KR101850490B1 - 표면으로부터 복사선을 방출시키기 위한 방법 및 물품 - Google Patents

표면으로부터 복사선을 방출시키기 위한 방법 및 물품 Download PDF

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Abstract

일 실시형태에서, 복사선 방출 장치는 호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층, 및 소스 복사선을 방출하는 복사선 소스를 포함하고, 복사선 방출층은 에지 및 2 개의 넓은 표면을 포함하고, 에지는 d의 높이를 갖고, 넓은 표면은 길이 L을 갖고, 길이 L은 높이 d보다 크고, L 대 d의 비율은 10 이상이고, 복사선 소스는 에지에 결합되고, 소스 복사선은 복사선 소스로부터 에지를 통해 전송되어 발광제를 여기시키고, 그 후 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 넓은 표면들의 적어도 하나를 통해 출사된다.

Description

표면으로부터 복사선을 방출시키기 위한 방법 및 물품{METHOD AND ARTICLE FOR EMITTING RADIATION FROM A SURFACE}
본 발명은 복사선 방출 장치 및 이것으로부터 복사선을 방출시키는 방법에 관한 것이다.
표면의 제상, 디포깅(defogging), 및/또는 제빙, 조명, 자가 세정 표면과 같은 용도를 위한 복사선 방출 장치가 개발되어 왔다. 이러한 장치는 장치를 통해 차단된 시야, 불투명도, 방출된 복사선의 불충분하게 균일한 강도, 장치의 주변으로부터 멀리 떨어진 곳의 방출된 복사선의 불충분한 강도, 및 낮은 효율 중 하나 이상의 결점이 있다. 이러한 결점들 중 하나 이상을 극복할 수 있는 복사선 방출 장치가 바람직하다.
본 명세서에는 복사선 방출 장치 및 이것으로부터 복사선을 방출시키는 방법이 개시된다.
일 실시형태에서, 복사선 방출 장치는 호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층, 및 소스 복사선을 방출하는 복사선 소스를 포함하고, 복사선 방출층은 에지 및 2 개의 넓은 표면을 포함하고, 에지는 d의 높이를 갖고, 넓은 표면은 길이 L을 갖고, 길이 L은 높이 d보다 크고, 길이 L 대 높이 d의 비율은 10 이상이고, 복사선 소스는 에지에 결합되고, 소스 복사선은 복사선 소스로부터 에지를 통해 전송되어 발광제를 여기시키고, 그 후 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘(escape cone)을 통해 넓은 표면들의 적어도 하나를 통해 출사된다.
다른 실시형태에서, 표면으로부터 복사선을 방출시키기 위한 방법은 복사선 소스로부터 소스 복사선을 방출시키는 단계, 및 상기 복사선으로 호스트 재료 및 발광제를 포함한 복사선 방출층을 조사하는 단계를 포함하고, 상기 복사선 방출층은 에지, 제 1 넓은 표면, 및 제 2 넓은 표면을 포함하고, 복사선 소스는 에지에 결합되고, 소스 복사선은 복사선 소스로부터 에지를 통해 전송되어 발광제를 여기시키고, 그 후 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 넓은 표면 중 적어도 하나를 통해 출사된다.
전술한 특징 및 기타 특징은 다음의 도면 및 상세한 설명에 의해 예시되어 있다.
이제 예시적인 실시형태인 도면을 참조하고, 도면에서 동일한 요소는 동일한 번호가 매겨져 있다.
도 1은 복사선 방출 장치의 측단면도이고;
도 2는 광촉매 적용을 위한 복사선 방출 장치의 측단면도이고;
도 3은 소스 스펙트럼이 다운시프팅제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 2 개의 발광제에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고;
도 4는 소스 스펙트럼이 업시프팅제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 2 개의 발광제에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고;
도 5은 소스 스펙트럼이 다운시프팅제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 4 개의 발광제에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고;
도 6은 소스 스펙트럼이 다운시프팅제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 4 개의 발광제 및 2 개의 소스 스펙트럼에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고;
도 7은 소스 스펙트럼이 복합제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 4 개의 발광제에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고;
도 8는 소스 스펙트럼이 업시프팅 발광제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 2 개의 발광제에 대한 여기 및 발광 스펙트럼의 그래프이고이다.
도 3 내지 도 8에서, Em은 그 후에 병기되는 번호의 발광제의 방출 스펙트럼을 지칭하고, Ex는 그 후에 병기되는 발광제의 여기 스펙트럼을 지칭하고, S는 소스 스펙트럼을 지칭하고, 여기서 그 후에 병기되는 번호가 있으면, 이 번호는, 예를 들면, 제 1 소스 또는 제 2 소스를 지칭한다. 예를 들면, Ex1은 제 1 발광제(LA1)의 여기 스펙트럼을 지칭한다. 스펙트럼의 피크는 수직 점선으로 표시되어 있다.
복사선 방출 장치는 2 개의 넓은 표면 및 좁은 에지를 포함하도록 개발되었고, 복사선은 넓은 표면들 중 하나의 반대측에 배치된 소스 또는 에지에 배치된 소스로부터 방출된다. 넓은 표면들 중 하나의 반대측의 복사선 소스의 위치는 장치를 통해 시야가 방해되는 불리한 결과를 가져온다. 에지에 위치된 복사선 소스의 위치는 복사선 소스으로부터의 거리에 따라 방출 감쇄의 문제를 일으킨다.
이러한 단점 및 기타 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 발명자들은 복사선 소스, 및 호스트 재료 및 발광제를 포함한 복사선 방출층을 포함하는 복사선 방출 장치를 개발하였고, 여기서 복사선 소스는 복사선 방출층의 에지에 결합된다. 이 복사선 방출 장치는 다음 중 하나 이상을 달성할 수 있다. 1) 예를 들면, 활성제의 구배를 요구함이 없이 복사선 방출층의 넓은 표면들 중 하나 또는 양자 모두에 걸쳐 균일한 복사선 방출; 2) 복사선 방출층의 넓은 표면 상에 위치된, 예를 들면, 물 및/또는 얼음의 용해, 제상, 또는 디포깅 - 이러한 작용은 호스트 재료의 낮은 열전도율에 의해 억제되지 않고, 또는 물품을 먼저 가열할 필요성에 의해 지연되지 않음 -; 3) 복사선이 복사선 방출층의 넓은 표면들의 양자 모두로부터 방출될 수 있음; 4) 넓은 표면 상에 공기보다 높은 굴절률을 가진 재료(예를 들면, 물이나 얼음)이 존재하는 경우, 더 높은 굴절률 재료의 위치에서, 일례로서, 광자 분율의 대략 2배가 방출될 수 있도록 방출된 복사선의 탈출 콘이 확대될 수 있음. 본 명세서에서 사용될 때, 균일한 복사선 방출은 넓은 표면 상의 모든 위치에서 측정된 복사선이 넓은 표면로부터 방출되는 평균 복사선의 40% 이하, 구체적으로는 30% 이하, 더 구체적으로는 20% 이하인 것을 지칭한다.
복사선 방출 장치는 호스트 재료 및 적어도 하나 발광제를 포함하는 복사선 방출층을 포함할 수 있다. 복사선 방출층은, 도 1에 도시된 바와 같이, 높이 d를 가진 짧은 에지에 의해 둘러싸인 길이 L을 가진 2 개의 넓은 동일하게 연장되는 표면(coextensive surfaces)을 가질 수 있다. L 대 d의 비율은 10 이상, 구체적으로는 30 이상, 더 구체적으로는 30 내지 10,000, 더 구체적으로는 30 내지 500일 수 있다.
복사선 방출층은, 예를 들면, 본 장치를 선반으로서 사용하는 경우에는 평평할 수 있고, 예를 들면, 본 장치를 렌즈로서 사용하는 경우에는 만곡될 수 있다. 복사선 방출층의 제 1 면과 제 2 면 사이의 거리는 일정하거나, 또는 장치 내의 다양한 위치에서 변화될 수 있다. 표면은 내부 전반사에 의한 광 안내를 지원하도록 매끈한 표면일 수 있다. 마찬가지로, 하나 또는 양자 모두의 표면은 조명의 용도에서, 예를 들면, 빔 확산을 위해 텍스처링될 수 있으며, 여기서 텍스처링은 가시 파장에 대해 선택적으로 작용할 수 있고, 본 장치를 통해 더 긴 파장에 대해 내부 전반사를 유지할 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 복사선 방출층(2) 및 복사선 소스(4)를 포함하는 복사선 방출 장치(1)를 도시한다. 제 1 면(6)에는 코팅(22)이 도포되어 있다. 선택적 반사 미러(mirror; 10)는 복사선 소스(4)와 복사선 방출층(2) 사이의 소스 에지(source edge; 12) 상에 위치되고, 에지 미러(14)는 에지(16) 상에 위치된다. 표면 미러(18)는 제 2 면(8)과의 사이에 간극(20)이 존재하도록 제 2 면에 근접하여 위치된다.
