接続された複数の照明装置を含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【００１６】
いくつかの実施例によると、本発明の照明システムは、一つ又は複数の照明装置のためのハウジング及び／又は固定物をさらに含む。いくつかの実施例では、ハウジング及び／又は固定物は、保護カバー、パネル、タイル、フレーム及び／又は他の囲いを含む。
【００１７】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、公称値１２０ＶＡＣ＋／−１０％の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１０ＶＡＣから２２０ＶＡＣの範囲の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である。
【００１８】
しかも、いくつかの実施例では、印加されたＶＡＣによってもたらされる電界の周波数は、約１６Ｈｚから約１６０００Ｈｚの範囲である。他の実施例では、電界の周波数は、約５０Ｈｚ又は約６０Ｈｚである。他の実施例では、電界の周波数は、約２００Ｈｚ又は約４００Ｈｚである。さらなる実施例では、電界の周波数は、約８００Ｈｚ又は約１２００Ｈｚである。一実施例では、電界の周波数は、約１６００Ｈｚである。
【００１９】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、約５Ｖから約１０００Ｖ又は約１００Ｖから約５００Ｖの範囲のＤＣ動作電圧を受けて動作可能である。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１２ＶのＤＣ動作電圧を有する。
【００２０】
他の側面では、本発明は、照明装置及びシステムの製造方法を提供する。一実施例では、照明装置の製造方法は、第１電極を提供することと、放射線透過性の第２電極を提供することと、合成層を提供ことと、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む合成層を、第１電極と第２電極との間に設けることとを含む。いくつかの実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む。他の実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体を第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を第１層に隣接する第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けることとを含む。
【００２１】
いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を提供することと、少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに提供される照明装置のいずれかを含むことができる。一実施例では、照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極の間に配置された合成層とからなり、合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、照明装置は、複数の電界凝集体と複数の蛍光体を含む。いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を複数の電気回路に接続することを含む。
【００２２】
他の実施例では、照明システムの製造方法は、本発明の照明装置を複数提供することと、複数の照明装置の各々を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【００２３】
さらなる側面では、本発明は、電磁放射を生成する方法を提供する。一実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。他の実施例では、電磁放射を生成する方法は、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に配置された少なくとも一つの電界凝集体と第二の放射線透過性の誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。
【００２４】
電磁放射を生成する方法のいくつかの実施例では、少なくとも一つの蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させることを含む。いくつかの実施例によると、電荷は電子を含む。他の実施例では、電荷は正孔を含む。しかも、いくつかの実施例では、少なくとも一つの蛍光体を活性化することは、誘電変位電流を生成することと、誘電変位電流によって少なくとも一つの蛍光体を励起状態に置くことを含む。
【００２５】
いくつかの実施例では、電磁放射を生成する方法は、複数の蛍光体を活性化することと、複数の蛍光体から電磁放射を放出することを含む。本発明のいくつかの実施例によると、複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から複数の蛍光体に電荷を移動させることと、誘電変位電流によって複数の蛍光体を励起状態に置くこと、又はこれらの組み合わせを含む。
【００２６】
本発明のこれら及びその他の実施例は、以下の詳細な記載においてより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の実施例に従った照明装置の断面図を示す。
【図４】図４は、ＣＩＥ色度スケールを示す。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、電界凝集体が存在しない照明合成物のエレクトロルミネセンス特性を示す。
【図６】図６（ａ）−（ｂ）は、電界凝集体を含む本発明の照明合成物のエレクトロルミネセンス特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムを提供する。加えて、本発明は、照明的応用のための固体合成物及びシステムの製造方法、及び電磁放射を生成する方法を提供する。本発明の照明合成物、装置及びシステムは、白熱光、蛍光及びＬＥＤの現在の照明光源への代替物を提供する。
【００２９】
一実施例では、本発明は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む照明装置を提供する。
【００３０】
本発明の照明装置の様々な実施例に含まれ得る要素を参照すると、本発明の照明装置は合成層を含む。本発明のいくつかの実施例によると合成層は、少なくとも一つの電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、合成層は、複数の電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の蛍光体とを含む。
【００３１】
いくつかの実施例では、電界凝集体は、ナノメートル又は数十ナノメートルのオーダの直径及びミクロン又はミリメートルのオーダの長さを有する高アスペクト比材料を含む。ここで使用されるアスペクト比という用語は、電界凝集体の長さを当該電界凝集体の直径又は幅で割ったものを言及する。いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１から１０６の範囲のアスペクト比を示す。他の実施例では、電界凝集体は、約１０から約１００，０００の範囲のアスペクト比を示す。さらなる実施例では、電界凝集体は、約１０から約１０，０００又は約５から約１０００の範囲のアスペクト比を有する。
【００３２】
本発明のいくつかの実施例によれば、電界凝集体は、約１ｎｍから約５ｍｍ又は約１０ｎｍから約１ｍｍの範囲の長さを有する。他の実施例では、電界凝集体は、約５０ｎｍから約５００μｍ、約１００ｎｍから約１００μｍ、又は約５００ｎｍから１０μｍの範囲の長さを有する。さらなる実施例では、電界凝集体は、約２００μｍから約５００μｍの範囲の長さを有する。
【００３３】
いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１ｎｍから約１００ｎｍの範囲の直径を有する。他の実施例では、電界凝集体は、約１０ｎｍから約８０ｎｍ又は約２０ｎｍから約６０ｎｍの範囲の直径を有する。いくつかの実施例では、電界凝集体は、約１００ｎｍより大きいか又は約１ｎｍより小さい直径を有する。
【００３４】
いくつかの実施例では、電界凝集体はナノチューブを含む。いくつかの実施例では、ナノチューブは、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）、複数壁カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、切断ナノチューブ、及び、ドープ単一壁カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はこれらの組み合わせを含むカーボンナノチューブを含む。
【００３５】
いくつかの実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントから約３０重量パーセントの範囲の量のホウ素を含む。他の実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約５重量パーセントから約２５重量パーセント、又は約１０重量パーセントから約２０重量パーセントの範囲の量のホウ素を含む。さらなる実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、０．１重量パーセントより少ない量のホウ素を含む。
【００３６】
いくつかの実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントから約３０重量パーセントの範囲の量の窒素を含む。他の実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約５重量パーセントから約２５重量パーセント、又は約１０重量パーセントから約２０重量パーセントの範囲の量の窒素を含む。さらなる実施例では、ドープ単一壁カーボンナノチューブ及びドープ複数壁カーボンナノチューブは、約０．１重量パーセントよりも少ない量の窒素を含む。
【００３７】
他の実施例では電界凝集体は、遷移金属ナノワイヤを含む金属ナノワイヤを含む。いくつかの実施例では、金属ナノワイヤは、銀ナノワイヤ、金ナノワイヤ、白金ナノワイヤ、ニッケルナノワイヤ、鉄ナノワイヤ、銅ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３８】
