(57)【要約】【課題】蓄光性蛍光体を用いた表示素子の発光強度を維持するための励起を、周囲の人が認識しない状態で、自動的に行う方法、及びそれを用いた装置を提供すること。【解決手段】蓄光性蛍光体を用いた表示素子、光源、制御回路及び電源で装置を構成し、蓄光性蛍光体を含む材料で、文字または図形の少なくともいずれかを形成した表示素子に、光源を用いて蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、間歇的に照射する。照射の時間や間隔は、制御回路を用いて制御し、制御回路に光センサを組み込むことで、表示素子の発光強度の低下を検知し、それに応じて励起を行ってもよい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄光性蛍光体を含む材料で、文字または図形の少なくともいずれかを形成した表示素子に、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、間歇的に照射することを特徴とする、表示素子の発光強度維持方法。
【請求項２】
前記表示素子の発光強度の低下を光センサで検知し、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、前記表示素子に照射することを特徴とする、請求項１に記載の表示素子の発光強度維持方法。
【請求項３】
蓄光性蛍光体を含む材料で、文字または図形の少なくともいずれかを形成した表示素子と、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、前記表示素子に間歇的に照射する励起装置からなることを特徴とする、表示素子の発光強度維持装置。
【請求項４】
前記励起装置は、光センサによる表示素子の発光強度低下の検知により作動することを特徴とする、請求項３に記載の表示素子の発光強度維持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光体の発光により、外光や照明のない暗い場所でも、表示した文字や図形を視認可能とする表示素子に関わり、さらに詳しくは、前記蛍光体の発光強度を維持する方法、及びその装置に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光とは、物質が外部から励起されることによって、可視領域の波長の電磁波を放射する、即ち、発光する現象であり、蛍光灯、ＣＲＴなどがこの現象を利用したデバイスである。そして、励起を停止した後も、発光が継続し、継続時間が数分から数時間に及ぶ蛍光体を、特に蓄光性蛍光体と称する。
【０００３】
蓄光性蛍光体の例として、ＺｎＳにＣｕを添加して得られる、黄緑色の光を発する物質、ＣａＳｒＳにＢｉを添加して得られる、青色の光を発する物質、ＺｎＣｄＳにＣｕを添加して得られる、橙色の光を発する物質、ＣａＳにＢｉを添加して得られる、紫色の光を発する物質などが知られている。
【０００４】
また、下記特許文献１には、組成式が、ＭＡｌ４Ｏ７で表わされ、ＭがＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる少なくとも１種である化合物に、賦活剤としてＥｕを、共賦活剤としてＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉの遷移金属、及びＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの希土類から選ばれる少なくとも１種を用いた物質が、可視光で励起可能な蓄光性蛍光体として有用であることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４４１２９号公報
【０００６】
さらに、下記特許文献２には、組成式が、ＭＯ・ａＳｉＯ２・ｂＲ２Ｏ・ｃＸ・ｄＭ’２Ｏ３で表され、Ｍがアルカリ土類金属とＺｎから選ばれる少なくとも１種、ＲがＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる少なくとも１種、ＸがＣｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくも１種、Ｍ’がＢまたはＡｌである物質に、賦活剤としてＥｕ、共賦活剤として希土類元素などを添加した物質が、波長が２５４ｎｍの紫外線や可視光を用いた励起により、種々の波長の可視光を発する、蓄光性蛍光体として有用であることが開示されている。
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３０９７７５号公報
【０００８】
これらの蓄光性蛍光体は、焼成法によって製造され、主に粉末の状態で、夜光塗料などに用いられている。夜光塗料は、外光や照明がない場所においても、図形や文字視認可能な表示の形成に用いられ、その主な用途は、時計の文字盤や装飾などである。
【０００９】
そして、これらの用途で問題となるのは、蓄光性蛍光体が励起により蓄えることができるエネルギーに限度があることから、使用時間の経過に伴い発光強度が低下することである。発光強度が低下しないようにするには、励起を行う必要があるが、連続的に励起を行うのでは、電力の無駄な消費を助長してしまう。
【００１０】
また、連続的に励起を行うのでは、蓄光性蛍光体の有用性を十分活用できないばかりでなく、励起に可視光を用いると、たとえば時計の文字盤に用いた場合では、夜間などの室内を過度に明るくしてしまう、つまり、周囲の人に視覚的な煩わしさを与える結果に繋がる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の技術的な課題は、蓄光性蛍光体を用いた表示素子の発光強度を維持するための励起を、周囲の人が明確に認識しない状態で、自動的に行う方法、及びそれを用いた装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、前記表示素子に用いられている蓄光性蛍光体の励起方法を再検討した結果なされたものである。