도 2는 복사선 방출층(2) 및 복사선 소스(4)를 포함하는 광촉매 복사선 방출 장치(28)를 도시한다. 광촉매층(26)은 제 1 면(6)에 근접하여 위치되고, 이들 사이에는 선택적인 중간층(24)이 위치된다. 선택적 반사 미러(10)는 복사선 소스(4)와 복사선 방출층(2) 사이의 소스 에지(12) 상에 위치되고, 에지 미러(14)는 에지(16) 상에 위치된다. 표면 미러(18)는 제 2 면(8)과의 사이에 간극(20)이 존재하도록 제 2 면에 근접하여 위치된다. 도 2는 광촉매층과 중간층이 본 장치의 일면에만 존재하는 것을 도시하지만, 광촉매층은 양자 모두의 표면(6, 8)의 상에 존재할 수 있고, 이들 표면과 광촉매층 사이에는 선택적인 중간층(24)이 위치될 수 있다.
복사선 방출층은 호스트 재료 및 발광제를 포함하고, 자외선(UV) 흡수체를 더 포함할 수 있다. 발광제는 호스트 재료의 전체에 걸쳐 분산될 수 있고, 또는 복사선 방출층 내의 하나 이상의 하위층에 국한될 수 있다. 예를 들면, 복사선 방출층은 제 1 복사선 방출 하위층 및 제 2 복사선 방출 하위층을 포함할 수 있고, 각각의 복사선 방출 하위층은 독립적으로 발광제를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 하위층은 동일하거나 상이한 발광제를 포함할 수 있고, 동일하거나 상이한 호스트 재료를 포함할 수 있다. 복사선 방출층이 2 개 이상의 하위층을 포함하고, 이 하위층들 중 하나가 인-몰드(in-mold) 코팅인 경우, 발광제 중 하나 이상은 상기 인-몰드 코팅층 내에 위치될 수 있고, 발광제를 위한 보다 부드러운 처리 조건을 허용할 수 있다. 다시 말하면, 복사선 방출층은 인-몰드 코팅층일 수 있다.
복사선 방출층은 80% 이상의 투과율을 갖는 정도로 투명할 수 있다. 복사선 방출층은 90% 이상의 투과율을 갖는 정도로 투명할 수 있다. 복사선 방출층은 95% 이상의 투과율을 갖는 정도로 투명할 수 있다. 투명도는 ASTM D1003-00, CIE 표준 광원 C를 사용하는 프로시저 B를 사용하는 3.2 mm 두께의 샘플을 사용하여 단방향 시계에서 결정될 수 있다.
호스트 재료는 폴리카보네이트(예를 들면, 비스페놀 A 폴리카보네이트), 폴리에스터(예를 들면, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸 테레프탈레이트)), 폴리아릴레이트, 페녹시 수지, 폴리아미드, 폴리실록산(예를 들면, 폴리(디메틸 실록산)), 폴리아크릴(예를 들면, 폴리알킬메타크릴레이트(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트)) 및 폴리메타크릴레이트), 폴리이미드, 비닐 폴리머, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 비닐 염화물-비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리우레탄, 또는 코폴리머 및/또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 블렌드와 같은 재료를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 폴리비닐 염화물, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리 비닐 아크릴레이트, 폴리 비닐 메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 염화물, 폴리아크릴로니트릴, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말, 또는 코폴리머 및/또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 블렌드를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 폴리비닐 부티랄, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 복사선 방출층이 폴리카보네이트를 포함하는 경우, 폴리카보네이트는 적외선 흡수 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합 재료를 포함할 수 있다.
복사선 방출층은 발광제를 포함하고, 여기서 발광제는 1 개 이상의 발광제, 구체적으로는 2 개 이상의 발광제, 더 구체적으로는 2 내지 6 개의 발광제, 더 구체적으로는 2 내지 4 개의 발광제를 포한달 수 있다.
발광제는 LSC(luminescent solar concentrator), 예를 들면, 태양으로부터 광을 흡수하는 기능을 하는 태양전지 패널에서 사용되어 왔다. LSC에서, 광은 본 장치의 넓은 표면을 통해 장치 내로 전송되고, 여기서 광은 발광제에 의해 흡수되고, 상이한 파장으로 방출된다. 방출된 광의 일부는 내부 전반사에 의해 본 장치의 에지로 전송되고, 여기서 광은 태양전지와 같은 에지-결합된 요소로 전송된다. LSC의 경우, 입사 태양 복사선의 최대 수집은 발광제의 여기 파장에서의 흡수 계수 Aex/LSC에 관한 다음의 조건에 의해 촉진된다.
Aex / LSC > 1/D (1)
여기서, D는 LSC 장치의 두께이다. LSC를 따라 에지-결합된 요소로의 광 수송 중의 재흡수는 발광제의 방출 파장에서의 흡수 계수 Aem / LSC에 관한 다음의 조건에 의해 최소화된다.
Aem / LSC << 1/m (2)
여기서, m은 장치의 길이이다.
그 반면에, 예를 들면, 본 발명의 복사선 방출 장치에서, 탈출 콘 내의 발광제에 의한 재흡수는 제 1 발광제 및 제 2 발광제의 각각의 방출 파장에서의 농도-의존 흡수 계수 Aem1 및 Aem2에 관한 다음의 조건으로 대부분 방지되며, 여기서 제 2 발광제는 존재할 필요가 없다는 것에 유의해야 한다.
Aem1 ≤ 1/d (3a)
Aem2 ≤ 1/d (3b)
여기서, d는 복사선 방출층의 두께이다( 도 1 참조).
도 3은 소스 스펙트럼 S가 다운시프팅 제 1 발광제 La1의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩될 수 있다는 것을 도시한다. 본 장치의 길이에 걸친 소스 광의 분포는 제 1 발광제의 여기 파장에서 농도-의존 흡수 계수에 관한 다음의 조건에 의해 촉진된다.
Aex1 ~ 1/L; 0.2/L ≤ Aex1 ≤ 5/L (4a)
여기서, L은 에지-결합된 소스로부터 측정된 본 장치의 길이이고, 여기서 제 2 에지-결합된 소스가 제 1 소스의 반대편 에지 상에 배치되는 경우에 L은 식 4a에서 L/2로 대체된다.
만약 여기 스펙트럼이 소스 스펙트럼 S와 중첩되지 않는 제 2 발광제가 존재한다면, 식 4b는 제 2 발광제가 비교적 높은 유효 농도로 존재할 수 있다는 것과, 따라서 제 1 발광제의 장파장 테일(tail)에서 광자를 보다 효율적으로 재순환시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
Aex2 ≥ Aex1 (4b)
따라서, 제 2 발광제가 존재하면, 넓은 표면으로부터 방출되는 평균 복사선의, 예를 들면, 40%, 구체적으로는 30%, 더 구체적으로는 20%인 넓은 표면으로부터 보다 균일한 복사선 방출이 유발될 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 발광제, 방출 스펙트럼 및 여기 스펙트럼에 관련된 용어 "제 1" 및 "제 2"는 단지 복사선 방출층 내의 2 개의 별개의 발광제를 구분하기 위해 사용된다.
도 3은 방출 스펙트럼 Em1이 흡수된 광자가 더 낮은 에너지 광자로 변환되는 더 긴 파장쪽으로 변위되는 다운시프팅 제 1 발광제 LA1 및 방출 스펙트럼 Em2가 흡수된 광자가 더 높은 에너지 광자로 변환되는 더 짧은 파장쪽으로 변위되는 업시프팅 제 2 발광제 LA2를 포함하는 장치의 여기 스펙트럼 및 방출 스펙트럼을 도시한다. 업시프팅은 상향-변환을 포함하며, 이것에 의해 낮은 에너지의 2 개의 광자를 흡수하면 더 높은 에너지의 하나의 광자가 방출된다는 것이 이해된다. 소스 스펙트럼 S는 제 1 발광제 La1의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩된다. 이러한 중첩은 식 4a로 인해 물품의 길이에 걸쳐 발생되는 제 1 발광제 La1의 방출 스펙트럼 Em1에 의해 표현되는 파장을 갖는 제 1 세대의 광자가 생성된다. 이러한 광자의 일부, 예를 들면, 20 내지 30%는 탈출 콘 내로 방출될 수 있고, 식 3a 및 식 3b로 인해 장치의 넓은 표면들 중 적어도 하나를 통해 물품으로부터 출사될 수 있다. 탈출 콘 내에서 방출되지 않은 나머지 광자는 물품 내에서 내부 전반사에 의해 안내될 수 있고, 여기서 에지에 도달한 광자는, 예를 들면, 에지 미러에 의해 물품 내로 역방향으로 반사될 수 있다. 그러면, 이들 나머지 광자는 제 1 발광제 LA1 또는 제 2 발광제 LA2 중 하나인 발광제를 만날 수 있다. 방출 스펙트럼 Em1이 여기 스펙트럼 Ex1 및 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩됨에 따라, LA1 및 La2는 여기되어 방출 스펙트럼 Em1 및 방출 스펙트럼 Em2에 의해 예시된 바와 같은 파장을 갖는 제 2 세대의 광자를 생성할 수 있다. 이러한 제 2 세대의 방출된 광자는 탈출 콘을 통한 본 장치의 표면으로부터의 광자 방출에 또한 기여하며, 광자의 평형은 제 1 세대와 마찬가지로 재순환된다. 따라서, 마찬가지로 추가 세대의 광자가 생성된다.