いくつかの実施例では、本発明の電界凝集体は、半導体ナノワイヤを含む。いくつかの実施例では、半導体ナノワイヤは、ＩＩ／ＶＩ半導体、ＩＩＩ／Ｖ半導体、又はこれらの組み合わせを含む。一実施例では、半導体ナノワイヤは、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）ナノワイヤ、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）ナノワイヤ、硫化カドミウム（ＣｄＳ）ナノワイヤ、硫化亜鉛（ＺｎＳ）ナノワイヤ、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）ナノワイヤ、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ナノワイヤ、窒化ガリウム（ＧａＮ）ナノワイヤ、リン化インジウム（ＩｎＰ）ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００３９】
いくつかの実施例では、電界凝集体はナノロッドを含む。いくつかの実施例では、ナノロッドは、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００４０】
電界凝集体は、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、又は半導体ナノワイヤを含み、いくつかの実施例によれば、化学的に機能化される。これにより、電界凝集体の誘電体材料内での分散特性を高めることができる。いくつかの実施例では、電界凝集体の表面が化学的に機能化される。本発明のいくつかの実施例によれば、化学的機能化は、カーボンナノチューブのような電界凝集体と、ドデシル硫酸ナトリウム及び／又はポリエチレングリコールｐ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニルエーテル（ＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００）のような１つ又は複数の界面活性剤との非特異的な結合を含む。他の実施例では、化学的機能化は、電界凝集体とスルホン酸及び／若しくはプルロニック酸を含む１つ若しくは複数の酸との非特異的結合、又は、ポリ（ｍ−フェニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰｍＰＶ）、ポリ（２，６−ピリジニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰＰｙＰＶ）、及び／若しくはポリ（５−アルコキシ−ｍ−フェニレンビニレン）−ｃｏ−（２，５−ジオクトキシ−ｐ−フェニレン）ビニレン（ＰＡｍＰＶ）のような１つ若しくは複数の高分子との非特異的結合を含む。さらなる実施例では、化学的機能化は、電界凝集体と１つ又は複数のポリエチレングリコール及び／又はカルボン酸との共有結合を含む。
【００４１】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。他の実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセント、又は約１重量パーセントから２５重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。さらなる実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約１重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量の電界凝集体を含む。
【００４２】
いくつかの実施例では、合成層は、異なるタイプの電界凝集体の組み合わせを含む。一実施例では、合成層は、カーボンナノチューブ及び金属ナノワイヤの電界凝集体を含む。他の実施例では、合成層は、半導体ナノワイヤ電界凝集体、金属ナノワイヤ電界凝集体、及びカーボンナノチューブ電界凝集体を含む。本発明の合成層の実施例では、電界凝集体の全てのタイプの組み合わせが意図される。
【００４３】
電界凝集体に加えて、本発明の合成層は、少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は複数の蛍光体を含む。本発明のいくつかの実施例によると、蛍光体はナノ蛍光体を含む。いくつかの実施例では、ナノ蛍光体は、約１ｎｍから約５００ｎｍ又は約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む。他の実施例では、ナノ蛍光体は、約５０ｎｍから約２５０ｎｍ、約７５ｎｍから約１５０ｎｍ、又は約５ｎｍから約５０ｎｍの範囲の平均直径を有する粒子を含む。さらなる実施例では、ナノ蛍光体は、１ｎｍより小さいか又は５００ｎｍより大きい平均直径を有する粒子を含む。
【００４４】
本発明の実施例によれば、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、励起状態から放射的に緩和された状態まで動作可能である。いくつかの実施例では、蛍光体は、電磁スペクトルの可視領域の放射線を発する。いくつかの実施例では、蛍光体は、電磁スペクトルの可視領域の放射に加えて電磁スペクトルの紫外線又は赤外線領域の放射線を放出する。他の実施例では、蛍光体は、可視領域の放射なしで電磁スペクトルの紫外線又は赤外線領域の放射線を放出する。本発明の実施例によれば、蛍光体は、赤（red）、オレンジ（orange）、黄（yellow）、緑（green）、青（blue）、藍（indigo）、及び紫（violet）の色に対応する波長を有する放射線を放射するように選択することができる。
【００４５】
いくつかの実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、エルビウム、イッテルビウム、ジスプロシウム、又はホルミウムのようなランタニド及びアクチニド系列元素（希土類エミッタ）；遷移金属のような金属；金属酸化物；金属硫化物；又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、蛍光体は、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｚｎ、及びＹ２Ｏ３：Ｔｉを含むドープ酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を含む。他の実施例では、蛍光体は、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｇａ、ＺｎＳ：Ｇｄ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化亜鉛を含む。他の実施例では、蛍光体は、ＣａＳ：Ｅｒ，ＣａＳ：Ｔｂ，ＣａＳ：Ｅｕ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化カルシウムを含む。さらなる実施例では、蛍光体は、ＺｎＯ：Ｅｕを含むドープ酸化亜鉛を含む。一実施例では、蛍光体は、ＳｒＳ：Ｃａ、ＳｒＳ：Ｍｎ、ＳｒＳ：Ｃｕ、又はこれらの組み合わせを含むドープ硫化ストロンチウムを含む。
【００４６】
他の実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、半導体材料を含む。一実施例では、半導体材料は、ＩＩ／ＶＩ及びＩＩＩ／Ｖ半導体を含む量子ドットを含む。いくつかの実施例では、蛍光体は、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）量子ドット、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）量子ドット、硫化カドミウム（ＣｄＳ）量子ドット、硫化亜鉛（ＺｎＳ）量子ドット、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）量子ドット、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）量子ドット、窒化ガリウム（ＧａＮ）量子ドット、リン化インジウム（ＩｎＰ）量子ドット、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、量子ドットは、コアがＩＩ／ＶＩ半導体でシェルがＩＩＩ／Ｖ半導体、又はコアがＩＩＩ／Ｖ半導体でシェルがＩＩ／ＶＩ半導体のコア／シェル構造を含む。
【００４７】
さらなる実施例では、蛍光体は、励起状態から放射的に緩和された状態まで動作可能な有機又は無機染料及び他の化学種を含んでよい。いくつかの実施例では、有機染料及び化学種は、Ｈ２Ｃ６Ｎ及び４−ジアルキルアミノ−１，８−ナフタリミド、並びに多分岐ナフタリミド誘導体ＴＰＡ−ＮＡｌ、ＴＰＡ−ＮＡ２、及びＴＰＡ−ＮＡ３のような１，８−ナフタリミド誘導体及び化合物を含む。有機蛍光体はまた、４−（ジメチルアミノ）シナモニトリル（シス及びトランス）、トランス−４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−ヨウ化１−メチルピリジニウム、４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］ピリジン、４−（ジエチルアミノ）ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン、トランス−４−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウムｐ−トルエンスルホナート、２−［エチル［４−［２−（４−ニトロフェニル）エテニル］フェニル］アミノ］エタノール、４−ジメチルアミノ−４’−ニトロスチルベン、Disperse Orange 25、Disperse Orange 3、及びDisperse Red 1を含むことができる。
【００４８】
いくつかの実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、保護コーティングを含む。一実施例では、保護コーティングはガラスを含む。他の実施例では、蛍光体保護コーティングは、デンドロンリガンド及び／又は他のデンドロン状構造、並びに半導体又は金属酸化物を含むシェルを含む。本発明の蛍光体に関するいくつかの実施例では、保護コーティングは、蛍光体の放射線放出を実質的に干渉又は減衰させることがない。
【００４９】
いくつかの実施例では、保護コーティングは、誘電体材料中の蛍光体の分散特性を高めることができる。他の実施例では、ナノ蛍光体を含む蛍光体は、化学的に機能化できる。これにより、誘電体材料内の蛍光体の分散特性を高めることができる。いくつかの実施例では、一つ以上の保護コーティングに加えて化学的機能化が与えられる。
【００５０】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。他の実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセント、又は約１重量パーセントから２５重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。さらなる実施例では、合成層は、当該合成層の約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約１重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量の蛍光体を含む。
