JP6313527B2 - 表面から放射線を放出するための方法および物品 - Google Patents

Description

放射線発生装置は、表面の霜取り、曇り除去および／または解氷、照明ならびに表面の自己浄化等の用途のために開発されてきた。これらの装置は、装置の見通しが悪いこと、不透明であること、放出される放射線の強度の均一さが不十分なこと、装置の周縁部から遠い放出放射線の強度が不十分であることおよび効率が低いことのうちの１つ以上を難点として有する。これらの欠点のうち１つ以上を克服できる放射線放出装置が、望ましい。

本明細書において、放射線放出装置および当該放射線放出装置から放射線を放出する方法が開示される。

一実施形態において、放射線放出装置は、ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層と、線源放射線を放出する放射線源とを備え、放射線放出層が、縁部および２つの広い表面を備え、縁部が高さｄを有し、広い表面が長さＬを有し、長さＬが高さｄより大きく、長さＬ対高さｄの比が１０以上であり、放射線源が縁部に連結されており、線源放射線が、放射線源から出て縁部を通り抜けるように伝わって発光剤を励起し、その後、発光剤が放出放射線を放出し、放出放射線の少なくとも一部が、広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーン（ｅｓｃａｐｅ ｃｏｎｅ）の中を通って抜け出る。

別の実施形態において、表面から放射線を放出するための方法は、放射線源から線源放射線を放出することと、ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層を放射線で照明することとを含み、放射線放出層は、縁部、第１の広い表面および第２の広い表面を備え、放射線源は縁部に連結されており、線源放射線は、放射線源から出て縁部を通り抜けるように伝わって発光剤を励起し、その後、発光剤が放出放射線を放出し、放出放射線の少なくとも一部が、広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーンを通って抜け出る。

上記およびその他の特徴を、下記の図面および詳細な説明によって例示する。

ここで、同様の要素が同様に番号付けされている、例示的な実施形態としての図面を参照されたい。

放射線放出装置の横側断面図である。 光触媒用途のための放射線放出装置の横側断面図である。 ２種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルの概略図であり、線源スペクトルが、ダウンシフト用作用物質の励起スペクトルと重複している。 ２種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルの概略図であり、線源スペクトルが、アップシフト用作用物質の励起スペクトルと重複している。 ４種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルの概略図であり、線源スペクトルが、ダウンシフト用作用物質の励起スペクトルと重複している。 ４種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルならびに２つの線源スペクトルの概略図であり、線源スペクトルのそれぞれが、ダウンシフト用作用物質の励起スペクトルと重複している。 ４種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルの概略図であり、線源スペクトルが、複数の作用物質の励起スペクトルと重複している。 ２種の発光剤の励起スペクトルおよび発光スペクトルの概略図であり、線源スペクトルが、アップシフト用発光剤の励起スペクトルと重複している。

図３〜図８において、Ｅｍは、Ｅｍの後に列記された番号の発光剤の発光スペクトルを指し、Ｅｘは、Ｅｘの後に列記された番号の発光剤の励起スペクトルを指し、Ｓは、線源のスペクトルを指し、ここで、Ｓの後に番号が列記されている場合、Ｓの後に列記された番号は、例えば第１または第２の線源を指す。例えば、Ｅｘ１は、第１の発光剤ＬＡ１の励起スペクトルを指す。スペクトルのピークは、垂直な破線によって示されている。

放射線発生装置は、細い縁部を有する２つの広い表面を備えるように開発されており、この縁部では、放射線が、広い表面の一方の反対側に配置された線源または縁部に配置された線源から放出される。不利なことに、広い表面の一方の反対側に放射線源が配置されていることにより、装置の見通しが悪くなる。縁部に配置された放射線源の配置には、放射線源からの距離に伴って放出が遅延するという問題が生じる。

上記に関して、上記および他の欠点を克服するために、本発明者らは、放射線源と、ホストおよび発光剤を含む放射線放出層とを備え、放射線源が放射線放出層の縁部に連結されている、放射線放出装置を開発した。放射線放出装置は、次の事項のうち１つ以上を達成することができる：１）例えば活性作用物質中の勾配を必要とすることなく、放射線放出層の広い表面のうち一方または両方にわたって放射線を均一に放出すること、２）例えば放射線放出層の広い表面上に配置された水および／または氷の溶融、霜取りまたは曇り除去を、ホスト材料の低い熱伝導率によって作用が阻害されない、または最初に物品を加熱しておく必要性によって遅延されないような態様で行うこと、３）放射線放出層の広い表面の両方から放射線を放出できること、ならびに４）空気より高い屈折率を有する物質（水または氷等）が広い表面上に存在する場合、より高い屈折率の物質の箇所において、一例として概ね２倍の割合の光子が放出され得るように、放出放射線のエスケープコーンを幅広化できること。本明細書において使用されるとき、均一な放射線放出は、広い表面上のすべての箇所における実測放射線が、広い表面から放出された平均放射線に対して４０％以内、厳密には３０％以内、より厳密には２０％以内であることを指す。

放射線放出装置は、ホスト材料および少なくとも１種の発光剤を含む放射線放出層を備え得る。図１に図示されているように、放射線放出層は、高さｄの短辺によって仕切られている長さＬを有する、２つの広い同縁の表面を有し得る。Ｌ対ｄの比は、１０以上、厳密には３０以上、より厳密には３０から１０，０００まで、さらにより厳密には３０から５００までであり得る。

放射線放出層は、例えば装置が棚として使用される場合に平坦であってもよく、または、例えば装置がレンズとして使用される場合に湾曲していてもよい。放射線放出層の第１の表面と第２の表面との距離は、一定であってもよいし、または、装置内の相異なる箇所で異なっていてもよい。表面は、内部全反射による光の誘導を支援するような滑らかな表面であってよい。同様に、一方または両方の表面は、例えば照明用途におけるビーム拡散のために微細な凹凸模様を施されていてもよく、この微細な凹凸模様は、装置の中を通るより長い波長の内部全反射を持続させながら、可視波長に選択的に作用することができる。

ここで、図面を参照すると、図１は、放射線放出層２および放射線源４を備える、放射線放出装置１を図示している。コーティング２２は第１の表面６に施工されている。選択反射ミラー１０が、放射線源４と放射線放出層２との間にある線源縁部１２上に配置されており、縁部ミラー１４が、縁部１６上に配置されている。表面ミラー１８は、表面ミラー１８と第２の表面８との間に隙間２０が配置されるように、第２の表面８の付近に配置されている。

図２は、放射線放出層２および放射線源４を備える、光触媒式放射線放出装置２８を図示している。光触媒層２６は、第１の表面６の付近に配置されており、光触媒層２６と第１の表面６との間には、任意選択による中間層２４が配置されている。選択反射ミラー１０は、放射線源４と放射線放出層２との間にある線源縁部１２上に配置されおり、縁部ミラー１４は、縁部１６上に配置されている。表面ミラー１８は、表面ミラー１８と第２の表面８との間に隙間２０が配置されるように、第２の表面８の付近に配置されている。図２は、光触媒層および中間層が、装置のただ１つの面上に存在することを図示しているが、光触媒層は、表面６と表面８との両方の上に存在することも可能であり、任意選択による中間層２４が、これらの表面と光触媒層との間に配置されていてもよいと理解される。

