(57)【要約】電圧有無表示デバイスは、電気接地（６）との少なくとも１つの容量接続（５）またはモニタすべき導電体（４）との容量接続（３）とを有するようにされたコレクタ電極（２）と、モニタすべき上記導電体における電圧の有無を表示するために、上記コレクタ電極（２）に接続されたディスプレイ手段（７）を含む。ディスプレイ手段は、少なくとも１つの多層デバイス（１１）を含む。多層デバイスは、第１の絶縁層（１３）と第２の絶縁層（１４）との間に配設される発光層（１２）と、第１の絶縁層（１３）上に配設され、上記伝導電極（２）に接続される第１の伝導層（１５）と、第２の絶縁層（１４）上に配設される第２の伝導層（１６）を含む。電気装置が、このようなデバイスを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気接地（６）との少なくとも１つの容量接続（５）またはモニタすべき導電体（４）との容量接続（３）を有するように設計されたコレクタ電極（２）と、
モニタすべき前記導電体において電圧の有無を表示するために、前記コレクタ電極（２）に接続されるディスプレイ手段（７）とを備える電圧有無表示デバイスであって、
前記ディスプレイ手段は、
第１の絶縁層（１３）と第２の絶縁層（１４）との間に配設された発光層（１２）と、
前記第１の絶縁層（１３）上に配設され、前記伝導電極（２）に接続された第１の伝導層（１５）と、
前記第２の絶縁層（１４）上に配設された第２の伝導層（１６）と、
を有する少なくとも１つの多層デバイス（１１）を含むことを特徴とする、デバイス。
【請求項２】
少なくとも前記第１の伝導層（１５）または前記第２の伝導層（１６）が、少なくとも１つの透明または半透明部分（２３、２５）を有することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記発光層（１２）が、２μｍ未満の厚みをもつ薄膜として達成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記発光層（１２）が、粉末状に堆積される層として達成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２の伝導層（１６）が、モニタすべき前記導電体（４）に接続されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記第２の伝導層（１６）が、電気接地（６）に接続されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】
少なくとも前記第１の伝導層（１５）または前記第２の伝導層（１６）が、透明部分（２３）および不透明部分（２２）を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
少なくとも前記第１の伝導層（１５）または前記第２の伝導層（１６）が、前記発光層（１２）の方へ向いた反射面（２４）を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記コレクタ電極（２）および前記第１の伝導層（１５）が、単一の素子を形成することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】
前記伝導層、絶縁層、および発光層（１５、１６、１３、１４、１２）が、ガラス基板（１８）上に配設され、保護カバー（２０）により保護されることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
前記コレクタ電極（２）が、モニタすべき前記導電体（４）の周りに配設された実質的に円筒状の形状を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１２】
前記多層デバイス（１１）が、モニタすべき前記導電体（４）上に配設され、前記第２の伝導層（１６）が、前記導電体と接触状態にあることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
前記発光電極（２）が、１ｃｍ２より小さい表面を有し、前記コレクタ電極（２）が、１００から１０００ｃｍ２の間からなる表面を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記コレクタ電極（２）が、高電圧または中電圧装置の導電体（４）の保護キャップ（２９）により形成され、前記ディスプレイ手段（７、１１）が、前記保護キャップの近傍またはそれに接するように配設されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