【００５１】
ここに記載されるように、本発明の合成層は、少なくとも一つの電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、複数の電界凝集体及び蛍光体は、放射線透過誘電体材料中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過誘電体材料は、約１よりも大きく約１０までの範囲の誘電率を有する。他の実施例では、放射線透過誘電体材料は、約１０よりも大きい誘電率を有する。
【００５２】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体材料は、高分子材料を含む。一実施例では、高分子材料は、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ（弗化ビニル）（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、又は共重合体及びこれらの組み合わせのような弗素重合体を含む。いくつかの実施例では、高分子材料は、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリ（メタクリレート）（ＰＭＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、又は共重合体及びこれらの組み合わせを含むポリアクリレートを含む。他の実施例では、高分子材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、又は共重合体及びこれらの組み合わせを含む。本発明の実施例によれば、高分子誘電体材料には、当業者によって理解される任意の好適な分子重量（Ｍｗ）及び多分散性が意図される。
【００５３】
いくつかの実施例では、電界凝集体及び蛍光体は、誘電体材料と混合することによって放射線透過誘電体材料中に設けられる。電界凝集体及び蛍光体を放射線透過誘電体材料と混合することによって、電界凝集体及び蛍光体が誘電体材料全体にわたって分散する。
【００５４】
放射線透過誘電体材料が高分子材料を含むいくつかの実施例では、電界凝集体及び蛍光体を高分子材料中に混合することは溶液相で行われる。一実施例では、溶液相の混合は、高分子材料を第１溶液に加えることと、電界凝集体を第２溶液に加えることと、蛍光体を第３溶液に加えることを含む。上記より得られた３つの溶液が混合されて、電界凝集体及び蛍光体が高分子相で分散する一つの溶液になる。引き続き、溶媒が合成層を形成するべく除去される。電界凝集体及び蛍光体を高分子材料中に混合する実施例では付加的な溶液相工程が意図される。付加的な溶液相工程は例えば、１つ以上の追加溶媒を混合する前に、同じ溶媒中に１つ以上の要素を含めることである。
【００５５】
他の実施例では、合成層の要素を混合することは、重合体溶融又は溶媒によって行うことができる。さらなる実施例では、電界凝集体及び蛍光体を高分子材料と混合することは、超音波混合及びゲル化、押し出し、ダブルスクリュー、並びにカオス的移流によって行うことができる。
【００５６】
本発明に係る照明装置の合成層いくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、一つ又は複数の蛍光体が第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられる。かかる実施例において、電界凝集体、蛍光体、並びに第１及び第２放射線透過誘電体材料は、上述のものを含む。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は同じ材料を含む。他の実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は異なる材料を含む。いくつかの実施例では、第１及び第２放射線透過誘電体材料は、上述のものと整合する高分子材料を含む。
【００５７】
いくつかの実施例では、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む合成層は、追加放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ以上の電界凝集体及び／又は蛍光体を含む少なくとも一つの追加層をさらに含む。
【００５８】
本発明のいくつかの実施例によれば、合成層は、複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を独立に含んで任意の方法で配列された任意の数の誘電体層を示すことができる。合成層のいくつかの実施例では、複数の電界凝集体を含む第１放射線透過誘電体層と、複数の蛍光体を含む第２放射線透過誘電体層との間に介在層が存在する。介在層は、電界凝集体と蛍光体との混合物を含むことができる。
【００５９】
上述のように、いくつかの実施例では、複数の蛍光体を非誘電体材料中に設けることができる。いくつかの実施例では、合成層は、複数の蛍光体を含む任意の数の非誘電体層とともに任意の方法で配置された複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を独立に含む任意の数の誘電体層が示すことができる。
【００６０】
合成層が、複数の電界凝集体及び／又は複数の蛍光体を各々含んで独立して構成された任意の数の誘電体層を任意の方法で配列して示すことができる能力により、照明装置を特定用途の要求に合うようにオーダーメイドすることができる。
【００６１】
いくつかの実施例では、例えば、本発明の照明装置は、ＡＣ電圧又はＤＣ電圧で動作する能力を有することが要求され得る。かかる要求に合わせるべく、一実施例では、照明装置の合成層は、一つ以上の電界凝集体を、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることができる。ここで、第１層は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた一つ以上のＡＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む第２層と、第３放射線透過誘電体材料に設けられた一つ以上のＤＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む第３層との間に介在される。
【００６２】
その代わりに、本発明に係る照明装置の合成層は、ＡＣエレクトロルミネセンス層及びＤＣエレクトロルミネセンス層を含むことができる。ＡＣエレクトロルミネセンス層は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つのＡＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含み、ＤＣエレクトロルミネセンス層は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つのＤＣエレクトロルミネセンス蛍光体を含む。
【００６３】
本発明に係る照明装置の合成層のいくつかの実施例では、一つ又は複数の電界凝集体が、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられ、１つ又は複数の蛍光体が放射線透過非誘電体材料の第２層中に設けられる。いくつかの実施例では、放射線透過非誘電体材料は、共役高分子、半導体高分子又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過非誘電体材料に設けられる蛍光体は、誘電体コーティングを含む。
【００６４】
いくつかの実施例では、合成層は、約１０ｎｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、合成層は、約５０ｎｍから約３００μｍ、又は約１００ｎｍから約２５０μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、合成層は、約１５０ｎｍから約１００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、合成層は、約５００ｎｍから約１０μｍの範囲の厚さを有する。
【００６５】
合成層に加えて、本発明の照明装置は、第１電極及び放射線透過第２電極を含む。いくつかの実施例では、第１電極は金属を含む。本発明の実施例によれば、電極としての使用に好適な金属は、例えば金、銅、白金等のような単体金属、及び元素的に純粋な２つ以上の材料からなる材料を含む合金を含む。いくつかの実施例では、第１電極は、金、銀、銅、ニッケル、鉄、又はこれらの合金を含む遷移金属を含む。他の実施例では、第１電極はアルミニウムを含む。
【００６６】
第１電極は、任意の所望厚さを有してよい。いくつかの実施例では、第１電極は、約１００ｎｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１電極は、約２５０ｎｍから約７５０μｍ又は約５００ｎｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１電極は、約１μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、第１電極は、約１００ｎｍよりも小さいか又は１ｍｍよりも大きい厚さを有する。一実施例では、第１電極は、少なくとも一部が可視の電磁放射線を通すように動作可能な厚さを有する。さらに、いくつかの実施例では、第１電極は、合成層で生成された電磁放射線の反射を可能とするように反射性であってよい。
【００６７】
いくつかの実施例では、第１電極は放射線透過性である。いくつかの実施例では、放射線透過第１電極は、放射線透過導電酸化物を含む。いくつかの実施例では、放射線透過導電酸化物は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムインジウム錫酸化物（ＧＩＴＯ）、亜鉛インジウム錫酸化物（ＺＩＴＯ）、インジウムアンチモン酸化物（ＩＡＯ）、及びアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）を含む。他の実施例では、放射線透過第１電極は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）及びその化学的関連物質のような放射線透過高分子材料を含む。
【００６８】
いくつかの実施例では、放射線透過第１電極のために好適な放射線透過高分子材料は、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってよい。一実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に分散されたカーボンナノチューブのようなナノ粒子を含むＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物は、第１電極のために好適な放射線透過高分子材料として機能することができる。いくつかの実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該化合物電極の約０．０１重量パーセントから約８０重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。他の実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該電極の約０．１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約０．５重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。