放射線放出層は、ホスト材料および発光剤を含むが、紫外光（ＵＶ）吸収剤をさらに含んでもよい。発光剤は、ホスト材料全体にわたって分散されていてもよく、または、放射線放出層中にある１つ以上の副層に局在化していてもよい。例えば、放射線放出層は、放射線放出用の第１の副層および放射線放出用の第２の副層を含んでいてもよく、放射線放出用の副層のそれぞれが独立に、発光剤を含んでいてもよい。同様に、副層は、同じまたは異なる発光剤を含むこともでき、同じまたは異なるホスト材料を含むこともできる。放射線放出層が２つ以上の副層を含み、副層の１つがインモールドコーティングである場合、発光剤のうち１つ以上は、前記インモールドコーティング中に配置されていてもよく、より穏やかな発光剤の処理条件を可能にし得る。言い換えると、放射線放出層は、インモールドコーティング層であってよい。

放射線放出層は、材料が８０％以上の透過率を有する程度に透明であり得る。放射線放出層は、材料が９０％以上の透過率を有する程度に透明であり得る。放射線放出層は、材料が９５％以上の透過率を有する程度に透明であり得る。透明度は、３．２ｍｍの厚さの試料を使用し、ＣＩＥ標準イルミナントＣを使用したＡＳＴＭ Ｄ１００３−００，Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｂを用いて、一方向で観測することによって測定することができる。

ホスト材料は、ポリカーボネート（ビスフェノールＡポリカーボネート等）、ポリエステル（ポリ（エチレンテレフタレート等）およびポリ（ブチルテレフタレート））、ポリアリレート、フェノキシ樹脂、ポリアミド、ポリシロキサン（ポリ（ジメチルシロキサン）等）、ポリアクリル（ポリアルキルメタクリレート（ポリ（メチルメタクリレート）等）およびポリメタクリレート等）、ポリイミド、ビニルポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタンまたは前述のもののうち１つ以上を含むコポリマーおよび／もしくはブレンド等の材料を含み得る。ホスト材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアクリレート、ポリビニルメタクリレート、ポリビニリデンクロリド、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマールまたは前述のもののうち１つ以上を含むコポリマーおよび／もしくはブレンドを含み得る。ホスト材料は、ポリビニルブチラール、ポリイミド、ポリカーボネートまたは前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。放射線放出層がポリカーボネートを含む場合、ポリカーボネートは、赤外線吸収性ポリカーボネートを含み得る。ホスト材料は、前述の材料のうち１つ以上を含む組合せを含み得る。

放射線放出層は、発光剤を含み、発光剤は、１種以上の発光剤、厳密には２種以上の発光剤、より厳密には２種から６種までの発光剤、さらにより厳密には２種から４種までの発光剤を含み得る。

発光剤は、発光太陽光集光器（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｓｏｌａｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ：ＬＳＣ）、例えば、太陽からの光を吸収するように機能するソーラーパネルにおいて使用されてきた。ＬＳＣにおいて、光は、装置の広い表面を通って装置内に伝わり、発光剤によって吸収され、異なる波長で放出される。放出された光の一部は、装置の縁部への内部全反射によって伝わり、光電池等の縁部に連結された要素に伝わる。ＬＳＣの場合、入射する日射の最大限の収集は、発光剤の励起波長における吸収係数Ａ_{ｅｘ／ＬＳＣ}に関する次の条件によって促進される：
Ａ_{ｅｘ／ＬＳＣ}＞１／Ｄ （１）
式中、Ｄが、ＬＳＣ装置の厚さである。縁部に連結された要素までＬＳＣに沿って光が輸送されている間の再吸収は、発光剤の発光波長における吸収係数Ａ_{ｅｍ／ＬＳＣ}に関する次の条件によって最小化される：
Ａ_{ｅｍ／ＬＳＣ}＜＜１／ｍ （２）
式中、ｍが、装置の長さである。

対照的に、例えば本放射線放出装置においては、エスケープコーン内の発光剤による再吸収の大部分が、第１および第２の発光剤の発光波長における濃度に依存した吸収係数Ａ_ｅｍ１およびＡ_ｅｍ２のそれぞれに関する次の条件によって回避される。ここで、第２の発光剤が存在しなくてもよいことには、留意しておく：
Ａ_ｅｍ１≦１／ｄ （３ａ）
Ａ_ｅｍ２≦１／ｄ （３ｂ）
式中、ｄが、放射線放出層の厚さである（図１を参照されたい。）。

図３は、線源スペクトルＳが、第１のダウンシフト用発光剤ＬＡ１の励起スペクトルＥｘ１と重複していてもよいことを図示している。装置の長さにわたっての線源光の分配は、第１の発光剤の励起波長における濃度に依存した吸収係数に関する次の条件によって促進される：
Ａ_ｅｘ１〜１／Ｌ； ０．２／Ｌ≦Ａ_ｅｘ１≦５／Ｌ （４ａ）
式中、Ｌは、縁部に連結された線源から測定した装置の長さであり、このとき、第２の縁部連結線源が第１の線源と反対側にある縁部に配置されているのであれば、Ｌは、式４ａ中のＬ／２によって置き換えられることになる。

線源スペクトルＳと重複していない励起スペクトルを有する第２の発光剤が存在する場合、式４ｂは、第２の発光剤が、比較的高い効果的な濃度で存在することができ、したがって、第１の発光剤の長波長側テールの光子をより効果的に再利用することができることを指し示している。
Ａ_ｅｘ２≧Ａ_ｅｘ１ （４ｂ）
したがって、第２の発光剤が存在すると、結果として、例えば広い表面から放出された平均放射線に対して４０％以内、厳密には３０％以内、より厳密には２０％以内である広い表面からのより均一な放射線放出が起き得る。

本明細書において使用されるとき、発光剤、発光スペクトルおよび励起スペクトルに関する「第１の」および「第２の」という用語は単に、放射線放出層内の２種の別個の発光剤を区別するために使用される。

図３は、発光スペクトルＥｍ１がより長い波長にシフトされ、吸収された光子がより低いエネルギーの光子に変換される、第１のダウンシフト用発光剤ＬＡ１、および、発光スペクトルＥｍ２がより短い波長にシフトされ、吸収された光子がより高いエネルギー光子に変換される、第２のアップシフト用発光剤ＬＡ２を備える、装置の励起スペクトルおよび発光スペクトルを示している。アップシフト作用は、アップコンバージョンを包含しており、これにより、より低いエネルギーの２個の光子が吸収されると、より高いエネルギーの１個の光子が放出されると理解される。線源スペクトルＳが、第１の発光剤ＬＡ１の励起スペクトルＥｘ１と重複している。この重複の結果として、式４ａに従って物品の長さにわたって生じる第１の発光剤ＬＡ１の発光スペクトルＥｍ１によって表される波長を有する、第１の世代の光子が生成される。これらの光子の一部、例えば２０％から３０％までは、エスケープコーンに入るように放出され得、式３ａおよび３ｂに従って、装置の広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けるように物品を抜け出ることになる。エスケープコーン内部で放出されなかった残りの光子は、物品内での内部全反射によって誘導することができ、縁部に到達した光子は、例えば縁部ミラーによって物品内に戻るように反射され得る。次いで、これらの残りの光子は、第１の発光剤ＬＡ１または第２の発光剤ＬＡ２である発光剤とぶつかることができる。発光スペクトルＥｍ１が励起スペクトルＥｘ１および励起スペクトルＥｘ２と重複しているため、ＬＡ１およびＬＡ２が励起すると、発光スペクトルＥｍ１および発光スペクトルＥｍ２によって示される波長を有する、第２の世代の光子を生成することができる。放出されたこの第２の世代の光子は、装置の表面からエスケープコーンを通っての光子の放出にさらに寄与するが、光子の残部は、第１の世代と同様に再利用される。したがって、さらなる世代の光子も同様に生成される。