도 4는 소스 스펙트럼 S가 대신에 업시프팅 제 2 발광제 La2의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩될 수 있음을 도시한다. 조건 및 연산은 도 3에 대해 설명된 것과 유사하고, 단 식 4a는 다음에 의해 대체된다.
Aex2 ~ 1/L; 0.2/L ≤ Aex2 ≤ 5/L (5a)
만약 여기 스펙트럼이 소스 스펙트럼 S와 중첩되지 않는 추가의 발광제가 존재한다면, 식 4b와 유사하게 식 5b는 추가의 발광제가 비교적 높은 유효 농도로 존재할 수 있다는 것과, 따라서 제 1 발광제의 장파장 테일에서 광자를 보다 효율적으로 재순환시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
Aex1 ≥ Aex2 (5b)
어느 경우에나, 식 4b 및 식 5b는 LA2 및 LA1가 각각 존재하면 넓은 표면으로부터 방출되는 평균 복사선의, 예를 들면, 40%, 구체적으로는 30%, 더 구체적으로는 20%인 넓은 표면으로부터 보다 균일한 복사선 방출이 유발될 수 있다는 것을 나타낸다.
소스는 각각의 발광제에 대한 상대 농도 한계에 기초하여, 예를 들면, 제 1 발광제의 여기 파장에서의 흡수 계수(식 4b)가 제 2 발광제의 여기 파장에서의 흡수 계수보다 작은지의 여부 또는 제 1 발광제의 여기 파장에서의 흡수 계수가 제 2 발광제의 여기 파장에서의 흡수 계수(식 5b)보다 큰지의 여부에 기초하여 선택될 수 있다. 대안적으로, 예를 들면, 근적외선에서 Em1 및 Em2의 경우, 소스는 장파장 호스트 흡수 대역(예를 들면, 도 3)을 회피하거나 가시 대역(예를 들면, 도 4)을 회피하고자 하는 요구에 기초하여 선택될 수 있다.
전술한 LSC 장치에 대하여, 식 3 내지 식 5는 식 1 및 식 2와 상당히 다르며, 이것은 본 발명의 복사선 방출 장치의 신규성을 추가로 설명한다. 1/D >> 1/m임을 인식하고, LSC에 공통인 D 및 m의 각각의 범위가 본 발명의 물품의 d 및 L과 유사하다고 가정하면, 식 1, 식 4, 및 식 5는, Aex1 및/또는 Aex2가 Aex / LSC보다 훨씬 적으므로, 발광제의 최적 농도는 본 장치의 경우 LSC 보다 낮출 수 있다는 것을 나타낸다. 농도가 더 낮으면, 광을 산란시켜 투명도를 감소시킬 수 있는 및/또는 발광을 억제하여 효율을 약화시킬 수 있는 발광제가 응집되는 것이 방지된다.
또한 도 3 및 도 4에 관련하여, 발광제는 용도 및 자체의 각각의 여기 스펙트럼에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 복사선 방출 장치가 디포깅, 제상, 및/또는 제빙용으로 사용되는 경우, LA1 및 La2는 여기 스펙트럼 Ex1이 가시 대역의 파장 I보다 크도록, 그리고 여기 스펙트럼 Ex2가 호스트 재료의 흡수 대역의 파장 II보다 작도록, 예를 들면, 폴리카보네이트의 것보다 작도록, 그리고 발광 스펙트럼 Em1 및 Em2가 원하는 방출 대역 III의 파장, 예를 들면, 800 내지 1100 나노미터(nm)를 가지도록 선택될 수 있다. 마찬가지로, 복사선 방출 장치가 광촉매 도포용으로 사용되는 경우, LA1 및 LA2는 여기 스펙트럼 Ex1이 호스트 재료, 예를 들면, 폴리카보네이트에 잠재적으로 유해한 파장 I보다 크도록, 그리고 여기 스펙트럼 Ex2가 가시 파장의 파장 II보다 작도록, 그리고 발광 스펙트럼 Em1 및 Em2가 원하는 방출 대역 III의 파장, 예를 들면, 350 내지 400 나노미터(nm)를 가지도록 선택될 수 있다.
도 3 및 도 4는 2 개의 발광제가 존재하는 상황을 기술하였으나, 하나의 발광제가 존재하는 경우의 용도도 제 2 제제의 여기가 발생하지 않는다는 점을 제외하고는 유사하다는 것이 이해된다. 마찬가지로, 2 개를 초과하는 발광제가 존재할 수 있고, 예를 들면, 도 5 내지 도 7에서는 4 개의 상이한 발광제 LA1, LA2, LA3, 및 LA4가 제공된다. 당업자는, 예를 들면, 식 4 또는 식 5와 유사한 조건을 유지하기 위해, 발광제 LA1, LA2, LA3, 및 LA4의 상대적 양을 조절할 수 있다는 것을 이해한다.
도 5는 소스가, 예를 들면, 단일 여기 스펙트럼과 중첩될 수 있는 협대역 소스 스펙트럼 S를 포함할 수 있음을 도시한다. 특히, 도 5는 소스 스펙트럼 S가 LA1의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩되고, LA1의 방출 스펙트럼 Em1이 LA1의 여기 스펙트럼 Ex1 및 LA2의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩되고, LA2의 방출 스펙트럼 Em2가 La2의 여기 스펙트럼 Ex2 및 LA3의 여기 스펙트럼 Ex3과 중첩되고, 방출 스펙트럼 Em3이 LA3의 여기 스펙트럼 Ex3 및 LA4의 여기 스펙트럼 Ex4와 중첩되고, 방출 스펙트럼 Em4가 LA3의 여기 스펙트럼 Ex3 및 LA4의 여기 스펙트럼 Ex4와 중첩되는 것을 도시한다. 본 명세서에서 사용될 때, "협대역 소스"는 단일 종의 발광제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 소스 스펙트럼을 지칭한다.
도 6은 하나를 초과하는 소스, 예를 들면, 2 개의 상이한 여기 스펙트럼과 중첩되는 각각 상이한 소스 스펙트럼 S1 및 S2를 갖는 2 개의 소스가 있을 수 있음을 도시한다. 특히, 도 6은 대응하는 발광 스펙트럼이 다양한 발광제의 다양한 여기 스펙트럼과 중첩되는 각각의 여기 스펙트럼 Ex2 및 여기 스펙트럼 Ex3과 중첩되는 소스 스펙트럼 S1 및 소스 스펙트럼 S2를 도시한다. 도 6에는 2 개의 소스만이 도시되어 있으나, 2 개를 초과하는 소스가 존재할 수 있음에 주목해야 한다.
도 7은 소스 스펙트럼 S가 하나를 초과하는 여기 스펙트럼과 중첩되는 적어도 하나의 단일 광대역 소스를 포함할 수 있음을 도시한다. 특히, 도 7은 소스 스펙트럼 S가 발광제 LA1, LA2, 및 LA3의 각각의 여기 스펙트럼 Ex1, Ex2, 및 Ex3와 중첩되고, 다양한 발광 스펙트럼이 도 5에서와 같은 다양한 여기 스펙트럼과 중첩됨을 도시한다. 본 명세서에서 사용될 때, "광대역 소스"는 하나를 초과하는 종의 발광제의 여기 스펙트럼과 중첩되는 소스 스펙트럼을 지칭한다.