【００６９】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極は、放射線透過導電酸化物を含む。いくつかの実施例では、放射線透過導電酸化物は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムインジウム錫酸化物（ＧＩＴＯ）、亜鉛インジウム錫酸化物（ＺＩＴＯ）、インジウムアンチモン酸化物（ＩＡＯ）、及びアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）を含む。他の実施例では、放射線透過第１電極は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）及びその化学的関連物質のような放射線透過高分子材料を含む。さらなる実施例では、放射線透過第２電極は、少なくとも一部が可視電磁放射線を動作可能に通す厚さを有する金属又はカーボンナノチューブ層を含んでよい。
【００７０】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極のために好適な放射線透過高分子材料は、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）であってよい。一実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ中に分散されたカーボンナノチューブのようなナノ粒子を含むＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物は、第２電極のために好適な放射線透過高分子材料として機能することができる。いくつかの実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、当該化合物電極の約０．０１重量パーセントから約８０重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。他の実施例では、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ化合物電極は、 当該電極の約０．１重量パーセントから約１０重量パーセント、又は約０．５重量パーセントから約５重量パーセントの範囲の量のカーボンナノチューブを含む。
【００７１】
いくつかの実施例では、放射線透過第２電極は、約１μｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過第２電極は、約１０μｍから約３００μｍ、又は約５０μｍから約２５０μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過第２電極は、約１００μｍから約２００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、放射線透過第２電極は、約１μｍより小さいか又は約５００μｍより大きい厚さを有する。
【００７２】
いくつかの実施例では、照明装置は、放射線透過第２電極に隣接する第１保護層をさらに含む。本発明の実施例によれば、第１保護層は放射線透過性である。いくつかの実施例では、保護層は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、若しくは共重合体又はこれらの組み合わせのような高分子材料を含む。保護層は、照明装置の用途に応じてよくあるように、任意の所望厚さを有してよい。照明装置が、例えば高衝撃性又は他の過酷な環境で使用される実施例では、保護層は実質的な厚さを有し得る。あまり厳しくない環境では、保護層は薄くしてよい。
【００７３】
一実施例では、第１保護層は、約１μｍから約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、第１保護層は、約１０μｍから約１ｍｍ又は約１００μｍから約８００μｍの範囲の厚さを有する。いくつかの実施例では、第１保護層は、約２５０μｍから約５００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、第１保護層は、約１μｍより小さいか又は約１０ｍｍより大きい厚さを有する。
【００７４】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、第１電極に隣接する第２保護層を有する。いくつかの実施例では、第２保護層は、第１保護層に対してここに記載されるものと整合する材料を含む。
【００７５】
いくつかの実施例では、照明装置は、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に一つ以上の放射線透過誘電体層をさらに含む。いくつかの実施例では、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に設けられた一つ以上の誘電体層は、照明装置の絶縁破壊を防止又は禁止するバッファ層として機能することができる。
【００７６】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、照明装置の合成層内に設けることができる。一実施例では、例えば、放射線透過性の誘電体バッファ層を、第１放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の電界凝集体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料中に設けられた一つ又は複数の蛍光体を含む第２層との間に設けることができる。他の実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第１層と、第２放射線透過誘電体材料に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む第２層との間に配置することができる。
【００７７】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、高分子材料、セラミック材料、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、高分子誘電体材料は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（弗化ビニリデン）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリカーボネート、又はこれらの共重合体を含む合成層で使用されるべくここに記載される高分子を含む。いくつかの実施例では、セラミック材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、実質的に電界凝集体又は蛍光体を含まない。一実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、電界凝集体又は蛍光体をなんら含まない。
【００７８】
いくつかの実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、約１μｍから約５００μｍ又は約１０μｍから約４００μｍの範囲の厚さを有する。他の実施例では、放射線透過誘電体バッファ層は、約１００μｍから約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施例では、放射線透過バッファ層は、約１μｍより小さいか又は約５００μｍより大きい厚さを有する。
【００７９】
いくつかの実施例では、合成層間に設けられる誘電体バッファ層は、放射線透過性でない。かかる実施例では、誘電体層は、ポリチオフェン及びポリアニリンのような共役高分子を含む高分子材料を含んでよい。
【００８０】
図１は、本発明の一実施例に係る照明装置の断面図を示す。図１に示す照明装置（１００）は、第１電極（１０２）及び放射線透過第２電極（１１２）を含む。合成層（１０４）は、第１電極（１０２）と放射線透過第２電極（１１２）との間に設けられる。図１に示す実施例において、合成層（１０４）は、第１電極（１０２）の内面及び放射線透過第２電極（１１２）の内面と接する。合成層（１０４）が、複数の電界凝集体（１０６）、及び放射線透過誘電体高分子材料（１１０）全体に分散された複数の蛍光体（１０８）を含む。保護層（１１４）は、放射線透過第２電極に隣接して配置される。
【００８１】
図２は、本発明の他実施例に係る照明装置の断面図を示す。図２に示す照明装置（２００）は、第１電極（２０２）及び放射線透過第２電極（２１４）を含む。合成層（２０４）が、第１電極（２０２）と放射線透過第２電極（２１２）との間に設けられる。合成層（２０４）は、第１放射線透過誘電体材料（２０６）の第１層、及び第２放射線透過誘電体材料（２０８）の第２層を含む。図２に示す実施例において、電界凝集体（２１０）は、第１放射線透過誘電体材料（２０６）に設けられ、蛍光体（２１２）は、第２放射線透過誘電体材料（２０８）に設けられる。保護層（２１６）が、放射線透過第２電極（２１４）に隣接して配置される。
【００８２】
図３は、本発明の他実施例に係る照明装置の断面図を示す。図３の照明装置（３００）は、第１電極（３０２）及び放射線透過第２電極（３２０）を含む。合成層（３０４）は、第１電極（３０２）と放射線透過第２電極（３２０）との間に設けられる。合成層（３０４）は、第１放射線透過誘電体材料に設けられた複数の電界凝集体（３０８）を有する第１層（３０６）を含む。合成層（３０４）は、第１層（３０６）のいずれかの側に第２層（３１０）及び第３層（３１２）をさらに含む。第２層（３１０）は、第２放射線透過誘電体材料に設けられた複数の蛍光体（３１４）を含み、第３層（３１２）は、第３放射線透過誘電体材料に設けられた複数の蛍光体（３１６）を含む。
【００８３】
本発明の実施例によれば、照明装置は、動作可能に白色光及び有色光を放射する。いくつかの実施例では、本発明の照明装置により与えられる電磁放射の色度は、合成層の放射線透過誘電体材料中に分散された蛍光体の放射線放出特性によって支配される。いくつかの実施例では、同一又は類似の発光スペクトルを有する蛍光体が放射線透過誘電体材料全体に分散されて個々の色の光を生成する。他の実施例では、異なる発光スペクトルを有する蛍光体が様々な比率で混合されて白色光を生成することができる。一実施例では、例えば、赤、緑、及び青の発光蛍光体が混合されて様々な色の光及び白色光を生成することができる。本発明の照明装置により与えられる光の色度は、ＣＩＥ色度スケール上で決定することができる。図４は、様々な色の光の座標を含むＣＩＥ色度スケールを示す。本発明の実施例では、白色光を含むＣＩＥ色度スケール上で任意の色の光を生成するための蛍光体の組み合わせが意図される。
