(57)【要約】【課題】シートにＶ溝を切り込むことにより形成した光導波路と蛍光層を用いて画像表示可能な蛍光表示体を提案すること。【解決手段】蛍光表示体１は、コアシート２の表面２ａに表面側クラッド層として機能する接着剤層３を介して表面保護シート４が積層され、裏面２ｂに裏面側クラッド層として機能する接着剤層５を介して裏面保護シート６が積層され、コアシート表面２ａには、一定の間隔でマトリックス状に正方形のＶ溝枠７が形成されている。各Ｖ溝枠７の間が、縦横に延びる光導波路９、１０として機能する。縦横の光導波路９、１０の交差部分のコアシート表面には蛍光層８が形成されており、光導波路９、１０に入射する光をオンオフ制御することにより、マトリックス状に配列された蛍光層８を個別にオンオフ制御して画像を表示できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚さの透明なコアシートと、
前記コアシートの表面に形成された所定深さの複数本の溝と、
前記溝を充填する状態で前記コアシートの表面に形成した表面側クラッド層と、
前記コアシートの裏面に形成した裏面側クラッド層と、
前記コアシートの表面に形成した蛍光物質からなる蛍光層とを有し、
隣接する前記溝の間に形成された前記コアシートの各区画部分がそれぞれ光導波路となっており、
当該光導波路に対応する前記コアシートの表面部分に前記蛍光層が形成され、当該蛍光層が形成されていない前記コアシートの表面部分が前記表面側クラッド層によって覆われていることを特徴とする蛍光表示体。
【請求項２】
請求項１において、
前記蛍光層は、第１波長の光を照射すると発光状態になり、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光していないオフ状態に戻る蛍光物質から形成されていることを特徴とする蛍光表示体。
【請求項３】
請求項１において、
前記光導波路として、所定間隔で第１方向に延びる複数の第１光導波路と、所定間隔で前記第１方向とは異なる第２方向に延びる複数の第２光導波路とを備え、
これら第１および第２光導波路は、各第１光導波路が各第２光導波路に交差する状態に形成されており、
これら第１および第２光導波路の各交差部分に対応する前記コアシートの表面領域に、それぞれ前記蛍光層が形成されていることを特徴とする蛍光表示体。
【請求項４】
請求項３において、
各蛍光層は、第１波長の光を照射すると発光状態になり、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光していないオフ状態に戻る蛍光物質から形成されていることを特徴とする蛍光表示体。
【請求項５】
積層された複数枚の蛍光表示体と、
最も下側の前記蛍光表示体の裏面を覆う裏面側クラッド層とを有し、
各蛍光表示体は、
所定厚さの透明なコアシートと、
前記コアシートの表面に形成された所定深さの複数本の溝と、
前記溝を充填する状態で前記コアシートの表面に形成したクラッド層と、
前記コアシートの表面に形成した蛍光物質からなる蛍光層とを備えており、
各蛍光表示体における隣接する前記溝の間に形成された前記コアシートの各区画部分がそれぞれ光導波路となっており、
当該光導波路に対応する前記コアシートの表面部分が前記蛍光層が形成された表示領域とされ、当該表示領域以外の前記コアシートの表面部分が前記表面側クラッド層によって覆われており、
各蛍光表示体における前記表示領域が同一位置に形成されていることを特徴とする多層蛍光表示体。
【請求項６】
請求項５において、
各蛍光表示体における前記光導波路として、所定間隔で第１方向に延びる複数の第１光導波路と、所定間隔で前記第１方向とは異なる第２方向に延びる複数の第２光導波路とを備えており、
これら第１および第２光導波路は、各第１光導波路が各第２光導波路に交差する状態に形成されており、
これら第１および第２光導波路の各交差部分に対応する前記コアシートの表面部分が、それぞれ前記表示領域とされていることを特徴とする多層蛍光表示体。
【請求項７】
請求項６において、
各蛍光層は、第１波長の光を照射すると発光状態になり、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光していないオフ状態に戻る蛍光物質から形成されており、
それぞれの蛍光表示体の前記蛍光層は、他の蛍光表示体の前記蛍光層とは異なる波長の光によって、異なる色で発光する蛍光物質から形成されていることを特徴とする多層蛍光表示体。
【請求項８】
請求項７において、
積層された３枚の前記蛍光表示体を有しており、