백색광을 방출하는 복사선 방출 장치가 필요한 경우, 3 개 이상의 발광제가 선택되어, 도 5 내지 도 7과 같이 적용될 수 있고, 여기서 발광 스펙트럼 Em1, Em2, 및 Em3은 A가 청색, B가 녹색, C가 적색이도록 각각 선택될 수 있고, LA4는 선택적이다. LA4는 방출 스펙트럼 Em3의 테일에서 광자를 재순환시킴으로써 일련의 다운시프팅 발광제 LA1, LA2, 및 LA3를 캐핑(capping)하는역할을 할 수 있는 업시프팅 발광제일 수 있다. 또한, 파장 I 및 파장 II는 도면에 도시된 스펙트럼의 외측의 파장을 지칭한다. 예를 들면, 파장 I은 자외선 대역일 수 있고, 파장 II는 적외선 대역일 수 있다.
도 8은 소스 스펙트럼 S가 제 2 발광제의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩될 수 있음을 도시한다. 방출 스펙트럼 Em2는 제 2 발광제의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩될 수 있는 방출 스펙트럼 Em1을 가질 수 있는 제 1 발광제 LA1의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩될 수 있다. 대안적으로, S는 도 8의 제 1 발광제의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩될 수 있고, 방출 스펙트럼 Em1은 제 1 발광제의 여기 스펙트럼 Ex1과 중첩될 수 있는 방출 스펙트럼 Em2를 가질 수 있는 제 2 발광제의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩될 수 있다. 도 4와 대조적으로, 여기 스펙트럼 Ex1 및 방출 스펙트럼 Em1은 중첩될 수 없고, 여기 스펙트럼 Ex2 및 방출 스펙트럼 Em2는 중첩될 수 없다(예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같음). 소스 스펙트럼 S가 Ex1 또는 Ex2와 중첩되는지의 여부에 무관하게, Ex1과 Em1 및 Ex2와 Em2의 비중첩 특성은 자가 흡수없이 광자의 재순환을 제공할 수 있다.
도 3 내지 도 8에서, 피크들이 서로로부터 약간 오프셋되어 도시되어 있으나, 이들은 서로로부터 더 오프셋되거나 또는 서로 일치될 수 있음이 이해된다. 마찬가지로, 도시되지는 않았으나, 소스, 여기 스펙트럼 및 발광 스펙트럼은 도시된 기준선 아래에서 x축선을 따라 더 연장되는 테일을 가질 수 있음이 이해된다. 또한, 도면에서, Ex1 및 Ex2의 상대 높이는 전술한 조건을 나타낼 수 있음을 알 수 있고, 예를 들면, 도 3에서 상대 높이는 식 4b의 조건을 나타내고, 도 4에서 상대 높이는 식 5b의 조건을 나타낸다.
발광제는 물품의 길이에 걸쳐 분포될 수 있고, 광자의 파장을 변위시킬 뿐만 아니라 광자를 리디렉팅(redirecting)시키도록 작용할 수 있다. 예를 들면, 제 1 세대 광자의 일부는 복사선 방출층 내에서 내부 전반사로부터 탈출 콘 내로 리디렉팅될 수 있으므로 복사선 방출층으로부터 출사될 수 있고, 제 1 세대 광자의 일부는 복사선 방출층 내에서 추가의 발광제(예를 들면, 제 1 발광제 및 제 2 발광제 중 하나 또는 양자 모두)를 여기시킬 수 있다.
발광제는 복사선 방출층의 투명도를 감소시키지 않을 정도의 크기일 수 있고, 예를 들면, 발광제는 가시광, 특히 390 내지 700 nm의 파장을 갖는 광을 산란시키지 않는 것일 수 있다. 발광제는 300 nm 이하, 구체적으로는 100 nm 이하, 더 구체적으로는 40 nm 이하, 더 구체적으로는 35 nm 이하의 최장 평균 치수를 가질 수 있다.
발광제는 다운시프팅제(예를 들면, (py)24Nd28F68(SePh)16, 여기서 py는 피리딘), 업시프팅제(예를 들면, NaCl:Ti2 +; MgCl2:Ti2 +; Cs2ZrBr6:Os4 +; 및 Cs2ZrCl6:Re4+), 또는 전술한 것 중 하나 또는 양자 모두의 조합을 포함할 수 있다. 업시프팅제는 이 제제의 총중량을 기준으로 5 중량% 이하의 Ti, Os, 또는 Re를 포함할 수 있다. 발광제는 유기 염료(예를 들면, 로다민 6G), 인다센 염료(예를 들면, 폴리아자인다센 염료), 양자 도트(quantum dot), 희토류 착체, 천이 금속 이온, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 피롤로피롤 사이아닌(PPCy) 염료를 포함할 수 있다. 유기 염료 분자는 폴리머 골격에 부착되거나, 복사선 방출층 내에 분산될 수 있다. 발광제는 치환된 아미노기 및/또는 사이아노기를 갖는 피라진 유형의 화합물, 벤조프테리딘 유도체, 페릴렌 유형의 화합물(예를 들면, LUMOGENTM 083(BASF, NC로부터 시판됨))과 같은 프테리딘 화합물, 안트라퀴논 유형의 화합물, 티오인디고 유형의 화합물, 나프탈렌 유형의 화합물, 크산텐 유형의 화합물, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 피롤로피롤 사이아닌(PPCy), 비스(PPCy) 염료, 수용체-치환된 스쿠아라인, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 피롤로피롤 사이아닌은 BF2-PPCy, BPh2-PPCy, 비스(BF2-PPCy), 비스(BPh2-PPCy), 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 란타니드 킬레이트와 같은 란타니드계 화합물을 포함할 수 있다. 발광제는 칼코게나이드-결합 란타니드를 포함할 수 있다. 발광제는 NaCl:Ti2 +와 같은 천이 금속 이온; MgCl2:Ti2 +; 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 YAlO3:Cr3 +,Yb3 +; Y3Ga5O12:Cr3 +,Yb3 +; 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 Cs2ZrBr6:Os4 +; Cs2ZrCl6:Re4+; 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 전술한 발광제들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 발광제는 LA1 및 LA2를 포함할 수 있고, 여기서 LA1은 란타니드계 화합물을 포함할 수 있고, LA2는 NaCl:Ti2 +; MgCl2:Ti2 +; Cs2ZrBr6:Os4 +; Cs2ZrCl6:Re4 +와 같은 천이 금속 이온; 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
발광제는 100,000 M- 1 cm-1 이상의 몰 흡광도를 가질 수 있다. 발광제는 500,000 M-1 cm-1 이상의 몰 흡광도를 가질 수 있다.
발광제는 실리카 구체 또는 폴리스티렌 구체 등과 같은 둘러싸는 구체 내에 봉입될 수 있다. 발광제는 납, 카드뮴, 및 수은 중 하나 이상을 함유하지 않을 수 있다. 발광제는 0.1 내지 0.95의 양자 수율(quantum yield)을 가질 수 있다. 발광제는 0.2 내지 0.75의 양자 수율을 가질 수 있다.
발광제는 제 1 범위의 파장에 걸쳐 복사선을 흡수할 수 있고, 제 1 범위와 부분적으로 중첩될 수 있는, 또는 제 1 범위와 중첩되지 않는 제 2 범위의 파장에 걸쳐 복사선을 재방출할 수 있다. 발광제에 의해 흡수될 수 있는 복사선은 복사선 소스 및/또는 동일한 종의 발광제 및/또는 상이한 종의 발광제로부터 유래될 수 있다.
발광제로부터의 방출은 방향에 관하여 등방성일 수 있고, 여기서 방출된 광자는 탈출 콘을 통해 장치로부터 출사되거나 내부 전반사에 의해 물품 내에 감금된다. 탈출 콘을 통해 출사되는 복사선의 방향은 본 장치의 넓은 표면에 수직인 방향을 중심으로 하여 넓은 각도 범위에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
발광제에 대한 여기 및 방출은 발광제의 장축선에 수직인 방향으로 선호될 수 있도록 비등방성(이색성이라고도 지칭됨)일수있다. 장축선은 넓은 표면에 수직이거나, 또는 예를 들면 수직의 적어도 10도 이내일 수 있다. 대안적으로, 장축선의 정렬은 다양한 위치로 변할 수 있다. 예를 들면, 넓은 표면들 중 하나의 중심을 향하는 비등방성 발광제의 장축선은, 예를 들면, 표면에 대한 수직으로부터 10도 내지 90도의 각도를 가질 수 있고, 복사선 방출 장치의 에지를 향하는 비등방성 발광제의 장축선은 넓은 표면에 대한 수직의 10도 이내에 있을 수 있다.