図４は、線源スペクトルＳが代わりに、第２のアップシフト用発光剤ＬＡ２の励起スペクトルＥｘ２と重複していてもよいことを図示している。条件および動作は、式４ａが次のものによって置き換えられている点を除いて、図３に関して記述した条件および動作と同様である：
Ａ_ｅｘ２〜１／Ｌ； ０．２／Ｌ≦Ａ_ｅｘ２≦５／Ｌ （５ａ）
線源スペクトルＳと重複していない励起スペクトルを有するさらなる発光剤が存在する場合、式５ｂは式４ｂと同様に、さらなる発光剤が、比較的高い効果的な濃度で存在することができ、したがって、第１の発光剤の長波長側テールの光子をより効果的に再利用することができることを指し示している。
Ａ_ｅｘ１≧Ａ_ｅｘ２ （５ｂ）
いずれの場合においても、式４ｂおよび５ｂは、ＬＡ２およびＬＡ１がそれぞれ存在すると、結果として、例えば広い表面から放出された平均放射線に対して４０％以内、厳密には３０％以内、より厳密には２０％以内である、広い表面からのより均一な放射線放出が起き得ることを指し示している。

線源は、各発光剤相対濃度の限度に基づいて選択することができ、例えば、第１の発光剤の励起波長における吸収係数が、第２の発光剤の励起波長における吸収係数より小さいかどうか（式４ｂ）、または、第１の発光剤の励起波長における吸収係数が、第２の発光剤の励起波長における吸収係数より大きいかどうか（式５ｂ）に基づいて選択することができる。代替的には、例えばＥｍ１およびＥｍ２が近赤外にある場合、線源は、長波長側のホストによる吸収バンドの回避（例えば、図３）と、可視バンドの回避（例えば、図４）とのいずれを所望するかに基づいて、選択することができる。

上記ＬＳＣ装置に関して、式３から５は、式１および２と著しく異なっており、本放射線放出装置の新規性をさらに説明している。１／Ｄ＞＞１／ｍであると考えておき、ＬＳＣに典型的なＤおよびｍのそれぞれの範囲が、本物品のｄおよびＬと同様であると仮定したとき、式１、４および５は、Ａ_ｅｘ１および／またはＡ_ｅｘ２を、Ａ_{ｅｘ／ＬＳＣ}よりはるかに低くすることが可能であり、したがって、発光剤の最適濃度を、ＬＳＣの場合より本装置の場合の方が低くなるようにすることが可能であることを指し示している。濃度を低下させると、透明度を低下させ得る光の散乱を起こす可能性がある、および／または効率を悪化させ得るルミネセンスの消光を起こす可能性がある、発光剤の凝集の回避が支援される。

図３および図４をさらに参照すると、発光剤は、当該発光剤の用途および当該発光剤の各励起スペクトルに基づいて選択することができる。例えば、放射線放出装置が曇り除去、霜取りおよび／または解氷のために使用される場合、ＬＡ１およびＬＡ２は、励起スペクトルＥｘ１が、可視バンドの波長Ｉより大きくなり、励起スペクトルＥｘ２が、ホスト材料の吸収バンドの波長ＩＩより小さくなり、例えばポリカーボネートの吸収バンドの波長ＩＩより小さくなり、発光スペクトルＥｍ１およびＥｍ２が例えば８００ナノメートル（ｎｍ）から１１００ナノメートルまでの所望の発光バンドＩＩＩの波長を有するように選択することができる。同様に、放射線放出装置が光触媒用途のために使用される場合、ＬＡ１およびＬＡ２は、励起スペクトルＥｘ１が、ホスト材料、例えばポリカーボネートを害する可能性がある波長Ｉより大きくなり、励起スペクトルＥｘ２が、可視波長の波長ＩＩより小さくなり、発光スペクトルＥｍ１およびＥｍ２が、例えば３５０ナノメートル（ｎｍ）から４００ナノメートルまでの所望の発光バンドＩＩＩの波長を有するように選択することができる。

図３および図４は、２種の発光剤が存在する状況を記述しているが、１種の発光剤が存在する用途も、第２の作用物質の励起が存在しない点を除いて、同様であると理解される。同様に、２種より多い発光剤が存在してもよく、例えば図５〜図７に提示のように４種の異なる発光剤ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３およびＬＡ４が存在してもよい。当業者ならば、発光剤ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３およびＬＡ４の相対量を、例えば式４または５と同様の条件を維持するように調節できることは、理解している。

図５は、線源が、例えば単一の励起スペクトルと重複している狭帯域線源スペクトルＳを含み得ることを図示している。厳密には、図５は、ＬＡ１の励起スペクトルＥｘ１と重複している線源スペクトルＳを図示しており、ＬＡ１の発光スペクトルＥｍ１が、ＬＡ１の励起スペクトルＥｘ１およびＬＡ２の励起スペクトルＥｘ２と重複しており、ＬＡ２の発光スペクトルＥｍ２が、ＬＡ２の励起スペクトルＥｘ２およびＬＡ３の励起スペクトルＥｘ３と重複しており、発光スペクトルＥｍ３が、ＬＡ３の励起スペクトルＥｘ３およびＬＡ４の励起スペクトルＥｘ４と重複しており、発光スペクトルＥｍ４が、ＬＡ３の励起スペクトルＥｘ３およびＬＡ４の励起スペクトルＥｘ４と重複している。本明細書において使用されるとき、「狭帯域線源」は、単一の種の発光剤の励起スペクトルと重複している、線源スペクトルを指す。

図６は、相異なる線源スペクトルＳ１およびＳ２をそれぞれが有する、１個より多い線源、例えば２個の線源が存在し得ることを図示しており、Ｓ１およびＳ２は、２つの異なる励起スペクトルと重複している。厳密には、図６は、線源スペクトルＳ１およびＳ２が、それぞれ励起スペクトルＥｘ２およびＥｘ３と重複していることを図示しており、励起スペクトルＥｘ２およびＥｘ３に対応する発光スペクトルは、様々な発光剤の様々な励起スペクトルと重複している。なお、２個のみの線源が図６に図示されているが、２個より多い線源が存在してもよい。

図７は、線源スペクトルＳが、１個より多い励起スペクトルと重複している少なくとも１種の単一の広帯域線源を含み得ることを図示している。厳密には、図７は、線源スペクトルＳが、発光剤ＬＡ１、ＬＡ２およびＬＡ３の励起スペクトルＥｘ１、Ｅｘ２およびＥｘ３のそれぞれと重複しており、様々な発光スペクトルが、図５の場合と同様に様々な励起スペクトルと重複していることを図示している。本明細書において使用されるとき、「広帯域線源」は、１個より多い種の発光剤の励起スペクトルと重複している、線源スペクトルを指す。

白色光を放出する放射線放出装置が所望される場合、３種以上の発光剤を選択し、図５〜図７の場合と同様に装着することができ、発光スペクトルＥｍ１、Ｅｍ２およびＥｍ３は、それぞれＡが青色になり、Ｂが緑色になり、Ｃが赤色になるように選択することができ、ＬＡ４は、任意選択によるものである。ＬＡ４は、発光スペクトルＥｍ３のテールの光子を再利用することにより、一連のダウンシフト用発光剤ＬＡ１、ＬＡ２およびＬＡ３をキャッピングするように作用することができる、アップシフト用発光剤であってよい。さらに、波長Ｉおよび波長ＩＩは、図面中に図示されたスペクトルの外にある波長を指す。例えば、波長Ｉは、紫外バンドであり得、波長ＩＩは、赤外バンドであり得る。

