JP2009512132A - Ｕｖ活性電子窓 - Google Patents

Abstract

第１の波長帯における光（Ｌ２）を放射する第１の光源（２）と、リン層（５）を有してコーティングされる光透明キャリアスクリーン（４）とを有する面光源（１）は、開示される。面光源は、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯における光Ｌ３をキャリアスクリーン（４）上へと投射する少なくとも１つの追加的な光源を更に有する、ことを特徴とし、該投射された光Ｌ３は、リン層（５）を励起することができる。

Description

本発明は、第１の波長帯における光を放射する第１の光源と、リン層を有してコーティングされる光透明キャリアスクリーン（ｌｉｇｈｔ−ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｃｒｅｅｎ ｃｏａｔｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｌａｙｅｒ）とを有する、面光源に係る。

光投射は、多くの用途から既知である。また、可視光への転換に対してリンと組み合わされるＵＶ光の使用は、周知であり、蛍光灯において幅広く使用される。これはまた、技術的に既知である広域平面光源の形状においても存在する。ＪＰ−Ａ−０８ ０４５ ３２１（特許文献１）において、同一の紫外線波長帯において放射する複数のガス放電灯は、蛍光剤を有してコーティングされる光透過性シートにおいて照らすよう配置され、該蛍光剤は、ＵＶ放射線によって連続的に励起され、蛍光を発する際にシートを通って可視光を放射する。

ここでは、均等な照射をもたらす、可視性において均一性を得るよう方策が採られる。複数の光源によって放射される広いスクリーン範囲の使用は、遮蔽効果（シャドーイングエフェクト、ｓｈａｄｏｗｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）を排除し、可視の不均一性を避ける。遮蔽効果を避けるよう、蛍光剤コーティングは、スクリーン全体にわって均等に塗布されなければならない。

しかしながらこの構造は、スクリーンの局所的照射を可能にしない。照明システムは、複数の不可視光源を有する。該構造は、可視波長における以外の放射線のみを生成する光源に制限される。更には、生成される可視光の画素化（ｐｉｘｅｌｌａｔｉｏｎ）は、行われ得ない。また、マルチカラーランプは、このようして構成され得ない。この解決法は、照明システムの性能を制限する。

この機械的構造は、内側側部上に形成される蛍光剤コーティング層を有する矩形のパラレルパイプボックス（ａ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｐａｒａｌｌｅｌｐｉｐｅｄ ｂｏｘ）に制限され、かかるランプの製造及び使用における自由を制限する。
ＪＰ−Ａ−０８ ０４５ ３２１

本発明は、広域平面光源に関する既存の問題点を克服すること、を目的とする。本発明は更に、第１の波長帯における光を放射する第１の光源を有する面光源及びリン層を有してコーティングされる光透明キャリアスクリーンを与えることによって可撓性を増大させる。更には、本発明は、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯における光をキャリアスクリーン上へと投射する少なくとも１つの追加的な光源を有する。該投射される光は、リン層を励起することができる。リンは、望ましくは可視波長帯における光を放射する。

リンコーティングは、追加的な光源によって励起され得る限り、適切な利点を与えるよう、特定の場合の条件に依存してキャリアスクリーンの各側部上に配置され得る。

第１の光源と組み合わされる、リン層を励起することができる追加的な光源の使用は、色、強度に関するバリエーション（変動、ｖａｒｉａｔｉｏｎ）、空間的バリエーションの範囲において追加的な自由度をもたらす。

本発明の一態様によれば、キャリアスクリーン及びリンコーティングは、照射されるべき対象物と追加的な光源との間において配置される。これは、キャリアスクリーンがフィルタ又はフィルタのキャリアとして使用され得るため、有利である。該スクリーンは、例えば追加的な光源からのＵＶ成分をフィルタする特性を有するため、不適切な放射線が観察者等である対象物に到達することを防ぐ。キャリアスクリーンはまた、かかる紫外線光量の通過を可能にするよう配置され得、日焼け装置、又は他の状況における日光に対する適切な代用として効果的に作用する。

反対の代替案として、追加的な光源は、キャリアスクリーンと照射されるべき対象物との間において配置される。これは、キャリアスクリーンが例えば照明ボックス（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｂｏｘ）であり得る第１の光源の一部を構成する場合に有利であり、その場合、照明ボックスのディフューザの一側上におけるコーティングの塗布が便利な解決策である。

追加的なキャリア又はフィルタ要素はこの場合、例えば上述に従って有害な放射線から観察者を保護するよう、観察者と追加的な光源との間において配置される。

追加的な光源は、独立して制御可能な複数の光源を有し得る。これは更に、本発明の装置において動態性（ｄｙｎａｍｉｃｓ）及びバリエーションの可能性を増大させる。光源の空間的分布は、動態的な空間的分布効果を与え得る。