少なくとも１つの導電体（４）を備える電気装置であって、前記少なくとも１つの導電体（４）における電圧の有無を表示する、請求項１から１４のいずれかに記載の電圧有無表示デバイスを備えることを特徴とする、電気装置。
【請求項１６】
中電圧または高電圧キュービクル（３５）により形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の電気装置。
【請求項１７】
前記コレクタ電極（２）の形状および前記導電体（４）または電気接地（６）に対する距離により、発光層（１２）が、３０００Ｖを超える前記導電体と前記接地との間の電圧から点灯することができることを特徴とする、請求項１６に記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
電気接地との少なくとも１つの容量接続またはモニタすべき導電体との容量接続を有するようにされたコレクタ電極と、
モニタすべき前記導電体において電圧の有無を表示するために、前記コレクタ電極に接続されるディスプレイ手段とを含む電圧有無表示デバイスに関する。
【０００２】
また、本発明は、導電体と、このような電圧有無表示デバイスとを備える電気装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電圧の有無を表示するためのさまざまな表示手段を用いた電圧有無表示デバイスがある。それらの中には、フローティング電極や電気構成部品で形成される容量分圧器に接続されるネオンランプまたは放電管を使用することに基づいたものがある。米国特許第３，９９１，３６７号明細書および同４，２５１，７７０号明細書、およびフランス特許出願公開第２，６８９，２４８号明細書および欧州特許出願公開第０，１０９，９１４号明細書には、このようなデバイスが記載されている。これらのランプに基づいたデバイスには、耐用年数が制限されるという欠点がある。これらの耐用年数は、一般的に、５０，０００時間未満である。
【０００４】
図１に、ネオンランプに基づいたデバイスの図を示す。同図において、電圧有無表示デバイス１が、モニタすべき導電体４との第１の容量接続３と、電気接地６との第２の容量接続５とを有するコレクタ電極２を含む。コレクタ電極２は、導電体４に電圧が存在する場合、ネオン表示ランプ９の点灯を制御するための電子回路８を含むディスプレイ手段７に接続される。この場合、例えば、電子回路は、導電体４の電位に接続される。
【０００５】
他のＬＥＤに基づいたデバイスの耐用年数はより長いものである。欧州特許第０，４０２，２７７号明細書に、このタイプのデバイスが記載されている。このデバイスでは、電流を整流し、所定の閾値でダイオードを制御するために、複雑な電子回路が要求される。さらに、動作電流が高いため、容量分圧器のフローティング電極やコンデンサの寸法が大きくなる。
【０００６】
図２に、発光ダイオードに基づいたデバイスの図を示す。同図において、電極２は、導電体４に電圧が存在する場合、発光ダイオード１０の点灯を制御するための電子回路８に接続される。この場合、例えば、電子回路は、電気接地６の電位に接続される。
【０００７】
他のデバイスにおいて、ディスプレイ手段は、液晶表示器である。このようなデバイスは、米国特許第５，２７４，３２４号明細書、同５，０７０，２０１号明細書、および同５，０７７，５２０号明細書に記載されている。これらのデバイスには、容量分圧器により供給される電力をほとんど必要としないが、光の放射や発光がないという欠点がある。したがって、このようなデバイスを使って表示するためには、反射によって正面から、または液晶を通過する光を使って背面からのいずれかにより、液晶を点灯させる補助光源を備える必要がある。液晶に関する別の欠点は、一般的にあまり高くない耐温度性に関する。
【０００８】