방출된 복사선은 자외선 복사선의 파장으로부터 근적외선 복사선의 범위의 파장을 가질 수 있다. 방출된 복사선은 10 nm 내지 2.5 마이크로미터의 파장을 가질 수 있다. 물과 얼음은 가시 파장 범위에서 각각의 최소치를 나타내고, 이들 최소치로부터 급격히 증가하는 자외선 내지 근적외선의 범위의 파장에 실질적으로 일치하는 흡수 계수를 가지므로 자외선 및/또는 근적외선 파장 범위에서의 방출은 디포깅, 제상, 및 제빙과 같은 용도에서 유용할 수 있다.
복사선 방출층은 자외선 흡수체를 포함할 수 있고, 자외선 안정제라고도 지칭되는 특히 자외선 흡수 첨가제는 히드록시벤조페논(예를 들면, 2-히드록시-4-n-옥톡시 벤조페논), 히드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐리드, 벤조옥사지논(예를 들면, 2,2'-(1,4- 페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-one, 상표명 CYASORB 자외선-3638으로 Cytec에서 시판됨), 아릴 살리실레이트, 히드록시벤조트리아졸(예를 들면, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 및 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀, 상표명 CYASORB 5411로 Cytec에서 시판됨) 또는 적어도 하나 of 전술한 광 안정제들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 자외선 안정제는 조성물 내의 폴리머의 총중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 자외선 안정제는 조성물 내의 폴리머의 총중량을 기준으로 0.1 내지 0.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 자외선 안정제는 조성물 내의 폴리머의 총중량을 기준으로 0.15 내지 0.4 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
복사선 소스는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 에지 장착된 광원일 수 있다. 마찬가지로, 복사선 소스는 물품으로부터 이격되어 있을 수 있고, 예를 들면, 광섬유에 의해 장치의 적어도 하나의 에지에 결합될 수 있다. 원격 복사선 소스가 사용되는 경우, 이 복사선 소스는 하나 이상 장치와 연동하여 사용된다.
복사선 소스의 복사선 방출 장치로의 결합은 광학적으로 연속적일 수 있고, 복사선이 내부 전반사에 의해 장치를 통해 안내될 수 있도록 복사선 방출 장치의 에지에서 수용 콘(acceptance cone) 내에서 복사선을 방출하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "선택적으로 연속적"은 복사선 소스로부터의 광의 90 내지 100%가 복사선 방출 장치 내로 전송됨을 의미할 수 있다. 복사선 소스는 높이 d 및 도 1에 도시되지 않은 폭에 의해 형성되는 표면을 갖는 복사선 방출 장치의 에지에 결합될 수 있다.
복사선 소스는 이 소스가 결합되는 에지를 따라 측정되었을 때 40 내지 400 와트/미터(W/m)를 방출하는 복사선 소스일 수 있다. 복사선 소스는 70 내지 300 W/m를 방출하는 복사선 소스일 수 있다. 복사선 소스는 85 내지 200 W/m를 방출하는 복사선 소스일 수 있다.
복사선 소스는 100 내지 2,500 nm의 파장을 가진 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 300 내지 1,500 nm의 파장을 가진 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 380 내지 750 nm의 파장을 가진 가시 범위 내의 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 700 내지 1,200 nm의 파장을 가진 근적외선 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 800 내지 1,100 nm의 파장을 가진 근적외선 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 250 내지 400 nm의 파장을 가진 자외선 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스는 350 내지 400 nm의 파장을 가진 자외선 복사선을 방출할 수 있다. 복사선 소스로부터 방출된 복사선은 복사선 방출층에 도입되기 전에 원하는 파장으로 필터링될 수 있다.
복사선 소스는, 예를 들면, 예를 들면, 발광 다이오드(LED), 텅스텐 필라멘트 전구; 자외선; 형광등(예를 들면, 백색광, 핑크색광, 흑색광, 청색광, 흑색광 전구(BLB) 광); 백열등; 고강도 방전 램프(예를 들면, 금속 할라이드 램프); 냉음극관, 광파이버 도파관; 유기 발광 다이오드(OLED); 또는 전계 발광을 생성하는 장치(EL)일 수 있다.
복사선 방출 장치는, 그렇지 않으면 장치로부터 출사될 광자를 반사시킴으로써 복사선 방출 장치의 효율을 증가시키기 위해, 본 장치의 하나 이상의 측면 상에 위치되는 미러를 선택적으로 가질 수 있다. 미러는, 예를 들면, 근적외선 범위에서 고도의 반사성을 가질 수 있으며, 금속화된 면일 수 있다. 특히, 복사선 방출 장치는 에지 미러, 선택적 반사 에지 미러, 및 표면 미러 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에지 미러는 그렇지 않으면 장치로부터 복사선 방출층 내로 역방향으로 탈출될 수 있는 복사선의 방향을 전환하기 위해 에지 상에 위치될 수 있다. 선택적 반사 에지 미러는 복사선 소스와 복사선 방출층 사이의 에지 상에 위치될 수 있으므로, 소스 스펙트럼은 복사선 소스와 본 장치 사이에서 주로 전송되는 반면에 발광제의 발광 스펙트럼은 복사선 방출층 내로 주로 역방향으로 반사된다. 2 개의 넓은 표면 중 하나로부터만 방출이 요구되는 경우, 표면 미러는 복사선 방출층의 표면들 중 하나 상에 위치될 수 있고, 상기 표면과의 사이에 간극이 존재하도록 표면에 근접하여 위치될 수 있다. 간극은 액체(예를 들면, 물, 오일, 실리콘 유체 등), 복사선 방출층보다 낮은 굴절률을 갖는 고체, 또는 기체(예를 들면, 공기, 산소, 질소 등)를 포함할 수 있다. 간극은 복사선 방출층보다 낮은 굴절률을 갖는 액체 또는 기체를 포함할 수 있다. 간극은 장치 내에서 내부 전반사를 지원하는 공기 간극일 수 있다.
복사선 방출 장치는 보호 코팅층을 포함할 수 있고, 여기서 코팅은 넓은 표면들 중 하나 또는 양자 모두에 도포될 수 있다. 보호 코팅은 광촉매층의 넓은 표면에 도포될 수 있다. 보호 코팅층은 자외선 보호층, 내마모층, 앤티포그 층, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 보호 코팅층은 실리콘 하드코트(hardcoat)를 포함할 수 있다.
자외선 보호층은 본 장치의 외면에 도포될 수 있다. 예를 들면, 자외선 보호층은 100 마이크로미터(μm) 이하의 두께를 가진 코팅일 수 있다. 자외선 보호층은 4 μm 내지 65 μm의 두께를 가진 코팅일 수 있다. 자외선 보호층은 실온 및 대기압에서 코팅 용액 내에 플라스틱 기판을 침지(즉, 침지 코팅)하는 단계를 포함하는 다양한 수단에 의해 도포될 수 있다. 자외선 보호층은 또한 플로우 코팅, 커튼 코팅, 분무 코팅을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 방법에 의해 도포될 수 있다. 자외선 보호층은 실리콘(예를 들면, 실리콘 하드코트), 폴리우레탄(예를 들면, 폴리우레탄 아크릴레이트), 아크릴, 폴리아크릴레이트(예를 들면, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리비닐리덴 불화물, 폴리에스터, 에폭시, 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 자외선 보호층은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 또는 전술한 것 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는 조합과 같은 자외선 차단 폴리머를 포함할 수 있다. 자외선 보호층은 자외선 흡수 분자를 포함할 수 있다. 자외선 보호층은 실리콘 하드코트 층(예를 들면, Momentive Performance Materials로부터 시판되는 AS4000, AS4700, 또는 PHC587)을 포함할 수 있다.
자외선 보호층은 프라이머(primer) 층 및 코팅(예를 들면, 탑 코트(top coat))를 포함할 수 있다. 프라이머 층은 본 방치에 대한 자외선 보호층의 접착을 도울 수 있다. 프라이머 층은 아크릴, 폴리에스터, 에폭시, 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다. 프라이머 층은 자외선 보호층의 탑 코트에 더하여 또는 대신에 자외선 흡수체를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 프라이머 층은 아크릴 프라이머(예를 들면, Momentive Performance Materials로부터 시판되는 SHP401 또는 SHP470)를 포함할 수 있다.
내마모층(예를 들면, 코팅 또는 플라즈마 코팅)은 본 장치의 하나 이상의 표면에 도포될 수 있다. 특히, 내마모층은 자외선 보호층에 도포될 수 있다. 내마모층은 단일의 층 또는 복수의 층을 포함할 수 있고, 복사선 방출 장치의 내마모성을 향상시킴으로써 향상된 기능을 추가할 수 있다. 일반적으로, 내마모층은 알루미늄 산화물, 바륨 불화물, 붕소 질화물, 하프늄 산화물, 란타넘 불화물, 마그네슘 불화물, 마그네슘 산화물, 스칸듐 산화물, 실리콘 일산화물, 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄화물, 실리콘 산탄화물, 수소화 실리콘 산탄화물, 탄탈럼 산화물, 타이나늄 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 이트륨 산화물, 아연 산화물, 아연 셀렌화물, 아연 황화물, 지르코늄 산화물, 지르코늄 티타네이트, 유리, 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은, 그러나 이것에 한정되지 않는 유기 코팅 및/또는 무기 코팅을 포함할 수 있다.