【００８４】
本発明の照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む。合成層は、少なくとも一つの電界凝集体、及び放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例によれば、本発明の照明装置は、ワット当たり９０ルーメンより大きな効率を有する。いくつかの実施例では、照明装置はワット当たり１００ルーメンよりも大きな効率を有する。他の実施例では、照明装置は、ワット当たり約１００ルーメンから約２００ルーメンの範囲の効率を有する。さらなる実施例では、照明装置は、ワット当たり約１２０ルーメンから約１６０ルーメンの範囲の効率を有する。他の実施例では、照明装置は、ワット当たり２００ルーメンより大きい効率を有する。
【００８５】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、連続動作で２０，０００時間より長い寿命を有する。他の実施例では、本発明の照明装置は、連続動作で３０，０００時間より長い寿命を有する。
【００８６】
いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、様々な照明用途の寸法に合わせて製造することができる。一実施例では、照明装置は、約１ｃｍ２から約１００ｃｍ２又は約５ｃｍ２から約５０ｃｍ２の範囲の前面表面積を有する。他の実施例では照明装置は、約１ｍ２の前面表面積を有する。さらなる実施例では、照明装置は、約１ｍ２より大きいか又は約１ｃｍ２より小さい前面表面積を有する。
【００８７】
ここに記載する照明装置は、いくつかの実施例において可撓性である。かかる実施例では、可撓性の性質により、照明装置は、シートに丸めたり、折り曲げたり、湾曲させたりといった剛体材料に適用できない態様の構成にすることができる。さらに、いくつかの実施例では、本発明に係る照明装置は、当該照明装置を不動作又は操作不能にすることなく、切断したり又は切り目を付けることができる。その結果、本発明の照明装置は任意の用途に適合するサイズにすることができる。
【００８８】
本発明の照明装置には、バックライトパネル又は液晶用途及びディスプレイ、自動車照明、航空機照明、商業照明、工業照明、家庭用及び装飾用照明、壁紙照明、並びにオフィス及び実験室の照明としての用途がある。いくつかの実施例では、本発明の照明装置には、携帯照明、レクレーション用、及びアウトドアの照明での用途がある。他の実施例では、本発明の照明装置は、窓ガラスとして、窓ガラス中で、又は他のガラス用途で使用することができる。かかる実施例では、照明装置がオフの場合、当該照明装置は放射線透過性である。しかし、オンになると、照明装置は所望の単色又は複数色の光を発光する。いくつかの実施例では、照明装置はオンになると白色光を発光する。
【００８９】
さらなる実施例では、本発明の照明装置は、航空機、船舶、及び潜水艦における戦闘照明システムのような軍用照明用途に使用される。一実施例では、本発明の照明装置は、戦闘ランタン（battle lantern）システムで使用される。さらに、いくつかの実施例では、本発明の照明装置は、温室照明、光線療法包帯処置を含む医療用途のようなスペクトルの影響を受ける用途で使用される。
【００９０】
他の側面では、本発明は、少なくとも一つの照明装置、及び当該照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路を含む照明システムを与える。本発明の照明システムのいくつかの実施例では、少なくとも一つの照明装置が、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極の間に設けられた合成層を含む。合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、複数の電気回路が少なくとも一つの照明装置に接続される。
【００９１】
他の実施例では、本発明の照明システムは、少なくとも一つの電気回路に接続された複数の照明装置を含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、当該少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。当該少なくとも一つの電気回路が複数の照明装置の各々に対して異なる実施例では、協調された又はランダムの照明表示を、当該複数の照明装置の各々への同時又は非同時の電圧印加に基づいて行うことができる。
【００９２】
いくつかの実施例では、本発明の照明システムは、公称値１２０ＶＡＣ＋／−１０％の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムは、約１０ＶＡＣから約２２０ＶＡＣの範囲の動作電圧を有する。他の実施例では、本発明の照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である。
【００９３】
さらに、いくつかの実施例では印加されたＶＡＣによってもたらされる電界の周波数は、約１６Ｈｚから約１６０００Ｈｚの範囲である。他の実施例では、電界の周波数は、約５０Ｈｚ又は約６０Ｈｚである。他の実施例では、電界の周波数は、約２００Ｈｚ又は約４００Ｈｚである。さらなる実施例では、電界の周波数は、約８００Ｈｚ又は約１２００Ｈｚである。一実施例では、電界の周波数は、約１６００Ｈｚである。
【００９４】
いくつかの実施例では、電界の周波数は、合成層の一つ又は複数の誘電体材料の誘電変位電流を増加又は最大化するべく選択される。例えば一実施例では、電界の周波数は、合成層の誘電体材料の固有振動周波数に適合する。
【００９５】
他の実施例では、本発明の照明装置は、約５Ｖから約１０００Ｖ又は約１００Ｖから約５００Ｖの範囲のＤＣ動作電圧を受けて動作可能である。他の実施例では、本発明の照明装置は、約１２ＶのＤＣ動作電圧を有する。
【００９６】
いくつかの実施例によると、照明システムは、一つ又は複数の照明装置のためのハウジング及び／又は固定物をさらに含む。いくつかの実施例では、ハウジング及び／又は固定物は、保護カバー、パネル、タイル、フレーム及び／又は他の囲いを含む。
【００９７】
他の側面では、本発明は、照明装置及びシステムの製造方法を提供する。一実施例では、照明装置の製造方法は、第１電極を提供することと、放射線透過性の第２電極を提供することと、合成層を提供ことと、放射線透過誘電体材料中に設けられた、少なくとも一つの電界凝集体と少なくとも一つの蛍光体とを含む合成層を、第１電極と第２電極の間に設けることと、を含む。いくつかの実施例では、合成層は、複数の電界凝集体と、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の蛍光体とを含む。他の実施例では、合成層は、第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む。
【００９８】
いくつかの実施例では、照明装置の製造方法は、合成層と第１電極及び／又は第２電極との間に少なくとも一つの誘電体バッファ層を設けることをさらに含む。
【００９９】
いくつかの実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む。他の実施例では、合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体を第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を第１層に隣接する第二の放射線透過性の誘電体材料の第２層中に設けることとを含む。
【０１００】
いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を提供することと、少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することとを含む。少なくとも一つの電気回路への接続に好適な照明装置は、ここに記載される照明装置のいずれかを含むことができる。一実施例では、照明装置は、第１電極と、放射線透過性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層とを含む。合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。いくつかの実施例では、照明システムの製造方法は、少なくとも一つの照明装置を複数の電気回路に接続することを含む。
【０１０１】
他の実施例では、照明システムの製造方法は、本発明の照明装置を複数提供することと、複数の照明装置の各々を少なくとも一つの電気回路に接続することを含む。いくつかの実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して同じである。他の実施例では、少なくとも一つの電気回路は、複数の照明装置の各々に対して異なる。
【０１０２】
さらなる側面では、本発明は、電磁放射を生成する方法を提供する。一実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、少なくとも一つの蛍光体を活性化することと、少なくとも一つの蛍光体から放射を放出することを含む。いくつかの実施例では、合成層は第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた一つ以上の電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた一つ以上の蛍光体とを含む。
【０１０３】
いくつかの実施例では、電磁放射を生成する方法は、放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む合成層を提供することと、合成層を電界中に設けることと、複数の蛍光体を活性化することと、複数の蛍光体の少なくとも一つから電磁放射を放出することとを含む。
【０１０４】
電磁放射を生成する方法のいくつかの実施例では、合成層を電界中に設けることは、合成層を第１電極と第２電極の間に少なくとも部分的に配置することと、第１電極及び第２電極に電圧を印加することとを含む。
【０１０５】
いくつかの実施例によれば、一つ又は複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させることを含む。いくつかの実施例では、電荷は電子を含む。他の実施例では、電荷は正孔を含む。他の実施例では、一つ又は複数の蛍光体を活性化することは、誘電変位電流を生成することと、誘電変位電流によって当該蛍光体を励起状態に置くことを含む。さらなる実施例では、複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から複数の蛍光体に電荷を移動させること、誘電変位電流によって複数の蛍光体を励起状態に置くこと、又はこれらの組み合わせを含む。
【０１０６】