本発明の一態様によれば、独立して制御可能な複数のうちの少なくとも１つは、他とは異なる波長スペクトルを有する光を照射し、動態性を更に高める。これは、リンコーティングが同一又は異なるリン材料を有する複数の層及び／又は構造を有するという特徴と組み合されることにおいて、可能である多種の効果をもたらす。これはまた、構造的及び空間的に多種のパターンを表示するよう、キャリアスクリーン上にリン材料の多種の部分を選択的に活性化（ａｃｔｉｖａｔｅ）することを可能にする。即ち、空間的バリエーションは、リン層の適切なパターニングによって、あるいは、リン層の局所的励起／活性又はそれらの組み合わせによって、得られ得る。最終的には、多種のＵＶ光源は、異なる波長又は出力を有して使用され得、可視出力光の幾何学的及び空間的バリエーションの効果を高める。

追加的な光源はまた、例えば、ＤＭＤ技術に基づく、あるいは、「ＵＶポインタ」等である走査ＵＶスポット（ｓｃａｎｎｉｎｇ ＵＶ ｓｐｏｔ）又は制御可能なＵＶ光源等であるＩＣパターニングに対して使用される方法に基づく、画像投射装置を有し得る。装置は、ＵＶ光学書込み型ディスプレイ（ＵＶ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）を構成する。追加的な光源はまた、走査ＵＶレーザを有し得る。単純にするよう、かかる種類の装置は、本願ではＵＶビーマーと称される。

本発明の装置において、キャリアスクリーンに対して適切な材料は、ＵＶ光が抑制されるべきである場合にはガラスであり得、そうではない場合は石英ガラスであり得る。また、該材料は、屈曲可能又は可撓性のプラスチックシート、織布構造、又は特定の状況に対して適切であると考えられる他の材料を有し得る。

追加的な光源は、ＬＥＤ、ガス放電装置等を有し得る。

電気書込み型リン層（ｅｌｅｃｒｉｃａｌ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｌａｙｅｒ）（Ｄｕｒｅｌｌ社からのＥｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ等）とＵＶ活性との組合せはまた、可能である。周知の構造は、ガラス基板又は可撓性のフォイル基板等である基板上に適用される層スタックを有する。一実施例では、リン層及び誘電体層は、導電層間に挟まれる。導電層に対して印加される圧力は、電子を加速させるリン層内において電場を進む（Ａ ｖｏｌｔａｇｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒｓ ｆｏｒｃｅｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ ｗｉｔｈｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｌａｙｅｒ ｔｈａｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ．）。かかる電子は、リン粒子を活性させ、可視光が放射される。誘電体層によって形成されるキャパシタンスが電子によって変えられる際、リン層にわたる電場は低減され、光放射が停止する一方で、誘電体層にわたる電場は、増大する。ＡＣドライブの場合、外部電圧は反転され、格納された電子をリン層へと戻して加速させる一方、リン粒子を再度活性させる。このようにして、光フラッシュは、ＡＣ電圧の反転の度に生成される。ＡＣ電圧の十分に高い周波数に対して、個別のフラッシュは、人間の目では観察されない。このリン層の電気活性とは別に、別個に制御可能であるＵＶ源は、光学活性に対して使用され得る。より高いエネルギのＵＶ光は、エネルギを吸収する一方で可視光を放射するリンを活性させる。ここでは、リン層は、２つの独立したエネルギ源である電力及び光学力（屈折力、ｏｐｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）によって活性化される。結果として、広範囲にわたって、例えば均等な光放射が電気的活性化によってもたらされる一方、ＵＶによる追加的な光学活性が局所的に更なる可視光をもたらす。このようにして、スクリーン範囲にわたる可視光の強度バリエーションは、得られ得る。

本発明は、添付の図面及び特定の実施例を単なる例として参照して説明される。

図１において、本発明の装置の基本的な考えが示される。この装置は、電球として概略的に図示される可視光源２及びＵＶ源３を有する平面光源１である。光Ｌ２及びＬ３は、直線矢印で全体的に示され、夫々光源２及び３から、ガラス又は他の透明な材料を有して作られ且つパターン化され得るリン層５を有する透明なキャリアスクリーン４に向かって、方向付けられる。反射体６は、後方散乱される放射線を方向付ける支援をする。可視光源からの光は、リン層５及びスクリーン４を通過する一方、ＵＶ光は、スクリーン４を通る前にリン５によって可視光へと転換される。残余ＵＶ光は、ガラススクリーン４によって効果的に抑制される。観察者７は、転換されたＵＶ光Ｌｒｅｓと組み合わされる可視光源からのスペクトルを受け、転換されたＵＶ光の波長及び空間的強度分布は、とりわけパターン化されたリン層５及び光源Ｌ２，Ｌ３によって放射される範囲によって、律則される（ｇｏｖｅｒｎｅｄ）。

リン層は、パターン化されていない層構造又はパターン化された層構造を可能にするよう、浸漬コーティング、フローコーティング、スクリーン印刷等である多種の技術によって適用され得る。層の選択的エッチング及び局所機械的除去は、パターニングに対する代替である。また、ＣＲＴディスプレイスクリーンの製造において使用される技術も使用され得る。