図８は、線源スペクトルＳが、第２の発光剤の励起スペクトルＥｘ２と重複していてもよいことを図示している。発光スペクトルＥｍ２は、第１の発光剤の励起スペクトルＥｘ１と重複していてもよく、励起スペクトルＥｘ１は、第２の発光剤の励起スペクトルＥｘ２と重複していてもよい発光スペクトルＥｍ１を有し得る。代替的には、Ｓは、図８の第１の発光剤の励起スペクトルＥｘ１と重複していてもよく、発光スペクトルＥｍ１は、第２の発光剤の励起スペクトルＥｘ２と重複していてもよく、励起スペクトルＥｘ２は、第１の発光剤の励起スペクトルＥｘ１と重複していてもよい発光スペクトルＥｍ２を有し得る。図４とは対照的に、励起スペクトルＥｘ１および発光スペクトルＥｍ１は、重複していなくてもよく、励起スペクトルＥｘ２および発光スペクトルＥｍ２は、（例えば、図８に図示されているように）重複していなくてもよい。線源スペクトルＳがＥｘ１またはＥｘ２と重複しているかにかかわらず、Ｅｘ１とＥｍ１とが重複していないという性質およびＥｘ２とＥｍ２とが重複していないという性質により、自己吸収を伴うことなく、光子の再利用を達成することができる。

図３〜図８において、ピークは、互いにわずかにずれているように図示されているが、ピークは、互いにさらにずれていてもよいし、または互いに一致していてもよいと理解される。同様に、図示されていないが、線源、励起スペクトルおよび発光スペクトルは、図示されたベースラインより下にｘ軸に沿ってさらに延在するテールを有し得ることも理解される。図面において、Ｅｘ１およびＥｘ２の相対的な高さが、上記条件を表し得ることをさらに留意しておく。例えば、図３における相対的な高さは、式４ｂの条件を表しているが、図４においては、相対的な高さが式５ｂの条件を表している。

発光剤は、物品の長さにわたって分配され得るものであり、光子波長をシフトさせるように作用できるだけでなく、光子を方向転換させるようにも作用できる。例えば、第１の世代光子の一部は、放射線放出層を抜け出ることができるように、放射線放出層内での内部全反射からエスケープコーンに入るように方向転換させることができ、第１の世代光子の一部は、放射線放出層内のさらなる発光剤（第１の発光剤および第２の発光剤のうち一方または両方等）を励起することができる。

発光剤は、放射線放出層の透明度を低下させないようなサイズであってよく、例えば、発光剤は、可視光、厳密には３９０ｎｍから７００ｎｍまでの波長を有する光を散乱させないサイズであってよい。発光剤は、３００ｎｍ以下、厳密には１００ｎｍ以下、より厳密には４０ｎｍ以下、さらにより厳密には３５ｎｍ以下の平均最長寸法を有し得る。

発光剤は、ダウンシフト用作用物質（（ｐｙ）_２４Ｎｄ_２８Ｆ_６８（ＳｅＰｈ）_１６（式中、ｐｙが、ピリジンである。）等）、アップシフト用作用物質（ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；およびＣｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋等）または前述のものの１つもしくは両方を含む組合せを含み得る。アップシフト用作用物質は、作用物質の総重量に対して５重量パーセント（ｗｔ％）以下のＴｉ、ＯｓまたはＲｅを含み得る。発光剤は、有機染料（ローダミン６Ｇ）、インダセン染料（ポリアザインダセン染料等）等）、量子ドット、希土類錯体、遷移金属イオン、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。発光剤は、ピロロピロールシアニン（ＰＰＣｙ）染料を含み得る。有機染料分子は、ポリマー骨格に結合していてもよいし、または放射線放出層中に分散されていてもよい。発光剤は、置換アミノ基および／またはシアノ基を有するピラジン型化合物、ベンゾプテリジン誘導体等のプテリジン化合物、ペリレン型化合物（ＬＵＭＯＧＥＮ^ＴＭ０８３（ＢＡＳＦ、ＮＣから市販）等）、アントラキノン型化合物、チオインジゴ型化合物、ナフタレン型化合物、キサンテン型化合物または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。発光剤は、ピロロピロールシアニン（ＰＰＣｙ）、ビス（ＰＰＣｙ）染料、アクセプター置換スクアラインまたは前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。ピロロピロールシアニンは、ＢＦ_２−ＰＰＣｙ、ＢＰｈ_２−ＰＰＣｙ、ビス（ＢＦ_２−ＰＰＣｙ）、ビス（ＢＰｈ_２−ＰＰＣｙ）または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。発光剤は、ランタニドキレート等のランタニドベースの化合物を含み得る。発光剤は、カルコゲニドに結合したランタニドを含み得る。発光剤は、ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せ等の遷移金属イオンを含み得る。発光剤は、ＹＡｌＯ_３：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；Ｙ_３Ｇａ_５Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。発光剤は、Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；Ｃｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋；または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。発光剤は、前述の発光剤の少なくとも１つを含む組合せを含み得る。発光剤は、ＬＡ１およびＬＡ２を含み得るが、ＬＡ１は、ランタニドベースの化合物を含み得、ＬＡ２は、ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；Ｃｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋；または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せ等の遷移金属イオンを含み得る。

発光剤は、１００，０００モル濃度^−１×センチメートル^−１（Ｍ^−１ｃｍ^−１）以上のモル吸光を有し得る。発光剤は、５００，０００Ｍ^−１ｃｍ^−１以上のモル吸光を有し得る。

発光剤は、シリカ球またはポリスチレン球等、周囲を取り囲む球体に内包されていてもよい。発光剤は、鉛、カドミウムおよび水銀のうち１つ以上を不含であってよい。発光剤は、０．１から０．９５までの量子収率を有し得る。発光剤は、０．２から０．７５までの量子収率を有し得る。

発光剤は、第１の範囲の波長にわたって放射線を吸収することができ、第１の範囲と部分的に重複していてもよい第２の範囲の波長または第１の範囲と重複していない第２の範囲の波長にわたって放射線を再放出することができる。発光剤によって吸収され得る放射線は、放射線源および／または同じ種の発光剤および／または異なる種の発光剤に由来し得る。

発光剤からの発光は、方向が等方性であり得るが、放出された光子は、エスケープコーンを通って装置を抜け出ることになるか、または、内部全反射によって物品に閉じ込められる。エスケープコーンを通って抜け出る放射線の方向は、装置の広い表面に対して垂直な方向を中心にした広範な角度範囲にわたって、均一に分配され得る。

発光剤の励起および発光は、励起および発光が発光剤の長軸に対して垂直な方向に優勢となり得るように、異方性（二色性とも呼ばれる）であってよい。長軸は、広い表面に対して垂直であり得、または少なくとも、法線から例えば１０度以内であり得る。代替的には、長軸の整列線が、様々な箇所で異なっていてもよい。例えば、広い表面の一方の中心に向かっている異方性発光剤の長軸は、表面に対する法線から例えば１０度から９０度までの角度であってよく、放射線放出装置の縁部に向かっている異方性発光剤の長軸は、広い表面に対する法線から１０度以内であってよい。

放出放射線は、紫外線の波長から近赤外線の波長までの範囲の波長を有し得る。放出放射線は、１０ｎｍから２．５マイクロメートルまでの波長を有し得る。紫外波長域および／または近赤外波長域の発光は、曇り除去、霜取りおよび解氷等の用途に有用であり得るが、理由として、水と氷とが紫外から近赤外までの範囲の波長にわたって事実上一致する吸収係数を有しており、可視波長域においてそれぞれの最小値を示すが、迅速に増大して、これらの最小値から離れていくものであるという点がある。

