JP2016218417A - 集光・発光表示板 - Google Patents

Abstract

【課題】プレート端部近くに設置された溝においても、発色、輝度が弱くならないエッジグロー効果を発揮する着色された蛍光プレートを提供する。
【解決手段】１．凹溝５を裏面に設け凹溝のエッジはエッジグロー効果増大のため傾斜角度を付ける。２．底面は真っ直ぐ水平では無く、凸凹加工、或いはざらつき感のある粗面仕上げにする。３．裏面には透明プレートに混入した蛍光色より短波長側の励起光を発する蛍光剤層を設けて透過消失光を捕らえ、蛍光励起して再利用する蛍光反射板２を設けた。４．プレート中央部に光を集中、濃密化して放射させるために、端面、エッジ部分のエッジグロー効果による光の漏洩を防ぐための蛍光または白色の反射板３を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光、自然光等を直接或いは間接的に散乱光、輻射光を受けて光る集光性蛍光染料や蛍光染料を透明性の高いプラスチック例えばポリメチルメタアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、或いは透明塩化ビニール等ビニール樹脂、或いは透明ガラスに添加し着色された蛍光プレート、或いは蛍光シート、フィルム、及びファイバーとなした集光・発光表示板に関する物である。

ここで添加し着色された蛍光プレートとは市販アクリル商品ではメーカーカタログから光学特性を抜粋するとカナセライト１３０５Ｌ蛍光グリーンでは全光線透過率９０．４ヘーズ３．５。１３０７Ｌ蛍光ピンク全光線透過率３２．１ヘーズ１７．４。蛍光レッド全光線透過率２７．３ヘーズ１３．４。９０８９Ｌ蛍光オレンジ全光線透過率７８．７ヘーズ５．７。９０９６Ｌ蛍光バイオレット全光線透過率９１．５ヘーズ０．２。１３０９Ｌエッジプレートピンク全光線透過率９０．２ヘーズ０．８。１３１９エッジプレートイエロー全光線透過率９２．６ヘーズ０．４。１３３９エッジプレートブルー全光線透過率９１．１ヘーズ０．３、等がある。

特願１９８９−２２５９８６公報 特願１９８８−３０１９９０公報 実用新案昭和６３−９８５８６公報 実願平３０４５１２２公報

ＢＡＳＦジャパン 集光性蛍光染料Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ 山本通産株式会社ホームページ商品情報染料

非特許文献１に見られるようにＢＡＳＦ社が１９８０年代に蛍光染料を使用して集光性蛍光染料の概念でＬｕｍｏｇｅｎ▲Ｒ▼Ｆの商品販売を開始した。着色された蛍光プレートは、太陽からの直接光及び拡散光をプレート表面で集光し、蛍光に変換する。その蛍光は長波長で再放出され、プレート内でその大部分約７０〜８０％が、全反射の法則に従ってプレート内部を進行し、プレート端面へ誘導され、そこで濃密化された状態で放出されると説明されている。

このエッジグロー効果を引き出すためにはプレート内での導光作用を確保するため光透過率を７０〜９０％確保せねばならず、直接光の大方は透過して損失となってしまう効率の悪いもので有った。また、集光の名の下に大面積に設定すると着色塗料によるフィルター効果が働いて、長い導光反射経路通過中に内部で吸収されて効率低下の原因となった。これは一つの物質内部で受光、励起、導光、出射という複数の機能を行わせるためにそれぞれの機能を発揮させるため、他の機能を押さえる必要が有るためである。

また特許文献１に見られるように、従来から集光性蛍光板として透明蛍光プラスチック、透明樹脂シート、透明ガラス、フィルム、ファイバーに有機蛍光剤を混入し、外部からの光により蛍光剤によって励起された励起光を透明媒体の導光作用により内部誘導し、素材端部より出射してカラー発色を視認する構造の素材が使われていた。しかし自然光で表示板、標識として使用するためには彩度不足のため蛍光灯、ＬＥＤライトの力を借りて輝くものが殆どであった。強い太陽光による励起は有機蛍光染料の劣化、退色を招き、耐光性の点に問題があったからである。

また、素材中央部にＶ溝や小さなドット溝を設けて反射角を変えて、サインやデザインを視認出来る構造の表示板が使用されていた。

しかしながら、無電力で光るものは、集光不足、濃密化不足の為、中央部に設けたＶ溝やドット溝は幅広には出来ず、またプレート中央部に設ける必要があった。

Ｖ溝は複数列に設定すると溝による放出を越えるたびに励起光の彩度が低くなり、発色が弱くなる欠点があった。

幅広の凹溝にすると溝エッジ部分こそカラーに着色されて光るものの、溝中央部や複数列の溝、プレート端部近くに設置された溝では、発色、輝度が弱くなる欠点があった。

プレートが小さい、すなわち集光面積が小さいと、集光効果が小さく目立った視認効果向上が得られず、十分な照度のある室内使用を除いては表示板としての用途には限定的なものがあった。例えば、はがき大、Ｂ５サイズの大きさではエッジグローは認められるものの標識、表示板として中央部を光らせ標識、表示板とする用途には不向きであった。