ここで述べられるように、いくつかの実施例では、本発明の方法により生成される電磁放射は可視の電磁放射を含む。いくつかの実施例では、可視の電磁放射は、白色光、及び赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫、又はこれらの組み合わせを含む有色光を含む。いくつかの実施例では、電磁放射は、赤外線放射又は紫外線放射を含む。
【０１０７】
本発明の実施例は、以下の実施例でさらに説明される。
【実施例１】
【０１０８】
［照明装置］
本発明の一実施例に係る照明装置は、以下のように与えられる。３”×５”（７６．２ｍｍ×１２７ｍｍ）の矩形の透明インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が、アセトン、イソプロパノール、及びメタノールにおいて各々２０分間超音波処理によって清浄され、７０℃の真空下で乾燥された。
【０１０９】
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＰＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５ｍｇ／ｍＬのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。
【０１１０】
ブライトホワイト（ＧＧ８４）及びブライトグリーン（ＧＧＳ４２）のエレクトロルミネセンス蛍光体が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体がＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ混合物と混合されて、約４０重量パーセントの蛍光体が添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料が、清浄されたインジウム錫酸化物にスピンコーティングにより適用された。得られたＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体層は２００ｎｍの厚さを示した。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料は、スクリーン印刷又はドクターブレード法によってインジウム錫酸化物に適用してもよい。引き続いて、ＰＭＭＡ／ＮＴ／蛍光体層に１０−６の圧力で２００μｍのアルミニウム層が真空蒸着され、照明装置が完成された。
【実施例２】
【０１１１】
［照明装置］
本発明の一実施例に係る照明装置は、以下のように与えられる。３”×５”（７６．２ｍｍ×１２７ｍｍ）の矩形の透明インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が、アセトン、イソプロパノール、及びメタノールにおいて各々２０分間超音波処理によって清浄され、７０℃の真空下で乾燥された。
【０１１２】
ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＰＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５ｍｇ／ｍＬのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ材料が、清浄されたインジウム錫酸化物にスピンコーティングにより適用され、約２００ｎｍの厚さを有する層が生成された。ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ／蛍光体材料は、スクリーン印刷又はドクターブレード法によってインジウム錫酸化物に適用してもよい。
【０１１３】
ブライトホワイト（ＧＧ８４）及びブライトグリーン（ＧＧＳ４２）のエレクトロルミネセンス蛍光体が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体がポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と混合されて、約４０重量パーセントの蛍光体が添加された高分子材料が生成された。ＰＶＤＦ／蛍光体材料が、ＰＭＭＡ／カーボンナノチューブ層にドクターブレード法により適用された。得られたＰＶＤＦ／蛍光体層は、約６０μｍの厚さを示した。引き続いて、ＰＭＭＡ／ＮＴ／蛍光体層に１０−６の圧力で２００μｍのアルミニウム層が真空蒸着され、照明装置が完成された。
【実施例３】
【０１１４】
［照明装置］
電界凝集体のない照明装置が以下のように与えられた。２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのインジウム錫酸化物でコーティングされたガラスプレートが、アセトン、イソプロパノール、及びメタノール各々によって３０分間超音波処理によって清浄され、窒素雰囲気中で乾燥された。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。ＰＭＭＡ溶液がドクターブレード法によりインジウム錫酸化物の表面に与えられた後乾燥された。得られたＰＭＭＡ層は約３０μｍの厚さであった。ブライトホワイト蛍光体（ＧＧ８４）がマサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体は、蛍光体：結合剤の比が６：４になるように誘電体結合剤中に分散された。さらに、製品番号ＬＴ３５ｘ１００１を有する誘電体結合剤が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体−誘電体結合剤合成物が、ＰＭＭＡ層にドクターブレード法により与えられ、真空オーブン内で１５０℃で乾燥された。蛍光体−誘電体結合剤層は、約４０μｍの厚さであった。次に約３００μｍのアルミニウム層が、熱蒸発により蛍光体−結合剤層にわたって設けられ、装置が完成された。
【０１１５】
装置は、増幅器とともに関数発生器を使用して照明が行われた。電界の様々な電圧及び周波数が照度計によって測定された。照度測定の結果を図５（ａ）及び５（ｂ）に示す。
【実施例４】
【０１１６】
［照明装置］
電界凝集体を有する照明装置が以下のように与えられた。２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍのインジウム錫酸化物でコーティングされたガラスプレートが、アセトン、イソプロパノール、及びメタノール各々によって３０分間超音波処理によって清浄され、窒素雰囲気中で乾燥された。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）がクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。ＰＭＭＡ溶液がドクターブレード法によりインジウム錫酸化物の表面に与えられた後乾燥された。得られたＰＭＭＡ層は約３０μｍの厚さであった。ブライトホワイト蛍光体（ＧＧ８４）がマサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体は、蛍光体：結合剤の比が６：４になるように誘電体結合剤中に分散された。さらに、製品番号ＬＴ３５ｘ１００１を有する誘電体結合剤が、マサチューセッツ州ダンバーズのＳｙｌｖａｎｉａ社から購入された。蛍光体−誘電体結合剤合成物が、ＰＭＭＡ層にドクターブレード法により与えられ、真空オーブン内で１５０℃で乾燥された。蛍光体−誘電体結合剤層は、約４０μｍの厚さであった。
【０１１７】
ＰＭＭＡがクロロベンゼンに溶解されて、２５０ｍｇ／ｍｌのＰＭＭＡ濃度を有する溶液が生成された。カリフォルニア州メンローパークのＵｎｉｄｙｍ社から得られる清浄かつ切断された単一壁カーボンナノチューブの電界凝集体が、低出力での３０分間の超音波処理によってクロロベンゼン中に分散された。得られたカーボンナノチューブ溶液がＰＭＭＡ溶液と混合されて、約０．１重量パーセントのカーボンナノチューブが添加された高分子材料が生成された。ＰＭＭＡ／ナノチューブ溶液がドクターブレード法により蛍光体−誘電体結合剤層に与えられて乾燥された。得られたＰＭＭＡ／ナノチューブ層は約３０μｍの厚さであった。次に約３００μｍのアルミニウム層が、熱蒸発によりＰＭＭＡ／ナノチューブ層にわたって設けられ、装置が完成された。
【０１１８】
装置は、増幅器とともに関数発生器を使用して照明が行われた。電界の様々な電圧及び周波数が照度計によって測定された。照度測定の結果を図６（ａ）及び６（ｂ）に示す。
【０１１９】
図５及び６に示されるように、電界凝集体を有する実施例４の装置は、電界凝集体をなんら含まない実施例３の装置と比べて高い照度値を示した。
【０１２０】
発明の様々な目的を満たすように発明の様々な実施例が記載された。これらの実施例は単に本発明の原理を説明するものであることが理解されるべきである。それらの数々の変形例や適応例は、発明の精神と範囲から逸脱することなく当業者には容易に明らかであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に配置された合成層と
を含む照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、約１から約１０６の範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の照明合成物。
【請求項３】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、約１から約１００，０００の範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の照明合成物。