一つの蛍光表示体の前記蛍光層はＲ色で発光し、一つの蛍光表示体の前記蛍光層はＧ色で発光し、残りの蛍光表示体の前記蛍光層はＢ色で発光することを特徴とする多層蛍光表示体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに形成された光導波路を通してシート表面の各位置に形成されている蛍光層に光を導くように構成された蛍光表示体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パネル状あるいはシート状の表示体としては、液晶を用いたものや、ＬＥＤなどの発光素子を用いたものなど、各種のものが提案され実用化されている。いずれの場合においても、オンオフに切り替え可能な表示素子をマトリックス状に配列し、各表示素子を個別にオンオフ制御して、所定の画像を表示するようになっている。
【０００３】
ここで、蛍光体としてオンオフ切り替え可能なものが、非特許文献１に開示されている。また、特許文献１には、シートに溝を切ることによって、多数本の光導波路を形成した光カードが開示されている。
【非特許文献１】“フォトクロミック蛍光タンパク質、Dronpa(ドロンパ)”  平成16年11月19日、独立行政法人理化学研究所、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2004/041119/index.html＞
【特許文献１】国際公開第２００５／０５７４７８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、シートに溝を切ることによって形成された光導波路と、オンオフに切り替え可能な蛍光物質を用いて、パネル状あるいはシート状の表示体として用いるのに適した新たな構造の蛍光表示体を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の蛍光表示体は、
所定厚さの透明なコアシートと、
前記コアシートの表面に形成された所定深さの複数本の溝と、
前記溝を充填する状態で前記コアシートの表面に形成した表面側クラッド層と、
前記コアシートの裏面に形成した裏面側クラッド層と、
前記コアシートの表面に形成した蛍光物質からなる蛍光層とを有し、
隣接する前記溝の間に形成された前記コアシートの各区画部分がそれぞれ光導波路となっており、
当該光導波路に対応する前記コアシートの表面部分に前記蛍光層が形成され、当該蛍光層が形成されていない前記コアシートの表面部分が前記表面側クラッド層によって覆われていることを特徴としている。
【０００６】
光導波路の一端から、蛍光物質の発光を誘発可能な波長の光を入射すると、当該光が光導波路を通って伝送され、蛍光層が形成されている部分を通過する際に一部の光が当該蛍光層を照射し、蛍光層が発光する。蛍光層を所定のパターンとなるように配置しておけば、当該パターンを表示できる。
【０００７】
ここで、本発明では、前記蛍光層は、第１波長の光を照射すると発光状態になり、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光していないオフ状態に戻る蛍光物質から形成されていることを特徴としている。光導波路に入射する光の波長を変えることにより、蛍光層の発光をオンオフ制御でき、必要に応じて表示を行うことができる。
【０００８】
また、本発明では、前記光導波路として、所定間隔で第１方向に延びる複数の第１光導波路と、所定間隔で前記第１方向とは異なる第２方向に延びる複数の第２光導波路とを備え、これら第１および第２光導波路は、各第１光導波路が各第２光導波路に交差する状態に形成されており、これら第１および第２光導波路の各交差部分に対応する前記コアシートの表面領域に、それぞれ前記蛍光層が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
この場合、各蛍光層を、第１波長の光を照射すると発光し、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光状態が解除される蛍光物質から形成しておけば、各蛍光層の発光を独立してオンオフ制御できるので、任意の画像を表示できる。例えば、第１光導波路に第１波長の光を入射させ、第２光導波路に第２波長の光を入射させ、これらの光を個別にオンオフ制御することにより、任意の画像を表示できる。
【００１０】
次に、本発明の多層蛍光表示体は、
積層された複数枚の蛍光表示体と、
最も下側の前記蛍光表示体の裏面を覆う裏面側クラッド層とを有し、
各蛍光表示体は、
所定厚さの透明なコアシートと、
前記コアシートの表面に形成された所定深さの複数本の溝と、
前記溝を充填する状態で前記コアシートの表面に形成したクラッド層と、
前記コアシートの表面に形成した蛍光物質からなる蛍光層とを備えており、
各蛍光表示体における隣接する前記溝の間に形成された前記コアシートの各区画部分がそれぞれ光導波路となっており、
当該光導波路に対応する前記コアシートの表面部分が前記蛍光層が形成された表示領域とされ、当該表示領域以外の前記コアシートの表面部分が前記表面側クラッド層によって覆われており、
