(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面が酸素透過膜により覆われており、
他方の面が透明膜で覆われており、
上記酸素透過膜と上記透明膜との間に、低分子量物質を透過する微細孔を有する隔壁膜を設けてあり、
上記酸素透過膜と上記隔壁膜との間に、上記酸素透過膜を透過した酸素と反応して酸化剤を生成する物質が封入してあり、
上記隔壁膜と上記透明膜との間に、上記隔壁膜を透過した酸化剤と反応する物質と、その反応エネルギーで励起されて発光する物質とが封入してある
ことを特徴とする化学発光装置。
【請求項２】
請求項１において、上記の酸素と反応して酸化剤を生成する物質は、グルコースとグルコースオキシダーゼであることを特徴とする化学発光装置。
【請求項３】
請求項１において、上記隔壁膜は、上記酸素透過膜側の面にグルコアミラーゼが固定化してあるポリウレアマイクロカプセル膜であり、このポリウレアマイクロカプセル膜内にグルコースオキシダーゼが封入してあり、
上記酸素透過膜と上記隔壁膜との間には、デンプンが封入してある
ことを特徴とする化学発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、上記隔壁膜と上記透明膜との間には、ルミノール誘導体またはしゅう酸エステル誘導体と、アントラセン誘導体とを封入してあることを特徴とする化学発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、夜間照明等に利用する化学発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発光素子として、ＥＬ素子等による電界発光、放射性同位体や蓄光性（長残光性）蛍光体を使用する物理発光、および化合物の酸化反応を利用した化学発光等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電界発光は、エネルギー源を外部から供給しているため回路等が必要となり構造上複雑となりやすい。また、放射性同位体を使用した物理発光では、取扱い上安全性に問題があり、法規制により使用量が制限されているため、例えば時計の文字板全体を照らすような用途や大面積の発光部を有する文字板には用いられない。これらの問題点の対応策として、蓄光性（長残光性）蛍光体が利用されているが、発光持続時間が十数時間と短く、かつ外部光のエネルギーで励起・発光するので、薄暗い設置環境では十分な発光輝度が得られないという問題がある。
【０００４】
さらに、上記の化学発光においては、設置環境には左右されずかつ発光輝度も十分に得られるが、たとえば酸化剤として過酸化水素を直接セル内に封入するため安全性に問題があり、物理発光のように繰り返し発光させることができず発光寿命が短く、発光持続時間も十数時間程度と短いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、薄暗い等の設置環境に左右されないで常に一定の発光輝度を有し、発光寿命を飛躍的に延長させ、かつ製造上および取扱い上の安全性を確保することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の化学発光装置では、上記の化学発光による装置において酸化剤を直接セル内に封入する危険を排している。即ち、一方の面が酸素透過膜により覆われており、他方の面が透明膜で覆われており、酸素透過膜と透明膜との間に、低分子量物質を透過する微細孔を有する隔壁膜を設けてある。酸素透過膜と隔壁膜との間に、酸素透過膜を透過した酸素と反応して酸化剤を生成する物質が封入してある。隔壁膜と透明膜との間に、隔壁膜を透過した酸化剤と反応する物質と、その反応エネルギーで励起されて発光する物質とが封入してあることを特徴としている。
【０００７】
上記の酸素と反応して酸化剤を生成する物質は、グルコースとグルコースオキシダーゼが好ましい。
【０００８】
さらに好ましくは、上記の隔壁膜は、酸素透過膜側の面にグルコアミラーゼが固定化してあるポリウレアマイクロカプセル膜であり、このポリウレアマイクロカプセル膜内にグルコースオキシダーゼが封入してあり、酸素透過膜と隔壁膜との間にはデンプンが封入される。
【０００９】