従来のデバイスは、一般的に、高電圧または中電圧で動作する。中電圧の場合、フローティングまたはコレクタ電極は、ディスプレイデバイスに十分なエネルギーを供給する程度に非常に大きなサイズのものでなければならない。デバイスの中には、容量分圧器の機能を実行するために、絶縁体に配設されたコンデンサなどの構成部品を使用するものもある。さらに、ほとんどのデバイスにおいて、容量分圧器によってディスプレイ手段に供給される電圧を整合させるために、電子回路が要求される。したがって、従来技術の電圧有無表示デバイスのコストは、非常に高い。この高コストは、中電圧キュービクルに対して非常に影響されやすい。他の問題は、特に、中電圧の場合のものであり、特に、公知の電圧有無表示デバイスによって占められる容積が、キュービクルの小さな寸法と適合しないことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低コスト、良好な耐温度性、および長い耐用年数の電圧有無表示デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるデバイスにおいて、ディスプレイ手段は、
第１および第２の絶縁層との間に配設された発光層と、
第１の絶縁層上に配設され、伝導電極に接続された第１の伝導層と、
第２の絶縁層上に配設された第２の伝導層と、を有する少なくとも１つの多層デバイスを含む。
【００１１】
好適な実施態様において、少なくとも前記第１の伝導層または前記第２の伝導層は、少なくとも１つの透明または半透明部分を有する。
【００１２】
前記発光層は、２μｍ未満の厚みをもつ薄膜として達成されることが好ましい。
【００１３】
別の実施態様によれば、前記発光層は、粉末状に堆積される層として達成される。
【００１４】
前記第２の伝導層は、モニタすべき前記導電体に接続されることが好ましい。
【００１５】
別の実施態様によれば、前記第２の伝導層は、電気接地に接続される。
【００１６】
少なくとも前記第１の伝導層または前記第２の伝導層は、透明部分および不透明部分を有することが有益である。
【００１７】
特定の実施態様において、少なくとも前記第１の伝導層または前記第２の伝導層は、前記発光層の方へ向いた反射面を含む。
【００１８】
コレクタ電極および前記第１の伝導層は、単一の素子を形成することが有益である。
【００１９】
伝導層、絶縁層、および発光層は、ガラス基板上に配設され、保護カバーにより保護されることが好ましい。
【００２０】
コレクタ電極は、モニタすべき導電体の周りに配設された実質的に円筒状の形状を有することが好ましい。
【００２１】
別の実施態様によれば、多層デバイスは、モニタすべき導電体上に配設され、第２の伝導層が、導電体と接触状態にある。
【００２２】
発光電極は、１ｃｍ２より小さい表面を有し、コレクタ電極が、１００から１０００ｃｍ２の間からなる表面を有することが好ましい。
【００２３】
コレクタ電極は、高電圧または中電圧装置の導電体の保護キャップにより形成され、ディスプレイ手段が、保護キャップの付近またはその上に配設されることが有益である。
【００２４】
本発明による電気装置は、少なくとも１つの導電体と、前記少なくとも１つの導電体での電圧の有無を表示する上述したような電圧有無表示デバイスとを含む。
【００２５】
特定の実施態様において、電気装置は、中電圧または高電圧キュービクルにより形成される。
【００２６】
コレクタ電極の形状および前記導電体または電気接地に対する距離により、発光層は、３０００Ｖを超える前記導電体と前記接地との間の電圧から点灯することができることが好ましい。
【００２７】
非制限的な例としてのみの、添付の図面に示した本発明の特定の実施形態の以下の記載から、他の利点および特徴がより明らかになるであろう。
【００２８】
図面において、図面を理解しやすいように、異なる要素間の比率は考慮していない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図３に示すデバイスにおいて、ディスプレイ手段７は、多層発光デバイス１１を含む。この発光デバイスは、第１の絶縁層１３と第２の絶縁層１４との間に配設された発光層１２を含む。伝導電極２に、第１の絶縁層に接して配設された第１の伝導層１５が接続される。層１５と電極２は、図３の示すように、単一の素子を形成することができる。この実施形態において、第２の絶縁層上に、伝導層１６が配設される。この層１６は、導電体４に接続され、また、導電体そのものの一部分によって形成されることもできる。層１５は、発光層によって放出される光１７を通過させるための少なくとも１つの半透明部分を有する。また、放射１７は、発光層の延長部にあるデバイス１１の縁によって放出されることもできる。