各蛍光表示体における前記表示領域が同一位置に形成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、蛍光表示体における前記光導波路として、所定間隔で第１方向に延びる複数の第１光導波路と、所定間隔で前記第１方向とは異なる第２方向に延びる複数の第２光導波路とを備えており、これら第１および第２光導波路は、各第１光導波路が各第２光導波路に交差する状態に形成されており、これら第１および第２光導波路の各交差部分に対応する前記コアシートの表面部分が、それぞれ前記表示領域とされていることを特徴としている。
【００１２】
さらに、各蛍光層は、第１波長の光を照射すると発光状態になり、当該第１波長とは異なる第２波長の光を照射すると発光していない元の状態に戻る蛍光物質から形成されており、それぞれの蛍光表示体の前記蛍光層は、他の蛍光表示体の前記蛍光層とは異なる波長の光によって、異なる色で発光する蛍光物質から形成されていることを特徴としている。
【００１３】
カラー表示を行うためには、３枚の前記蛍光表示体を積層し、一つの蛍光表示体の前記蛍光層はＲ色で発光し、一つの蛍光表示体の前記蛍光層はＧ色で発光し、残りの蛍光表示体の前記蛍光層はＢ色で発光するようにすればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の蛍光表示体では、シートに溝を切ることにより形成されている光導波路を介してシート表面に配置されている表示素子として機能する蛍光層に光を当て、画像表示などを行うようになっている。したがって、電極配線などを行うことなく、極めて簡単な構成により、任意の二次元画像を表示可能な廉価な表示体を実現できる。また、多層構造とすることにより、フルカラー表示も簡単に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は本発明を適用した蛍光表示体を示す正面図である。図２はそのＡ−Ａ線で切断した部分を示す部分断面図であり、図３はそのＢ−Ｂ線で切断した部分を示す部分断面図である。また、図４は蛍光表示体の分解斜視図である。
【００１７】
蛍光表示体１は、一定厚さの透明なコアシート２と、コアシート２の表面２ａに表面側クラッド層として機能する接着剤層３を介して積層接着された透明な表面保護シート４と、コアシート２の裏面２ｂに裏面側クラッド層として機能する接着剤層５を介して積層接着された裏面保護シート６と、コアシート２の表面２ａに、マトリックス状に配置されている蛍光層７とを備えた薄い長方形の積層体である。
【００１８】
コアシート２の表面２ａには、コの字状および正方形のＶ溝枠８が、一定の間隔で、縦方向Ｙおよび横方向Ｘに配列されている。各Ｖ溝枠８には接着剤層３が充填されている。接着剤層３はコアシート２よりも低屈折率のものであり、これらのＶ溝枠８の間に位置しているコアシート２の部分が、それぞれ、表面側クラッド層３および裏面側クラッド層５によって囲まれた光導波路として機能する。
【００１９】
Ｖ溝枠８はマトリックス状に配列されているので、これらによって、コアシート２には、一定の間隔で縦方向Ｙに延びる一定幅の縦方向光導波路９と、一定間隔で横方向Ｘに延びる一定幅の横方向光導波路１０とが形成されている。また、縦方向光導波路９のそれぞれはコアシート２の上下の両端面２ｃ、２ｄに露出しており、当該両端面２ｃ、２ｄが光入射面とされている。同様に、横方向光導波路１０のそれぞれもコアシート２の左右の両端面２ｅ、２ｆに露出しており、当該両端面２ｅ、２ｆが光入射面とされている。
【００２０】
これらの縦方向光導波路９と横方向光導波路１０の交差部分は、正方形のＶ溝枠８と同一の大きさの正方形をしており、一定の間隔でマトリックス状に配列された状態となる。各蛍光層７は、各交差部分に対応するコアシート２の正方形の表面領域に形成されており、例えば、当該表面領域に対応する正方形をしている。各蛍光層７が一つの表示画素として機能する。表面側クラッド層として機能する接着剤層３は、各蛍光層７が形成されていないコアシート２の表面部分を覆っている。
【００２１】
本例では、コアシート２における縦横の光導波路９、１０の交差部分が表面側に円弧状に僅かに盛り上がる状態に、コアシート２が成形されている（図２参照）。このようにしておくと、縦横の光導波路９、１０を伝送される光は、交差部分においてコアシート２の表面２ａの側に多く反射され、各交差部分の蛍光層７を照射する光量を増やすことができる。
【００２２】