【請求項４】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、又は半導体ナノワイヤを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブは、単一壁カーボンナノチューブ、複数壁カーボンナノチューブ、切断カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はドープ単一壁カーボンナノチューブを含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記半導体ナノワイヤは、ＩＩ／ＶＩ型半導体又はＩＩＩ／Ｖ型半導体を含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、複数の電界凝集体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の電界凝集体は、約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の電界凝集体は、約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項７の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の電界凝集体は、単一壁カーボンナノチューブ、複数壁カーボンナノチューブ、切断カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はドープ単一壁カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、化学的に機能化されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの蛍光体は、遷移元素、ランタニド系列元素、アクチニド系列元素、金属酸化物、又は金属硫化物を含むナノ粒子を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの蛍光体は量子ドットを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記量子ドットは、ＩＩ／ＶＩ型半導体又はＩＩＩ／Ｖ型半導体を含む、請求項１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの蛍光体は、有機染料又は無機染料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの蛍光体は、複数の蛍光体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記複数の蛍光体は、量子ドット、有機染料、無機染料、遷移金属、希土類金属、金属酸化物、金属硫化物、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記複数の蛍光体は、約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記複数の蛍光体は、約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記放射線透過誘電体材料は、高分子材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記高分子材料は、弗素重合体、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記弗素重合体は、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、ポリトリクロロトリフルオロエチレン、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記ポリアクリレートは、ポリアクリル酸、ポリ（メタクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記放射線透過性の第２電極は、放射線透過性の導電酸化物又は高分子材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記放射線透過性の導電酸化物は、インジウム錫酸化物、ガリウムインジウム錫酸化物、アンチモン錫酸化物、インジウムアンチモン酸化物、又は亜鉛インジウム錫酸化物を含む、請求項２４の照明装置。
【請求項２６】
前記合成層と前記第１電極又は前記放射線透過性の第２電極との間に設けられた放射線透過誘電体層をさらに含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２７】
ワット当たり９０ルーメンより大きな効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２８】
ワット当たり１００ルーメンより大きな効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２９】
ワット当たり約１２０ルーメンからワット当たり約１６０ルーメンの範囲の効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３０】
連続動作で約２０，０００時間より長い寿命を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３１】
約１ｃｍ２から約１００ｃｍ２の範囲の前面表面積を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３２】
約１ｍ２より大きな前面表面積を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３３】
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と、
を含む照明装置。
【請求項３４】
前記第１及び第２誘電体材料は、同じ材料である、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３５】
前記第１及び第２誘電体材料は、異なる材料である、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３６】
前記合成層は、追加の放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体又は少なくとも一つの蛍光体を含む、少なくとも一つの追加層をさらに含む、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３７】
少なくとも一つの照明装置と、
少なくとも一つの照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路とを含み、
前記照明装置は、
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と
を含み、
前記合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む照明システム。
【請求項３８】
前記少なくとも一つの電気回路は、少なくとも一つの照明装置に接続された複数の電気回路を含む、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項３９】
前記照明システムの動作電圧は、公称値が１２０ＶＡＣ＋／−１０％である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４０】
前記照明システムの動作電圧は、約１０ＶＡＣから２２０ＶＡＣの範囲である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４１】
前記照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４２】
第１電極を提供することと、
放射線透過性の第２電極を提供することと、
合成層を提供ことと、
放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む前記合成層を、第１電極と第２電極の間に設けることと
を含む照明装置の製造方法。
【請求項４３】
合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも一つの照明装置を提供することと、
少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することと
を含み、
前記照明装置は、
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と
を含み、
前記合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む照明システムの製造方法。
【請求項４５】
前記少なくとも一つの照明装置は、複数の照明装置を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む合成層を提供することと、
前記合成層を電界中に設けることと、
前記複数の蛍光体を活性化することと、
前記複数の蛍光体の少なくとも一つから電磁放射を放出することと、
を含む電磁放射を生成する方法。
【請求項４７】
前記合成層を電界中に設けることは、前記合成層を第１電極と第２電極の間に少なくとも部分的に配置し、第１及び第２電極に電圧を印加することを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させて励起状態を発生させることを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
電荷は、電子又は正孔を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも一つの蛍光体から電磁放射を放出することは、発光によって励起状態を緩和することを含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
電磁放射は、可視放射、紫外線放射、赤外線放射、又はこれらの組み合わせを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項１】
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む、第１電極と第２電極との間に配置された合成層と
を含む照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、約１から約１０６の範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の照明合成物。
【請求項３】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、約１から約１００，０００の範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の照明合成物。