【００３０】
導電体４と接地６との間で電圧が上昇すると、接地との容量接続５にある電極２は、電荷を電極１５に供給する。このようにして、２つの伝導性のある電極１５および１６の間で、発光材料からなる層１２に、電場が形成される。電場が十分に高くなれば、発光層は、光１７を放出する。図３において、光は、絶縁層１３と、伝導層１５の半透明部分とを通過する。
【００３１】
使用する技術に応じて、発光層は、薄膜の形態、または発光材料粉末の堆積物の形態で達成される。
【００３２】
薄膜の形態の実施形態では、１００，０００時間を越える非常に長い耐用年数、非常に良好なコントラスト、および良好な耐温度性があることが有益である。発光層の厚みは、２μｍ（マイクロメートル）未満であることが好ましく、０．１から１μｍであることが有益である。電場および蛍光層の照明効果を高めるために、絶縁層は、非常に薄い厚みのものであり、高誘電率を有することが好ましい。絶縁層の厚みは、１μｍ未満であり、例えば、３００から５００ｎｍ（ナノメートル）であることが有益である。このような寸法の場合、適用される電場は非常に高い。例えば、発光層は、適切な投与量のＺｎＳ−Ｍｎ調製材料から作られる。
【００３３】
図４に、この膜に多層デバイスを含む本発明の実施形態によるデバイスを示す。同図において、多層１１は、概してガラスから作られた基板１８と、導電体１９を介して導電体４に接続された伝導層１６と、絶縁層１４と、発光層１２と、絶縁層１３と、導電体２１によって電極２に接続された伝導層１５と、概してガラスから作られた保護層２０とを含む。層１５は、光を阻止する不透明部分２２と、発光層により放出された光線１７を通過させる半透明部分２３とを有する。伝導層により、発光層の有用な表面にわたって、実質的に均一の電場が得られることが有益である。
【００３４】
図５の実施形態において、伝導層１６は、表示方向に発光層によって放出された光線を反射する反射面２４を有する。同図において、デバイス１１は、光線１７が通過する開口２５を与える電極２に配設される。また、コントラストを高め、および／または発光層により放出されるバンドから色を選択するために、開口２５に光学フィルタを適合させることも可能である。
【００３５】
図６は、本発明の実施形態によるデバイスの特定の配置を示す。伝導層１６は、導電体４と接触し、電極は、接地付近の導電体から離れた位置に広げられた形状を有する。
【００３６】
図７において、コレクタ電極２は、導電体４を取り囲み、接地６と容量接続５にある円筒状のものである。多層デバイス１１は、導電体４に接続された伝導層１６と、電極２に接続された伝導層１５とを有する。
【００３７】
図８の実施形態において、多層デバイスは、正面または側面にそれぞれ配設された光ダクト２６または２７に関連付けられる。これらのダクトにより、発光層によって放出された光の流れを、アクセス可能な表示点または遠隔処理デバイスに伝達することができる。これらのダクトは、特に、適切な材料から作られた光ファイバまたは他のダクトであり得る。
【００３８】
図９は、多層デバイスが接地６の電位にある実施形態を示す。接地６は、特に、キュービクルやキャビネットなどの電気装置の壁またはフロントパネルであり得る。この場合、第１の伝導層１５は、モニタすべき導電体４と容量接続３にあるコレクタ電極２に接続される。第２の伝導電極１６は、接地６に接続され、発光層によって放出される光線１７を通過させる半透明部分を与える。
【００３９】
第２の電極が接地されている実施形態において、例えば、図１０に示すデバイスのような３つの相をモニタするために、多層デバイス１１はいくつかの別々の部分に第１の伝導層を有することができる。このデバイスにおいて、３つの導電体４Ａ、４Ｂ、および４Ｃのそれぞれと容量接続にある３つのコレクタ電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃに、第１の伝導層１５の３つの別々の部分が接続される。同図において、デバイスの視覚部分に、パターンが配設される。これらのパターンは、伝導層または発光層の形状に応じて視覚化されることもできる。
【００４０】