내마모층은 진공 보조 증착 공정 및 대기압 코팅 공정과 같은 다양한 침착 기술에 의해 도포될 수 있다. 예를 들면, 진공 보조 증착 공정은 플라즈마 화학 증착(PECVD), 아크-PECVD, 팽창 열 플라즈마 PECVD, 이온 보조 플라즈마 증착, 마그네트론 스퍼터링, 전자빔 증착, 및 이온빔 스퍼터링을 포함할 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.
선택적으로, 하나 이상의 층(예를 들면, 자외선 보호층 및/또는 내마모층 및/또는 앤티포그 층)은 라미네이션 또는 필름 인서트 성형과 같은 방법에 의해 복사선 방출 장치의 외면에 도포되는 필름일 수 있다. 이 경우, 기능층(들) 또는 코팅(들)은 필름 및/또는 이 필름의 일면의 반대측의 복사선 방출 장치의 타면에 부착될 수 있다. 예를 들면, 공압출 필름, 압출 코팅된 필름,롤러 코팅된 필름, 또는 압출-라미네이팅된 필름이 전술한 바와 같은 하드코트(예를 들면, 실리콘 하드코트)의 대안으로서 사용될 수 있다. 필름은 내마모층에 자외선 보호층(즉, 필름)의 접착을 촉진시키기 위한 첨가제 또는 코폴리머를 함유할 수 있고, 및/또는 아크릴(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트), 플루오로폴리머(예를 들면, 폴리비닐리덴 불화물, 폴리비닐 불화물) 등과 같은 내후 재료를 포함할 수 있고, 및/또는 하측의 기판을 보호하기에 충분하도록 자외선 복사선의 투과를 차단할 수 있고, 및/또는 필름 인서트 성형(FIM)(IMD(in-mold decoration)), 압출, 또는 3 차원 형상의 패널의 라미네이션 처리에 적합할 수 있다.
자외선 흡수 분자는 히드록시벤조페논(예를 들면, 2-히드록시-4-n-옥톡시 벤조페논), 히드록시벤조트리아진, 시아노아크릴레이트, 옥사닐리드, 벤조옥사지논(예를 들면, 2,2'-(1,4- 페닐렌)비스(Cytec으로부터 상표명 CYASORB UV-3638로 시판되는 4H-3,1-벤조옥사진-4-one), 아릴 살리실레이트, 히드록시벤조트리아졸(예를 들면, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2-히드록시-5-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 및 Cytec으로부터 상표명 CYASORB 5411로 시판되는 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 자외선 흡수 분자는 히드록시페닐타진, 히드록시벤조페논, 히드록실페닐벤조타졸, 히드록시페닐트리아진, 폴리아로일레소르시놀, 시아노아크릴레이트, 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 자외선 흡수 분자는 조성물 내의 폴리머의 총중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%, 구체적으로는 0.1 내지 0.5 중량%, 더 구체적으로는 0.15 내지 0.4 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
층들 중 하나 이상은 각각 독립적으로 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 착색제(들), 항산화제(들), 표면활성제(들), 가소제(들), 적외선 복사선 흡수체(들), 정전기 방지제(들), 항균제(들), 유동 첨가제(들), 분산제(들), 자외선 흡수 분자(들), 상용화제(들)(compatibilizers), 경화 촉매(들), 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 다양한 층에첨가되는 임의의 첨가제의 유형 및 양은 복사선 방출 장치의 원하는 성능 및 최종 용도에 의존한다.
보호 코팅(들)은 근적외선 범위에서 흡수하지 않도록 및/또는 복사선 방출층보다 낮은 굴절률을 갖도록 선택될 수 있다.
복사선 방출 장치는 광촉매제를 포함할 수 있는 광촉매층을 포함할 수 있다. 광촉매제는 물의 존재 하에서 근자외선 복사선에 노출된 경우에 (.OH) 라디칼 및/또는 과산화물 이온s(O2 -)을 생성할 수 있고, 이것은 유기 표면 오염물의 분해를 촉진할 수 있다. 다음에 분해된 오염물은 물로 헹굼으로써 제거할 수 있다.
광촉매제는 타이나늄 이산화물(예를 들면, 아나타제, 브루카이트, 및 루타일 형태의 타이나늄 이산화물), 아연 산화물, 주석 산화물, 철 산화물, 지르코늄 산화물, 텅스텐 산화물(예를 들면, W2O3, WO2, 및 WO3), 크로뮴 산화물, 몰리브데넘 산화물, 루테늄 산화물, 게르마늄 산화물, 납 산화물, 카드뮴 산화물, 구리 산화물, 바나듐 산화물, 니오븀 산화물, 탄탈럼 산화물, 망가니즈 산화물, 로듐 산화물, 니켈 산화물, 레늄 산화물, 카드뮴 황화물, 스트론튬 티타네이트, 몰리브데넘 이황화물, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 광촉매제는, 예를 들면, 실리카, 금속(예를 들면, 구리, 은, 아연, 납, 루테늄, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 또는 백금), 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는 코팅으로 코팅될 수 있다. 광촉매제는 5 내지 300 nm, 구체적으로는 5 내지 50 nm의 모든 광촉매제의 최장 치수의 평균을 기준으로 한 평균 최장 치수를갖는다.
광촉매층은 광촉매층의 총중량을 기준으로 하여 1 내지 60 중량%, 구체적으로는 1 내지 20 중량%의 광촉매제를 포함할 수 있다. 광촉매층은 0.1 내지 10 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
고체에서 아나타제 형태가 2.6의 굴절률을 갖는, 예를 들면, TiO2를 포함하는 광촉매층 내의 화합물의 고굴절률로 인해 광촉매층을 포함하는 장치에서 내부 전반사는 달성하기가 곤란할 수 있다. 이러한 난제를 극복하기 위해, 본 복사선 방출 장치는, 예를 들면, 광촉매층 내의 증가된 공극률, 광촉매층 내에 위치된 복수의 저굴절률의 나노입자, 및 광촉매층과 복사선 방출층 사이에 위치된 복사선 방출층의 것보다 낮은 굴절률을 갖는 중간층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 증가된 공극률은 광촉매층 내에 존재하는 빈 공간으로부터 기인할 수 있다. 빈 공간은 다공질 광촉매제, 광촉매제들 사이에 위치된 공극의 존재, 호스트 재료 내의 공극률, 공극제, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합으로부터 발생될 수 있다. 다공질 광촉매제는 빈 공간을 포함할 수 있고, 여기서, 예를 들면, 다공질 광촉매제의 30 내지 60 체적%, 구체적으로는 40 내지 50 체적%가 빈 공간일 수 있다. 공극제는 구형으로 캡슐화된 공극을 포함할 수 있고, 예를 들면, 공극제는 유리 미세구체(예를 들면, 알칼리 보로실리케이트 유리로 제조된 것)를 포함할 수 있다. 공극제는 300 nm 이하, 구체적으로는 15 내지 200 nm, 더 구체적으로는 20 내지 70 nm의 평균 직경을 가질 수 있다. 빈 공간은 공기를 포함할 수 있다. 복수의 저굴절률 나노입자는, 300 나노미터(nm)의 파장에서 결정되었을 때, 광촉매제의 굴절률보다 낮은 굴절률, 예를 들면, 2.6 미만, 구체적으로는 2 이하, 더 구체적으로는 0.5 내지 1.8의 굴절률을 가질 수 있다. 복수의 저굴절률 나노입자는 1 내지 30 nm, 구체적으로는 2 내지 10 nm의 평균 직경을 가질 수 있다. 복수의 저굴절률 나노입자는 금 나노입자, 예를 들면, AuCl4H 나노입자를 포함할 수 있다.
중간층은 복사선 방출층의 내부 전반사를 지원하도록 복사선 방출층의 호스트 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 중간층은 광촉매층에서 생성되는 라디칼이 복사선 방출층 내로 침투하는 것을 감소시키거나 방지하는 것을 돕는 장벽층의 역할을 할 수도 있다. 중간층은 자외선 흡수체를 포함할 수 있다.