【請求項４】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、又は半導体ナノワイヤを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブは、単一壁カーボンナノチューブ、複数壁カーボンナノチューブ、切断カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はドープ単一壁カーボンナノチューブを含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記半導体ナノワイヤは、ＩＩ／ＶＩ型半導体又はＩＩＩ／Ｖ型半導体を含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、複数の電界凝集体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の電界凝集体は、約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数の電界凝集体は、約０．０１重量パーセントから約５０重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項７の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の電界凝集体は、単一壁カーボンナノチューブ、複数壁カーボンナノチューブ、切断カーボンナノチューブ、ドープ複数壁カーボンナノチューブ、又はドープ単一壁カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤ、半導体ナノワイヤ、又はこれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの電界凝集体は、化学的に機能化されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの蛍光体は、遷移元素、ランタニド系列元素、アクチニド系列元素、金属酸化物、又は金属硫化物を含むナノ粒子を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの蛍光体は量子ドットを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記量子ドットは、ＩＩ／ＶＩ型半導体又はＩＩＩ／Ｖ型半導体を含む、請求項１３に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの蛍光体は、有機染料又は無機染料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの蛍光体は、複数の蛍光体を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記複数の蛍光体は、量子ドット、有機染料、無機染料、遷移金属、希土類金属、金属酸化物、金属硫化物、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記複数の蛍光体は、約０．０１重量パーセントから約９９重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記複数の蛍光体は、約０．０１重量パーセントから約１０重量パーセントの範囲の量で合成層中に存在する、請求項１６に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記放射線透過誘電体材料は、高分子材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記高分子材料は、弗素重合体、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記弗素重合体は、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、ポリトリクロロトリフルオロエチレン、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記ポリアクリレートは、ポリアクリル酸、ポリ（メタクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、若しくはこれらの共重合体又はこれらの組み合わせを含む、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記放射線透過性の第２電極は、放射線透過性の導電酸化物又は高分子材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記放射線透過性の導電酸化物は、インジウム錫酸化物、ガリウムインジウム錫酸化物、アンチモン錫酸化物、インジウムアンチモン酸化物、又は亜鉛インジウム錫酸化物を含む、請求項２４の照明装置。
【請求項２６】
前記合成層と前記第１電極又は前記放射線透過性の第２電極との間に設けられた放射線透過誘電体層をさらに含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２７】
ワット当たり９０ルーメンより大きな効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２８】
ワット当たり１００ルーメンより大きな効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２９】
ワット当たり約１２０ルーメンからワット当たり約１６０ルーメンの範囲の効率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３０】
連続動作で約２０，０００時間より長い寿命を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３１】
約１ｃｍ２から約１００ｃｍ２の範囲の前面表面積を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３２】
約１ｍ２より大きな前面表面積を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３３】
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１放射線透過誘電体材料の第１層中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体と、第２放射線透過誘電体材料の第２層中に設けられた少なくとも一つの蛍光体とを含む、第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と、
を含む照明装置。
【請求項３４】
前記第１及び第２誘電体材料は、同じ材料である、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３５】
前記第１及び第２誘電体材料は、異なる材料である、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３６】
前記合成層は、追加の放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体又は少なくとも一つの蛍光体を含む、少なくとも一つの追加層をさらに含む、請求項３３に記載の照明装置。
【請求項３７】
少なくとも一つの照明装置と、
少なくとも一つの照明装置に接続された少なくとも一つの電気回路とを含み、
前記照明装置は、
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と
を含み、
前記合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む照明システム。
【請求項３８】
前記少なくとも一つの電気回路は、少なくとも一つの照明装置に接続された複数の電気回路を含む、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項３９】
前記照明システムの動作電圧は、公称値が１２０ＶＡＣ＋／−１０％である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４０】
前記照明システムの動作電圧は、約１０ＶＡＣから２２０ＶＡＣの範囲である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４１】
前記照明システムの動作電圧は、約２０ＶＡＣから約４４０ＶＡＣの範囲である、請求項３７に記載の照明システム。
【請求項４２】
第１電極を提供することと、
放射線透過性の第２電極を提供することと、
合成層を提供ことと、
放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む前記合成層を、第１電極と第２電極の間に設けることと
を含む照明装置の製造方法。
【請求項４３】
合成層を提供することは、少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を放射線透過誘電体材料中に設けることを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも一つの照明装置を提供することと、
少なくとも一つの照明装置を少なくとも一つの電気回路に接続することと
を含み、
前記照明装置は、
第１電極と、
放射線透過性の第２電極と、
第１電極と第２電極との間に設けられた合成層と
を含み、
前記合成層は、放射線透過誘電体材料中に設けられた少なくとも一つの電界凝集体及び少なくとも一つの蛍光体を含む照明システムの製造方法。
【請求項４５】
前記少なくとも一つの照明装置は、複数の照明装置を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
放射線透過誘電体材料中に設けられた複数の電界凝集体及び複数の蛍光体を含む合成層を提供することと、
前記合成層を電界中に設けることと、
前記複数の蛍光体を活性化することと、
前記複数の蛍光体の少なくとも一つから電磁放射を放出することと、
を含む電磁放射を生成する方法。
【請求項４７】
前記合成層を電界中に設けることは、前記合成層を第１電極と第２電極の間に少なくとも部分的に配置し、第１及び第２電極に電圧を印加することを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記複数の蛍光体を活性化することは、少なくとも一つの電界凝集体から少なくとも一つの蛍光体に電荷を移動させて励起状態を発生させることを含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
電荷は、電子又は正孔を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも一つの蛍光体から電磁放射を放出することは、発光によって励起状態を緩和することを含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
電磁放射は、可視放射、紫外線放射、赤外線放射、又はこれらの組み合わせを含む、請求項４６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１０−５０８６３９（Ｐ２０１０−５０８６３９Ａ）
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３５３１４（Ｐ２００９−５３５３１４）
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０５５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１４３６３６
【国際公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５０９１２３５９６）ウェイク フォレスト ユニバーシティ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０５５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１４３６３６
【国際公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５０９１２３５９６）ウェイク フォレスト ユニバーシティ (2)
【Ｆターム（参考）】
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