【００１３】
即ち、本発明は、蓄光性蛍光体を含む材料で、文字または図形の少なくともいずれかを形成した表示素子に、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、間歇的に照射することを特徴とする、表示素子の発光強度維持方法である。
【００１４】
また、本発明は、前記表示素子の発光強度の低下を光センサで検知し、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、前記表示素子に照射することを特徴とする、前記の表示素子の発光強度維持方法である。
【００１５】
また、本発明は、蓄光性蛍光体を含む材料で、文字または図形の少なくともいずれかを形成した表示素子と、前記蓄光性蛍光体を励起する波長の電磁波を、前記表示素子に間歇的に照射する励起装置からなることを特徴とする、表示素子の発光強度維持装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記励起装置が、光センサによる表示素子の発光強度低下の検知により作動することを特徴とする、前記の表示素子の発光強度維持装置である。
【００１７】
本発明によれば、蓄光性蛍光体を用いた表示素子の発光強度を、間歇的な励起により維持するので、励起のための装置を連続的に作動させる必要がなく、消費電力の節減になるとともに、周囲の人に視覚的な煩わしさを与えることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
本発明は、基本的に、蓄光性蛍光体で、文字や図柄を形成した表示素子に間歇的に、電磁波を照射することで、表示素子の発光強度を維持するものなので、蓄光性蛍光体を用いた表示素子、光源、制御回路及び電源を具備した励起装置で構成され、それぞれの構成要素には、各種の既知の材料やデバイスを用いることできる。
【００２０】
本発明の表示素子の文字や図形に用いられる蓄光性蛍光体には、用途に適した発光強度を発現できるものであれば、特に限定されるものではなく、従来技術で述べた材料や、その他の既知のものが挙げられる。
【００２１】
また、本発明の表示素子の励起に用いる照射装置には、各種の光源が使用できるが、効率などの観点から、半導体発光ダイオードや、半導体レーザーダイオードを用いることができる。従来技術でも述べたように、蓄光性蛍光体の材質によっては、励起に紫外線を発する光源、即ちブラックライトを用いることもできる。
【００２２】
また、近年、希ガスや希ガスハライドを動作媒質とするエキシマレーザーが、多方面で利用されていて、たとえば、ＫｒＦで２４８ｎｍ、ＸｅＣｌで３０８ｎｍ、ＡｒＦで１９３ｎｍなどのように、短波長領域で出力が大きいレーザーが得られる。従って、このような波長で励起可能な蓄光性蛍光体を用いることで、エキシマレーザーを励起の光源に使用し、励起装置の効率向上に資することができる。
【００２３】
本発明では、前記のように、間歇的に蓄光性蛍光体に電磁波を照射することで、発光強度を維持するが、励起装置を間歇的に作動させる制御回路には、コンデンサ、電池、コンデンサと電池の特徴を併せ持った電気二重層キャパシタ、その他の既知のデバイスを用いることができ、その用途によって選択する。
【００２４】
また、励起装置の間歇的な作動には、制御回路に光センサを組込み、表示素子の発光強度の低下を検知して、励起装置を作動させる方法を採ることも可能である。光センサには、フォトダイオード、フォトレジスター、光電管などの既知の各種素子を用いたものが使用できる。
【００２５】
光センサを用いた回路によれば、昼間や照明が用いられている時間帯には、励起が行われることがないので、省電力の上で有用であり、周囲に視覚的な刺激や煩わしさを与えることがない。
【００２６】
【実施例】
次に、具体的な実施例を挙げ、本発明について、さらに詳しく説明する。
【００２７】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例として、本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、置時計１０に応用した例を示す図である。図１において、１１は文字であり、表面に蓄光性蛍光体の層が形成されていている。１２は針であり、文字と同様に、表面に蓄光性蛍光体の層が形成されている。また、１３は環状の励起用ランプであり、文字盤の周囲を取り囲むように配置されている。
【００２８】
本実施例では、蓄光性蛍光体として、ＳｒＳからなる主成分に賦活剤としてＥｕとＤｙを添加した焼結体の粉末を用いた。この粉末を、エポキシ系の熱硬化性高分子材料を結合材として塗料とし、文字１１と針１２に塗布して硬化させた。
【００２９】
本実施例に用いた蓄光性蛍光体は、４５０〜４５２ｎｍの波長、即ち可視光で励起され、約６００ｎｍの発光ピーク波長を発現する。従って、励起用には可視領域の光源を用いることができ、制御回路に光センサを用いれば、昼間や照明が使用される時間帯には、励起が不要である。
【００３０】
また、ここでは、置時計を例に示したが、さらに小型の目覚し時計や、腕時計に応用できることは、勿論である。但し、腕時計などの場合は、少なくとも腕時計よりも、光源を小型化しないと、実用に供することは事実上不可能なので、光源として発光ダイオードなどを用いる必要がある。
【００３１】