ここで、蛍光層７としては、例えば、第１波長の光を照射することによって蛍光を発し、これとは異なる第２波長の光を照射すると蛍光の発生が止まるものを用いる。また、コアシート２として厚さが５０μの透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート、表面保護シート４として厚さ１２５μの半透明なＰＥＴシート、裏面保護シート６として厚さ７５μの白色ＰＥＴシートを用いることができる。また、表面側の接着剤層３および裏面側の接着剤層５として、紫外線硬化型レジンを用いることができる。さらに、Ｖ溝枠８は、両側の傾斜面のなす角度が約６０度で、その深さが実質的にコアシート２の厚さと同一とすることができる。Ｖ溝枠８は、レーザー加工によって精度良く形成できる。
【００２３】
この構成の蛍光表示体１では、その縦方向光導波路９のそれぞれに第１波長の光を入射し、横方向光導波路１０のそれぞれに第２波長の光を入射する。第１波長の光のみが入射されている縦方向光導波路９に沿って配置されている蛍光層７は、第１波長の光によって照射されて蛍光を発する。蛍光を発している蛍光層７のうち、オフ状態に切り替えたい蛍光層７が位置している横方向光導波路１０に、第２波長の光を入射すると、当該光が蛍光層７を照射して、当該蛍光層７の発光が止み、オフ状態に切り替わる。
【００２４】
したがって、表示画素として機能する各蛍光層７を一定の駆動周期で個別にオンオフ制御することにより、任意の画像を表示でき、また、動画を表示することも可能である。
【００２５】
（多層蛍光表示体）
次に、上記構成の蛍光表示体を多層構造にすることも可能であり、図５には３層構造のカラー蛍光表示体の例を示してある。このカラー蛍光表示体２０は、３枚の蛍光表示体３０、４０、５０が積層されており、最も下側の蛍光表示体５０の裏面が裏面側クラッド層６０で覆われている。また、最も上側の蛍光表示体５０の表面が表面側保護シート７０で覆われ、反対側の裏面側クラッド層６０の表面が裏面側保護シート８０で覆われている。
【００２６】
各蛍光表示体３０、４０、５０は、所定厚さの透明なコアシート３２、４２、５２を備えており、これらのコアシートは上記の例のコアシート２と同様に、正方形のＶ溝枠３３、４３、５３がマトリックス状に形成され、これらの間に、縦横に延びる複数本の光導波路３４、４４、５４が形成されている。
【００２７】
コアシート３２、４２、５２の表面には、光導波路の交差部分に対応する表面領域に、蛍光層３６、４６、５６が形成されており、これら以外のコアシート表面部分が、Ｖ溝枠３３、４３、５３を充填する状態でクラッド層として機能する接着剤層３７、４７、５７で覆われている。
【００２８】
各蛍光層３６、４６、５６は、相互に異なる波長の第１の光を当てると、それぞれ、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の蛍光を発生する蛍光物質から形成されている。これらの蛍光層３６、４６、５６は、第１の光とは波長の異なる第２の光であって、相互に波長の異なるものを当てると、発光状態が止みオフに切り替わる特性を備えている。
【００２９】
また、各蛍光層３６、４６、５６は、図５（ｃ）に示すように、縦横の光導波路の交差部分において、蛍光表示体の厚さ方向から見た場合に、相互に平面方向にずれた位置となるように配置され、残りのコアシート表面部分はコアシートと同一の屈折率からなる透明な保護層によって覆われている。
【００３０】
この構成のカラー蛍光表示体２０では、各蛍光表示体３０、４０、５０に対して、縦横の光導波路の一方に蛍光発生用の光を入射し、他方に蛍光発生を止めるための光を入射する。各蛍光表示体３０、４０、５０における各蛍光層３６、４６、５６を個別に独立してオンオフ制御することにより、任意のカラー画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用した蛍光表示体の正面図である。
【図２】図１の蛍光表示体のＡ−Ａ線で切断した部分の部分断面図である。
【図３】図１の蛍光表示体のＢ−Ｂ線で切断した部分の部分断面図である。
【図４】図１の蛍光表示体の分解斜視図である。
【図５】本発明を適用した多層のカラー蛍光表示体を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、３０、４０、５０  蛍光表示体
２、３２、４２、５２  コアシート
２ａ  表面
２ｂ  裏面
２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ  端面
３、５、６０、３７、４７、５７  接着剤層
４、７０  表面側保護シート
６、８０  裏面側保護シート
７、３３、４３、５３  正方形のＶ溝枠
８、３６、４６、５６  蛍光層
９、１０、３４、４４、５４  光導波路
２０  多層のカラー蛍光表示体
３０  Ｒ色用蛍光表示体
４０  Ｇ色用蛍光表示体
５０  Ｂ色用蛍光表示体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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