복사선 방출 장치는 평평한 패널, 글레이징(glazing), 또는 조명 모듈용 렌즈일 수 있다. 복사선 방출 장치는, 특히, 예를 들면, 자동차 외부 조명(전조등 및 미등), 비행장 조명, 가로등, 교통 신호등, 및 신호등과 같은 외부 조명의 용도에서의 디포깅, 제상, 및 제빙; 예를 들면, 수송(자동차) 또는 건설 용도(채광창)용 글레이징; 예를 들면, 냉동실의 내벽의 제상을 위한 기기; 및 간판 중 하나 이상을 위해 사용될 수 있다.
복사선 방출 장치는 방출 대역이 넓거나(예를 들면, 백색광을 방출함), 좁은(예를 들면, 유색광을 방출함) 가시광 조명용으로 사용될 수 있다. 용도는, 예를 들면, 선반(예를 들면, 냉장고 선반, 제품 디스플레이 케이스, 가구 케비닛, 및 실용 선반); 주변 인테리어 조명(예를 들면, 수송 차량 내부 또는 건물 내부); 간판(예를 들면, 간판의 백라이트); 및 광합성 용도(예를 들면, 의약 또는 미용 용도의 식물 성장)를 포함한다. 광합성 용도의 경우, 방출 파장은 600 내지 800 nm일 수 있다.
복사선 방출 장치는 광촉매반응을 위해, 특히 자가 세정의 목적을 위한 유기 화합물의 분해를 위해 사용될 수 있다. 광촉매 용도의 경우, 방출 파장은 호스트 재료를 분해하도록 작용할 수 있는 더 짧은 파장을 회피하기 위해 근자외선, 예를 들면, 350 내지 400 nm일 수 있다.
하기에서 본 발명의 복사선 방출 장치 및 이것으로부터 복사선을 방출시키는 방법의 일부의 실시형태를 설명한다.
실시형태 1: 복사선 방출 장치로서, 호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층, 및 소스 복사선을 방출하는 복사선 소스를 포함하고, 복사선 방출층은 에지 및 2 개의 넓은 표면을 포함하고, 에지는 d의 높이를 갖고, 넓은 표면은 길이 L을 갖고, 길이 L은 높이 d보다 크고, 길이 L 대 높이 d의 비율은 10 이상이고, 복사선 소스는 에지에 결합되고, 소스 복사선은 복사선 소스로부터 에지를 통해 전송되어 발광제를 여기시키고, 그 후 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 넓은 표면들의 적어도 하나를 통해 출사된다.
실시형태 2: 실시형태 1의 장치로서, 상기 넓은 표면들 중 하나 또는 양자 모두로부터 방출되는 복사선은, 하나의 넓은 표면 상의 모든 위치에서 측정된 복사선이 상기 넓은 표면으로부터 방출되는 평균 복사선의 40% 이하, 구체적으로는 30% 이하, 더 구체적으로는 20% 이하이도록, 균일하다.
실시형태 3: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 에지 미러, 선택적 반사 에지 미러, 및 표면 미러 중 하나 이상을 더 포함한다.
실시형태 4: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 복사선 방출층은 인-몰드 코팅층을 포함한다.
실시형태 5: 실시형태 4의 장치로서, 상기 발광제는 인-몰드 코팅층에 위치된다.
실시형태 6: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 복사선 방출층은 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
실시형태 7: 실시형태 6의 장치로서, 상기 폴리에스터는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고, 상기 폴리아크릴레이트는 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 폴리알킬메타크릴레이트를 포함한다.
실시형태 8: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 발광제는 염료, 양자 도트(quantum dot), 희토류 착체, 천이 금속 이온, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
실시형태 9: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 발광제는 (py)24Nd28F68(SePh)16; NaCl:Ti2 +; MgCl2:Ti2 +; Cs2ZrBr6:Os4 +; Cs2ZrCl6:Re4 +; YAlO3:Cr3+,Yb3+; Y3Ga5O12:Cr3 +,Yb3 +; 로다민 6G; 인다센 염료; 치환된 아미노기 및 사이아노기 중 하나 또는 양자 모두를 갖는 피라진 유형의 화합물; 프테리딘 화합물; 페릴렌 유형의 화합물; 안트라퀴논 유형의 화합물; 티오인디고 유형의 화합물; 나프탈렌 유형의 화합물; 크산텐 유형의 화합물; 피롤로피롤 사이아닌(PPCy); 비스(PPCy) 염료; 수용체-치환된 스쿠아라인; 란타니드계 화합물; 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
실시형태 10: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 발광제는 LA1 및 LA2를 포함하고, 여기서 LA1은 란타니드계 화합물을 포함할 수 있고, LA2는 NaCl:Ti2+; MgCl2:Ti2 +; Cs2ZrBr6:Os4 +; Cs2ZrCl6:Re4 +; YAlO3:Cr3 +,Yb3 +; Y3Ga5O12:Cr3+,Yb3+; 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 천이 금속 이온을 포함할 수 있다.
실시형태 11: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 보호 코팅을 더 포함하고, 상기 보호 코팅은 자외선 보호층, 내마모층, 앤티포그 층, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다.
실시형태 12: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 방출된 복사선은 자외선 범위, 가시 범위, 근적외선 범위, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합의 파장을 갖는 복사선을 포함한다.
실시형태 13: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 방출된 복사선은 광대역 방출 또는 협대역 방출이다.
실시형태 14: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 장치는 광촉매층을 더 포함한다.
실시형태 15: 실시형태 14의 장치로서, 상기 광촉매층 내의 빈 공간, 상기 광촉매층 내에 위치된 복수의 저굴절률 나노입자, 및 상기 광촉매층과 상기 복사선 방출층 사이에 위치된 중간층 중 하나 이상을 더 포함한다.
실시형태 16: 실시형태 15의 장치로서, 상기 중간층은 상기 복사선 방출층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는다.
실시형태 17: 실시형태 15 또는 실시형태 16의 장치로서, 빈 공간은 30 내지 60 체적%의 빈 공간을 포함하는 다공질 광촉매제로부터 유래된다.
실시형태 18: 실시형태 15 내지 실시형태 17 중 어느 하나의 장치로서, 상기 복수의 저굴절률 나노입자는, 300 나노미터의 파장에서 측정되었을 때, 2.6 미만, 또는 2 이하, 또는 0.5 내지 1.8의 굴절률을 갖는다.
실시형태 19: 실시형태 15 내지 실시형태 18 중 어느 하나의 장치로서, 상기 복수의 저굴절률 나노입자는 1 내지 30 nm의 평균 직경을 갖는다.
실시형태 20: 실시형태 15 내지 실시형태 19 중 어느 하나의 장치로서, 상기 복수의 저굴절률 나노입자는 금 나노입자를 포함한다.
실시형태 21: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 발광제는 2 개 이상의 발광제를 포함한다.
실시형태 22: 실시형태 21의 장치로서, 상기 발광제는 2 개의 발광제를 포함하고, 하나의 발광제는 업시프팅 발광제리소, 다른 발광제는 다운시프팅 발광제이다.
실시형태 23: 실시형태 21의 장치로서, 상기 발광제는 제 1 발광제, 제 2 발광제, 및 제 3 발광제를 포함하고, 상기 제 1 발광제, 상기 제 2 발광제, 및 상기 제 3 발광제는 다운시프팅 발광제이다.
실시형태 24: 실시형태 23의 장치로서, 제 4 발광제를 더 포함하고, 상기 제 4 발광제는 업시프팅 발광제이다.
실시형태 25: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 복사선 방출층은 투명하다.
실시형태 26: 전술한 임의의 실시형태의 장치로서, 상기 길이 L 대 상기 높이 d의 비는 30 이상이다.
실시형태 27: 표면으로부터 복사선을 방출시키는 단계를 포함하는 전술한 임의의 실시형태의 장치로부터 복사선을 방출시키기 위한 방법으로서, 복사선 소스로부터 소스 복사선을 방출시키는 단계; 상기 복사선으로 호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층을 조사하는 단계를 포함하고, 상기 복사선 방출층은 에지, 제 1 넓은 표면, 및 제 2 넓은 표면을 포함하고; 상기 복사선 소스는 에지에 결합되고, 상기 소스 복사선은 복사선 소스로부터 에지를 통해 전송되어 발광제를 여기시키고, 그 후에 상기 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 넓은 표면들 중 적어도 하나를 통해 출사된다.