パターンを作る代替的な方途は、ＵＶ光がリン層５に到達することを局所的にブロックすることである。これは、光源３及び／又は２とリン層５との間において形成されたガラス板を追加することによって達成され得る。この形成されたガラス板は、ＵＶ光がリン層に衝突することを局所的に防ぎ、（固定された）光パターンをもたらす。

第１の実施例に従った他の広域平面光源では、可視光源２は、青色光Ｌ２を放射し、リン４は、ＵＶ光Ｌ３を黄色の放射線へと転換する。この場合、観察者は、雲のある青空に似た光パターンを認める。

図２は、可視光源２を有する平面広域光ボックス（ｆｌａｔ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｌｉｇｈｔ ｂｏｘ）の一実施例を示す。この光ボックスは、光源によって放射される光を和らげるようディフューザ８を有し得る。この第２の実施例では、リン層５は、ディフューザ８の上部上に取り付けられる。また、図示されない更なる透明なキャリアスクリーンは、追加され得、上方にリン層が適用される。観察者側の窓ガラス１０を担持する外部フレーム９はまた、独立して駆動され得るＬＥＤ３等である後方に方向付けられるＵＶ源を有する。かかるＬＥＤ３が活性化される際、そのＵＶ光は、リン層５によって可視光へと転換される。結果として、観察者は、混合された可視光Ｌｒｅｓを観察する。図示される構造では、窓ガラス１０は、観察者７を残余ＵＶ光から保護する。リン層は、機械的且つ化学的堅牢性を強めるよう、保護層によって覆われ得る。

上述された例は平面広域光源に焦点を当てているが、本発明の概念は、必ずしも平らではない小型のランプに対しても適用され得る。更には、第１の光源が可視域における光を放射する必要はなく、ＵＶ域において同等に作動し得る、ことは強調されなければならない。リンは、可視光を生成するよう、あるいは、特定の適用に対して可視公職を最適にするよう、例えばＬＥＤ内あるいは蛍光灯における照明用途に対して広く使用される。ＴＶ及びモニター用途に対して使用されるＣＲＴ等であるディスプレイは、可視光を生成するようリンを有する。電子ビームによる赤色、緑色、青色リンのサブピクセルの個別の活性は、光パターンが大きな色域において生成され得るようにする。

周知の蛍光材料は、ＹＯＸ，ＢＡＭ，ＢＡＭ緑色、ＬＡＰ，ＹＡＧ，ＣＢＴ，ＭＧＭ等である。多くのリン材料又は組合せが本発明に対して使用され得る、ことは当業者にとって明らかである。

第１の実施例に従った本発明の装置の概略図である。 第２の実施例に従った本発明の装置の概略図である。

Claims (13)

1. 面光源であって、
   第１の波長帯における光を放射する第１の光源と、リン層を有してコーティングされる光透明キャリアスクリーンとを有し、
   前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯における光Ｌ３を投射する少なくとも１つの追加的な光源を更に有する、ことを特徴とし、該投射された光Ｌ３は、前記リン層を励起することができる、
   面光源。
2. 前記リン層は、照射されるべき対象物に面する前記キャリアスクリーンの一側上に配置される、
   請求項１記載の面光源。
3. 前記リン層は、前記第１の光源に面する前記キャリアスクリーンの前記一側上に配置される、
   請求項１記載の面光源。
4. 前記キャリアスクリーンは、前記追加的な光源と前記対象物との間において配置される、
   請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の面光源。
5. 前記追加的な光源は、前記キャリアスクリーンと前記対象物との間において配置される、
   請求項２記載の面光源。
6. 前記追加的な光源は、独立して制御可能な複数の光源を有する、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の面光源。
7. 前記独立して制御可能な光源のうち少なくとも１つは、他の光源とは異なる波長帯における光を放射する、
   請求項６記載の面光源。
8. 前記リンのコーティングは、同一又は異なるリン材料を有する複数の層及び／又は構造を有する、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の面光源。
9. 前記第１の光源は、可視の波長域における放射線を放射し、前記追加的な光源は、波長域における放射線を放射し、前記リンのコーティングによって可視光へと転換可能であるようにされる、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の面光源。
10. 前記追加的な光源は、制御可能なＵＶビーマー、走査ＵＶスポット、又は走査ＵＶレーザを有する、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の面光源。
11. 前記キャリアスクリーンに対する材料は、ガラス、石英、プラスチック、又は織布構造、又はそれらの組み合わせを有する、
    請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の面光源。
12. 前記追加的な光源は、異なる幾何学的範囲を活性化するよう、あるいは異なるリン層を活性化するよう、同一又は異なる不可視の波長を有する複数の光源を有し、異なる可視パターン／色が示されるようにする、
    請求項１乃至６及び請求項８乃至１１のうちいずれか一項記載の面光源。
13. 前記リン層に対する前記キャリアスクリーンは、ディフューザを有する、
    請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の面光源。

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