JP2010508639A - 固体照明合成物及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (51)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 電荷は、電子又は正孔を含む、請求項48に記載の方法。
- 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。
- 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。
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