図１１は、本発明の実施形態によるデバイスを含む中電圧キュービクル３５などの電気装置を示す。この装置は、導電体４を受け入れるスイッチギアデバイス２８と、上記導電体の絶縁体からの出力で電気的フラッシュオーバーが起こらないように導電体を保護するキャップ２９とを含む。この実施形態では、金属キャップ２９を、コレクタ電極として使用しても有益である。この実施形態において、多層デバイスは、上記キャップの近傍またはそれに接するように配設される。第１の伝導電極は、コレクタ電極として作用するようにキャップ２８に接続され、第２の伝導電極は、絶縁体からの出力または導電体が接続された出力端子で導電体４に接続される。キャップは、キュービクル３５の電気接地６と容量接続５の状態にある。光線は、キュービクルの開口またはディスプレイウィンドウ３０に向けられる。また、本発明による電気装置は、モニタすべき導電体４として作用する出力または導電体を備える、スイッチや回路遮断器などのスイッチギアデバイス２８であり得る。この場合、電極２と多層デバイス１１は、装置に接するように配設することができる。
【００４１】
図１２は、多層デバイスの光度曲線３１の一例を示す。点灯開始閾値は、約１００Ｖである。この閾値を超え、電圧が上昇すると、光度が上がる。
【００４２】
図１３は、曲線３２で示すＡＣ電圧における多層デバイスの光度曲線の別の例を示す。
【００４３】
図１４は、本発明の実施形態によるデバイスの電気的モデリングを示す。第１の容量接続は、導電体４とコレクタ電極２との間のコンデンサによって示され、第２の容量接続は、コレクタ電極２と接地６との間のコンデンサ５によって示される。多層デバイスは、絶縁層１３および１４により分離される伝導層１５および１６を示すコンデンサ３３と、発光層の非線形的な挙動を示す電圧に応じて可変の抵抗３４とによって示される。この実施形態において、コンデンサ３３は、コンデンサ３より高い容量を有し、コンデンサ３は、コンデンサ５より高い容量を有する。素子の値は、上記要素間の幾何学的配置と距離とに依存する。
【００４４】
コレクタ電極は、１００から１０００ｃｍ２（平方センチメートル）からなる表面を有することが好ましい。多層デバイスが導電体４の付近にあるとき、コレクタ電極と接地との間の距離は、モニタすべき導電体の定格電圧に応じて、例えば、１０ｃｍから１ｍのものであり得る。
【００４５】
上述した実施形態において、導電体と接地との間に、コレクタ電極との容量接続がなされる。しかしながら、本発明の他の実施形態において、２つの能動導電体間の容量接続をなすこと、例えば、２つの相の導電体間の電圧をモニタすることが可能である。
【００４６】
本発明によるデバイスは、中ＡＣ電圧または高ＡＣ電圧に特に良好に適したものである。しかしながら、それらは、他の値に使用することができる。
【００４７】
本発明によるデバイスにより、容量接続のためにコンデンサ絶縁体を回避することができる。しかしながら、これらは、特に、非常に強い光度が求められる場合、本発明の範囲内において、このような構成部品とともに使用することもできる。
【００４８】
同様に、本発明によるデバイスにより、電子回路を回避することができる。しかしながら、電子回路は、特に、光の流れの点滅や遠隔情報ディスプレイなどの追加の機能を実行するために、本発明によるデバイスに関連付けすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来技術の電圧有無表示デバイスの図を示す。
【図２】従来技術の電圧有無表示デバイスの図を示す。
【図３】本発明によるデバイスの実施形態を示す。
【図４】本発明によるデバイスの実施形態を示す。
【図５】本発明によるデバイスの実施形態を示す。
【図６】本発明の実施形態によるデバイスの配置を示す。
【図７】本発明の実施形態によるデバイスの配置を示す。
【図８】光ダクトに関連する本発明によるデバイスの実施形態を示す。
【図９】電気装置における本発明の実施形態によるデバイスを示す。
【図１０】電気装置における本発明の実施形態によるデバイスを示す。
【図１１】電気装置における本発明の実施形態によるデバイスを示す。
【図１２】伝導層間の電圧と本発明によるデバイスとの関係を示す光度曲線を示す。
【図１３】伝導層間のＡＣ電圧と発光層との関係を示す光度曲線を示す。
【図１４】本発明の実施形態によるデバイスの電気的モデリングを示す。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2005503562.tif 000028
2005503562.tif 000029
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