（実施例２）
図２は、本発明の第２の実施例として、本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、スイッチ２０に応用した例を示す図である。図２において、２１はスイッチボタンである。
【００３２】
本実施例では、主成分がＳｒＡｌ４Ｏ７で、ＥｕとＤｙを賦活剤として添加した焼結体の粉末を、蓄光性蛍光体として用いた。この粉末を、第１の実施例と同様にして塗料とし、スイッチボタン２１の表面に塗布、硬化した。ここでは、使用形態から耐摩耗性を要求されるので、透明なアクリル系高分子材料からなるキャップを、塗装面に被せた。
【００３３】
本実施例で用いた蓄光性蛍光体は、４３０ｎｍの波長、即ち可視光で励起され、５００ｎｍ付近の発光ピーク波長を発現する。ここでは、スイッチボタン２１が小さいので、表面に蓄光性蛍光体の層を形成するスイッチボタン２１を、透明な高分子材料で構成し、内側に発光ダイオードのような小型の光源と、制御回路を配置することで、間歇的に励起し、発光強度を維持することができる。
【００３４】
（実施例３）
図３は、本発明の第３の実施例として、本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、路線バスのような公共交通機関の停留所の表示板３０に応用した例を示す図である。図３において、３１は表示素子であり、励起用光源、電源、制御回路などが内蔵されている。３２は文字であり、蓄光性蛍光体で形成され、たとえばバスの通過予定時間を示す。３３は励起用ランプである。
【００３５】
この場合は、原則的に屋外で用いるので、第１の実施例、第２の実施例に示した蓄光性蛍光体を用いるのが望ましい。また、人家から離れていて電源の確保が困難な場所に設置する場合は、特に図示しないが、たとえばソーラーパネルのようなエネルギー変換素子と二次電池を併用することで、利便性を向上することができる。
【００３６】
また、このような用途においては、夜間における文字の視認性を確保することが課題であり、昼間は励起装置を作動させる必要がまったくないので、制御回路には光センサを用いることが望ましい。
【００３７】
（実施例４）
図４は、本発明の第４の実施例として、本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、交通標識４０に応用した例を示したものである。図４において、４１は表示素子、４２は表示であり、蓄光性蛍光体で形成され、この場合は進入禁止を示している。
【００３８】
この用途も、原則的に屋外で使用するので、第３の実施例とまったく同じ構成を用いることができる。通常の交通標識は、鉄板に図形を表示した形態であるが、本実施例では、一定の厚みを有する状態で標識を構成し、励起用の光源、電源、回路を内蔵させている。
【００３９】
図５は、本発明の第５の実施例として、本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、非常口を示す表示灯５０に応用した例を示したものである。図５において、５１は文字であり、蓄光性蛍光体で形成されている。
【００４０】
本実施例で用いた蓄光性蛍光体は、主成分がＣａＯで、賦活剤としてＥｕを添加した焼結体の粉末を用いた。この粉末をウレタン系の熱硬化性高分子材料を結合材として塗料とし、文字の形成に使用した。
【００４１】
本実施例に用いた蓄光性蛍光体は、２５４ｎｍの波長、即ち紫外線で励起され、５９５ｎｍ付近の発光波長を発現する。このため、本実施例では、表示灯に光源としてブラックライトを内蔵させ、３時間ごとに１５分励起を行うように、制御回路を構成した。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、表示素子の文字や図形を形成する蓄光性蛍光体を、間歇的に励起する方法と、その装置が得られ、表示素子の発光強度を維持するための励起を、周囲の人が認識しない状態で、自動的に行うことが可能となる。また、前記のように本発明は、蓄光性蛍光体を用いた表示素子、光源、制御回路及び電源を具備した励起装置から構成されるのが特徴であり、前記実施例に限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、置時計に応用した例を示す図。
【図２】本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、スイッチに応用した例を示す図。
【図３】本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、路線バスのような公共交通機関の停留所の表示板に応用した例示す図。
【図４】本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、交通標識に応用した例を示す図。
【図５】本発明による表示素子の発光強度維持方法とその装置を、非常口を示す表示灯に応用した例を示す図。
【符号の説明】
１０    置時計
１１，３２，５１    文字
１２    針
１３，３３    励起用ランプ
２０    スイッチ
２１    スイッチボタン
３０    表示板
３１，４１    表示素子
４０    交通標識
４２    表示
５０    表示灯
【図１】
2004240001.tif 000002
【図２】
2004240001.tif 000003
【図３】
2004240001.tif 000004
【図４】
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【図５】
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