JP2017181339A - 応力発光パネル - Google Patents

Abstract

【課題】応力発光材料を発光させても，応力発光材料の内部に蓄えられた光エネルギーが減少しない応力発光パネルを提供する。
【解決手段】本実施形態に係る応力発光パネル１は，紫外線発光素子１２０がマトリクス状に並べられた紫外線発光基板１２と，紫外線発光基板１２から照射された紫外線を均一に拡散させる光拡散板１１と，応力発光材料を含有させた樹脂を用いて成形した応力発光板１０を備え，光拡散板１１は応力発光板１０の背面に配置され，紫外線発光基板１２は光拡散板１１の背面に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は，応力を加えることにより発光する応力発光材料を利用したパネルに関する発明である。

応力を加えることにより発光する応力発光材料を接地圧分布の測定に利用することが以前より検討されている。応力発光材料を接地圧分布の測定に利用する際，応力を加えることにより発光する応力発光材料を利用したパネルである応力発光パネルが必要になる。

応力発光パネルに係る発明として，例えば，特許文献１では，無機母体材料中に，機械的エネルギーによって励起された電子が基底状態に戻る際に発光する希土類又は遷移金属の１種類以上からなる発光中心をドープしてなる応力発光材料，または，非化学量論的組成を有するアルミン酸塩の少なくとも１種からなり，かつ機械的エネルギーによって励起された電子が基底状態に戻る際に発光する格子欠陥をもつ応力発光材料を含有し，更に，発光時間を持続させるために，光エネルギーによって励起された電子が基底状態に戻る場合に発光する材料を含有するシートが開示されている。

特許文献１により提案されているシートを接地圧分布の測定に利用することで，接地圧をかけた後の応力発光材料の発光分布から，接地圧分布や接地面形状を可視化できるが，応力発光材料を含有したシートを繰り返し発光させると，シートが含有する応力発光材料の発光強度が著しく減衰し，接地圧分布の測定結果に再現性がなくなる問題がある。

この問題を解決する一つの手法として，特許文献２では，応力が効率良く応力発光材料の微粒子に作用するように，応力発光材料の微粒子を含有する接合剤と接合剤より大きな弾性率を有する微細構造物を含ませたシートが開示されている。

特開２００３−３４２５６１号公報 特開２００６−２２４５５号公報

しかし，特許文献２で開示されているシートでは，応力発光材料の発光強度を強めることができるが，このシートでは，応力発光材料を繰り返し発光させると応力発光材料の発光強度が著しく減衰する原因そのものを解決できない。

応力発光材料は，応力発光材料の内部に蓄えた光エネルギーを利用して発光すると考えられており，応力発光材料を繰り返し発光させると応力発光材料の発光強度が著しく減衰する原因は，応力発光材料を発光させると，応力発光材料の内部に蓄えられた光エネルギーが減少するためと考えられる。よって，応力発光材料を発光させても，応力発光材料の内部に蓄えられた光エネルギーが減少なければ，応力発光材料を繰り返し発光させても応力発光材料の発光強度は著しく減衰しなると考えられる。

そこで，本発明は，応力発光材料を発光させても，応力発光材料の内部に蓄えられた光エネルギーが減少しない応力発光パネルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する本発明は，紫外線発光素子がマトリクス状に並べられた紫外線発光基板と，前記紫外線発光基板から照射された紫外線を均一に拡散させる光拡散板と，応力発光材料を含有させた樹脂を用いて成形した応力発光板を備え，前記応力発光板の背面に前記光拡散板を配置し，前記光拡散板の背面に前記紫外線発光基板を配置したことを特徴とする応力発光パネルである。

本発明に係る応力発光パネルでは，応力発光板が含有する応力発光材料を発光させても，紫外線発光基板が発光する紫外線によって，応力発光板が含有する応力発光材料の内部に蓄えられた光エネルギーは減少しないため，応力発光材料を繰り返し発光させても応力発光材料の発光強度は著しく減衰しない。

本実施形態に係る応力発光パネルを説明する図。

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。

図１は，本実施形態に係る応力発光パネル１を説明する図である。図１に図示したように，本実施形態に係る応力発光パネル１は，紫外線発光素子１２０がマトリクス状に並べられた紫外線発光基板１２と，紫外線発光基板１２から照射された紫外線を均一に拡散させる光拡散板１１と，応力発光材料を含有させた樹脂を用いて成形した応力発光板１０を積層させている。