放射線放出層は、紫外線吸収剤を含み得、特に、紫外線安定剤とも呼ばれる紫外線吸収性添加剤は、ヒドロキシベンゾフェノン（例えば、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン）、ヒドロキシベンゾトリアジン、シアノアクリレート、オキサニリド、ベンゾキサジノン（例えば、２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンゾキサジン−４−オン、Ｃｙｔｅｃから商標ＣＹＡＳＯＲＢ ＵＶ−３６３８で市販）、アリールサリチレート、ヒドロキシベンゾトリアゾール（例えば、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾールおよび２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール、Ｃｙｔｅｃから商標ＣＹＡＳＯＲＢ５４１１で市販）または前述の光安定剤の少なくとも１つを含む組合せを含む。紫外線安定剤は、組成中のポリマーの総重量に対して０．０１ｗｔ％から１ｗｔ％までの量で存在し得る。紫外線安定剤は、組成中のポリマーの総重量に対して０．１ｗｔ％から０．５ｗｔ％までの量で存在し得る。紫外線安定剤は、組成中のポリマーの総重量に対して０．１５ｗｔ％から０．４ｗｔ％までの量で存在し得る。

放射線源は、図１および図２に図示されているように、縁部に取り付けられた光源であってよい。同様に、放射線源は、物品から遠く離れていてもよく、例えば光ファイバーによって装置の少なくとも１つの縁部に連結されていてもよい。遠く離れた放射線源が使用される場合、放射線源は、１つ以上の装置と一緒に使用することができる。

放射線放出装置への放射線源の連結は、光学的に連続的であり得るが、放射線放出装置の縁部にある受容コーン（ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ｃｏｎｅ）内に放射線を放出し、この結果、内部全反射によって放射線を装置の中を通して誘導することができるように構成され得る。本明細書において使用されるとき、「光学的に連続的」という用語は、放射線源からの光の９０％から１００％までが、放射線放出装置内に伝えられることを意味し得る。放射線源は、高さｄおよび図１に図示のない幅によって画定された表面を有する、放射線放出装置の縁部に連結されていてもよい。

放射線源は、線源が連結されている縁部に沿って測定して、４０ワット毎メートル（Ｗ／ｍ）から４００ワット毎メートルまでで放射する放射線源であってよい。放射線源は、７０Ｗ／ｍから３００Ｗ／ｍまでで放射する、放射線源であってよい。放射線源は、８５Ｗ／ｍから２００Ｗ／ｍまでで放射する、放射線源であってよい。

放射線源は、１００ｎｍから２５００ｎｍまでの波長を有する放射線を放出することができる。放射線源は、３００ｎｍから１５００ｎｍまでの波長を有する放射線を放出することができる。放射線源は、可視域において３８０ｎｍから７５０ｎｍまでの波長を有する放射線を放出することができる。放射線源は、７００ｎｍから１２００ｎｍまでの波長を有する近赤外線を放出することができる。放射線源は、８００ｎｍから１１００ｎｍまでの波長を有する近赤外線を放出することができる。放射線源は、２５０ｎｍから４００ｎｍまでの波長を有する紫外線を放出することができる。放射線源は、３５０ｎｍから４００ｎｍまでの波長を有する紫外線を放出することができる。放射線源からの放出放射線は、所望の波長にフィルタリングした後、放射線放出層に導入することができる。

放射線源は例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、タングステンフィラメント電球、紫外光、蛍光灯（白色、ピンク色、黒色、青色またはブラックライトブルー色（ＢＬＢ）の光を放出する蛍光灯等）、白熱灯、高輝度放電ランプ（メタルハライドランプ等）、冷陰極管、光ファイバー導波路、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）またはエレクトロルミネセンス（ＥＬ）を発生させる装置であってよい。

放射線放出装置は任意選択により、反射されない場合は装置を抜け出ることになり得る光子を反射することによって放射線放出装置の効率を高めるために、装置の１つ以上の面上に配置されたミラーを有してもよい。ミラーは、近赤外域等における反射率が高いものであり得、金属化された面であってよい。厳密には、放射線放出装置は、縁部ミラー、縁部選択反射ミラー、および表面ミラーのうち１つ以上を含み得る。縁部ミラーは、方向転換されなかった場合は装置から抜け出ていたであろう放射線を方向転換して放射線放出層内に戻すために、縁部上に配置されていてもよい。縁部選択反射ミラーは、線源スペクトルの大部分が放射線源と装置との間で伝えられるとともに、発光剤の発光スペクトルの大部分が放射線放出層内に戻るように反射されように放射線源と放射線放出層との間の縁部上に配置されていてもよい。２つの広い表面の一方のみからの発光が所望される場合、表面ミラーは、放射線放出層の表面の一方の上に配置されていてもよく、または、表面ミラーと前記表面との間に隙間が配置されるように前記表面の付近に配置されていてもよい。隙間は、液体（水、油またはケイ素流体等）、放射線放出層より低い屈折率（refractive index）を有する固体または気体（空気、酸素または窒素等）を含み得る。隙間は、放射線放出層より低いＲＩを有する液体または気体を含み得る。隙間は、装置内での内部全反射を支援するためのエアギャップであってもよい。

放射線放出装置は、保護コーティング層を含み得るが、保護コーティングは、広い表面のうち一方または両方に施工することができる。保護コーティングは、光触媒層の広い表面に施工することができる。保護コーティング層は、紫外線保護層、耐摩耗性層、防曇層、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。保護コーティング層は、シリコーンハードコートを含み得る。

紫外線保護層は、装置の外面に施工することができる。例えば、紫外線保護層は、１００マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有するコーティングであってよい。紫外線保護層は、４μｍから６５μｍまでの厚さを有するコーティングであってよい。紫外線保護層は、室温および大気圧でコーティング溶液中にプラスチック基材を浸漬すること（すなわち、ディップコーティング）を含む、様々な手段によって施工することができる。紫外線保護層は、限定するわけではないが流し塗り、カーテンコーティングおよびスプレーコーティングを含む、他の方法によって施工することもできる。紫外線保護層は、シリコーン（例えば、シリコーンハードコート）、ポリウレタン（例えば、ポリウレタンアクリレート）、アクリル樹脂、ポリアクリレート（例えば、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート）、ポリビニリデンフルオリド、ポリエステル、エポキシ樹脂および前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。紫外線保護層は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタンまたは前述のものの１つもしくは両方を含む組合せ等の紫外線遮断性ポリマーを含み得る。紫外線保護層は、紫外線吸収性分子を含み得る。紫外線保護層は、シリコーンハードコート層（例えば、ＡＳ４０００、ＡＳ４７００またはＰＨＣ５８７、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから市販）を含み得る。

紫外線保護層は、プライマー層およびコーティング（例えば、トップコート）を含み得る。プライマー層は、装置への紫外線保護層の付着を補助することができる。プライマー層は、限定するわけではないがアクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂および前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。プライマー層は、紫外線保護層のトップコートの他にまたは当該トップコートの代わりに、紫外線吸収剤を含むこともできる。例えば、プライマー層は、アクリルプライマー（例えば、ＳＨＰ４０１またはＳＨＰ４７０、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから市販）を含み得る。