さらに好ましくは、上記の隔壁膜と透明膜との間には、ルミノール誘導体またはしゅう酸エステル誘導体と、アントラセン誘導体とが封入される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に要部を切断して内部の構成を示している。本発明の化学発光装置は、その一方の面は酸素透過膜１により覆われている。酸素透過膜１は、一例としてゴアテックス（商標）が使用されており、水など、溶液の溶媒や溶質を透過せずに酸素（空気）は透過する機能を持ったフィルムである。他方の面は透明膜２で覆われている。透明膜２はアクリルシートやポリエチレンテレフタレートシートなどが使用されており、溶液も酸素もほとんど透過しない透明のフィルムである。酸素透過膜１と透明膜２との間に、低分子量物質を透過する微細孔を有する隔壁膜３を設けてある。隔壁膜３は一例としてポリウレア膜が用いられ、水や過酸化水素などの低分子量物質は、ポリウレア膜の微細孔を透過可能である。
【００１１】
酸素透過膜１と隔壁膜３との間に、酸素透過膜１を透過した酸素と反応して酸化剤を生成する物質４が封入してある。一例として、グルコース４１とグルコースオキシダーゼ４２とによる物質４が封入される。従って、酸素透過膜１を透過して空気中から酸素が取り込まれると、グルコースオキシターゼ４２の作用によって、グルコース４１からグルコノラクトン４３と、酸化剤である過酸化水素４４が生成する。
【００１２】
隔壁膜３と透明膜２との間に、隔壁膜３を透過した酸化剤４４と反応する物質５と、その反応エネルギーで励起されて発光する物質６とが封入してある。物質５の一例として、しゅう酸エステル誘導体Ｃ24Ｈ20Ｏ8Ｃｌ6が使用され、物質６としてアントラセン誘導体（蛍光体）Ｃ30Ｈ18が使用される。しゅう酸エステル誘導体の一例としては、ビス〔２，４，５−トリクロロ−６−（ペンチルオキシカルボニル）フェニル〕オキサレートがあり、アントラセン誘導体の一例としては９，１０−ビス（フェニルエチニル）アントラセンがある。また、溶媒としてフタル酸ジブチル、触媒としてテトラブチルアンモニウムが使用される。過酸化水素Ｈ2Ｏ2が隔壁膜３を透過して供給されると、
【００１３】
【化１】
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【００１４】
の化学反応が発生して化学反応生成物５１を生じ、その反応エネルギーによって蛍光体６が励起状態の蛍光体６１となり、これが基底状態に戻る際に５１０ｎｍの黄緑色の光を発する。この光が透明膜２を透過して観者によって視認される。
【００１５】
この光の発光輝度は数百ミリｃｄ／ｍ2程度であり、これは数ｍ程度の夜間の照明として実用に供することが可能である。この発光輝度を保ちながら、数ケ月から数年間発光させ続けることが可能であるので、例えば、目覚時計の夜間視認などに用いることが可能である。発光時間即ち発光の寿命は、酸素透過膜１の空孔率（酸素透過率）をコントロールして酸素の取込み量を制御することによって調整できる。
【００１６】
酸化剤を生成する物質４としては、上に述べた物質の他に、例えば次の物質が考えられる。即ち、上記の隔壁膜３として、酸素透過膜側１の面にグルコアミラーゼが固定化してあるポリウレアマイクロカプセル膜を用い、このポリウレアマイクロカプセル膜内にグルコースオキシダーゼを封入したものを用いる。そして酸素透過膜１とこの隔壁膜３との間に、デンプンを封入する。酸素透過膜１を酸素が透過してくると、デンプンはグルコアミラーゼによってグルコースに分解され、グルコースはカプセル膜を透過してカプセル内部に流入し、グルコースオキシダーゼの作用でグルコノラクトンに変換されて過酸化水素を発生する。
【００１７】
また、酸化剤と反応する物質５としては、しゅう酸エステル誘導体の他に、例えばルミノール誘導体が考えられ、ルミノール誘導体の一例としてルミノールがある。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の化学発光装置は、一方の面を覆っている酸素透過膜を透過した酸素と反応して酸化剤を生成し、隔壁膜を透過した酸化剤と反応する際の反応エネルギーで励起されて発光し、この光を透明膜を透過して視認する構成であるので、酸素透過膜の酸素透過率を選択することにより発光寿命を飛躍的に延長させることができる。また、内部に封入する物質には直接酸化剤を含有していないので、製造上および取扱い上の安全性を確保することができる。さらに、内部での化学反応による反応エネルギーを励起エネルギー源としているので、外部環境要因、例えば薄暗い場所や部屋の照度等の設置環境に左右されることなく、常に一定の発光輝度で発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１    酸素透過膜
２    透明膜
３    隔壁膜
４    酸素と反応して酸化剤を生成する物質
４１  グルコース
４２  グルコースオキシダーゼ
４４  酸化剤（過酸化水素）
５    酸化剤と反応する物質
６    反応エネルギーで励起されて発光する物質（蛍光体）
【図１】
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