本実施形態の応力発光パネル１において，光拡散板１１は応力発光板１０の背面に配置され，紫外線発光基板１２は光拡散板１１の背面に配置されている。応力発光板１０と光拡散板１１は光透過性の高い接着剤を用いて貼り合わされ，光拡散板１１は，紫外線発光基板１２の外周に設けられた支持部材１２２によって支えられている。

まず，応力発光パネル１の応力発光板１０について説明する。応力発光板１０は，プラスチック材料（ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリエステル，エポキシ樹脂など）またはゴム材料（天然ゴムや合成ゴム）などの樹脂を板状に成形したものである。

接地圧分布の測定に応力発光パネル１を利用する際，応力発光板１０に接地圧がかかるため，応力発光板１０の成形に用いる樹脂に応力発光材料を混練するか，または，応力発光板１０の形状に成形した樹脂の表面に応力発光材料を塗布するなどして，応力発光材料を応力発光板１０に含有させている。

応力発光板１０を形成する樹脂に含有させる応力発光材料としては，格子欠陥が多数存在する結晶構造の無機材料を用いることが好適である。格子欠陥が多数存在する結晶構造の無機材料としては，例えば，特許第５７４３０４４号などで記載されているユウロピウム含有アルミン酸ストロンチウムを利用することができる。

次に，応力発光パネル１の光拡散板１１について説明する。応力発光パネル１の光拡散板１１としては，液晶パネルで用いられるものを利用できる。例えば，アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂に光拡散剤を添加した樹脂を板状に成形したものを応力発光パネル１の光拡散板１１として使用できる。

次に，応力発光パネル１の紫外線発光基板１２について説明する。応力発光パネル１の紫外線発光基板１２は，マトリクス状に多数個配置された紫外線発光素子１２０（例えば，紫外線ＬＥＤ）と，紫外線発光素子１２０を発光させるために必要な紫外線発光用の制御回路１２１とから少なくとも構成される。

図１のように，応力発光板１０，光拡散板１１および紫外線発光基板１２を積層させることで，紫外線発光基板１２の紫外線発光素子１２０が発光した紫外線は光拡散板１１で均一に拡散され，応力発光板１０の裏面に照射される。本実施形態の応力発光パネル１では，応力発光板１０は応力発光材料を含有しているため，紫外線発光素子１２０が照射した紫外線によって，応力発光板１０が含有する応力発光材料は励起することになる。

例えば，応力発光材料の代表的な化合物であるユウロピウム含有アルミン酸ストロンチウムを用いる場合，紫外線等の光による励起によってユウロピウムから放出された電子が材料内の格子欠陥に捕獲されることで，ユウロピウム含有アルミン酸ストロンチウム内に光エネルギーが蓄積される。格子欠陥に捕獲された電子は，応力によるエネルギーによって格子欠陥から解放され，格子欠陥から解放された電子がユウロピウムに戻る際に光が生じる。よって，紫外線等の光によって，ユウロピウム含有アルミン酸ストロンチウムを励起させておけば，絶えず，ユウロピウム含有アルミン酸ストロンチウムに光エネルギーが蓄積することになる。

このように，本実施形態の応力発光パネル１では，紫外線発光基板１２が発光する紫外線によって，絶えず，応力発光板１０が含有する応力発光材料に光エネルギーが蓄えられるため，応力発光板１０が含有する応力発光材料を発光させても，応力発光板１０が含有する応力発光材料に蓄えられた光エネルギーは減少せず，応力発光材料を繰り返し発光させても応力発光材料の発光強度は著しく減衰しない。

１ 応力発光パネル
１０ 応力発光板
１１ 光拡散板
１２ 紫外線発光基板
１２０ 紫外線発光素子
１２１ 紫外線発光用の制御回路
１２２ 支持部材

Claims (1)

1. 紫外線発光素子がマトリクス状に並べられた紫外線発光基板と，前記紫外線発光基板から照射された紫外線を均一に拡散させる光拡散板と，応力発光材料を含有させた樹脂を用いて成形した応力発光板を備え，前記応力発光板の背面に前記光拡散板を配置し，前記光拡散板の背面に前記紫外線発光基板を配置したことを特徴とする応力発光パネル。
   

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