耐摩耗性層（例えば、コーティングまたはプラズマコーティング）は、装置の１つ以上の表面に施工することができる。厳密には、耐摩耗性層は、紫外線保護層に施工することができる。耐摩耗性層は、単一の層または多数の層を含むことが可能であり、放射線放出装置の耐摩耗性を改良することによって機能をさらに向上することができる。一般に、耐摩耗性層は、限定するわけではないが酸化アルミニウム、フッ化バリウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、炭化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、水素化オキシ炭化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化イットリウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウム、ガラスおよび前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せ等の有機コーティングおよび／または無機コーティングを含み得る。

耐摩耗性層は、真空支援蒸着法および大気下コーティング法等の様々な堆積技法によって施工することができる。例えば、真空支援蒸着法には、限定されるわけではないが、プラズマ支援化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、アークＰＥＣＶＤ、膨張熱プラズマＰＥＣＶＤ、イオン支援プラズマ蒸着、マグネトロンスパッタリング、電子ビーム蒸着およびイオンビームスパッタリングを挙げることができる。

任意選択により、層（例えば、紫外線保護層および／または耐摩耗性層および／または防曇層）の１つ以上は、ラミネート加工またはフィルムインサート成型等の方法によって放射線放出装置の外面に装着されたフィルムであってよい。この場合、機能を伴う層（複数可）またはコーティング（複数可）は、フィルムおよび／またはフィルムが付いた面の反対側にある放射線放出装置の面に装着され得る。例えば、１つより多い層を含む共押出フィルム、押出コーティングフィルム、ローラーコーティングフィルムまたは押出ラミネートフィルムを、先述のハードコート（例えば、シリコーンハードコート）の代替品として使用することができる。フィルムは、耐摩耗性層への紫外線保護層（すなわち、フィルム）の付着を促進するための添加剤またはコポリマーを含有してもよく、および／または、フィルム自体が、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）、フルオロポリマー（例えば、ポリビニリデンフルオリド、ポリビニルフルオリド）等の耐候性材料を含んでもよく、および／または、フィルムが、フィルムの下に位置する基材を保護するのに十分なほどに紫外線の透過を遮断することができ、および／または、フィルムが、三次元成形パネルのフィルムインサート成型（ＦＩＭ）（インモールド加飾（ｉｎ−ｍｏｌｄ ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ：ＩＭＤ））、押出またはラミネート加工処理のために好適であり得る。

紫外線吸収性分子は、ヒドロキシベンゾフェノン（例えば、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン）、ヒドロキシベンゾトリアジン、シアノアクリレート、オキサニリド、ベンゾキサジノン（例えば、２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンゾキサジン−４−オン、Ｃｙｔｅｃから商標ＣＹＡＳＯＲＢ ＵＶ−３６３８で市販）、アリールサリチレート、ヒドロキシベンゾトリアゾール（例えば、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾールおよび２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール、Ｃｙｔｅｃから商標ＣＹＡＳＯＲＢ５４１１で市販）または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。紫外線吸収性分子は、ヒドロキシフェニルタジン（ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｔｈａｚｉｎｅ）、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシルフェニルベンゾタゾール（ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｏｔｈａｚｏｌｅ）、ヒドロキシフェニルトリアジン、ポリアロイルレゾルシノール、シアノアクリレート、または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。紫外線吸収性分子は、組成中のポリマーの総重量に対して０．０１ｗｔ％から１ｗｔ％まで、厳密には０．１ｗｔ％から０．５ｗｔ％まで、より厳密には０．１５ｗｔ％から０．４ｗｔ％までの量で存在し得る。

層のうち１つ以上は、それぞれ独立に、添加剤を含み得る。添加剤は、着色料（複数可）、抗酸化剤（複数可）、界面活性剤（複数可）、可塑剤（複数可）、赤外線吸収剤（複数可）、帯電防止剤（複数可）、抗菌物質（複数可）、流動調整剤（複数可）、分散剤（複数可）、紫外線吸収性分子（複数可）、相溶化剤（複数可）、硬化触媒（複数可）および前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せを含み得る。様々な層に添加される任意の添加剤の種類および量は、放射線放出装置に関して所望される性能および最終的な使用に依存する。

保護コーティング（複数可）は、近赤外域において吸収を行わないように、および／または放射線放出層より低い屈折率を有するように選択することができる。

放射線放出装置は、光触媒剤を含んでもよい光触媒層を含み得る。光触媒剤は、水の存在下で近紫外線に曝露されると、表面の有機汚染物質の分解を促進することができる（^．ＯＨ）ラジカルおよび／または超酸化物イオン（Ｏ_２ ⁻）が発生し得る。分解された汚染物質は後で、水ですすぐことによって除去できる。

光触媒剤は、二酸化チタン（アナターゼ形態、板チタン石形態およびルチル形態の二酸化チタン等）、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化タングステン（Ｗ_２Ｏ_３、ＷＯ_２およびＷＯ_３等）、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ゲルマニウム、酸化鉛、酸化カドミウム、酸化銅、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マンガン、酸化ロジウム、酸化ニッケル、酸化レニウム、硫化カドミウム、チタン酸ストロンチウム、二硫化モリブデンまたは前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含み得る。光触媒剤は、例えばシリカ、金属（銅、銀、亜鉛、鉛、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミウムまたは白金等）または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含むコーティングによって被覆することができる。光触媒剤は、光触媒剤のすべての最長寸法の平均に基づいて、５ｎｍから３００ｎｍまで、厳密には５ｎｍから５０ｎｍまでの平均最長寸法を有し得る。

光触媒層は、光触媒層の総重量に対して１ｗｔ％から６０ｗｔ％まで、厳密には１ｗｔ％から２０ｗｔ％までの光触媒剤を含み得る。光触媒層は、０．１マイクロメートルから１０マイクロメートルまでの厚さを有し得る。

内部全反射は、例えば、固体のアナタース形態が２．６の屈折率を有するＴｉＯ_２を含む光触媒層中の化合物の高い屈折率が理由となり、光触媒層を含む装置において達成することが困難な場合もある。これらの難点を克服するために、放射線放出装置は、例えば光触媒層における多孔度の増大、光触媒層に配置された複数の低屈折率ナノ粒子、および光触媒層と放射線放出層との間に配置された放射線放出層より低い屈折率を有する中間層のうち１つ以上を含み得る。多孔度の増大は、光触媒層中に存在する空隙空間に起因し得る。空隙空間は、多孔質光触媒剤、光触媒剤間に配置された空隙の存在、ホスト材料の多孔度、空隙導入剤または前述のもののうち１つ以上を含む組合せに起因し得る。多孔質光触媒剤は、空隙空間を含み得るが、例えば、多孔質光触媒剤の３０体積パーセント（ｖｏｌ％）から６０体積パーセントまで、厳密には４０ｖｏｌ％から５０ｖｏｌ％までが、空隙空間であってよい。空隙導入剤は、球体に内包された空隙を含むことができ、例えば、空隙導入剤は、ガラスミクロスフィア（アルカリホウケイ酸ガラス製のガラスミクロスフィア等）を含み得る。空隙導入剤は、３００ｎｍ以下、厳密には１５ｎｍから２００ｎｍまで、より厳密には２０ｎｍから７０ｎｍまでの平均直径を有し得る。空隙空間は、空気を含み得る。複数の低屈折率ナノ粒子は、光触媒剤の屈折率より低い、例えば、３００ナノメートル（ｎｍ）の波長で測定して２．６未満、厳密には２以下、より厳密には０．５から１．８までの屈折率を有し得る。複数の低屈折率ナノ粒子は、１ｎｍから３０ｎｍまで、厳密には２ｎｍから１０ｎｍまでの平均直径を有し得る。複数の低屈折率ナノ粒子は、金ナノ粒子、例えばＡｕＣｌ_４Ｈナノ粒子を含み得る。