かかる欠点を防止するため
凹溝のエッジはエッジグロー効果増大のため傾斜角度を付ける

底面は真っ直ぐ水平では無く、凸凹加工、或いはざらつき感のある粗面仕上げにした。

裏面には透明プレートに混入した蛍光色より短波長側の励起光を発する蛍光剤層を設けて透過消失光を捕らえ、独立して蛍光励起して再利用する蛍光反射層を追加設けた。

プレート中央部に光を集中、濃密化して放射させるために、端面、エッジ部分のエッジグロー効果による光の漏洩を防ぐための蛍光または白色の反射板を設けた。
この為プレート端部に近い凹溝のエッジグロー効果を増大させることが出来た。

この様な手段により、空気中に漂う微弱な沢山の拡散光、輻射光を集光し励起し集中し放出するという積極的な役割を追求し、薄暗がり等人間の目で関知出来る光りがあれば標識として利用可能な集光・発光表示板の開発に成功した。

通常Ａ４、Ｂ５サイズ、厚さ３ミリ程度の蛍光透明プレートでは文字、図表がエッジから５センチ程度になると凹溝エッジの端面側の輝度が低下して、均一な表示が出来なかった。またデザイン文字、画数の多い文字、幅広文字でも５センチくらいの接近、エッジ方向に複列重なりがあると、輝度低下を引き起こしていた。ここで凹溝深さは厚さ３ミリに対して１．５ミリ程度が望ましい。残部が薄いとこの部分の励起が弱くなり、厚いと四囲とのコントラストの点で差異がが少なくなるからである。

請求項１の方式を採用するとこれらの不具合を解消することができた。ここで、見え方とはコントラストの関係、スペクトルによらない色の見え方等複雑な人間の目の仕組みがあるため、そして蛍光励起スペクトルは蛍光成分による一義的な決定という理論通りとはならないので、透明樹脂１に使用した着色蛍光塗料の短波長側の蛍光材料使用にこだわる必要は無い。

この様な微弱な光りを収集して光る発明は近年の地球温暖化ガス排出抑制、化石燃料使用抑制、省電力という持続可能な地球の発展、成長が求められる時代要求にもがっちするものである。

ポータブルと言う特性は電気設備不足な地域に生活する人々にも恩恵を与え、貧困解消にも寄与する。

工業発展の負の部分、即ち環境汚染や異常気象抑制にも効果があり、製造段階全体から見てもトータル的に環境負荷の製品を実現した発明である。

人間の目に最も刺激を与える波長はオレンジの５５０ｎｍと付近といわれており、このオレンジを簡単に低コストで作れることは、標識のみならず、防災や安全対策上も有効である。鉄道、バスなど物流、駅や空港の案内に活用して大幅な節電を図れる。

また、プラント内識別標識、メンテナンスの現場でも作業改善に繋がる。
暗い地下道内での案内や広告としても効果がある。

植物の生長促進、ミツバチのハウス内での帰巣支援、

適度な発光とコントラストの為、リフレクターと比べて防眩を防止できる。また走行車のライトが当たらずとも遠方から存在が見えるので安全である。

表示板を視認側側面から見た断面図である。

１．集光・発光表示板本体
２．底辺蛍光反射板
３．側面蛍光反射板
４．蛍光染料粒子
５．凹溝

以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する

図１においては標識を側面から見た正面図である。符号１は蛍光塗料を含有した透明度の高い樹脂である。上面から取り込まれた自然光、照明光、太陽光により蛍光染料が励起され、励起光は内部にて全反射を繰り返し、端部に達する。

端部に設けた蛍光反射層により蛍光反射をしてより強い光となり内部へ向かう

一方、上面より入射した光りは、透過率に従って透明樹脂を通過する。

通過した光は蛍光反射層にあたり、より強い光となって反射され、内部で全反射を繰り返す。

中央部裏面に設けた凹溝の端部或いは底部粗面から濃密化された出射光が放出されてあたかも電気による照明のようにひかり、明るく見える。

オレンジ蛍光を混入した透明樹脂を使用した時は、反射層として、イエローの蛍光層を使用するとオレンジ色がより強まる。赤、ピンクを反射層３に使用すると、グラデーション効果が得られる。

白色反射層は全ての波長領域を反射するのでコントラスト等を考えて白を使用しても良い。白は酸化マグネシュウムや硫酸バリュウムを使用すると９９％以上の反射率があると言われており効果的である。チタン白、二酸化チタン、鉛白を使用しても良い。

Claims (4)

1. 有機蛍光色素が混入された透明性の高いプラスチックから成る板又はシート、フイルム、ファイバー、或いは透明ガラスを表示パネルとし、該表示パネルの裏面に底面を粗仕上げに施した凹溝を形成して被表示文字や記号と成し、表示板の裏面、端部には蛍光層からなる反射板を設けて凹溝エッジ、底粗面から集中して励起光を出射する構造の集光・発光表示板。
2. 請求項１に於いて表示板の端部に白色反射板を設けた構造の集光・発光表示板。
3. 請求項１に於いて表示板の裏面に白色反射板を設けた構造の集光・発光表示板。
4. 請求項１に於いて表示板の裏面、端部に白色反射板を設けた構造の集光・発光表示板。

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