일반적으로, 본 발명은 대안적으로 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 구성요소를 포함하거나, 이 구성요소로 구성되거나, 본질적으로 이 구성요소로 구성될 수 있다. 본 발명은 부가적으로 또는 대안적으로 종래 기술의 조성물에서 사용되거나 본 발명의 기능 및/또는 목적의 달성에 불필요한 임의의 구성요소, 재료, 성분, 보조제 또는 종을 결여시키거나 실질적으로 포함하지 않도록 제조될 수 있다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점(endpoint)을 포함하고, 이 종점은 서로 독립적으로 조합될 수 있다(예를 들면, "25 중량% 이하, 또는 더 구체적으로는 5 중량% 내지 20 중량%"는 종점 및 "5 중량% 내지 25 중량%"의 범위의 모든 중간값을 포함함). "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 또한, 용어 "제 1", "제 2" 등은 본 명세서에서 임의의 순서, 양 또는 중요도를 나타내지 않으며, 하나의 요소를 다를게 나타내기 위해 사용된다. 용어 "하나의(a 및 an)" 및 "상기(the)"는 본 명세서에서 양의 제한을 나타내지 않으며, 본원에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 명확하게 반대되지 않는 한 단수 및 복수의 양자 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용될 때, 접미어인 "(들)"은 이것이 수식하는 용어의 단수 및 복수의 양자 모두를 포함하기 위한 것이므로 그 용어의 하나 이상을 포함한다(예를 들면, 필름(들)은 하나 이상의 필름을 포함함). 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 실시형태", "다른 실시형태", "일 실시형태" 등은 이 실시형태와 관련하여 설명된 특정 요소(예를 들면, 기구, 구조, 및/또는 특징)가 본 명세서에 기재된 적어도 하나의 실시형태 내에 포함되고, 다른 적어도 하나의 실시형태 내에는 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한 기재된 요소들은 다양한 실시형태에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다.
특정의 실시형태가 설명되었으나, 현재 예상되지 않거나 예상될 수 없는 대안, 수정, 변형, 개선, 및 실질적 균등이 본 출원인이나 당업자에게 상도될 수 있다. 따라서, 출원된 그리고 보정될 수 있는 첨부의 청구범위는 이러한 모든 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적 균등을 포함하도록 의도된다.
본 출원은 2014년 11월 25일자에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/084,061의 이익을 주장한다. 이 관련 출원은 원용에 의해 본원에 포함된다.

Claims (23)

  1. 복사선 방출 장치로서,
    호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층 － 상기 발광제는 2 개의 발광제를 포함하고, 하나의 발광제는 업시프팅 발광제이고, 다른 발광제는 다운시프팅 발광제임 －; 및
    소스 복사선을 방출하는 복사선 소스를 포함하고,
    상기 복사선 방출층은 에지 및 2 개의 넓은 표면을 포함하고, 상기 에지는 d의 높이를 갖고, 상기 넓은 표면은 길이 L을 갖고, 상기 길이 L은 높이 d보다 크고, 상기 길이 L 대 상기 높이 d의 비율은 10 이상이고,
    상기 복사선 소스는 상기 에지에 결합되고, 상기 소스 복사선은 상기 복사선 소스로부터 상기 에지를 통해 전송되어 상기 발광제를 여기시키고, 그 후 상기 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 상기 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 상기 넓은 표면들 중 적어도 하나를 통해 출사되고,
    상기 넓은 표면들 중 하나 또는 양자 모두로부터 방출되는 복사선은, 하나의 넓은 표면 상의 모든 위치에서 측정된 복사선이 상기 넓은 표면으로부터 방출되는 평균 복사선의 40% 이하이도록 균일한,
    복사선 방출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다운시프팅 발광제의 방출 스펙트럼 Em1은 상기 다운시프팅 발광제의 여기 스펙트럼 Ex1 및 상기 업시프팅 발광제의 여기 스펙트럼 Ex2와 중첩되고, 상기 업시프팅 발광제의 방출 스펙트럼 Em2는 상기 방출 스펙트럼 Em1과 중첩되고, 상기 복사선 소스의 소스 스펙트럼은 상기 여기 스펙트럼 Ex2 또는 상기 여기 스펙트럼 Ex1 중 하나와 중첩되는,
    복사선 방출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다운시프팅 발광제의 여기 스펙트럼 Ex1은 상기 업시프팅 발광제의 방출 스펙트럼 Em2와 중첩되고, 상기 업시프팅 발광제의 여기 스펙트럼 Ex2는 상기 다운시프팅 발광제의 방출 스펙트럼 Em1과 중첩되고, 상기 복사선 소스의 소스 스펙트럼은 상기 여기 스펙트럼 Ex2 또는 상기 여기 스펙트럼 Ex1 중 하나와 중첩되는,
    복사선 방출 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    에지 미러, 선택적 반사 에지 미러, 및 표면 미러 중 하나 이상을 더 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복사선 방출층은 인-몰드(in-mold) 코팅층을 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광제는 인-몰드 코팅층에 위치되는,
    복사선 방출 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복사선 방출층은 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광제는 염료, 양자 도트(quantum dot), 희토류 착체, 천이 금속 이온, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자외선 보호층, 내마모층, 앤티포그(anti-fog) 층, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 더 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방출된 복사선은 자외선 범위, 가시 범위, 근적외선 범위, 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합의 파장을 갖는 복사선을 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방출된 복사선은 광대역 또는 협대역인,
    복사선 방출 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 광촉매층을 더 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광촉매층 내의 빈 공간, 상기 광촉매층 내에 위치된 복수의 저굴절률 나노입자, 및 상기 광촉매층과 상기 복사선 방출층 사이에 위치된 중간층 중 하나 이상을 더 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광제는 제 1 발광제, 제 2 발광제, 및 제 3 발광제를 포함하고, 상기 제 1 발광제, 상기 제 2 발광제, 및 상기 제 3 발광제 모두 다 다운시프팅 발광제인,
    복사선 방출 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제 4 발광제를 더 포함하고, 상기 제 4 발광제는 업시프팅 발광제인,
    복사선 방출 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복사선 방출층은 투명한,
    복사선 방출 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길이 L 대 상기 높이 d의 비는 30 이상인,
    복사선 방출 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광제는 (py)24Nd28F68(SePh)16, NaCl:Ti2+; MgCl2:Ti2+; Cs2ZrBr6:Os4+; Cs2ZrCl6:Re4+; YAlO3:Cr3+;Yb3+; Y3Ga5O12:Cr3+;Yb3+; 로다민 6G; 인다센 염료; 치환된 아미노기 및 사이아노기 중 하나 또는 양자 모두를 갖는 피라진 유형의 화합물; 프테리딘 화합물; 페릴렌 유형의 화합물; 안트라퀴논 유형의 화합물; 티오인디고 유형의 화합물; 나프탈렌 유형의 화합물; 크산텐 유형의 화합물; 피롤로피롤 사이아닌(PPCy); 비스(PPCy) 염료; 수용체-치환된 스쿠아라인; 란타니드계 화합물; 또는 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함하는,
    복사선 방출 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 80% 이상의 투과율을 가지며, 상기 투과율은 ASTM D1003-00, CIE 표준 광원 C를 사용하는 프로시저 B를 사용하는 3.2 mm 두께의 샘플을 사용하는 단방향 시계에서 결정되는,
    복사선 방출 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 평평한 패널, 글레이징(glazing), 또는 조명 모듈용 렌즈인,
    복사선 방출 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 디포깅(defogging), 제상, 및/또는 제빙을 위해 사용되는 것인,
    복사선 방출 장치.
  22. 표면으로부터 복사선을 방출시키는 방법으로서,
    복사선 소스로부터 소스 복사선을 방출시키는 단계; 및
    상기 복사선으로 호스트 재료 및 발광제를 포함하는 복사선 방출층을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 복사선 방출층은 에지, 제 1 넓은 표면, 및 제 2 넓은 표면을 포함하고, 상기 에지는 d의 높이를 갖고, 상기 넓은 표면은 길이 L을 갖고, 상기 길이 L은 상기 높이 d보다 크고, 상기 길이 L 대 상기 높이 d의 비율은 10 이상이고, 상기 발광제는 2 개의 발광제를 포함하고, 하나의 발광제는 업시프팅 발광제이고, 다른 발광제는 다운시프팅 발광제이고,
    상기 복사선 소스는 상기 에지에 결합되고, 상기 소스 복사선은 상기 복사선 소스로부터 상기 에지를 통해 전송되어 상기 발광제를 여기시키고, 그 후 상기 발광제는 방출된 복사선을 방출하고, 상기 방출된 복사선의 적어도 일부는 탈출 콘을 통해 상기 넓은 표면들 중 적어도 하나를 통해 출사되고,
    상기 넓은 표면들 중 하나 또는 양자 모두로부터 방출되는 복사선은, 하나의 넓은 표면 상의 모든 위치에서 측정된 복사선이 상기 넓은 표면으로부터 방출되는 평균 복사선의 40% 이하이도록 균일한,
    복사선 방출 방법.
  23. 삭제
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