中間層は、放射線放出層中での内部全反射を支援するために、放射線放出層のホスト材料の屈折率より低い屈折率を有し得る。中間層は、光触媒層中に発生したラジカルが放射線放出層に浸透することを低減または阻止するのに役立つ、バリア層としてさらに作用し得る。中間層は、紫外線吸収剤を含み得る。

放射線放出装置は、照明モジュールのためのフラットパネル、グレージング（glazing）またはレンズであってよい。放射線放出装置は、曇り除去、霜取りおよび解氷のうち１つ以上のために使用することができ、厳密には、外装照明装置、例えば自動車用外装照明装置（ヘッドライトおよびテールライト）、飛行場用のライト、街灯、交通信号灯および信号光；例えば輸送（自動車）または建築用途（天窓）のためのグレージング；例えば冷凍室の内壁の霜取りのための器具；ならびに看板等の用途に使用することができる。

放射線放出装置は、発光バンドが幅広い（例えば、白色光を放出する）こともあり得るし、または狭い（例えば、有色光を放出する）こともあり得る、可視照明のために使用することができる。用途には例えば、棚付け（冷蔵庫棚、製品陳列ケース、家具指物および実用品用の棚等）、屋内用環境照明（輸送車両内または建物内等）；看板（標識のバックライト等）および光合成用途（医薬または化粧品としての使用のための植物の生育等）が挙げられる。光合成用途の場合、発光波長は、６００ｎｍから８００ｎｍまでであり得る。

放射線放出装置は、光触媒作用のために使用することができ、厳密には、自己浄化を目的とした有機化合物の分解のための使用を目的として使用することができる。光触媒用途の場合、発光波長は、ホスト材料を劣化させるように作用し得るより短い波長を回避するために、近紫外、例えば３５０ｎｍから４００ｎｍまでであり得る。

本放射線放出装置および当該装置から放射線を放出する方法のいくつかの実施形態を、下記に記載する。

実施形態１：ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層と、線源放射線を放出する放射線源とを備え、放射線放出層が、縁部および２つの広い表面を備え、縁部が高さｄを有し、広い表面が長さＬを有し、長さＬが高さｄより大きく、長さＬ対高さｄの比が１０以上であり、放射線源が縁部に連結されており、線源放射線が、放射線源から出て縁部を通り抜けるように伝わって発光剤を励起し、その後、発光剤が放出放射線を放出し、放出放射線の少なくとも一部が、広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーンを通って抜け出る、放射線放出装置。

実施形態２：実施形態１の装置であって、広い表面上のすべての箇所における実測放射線が、広い表面から放出された平均放射線の４０％以内、厳密には３０％以内、より厳密には２０％以内になる程度に、広い表面のうち一方または両方からの放出放射線が均一である、装置。

実施形態３：実施形態１または２の装置であって、縁部ミラー、縁部選択反射ミラー、および表面ミラーのうち１つ以上をさらに備える、装置。

実施形態４：実施形態１から３のいずれかの装置であって、放射線放出層が、インモールドコーティング層を含む、装置。

実施形態５：実施形態４の装置であって、発光剤が、インモールドコーティング層に配置されている、装置。

実施形態６：実施形態１から５のいずれかの装置であって、放射線放出層が、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含む、装置。

実施形態７：実施形態６の装置であって、ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレートを含み、ポリアクリレートが、ポリメチルメタクリレート等のポリアルキルメタクリレートを含む、装置。

実施形態８：実施形態１から７のいずれかの装置であって、発光剤が、染料、量子ドット、希土類錯体、遷移金属イオン、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含む、装置。

実施形態９：実施形態１から８のいずれかの装置であって、発光剤が、（ｐｙ）_２４Ｎｄ_２８Ｆ_６８（ＳｅＰｈ）_１６；ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；Ｃｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋；ＹＡｌＯ_３：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；Ｙ_３Ｇａ_５Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；ローダミン６Ｇ；インダセン染料；置換アミノ基およびシアノ基のうち一方または両方を有するピラジン型化合物；プテリジン化合物；ペリレン型化合物；アントラキノン型化合物；チオインジゴ型化合物；ナフタレン型化合物；キサンテン型化合物；ピロロピロールシアニン（ＰＰＣｙ）；ビス（ＰＰＣｙ）染料；アクセプター置換スクアライン；ランタニドベースの化合物；または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含む、装置。

実施形態１０：実施形態１から９のいずれかの装置であって、発光剤が、ＬＡ１およびＬＡ２を含み、ＬＡ１が、ランタニドベースの化合物を含み得、ＬＡ２が、ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；Ｃｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋；ＹＡｌＯ_３：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；Ｙ_３Ｇａ_５Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；または前述のもののうち少なくとも１つを含む組合せ等の遷移金属イオンを含み得る、装置。

実施形態１１：実施形態１から１０のいずれかの装置であって、紫外線保護層、耐摩耗性層、防曇層、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含む保護コーティングをさらに備える、装置。

実施形態１２：放出放射線が、紫外域、可視域、近赤外域、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せの波長を有する放射線を含む、実施形態１から１１のいずれかの装置。

実施形態１３：実施形態１から１２のいずれかの装置であって、放出放射線が、広帯域の放出または狭帯域の放出である、装置。

実施形態１４：実施形態１から１３のいずれかの装置であって、光触媒層をさらに備える、装置。

実施形態１５：実施形態１４の装置であって、光触媒層中の空隙空間、光触媒層に配置された複数の低屈折率ナノ粒子、および光触媒層と放射線放出層との間に配置された中間層のうち１つ以上をさらに備える、装置。

実施形態１６：実施形態１５の装置であって、中間層が、放射線放出層より低い屈折率を有する、装置。

実施形態１７：実施形態１５から１６のいずれかの装置であって、空隙空間が、３０ｖｏｌ％から６０ｖｏｌ％までの空隙空間を含む多孔質光触媒剤に起因する、装置。

実施形態１８：実施形態１５から１７のいずれかの装置であって、複数の低屈折率ナノ粒子が、３００ナノメートルの波長で測定して２．６未満の屈折率または２以下の屈折率または０．５から１．８までの屈折率を有する、装置。

実施形態１９：実施形態１５から１８のいずれかの装置であって、複数の低屈折率ナノ粒子が、１ｎｍから３０ｎｍまでの平均直径を有する、装置。

実施形態２０：実施形態１５から１９のいずれかの装置であって、複数の低屈折率ナノ粒子が、金ナノ粒子を含む、装置。

実施形態２１：実施形態１から２０のいずれかの装置であって、発光剤が、２種以上の発光剤を含む、装置。

実施形態２２：実施形態２１の装置であって、発光剤が２種の発光剤を含み、一方の発光剤がアップシフト用発光剤であり、他方の発光剤がダウンシフト用発光剤である、装置。

実施形態２３：発光剤が、第１、第２および第３の発光剤を含み、第１、第２および第３の発光剤がダウンシフト用発光剤である、実施形態２１の装置。

実施形態２４：実施形態２３の装置であって、第４の発光剤をさらに含み、第４の発光剤がアップシフト用発光剤である、装置。

実施形態２５：実施形態１から２４のいずれかの装置であって、放射線放出層が、透明である、装置。

実施形態２６：実施形態１から２５のいずれかの装置であって、長さＬ対高さｄの比が３０以上である、装置。

実施形態２７：表面から放射線を放出することを含む、実施形態１から２６の装置のいずれかから放射線を放出するための方法であって、放射線源から線源放射線を放出することと、ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層を放射線で照明することとを含み、放射線放出層が、縁部、第１の広い表面および第２の広い表面を備え、放射線源が縁部に連結されており、線源放射線が、放射線源から出て縁部を通り抜けるように伝わって発光剤を励起し、その後、発光剤が放出放射線を放出し、放出放射線の少なくとも一部が、広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーンを通って抜け出る、方法。

一般に、本発明は、本明細書において開示された任意の適切な構成要素を代替物として含んでもよく、当該要素からなっていてもよく、または当該要素から本質的になっていてもよい。さらにまたは代替的には、本発明は、従来技術の組成物において使用された任意の構成要素、材料、原材料、補助剤もしくは種、または、これら以外ならば本発明の機能および／もしくは目的の達成のために必須でないものを含まないまたは実質的に不含であるように、構築することもできる。

本明細書において開示されたすべての範囲は、端点を含んでおり、これらの端点は、互いに独立に組み合わせることができる（例えば、「最大２５ｗｔ％、またはより厳密には５ｗｔ％から２０ｗｔ％まで」の範囲は、終点を含めており、「５ｗｔ％から２５ｗｔ％」までの範囲等のすべての中間値も含める。）。「組合せ」は、ブレンド、混合物、合金および反応生成物等を含める。さらに、本明細書における「第１の」および「第２の」等という用語は、任意の順序、量または重要度を意味するのではなく、ある要素を別の要素のうちから示すために使用される。本明細書における「ある」および「一」および「前記」という用語は、量の限定を意味しておらず、本明細書においてそうではないとの記載がない限りまたは文脈により明確に否定されていない限り、単数形と複数形の両方を包含するように解釈すべきである。本明細書において使用される「（複数可）」という接尾辞は、当該接尾辞が修飾している用語の単数形と複数形の両方を含み、これにより、当該用語（例えば、フィルム（複数可）は、１つ以上のフィルムを含む。）の１つ以上を含むように意図されている。本明細書を通して、「一実施形態」、「別の実施形態」および「ある実施形態」等への言及は、当該実施形態との関連で記述された特定の要素（例えば、特徴、構造および／または特性）が、本明細書において記述された少なくとも１つの実施形態に含まれており、他の実施形態において存在しても存在しなくてもよいことを意味している。さらに、記述された要素は、様々な実施形態において、任意の適切な態様で組み合わせることができると理解すべきである。

特定の実施形態について記述してきたが、現在予期されていないまたは現在予期されていない可能性がある代替形態、修正形態、変形形態、改良形態および実質的な均等物も、出願人または他の当業者らにより想到され得る。したがって、出願された、補正されていることもあり得る、添付の特許請求の範囲は、すべてのこのような代替形態、修正形態、変形形態、改良形態および実質的な均等物を包摂するように意図されている。

本出願は、２０１４年１１月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／０８４，０６１号の利益を主張する。この関連出願は、参照により本明細書に組み込む。

Claims (10)

1. ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層であって、前記発光剤が２種の発光剤を含み、一方の発光剤がアップシフト用発光剤であり、他方の発光剤がダウンシフト用発光剤である、放射線放出層と、
   線源放射線を放出する放射線源とを備え、
   前記放射線放出層が、縁部および２つの広い表面を備え、前記縁部が高さｄを有し、前記広い表面が長さＬを有し、長さＬが高さｄより大きく、前記長さＬ対前記高さｄの比が１０以上であり、
   前記放射線源が前記縁部に連結されており、前記線源放射線が、前記放射線源から出て前記縁部を通り抜けるように伝わって前記発光剤を励起し、その後、前記発光剤が放出放射線を放出し、前記放出放射線の少なくとも一部が、前記広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーンを通って抜け出ることを特徴とする、放射線放出装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記ダウンシフト用発光剤の発光スペクトルＥｍ１が、前記ダウンシフト用発光剤の励起スペクトルＥｘ１および前記アップシフト用発光剤の励起スペクトルＥｘ２と重複しており、前記アップシフト用発光剤の発光スペクトルＥｍ２が、前記発光スペクトルＥｍ１と重複しており、前記放射線源の線源スペクトルが、前記励起スペクトルＥｘ２または前記励起スペクトルＥｘ１の一方と重複していることを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、前記ダウンシフト用発光剤の励起スペクトルＥｘ１が、前記アップシフト用発光剤の発光スペクトルＥｍ２と重複しており、前記アップシフト用発光剤の励起スペクトルＥｘ２が、前記ダウンシフト用発光剤の発光スペクトルＥｍ１と重複しており、前記放射線源の線源スペクトルが、前記励起スペクトルＥｘ２または前記励起スペクトルＥｘ１の一方と重複していることを特徴とする装置。
4. 請求項１に記載の装置であって、広い表面上のすべての箇所における実測放射線が、前記広い表面から放出された平均放射線の４０％以内になる程度に、前記広い表面のうち一方または両方から放出された前記放射線が均一であることを特徴とする装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の装置であって、縁部ミラー、縁部選択反射ミラー、表面ミラー、光触媒層、紫外線保護層、耐摩耗性層および防曇層のうち１つ以上をさらに備えることを特徴とする装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の装置であって、前記ホスト材料が、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含むか、或いは、前記発光剤が、染料、量子ドット、希土類錯体、遷移金属イオン、または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含むことを特徴とする装置。
7. 請求項１に記載の装置であって、前記ダウンシフト用発光剤が、第１、第２および第３のダウンシフト用発光剤を含む装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の装置であって、前記発光剤が、（ｐｙ）_２４Ｎｄ_２８Ｆ_６８（ＳｅＰｈ）_１６；ＮａＣｌ：Ｔｉ^２＋；ＭｇＣｌ_２：Ｔｉ^２＋；Ｃｓ_２ＺｒＢｒ_６：Ｏｓ^４＋；Ｃｓ_２ＺｒＣｌ_６：Ｒｅ^４＋；ＹＡｌＯ_３：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；Ｙ_３Ｇａ_５Ｏ_１２：Ｃｒ^３＋，Ｙｂ^３＋；ローダミン６Ｇ；インダセン染料；置換アミノ基およびシアノ基のうち一方または両方を有するピラジン型化合物；プテリジン化合物；ペリレン型化合物；アントラキノン型化合物；チオインジゴ型化合物；ナフタレン型化合物；キサンテン型化合物；ピロロピロールシアニン（ＰＰＣｙ）；ビス（ＰＰＣｙ）染料；アクセプター置換スクアライン；ランタニドベースの化合物；または前述のもののうち１つ以上を含む組合せを含むことを特徴とする装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の装置であって、照明モジュールのためのフラットパネル、グレージングまたはレンズであることを特徴とする装置。
10. 表面から放射線を放出するための方法であって、
    放射線源から線源放射線を放出することと、
    ホスト材料および発光剤を含む放射線放出層を前記放射線で照明することとを含み、
    前記放射線放出層が、縁部、第１の広い表面および第２の広い表面を備え、前記縁部が高さｄを有し、前記広い表面が長さＬを有し、長さＬが高さｄより大きく、前記長さＬ対前記高さｄの比が１０以上であり、前記発光剤が２種の発光剤を含み、一方の発光剤がアップシフト用発光剤であり、他方の発光剤がダウンシフト用発光剤であり、
    前記放射線源が前記縁部に連結されており、前記線源放射線が、前記放射線源から出て前記縁部を通り抜けるように伝わって前記発光剤を励起し、その後、前記発光剤が放出放射線を放出し、前記放出放射線の少なくとも一部が、前記広い表面のうち少なくとも１つを通り抜けてエスケープコーンを通って抜け出ることを特徴とする、方法。