JP3586370B2

JP3586370B2 - 発光表示板

Info

Publication number: JP3586370B2
Application number: JP09854198A
Authority: JP
Inventors: 正明渡辺; 利男細谷
Original assignee: 河口湖精密株式会社
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: JPH11272214A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄光性発光材料を用いた発光表示板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、夜間等の暗いところで電子機器や時計等の表示板を視認可能とするために、蓄光性発光剤を用いたものがある。これは、昼間等の明るいときの光を受け、暗いときに発光して表示板の表示部を照明するものである。このような蓄光性発光剤を使用した発光表示板は、従来から時計用文字板、各種銘板類、各種シール、メータ類の表示板等に応用されている。
【０００３】
この中で、時計用文字板に応用された技術の一つとして、特開平７−５５９５８号公報に開示されたものがある。これは、図１０に示すように、文字板基板１の上面に白色系の下塗り塗料２を施し、その上面に蓄光性発光塗料３を塗布し、さらに、その上面に時計の表示目盛である時刻目盛４等を印刷形成した構造のものである。前記蓄光性発光塗料３は、酸化アルミニウムストロンチウムを発光基体として塗料化したものである。このような構成としたことにより、高輝度、長残光特性が得られ、夜間等においても時刻の視認性を確保できるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記酸化アルミニウムストロンチウムを発光基体とした蓄光性発光塗料を用いた場合には、ある程度の長残光特性が得られるものの飽和励起までに時間が掛かる他、発光色が単調で光沢性に乏しいために装飾的効果が低いものであった。
【０００５】
また、上記発光表示板として十分な輝度及び残光特性を得るためには、少なくとも１００μｍ以上の塗膜厚を形成しなければならず、印刷回数が増えるなどして工数が掛かると共に、スクリーン印刷等によるために表示手段が平面的なものに限られていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、高輝度、長残光特性を有し、しかも、多様な形状に加工可能な蓄光発光石を表示手段に用いることで、上記課題を解決した発光表示板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る発光表示板は、時計用発光表示板であって残光性発光材料からなる焼結体であって、該焼結体の特性がモース硬度６〜８、比重６〜８、発光波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍである蓄光発光石を表示板基板の全体又は一部に配した発光表示板において、前記表示板基板の上面側に、白色系の塗料を塗布するかまたは金属薄膜を蒸着することにより形成された光の反射層と、該反射層の表面に微小な凹凸模様を形成した透明フィルムを張り付けるかまたは透明な微小ビーズを混合した透明塗料を前記反射層表面に印刷して形成された光の拡散層と、前記蓄光発光石とを重ねて配設したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る発光表示板の実施の形態を説明する。この発光表示板は、発光体として人工的に造られた発光石（以下、蓄光発光石という）を使用するものである。
【０００９】
なお、この蓄光発光石は、太陽光や蛍光灯、熱、衝撃等、特に紫外線で励起して結晶体そのものが有するエネルギーを可視光として徐々に放出しながら、長時間発光し続ける焼結体である。
【００１０】
このような蓄光発光石は、残光性発光材料からなる焼結体であって、該焼結体の特性がモース硬度６〜８、比重６〜８、発光波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍを有するもので、更にこの焼結体は大きな塊で得られるものであり、この大塊焼結体を加工研磨することにより光沢のある発光石が得られる。
【００１１】
上記残光性発光材料は、
一般式（ＭＥｕ）Ａｌ₂Ｏ₄・(ＭＥｕ)Ｏ・ｎ(Ａｌ_1-a-b Ｂ_b Ｑ_a)₂Ｏ₄
〔式中、ａは０．０００５〜０．００２であり、ｂは０．００１〜０．３５であり、ｎは１〜７である。ＭはＳｒ、Ｃａ及びＭｇから選ばれた少なくとも一種類であり、更にＱは、Ｄｙ，Ｙ，Ｎｄ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｍｎ，Ｂｉ，Ｐｔ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌａ及びＳｍから選択される少なくとも１つである。〕で表されることを特徴とし、これから得られた蓄光発光石は高輝度かつ長残光性を有し、高硬度、高比重で、各種の発光色に発光する優れた人造宝石が得られる。特に焼結体の発光色が、４００ｎｍ〜７００ｎｍのスペクトル色であり、残光時間も２０時間を有するものである。
【００１２】
この蓄光発光石の製造方法は、（ａ）粉枠されている残光性発光材料を容器に充填した後、圧力の調整ができる焼成炉に載置し、５〜８時間かけて炉内温度を室温から１５５０℃〜１７００℃に昇温する工程、（ｂ）この温度で２時聞〜５時間焼成して焼結体を形成する工程、（ｃ）得られた焼結体を８時間〜１０時間かけて室温まで冷却する工程からなることを特徴とするもので、この製造方法により高硬度かつ高比重で、また高輝度かつ長残光性が保持された大塊焼結体が得られる。なお、上記昇温工程において、１５００℃未満では焼成が不十分で気泡等が混入し良好な品質の焼結体が得られない。また、１７００℃を越えると脆くなり好ましくない。
【００１３】
この蓄光発光石の製造方法において、冷却工程の後、得られた焼結体を加工研磨することにより各種の工芸品乃至装飾品が得られる。また本実施例において、焼成炉内の雰囲気を還元雰囲気にすること、更にこの還元雰囲気を炭素を使用しで造ることにより高輝度、長残光性の優れた大塊焼結体が得られる。更に本実施例の蓄光発光石の製造方法では、圧力が１．０２０ｋｇｆ／ｃｍ²（１気圧）〜８．１６０ｋｇｆ／ｃｍ²（８気圧）下で、好ましくは２．０４０ｋｇｆ／ｃｍ²（２気圧）〜４．０８０ｋｇｆ／ｃｍ²（４気圧）下で焼結することにより高硬度、高比重の大塊焼結体が効率的に得られる。このような加圧焼結法のうち、熱間静水加圧法〔ＨｌＰ〕を用いてもよい。また前記圧力が高い方が緻密組織のものが得られる点で好ましいが、圧力が８．１６０ｋｇｆ／ｃｍ²を越えると経済的にコストがかかる。経済性を考慮すると４．０８０ｋｇｆ／ｃｍ²までがよい。更に圧力が１．０２０ｋｇｆ／ｃｍ²未満では、気泡の混入等が起こり品質的に好ましくない。更にまた温度の上昇及ぴ降下が速過ぎると製品に亀裂が入る等により大きな塊が得られない。
【００１４】
この他、上記蓄光発光石の製造原料となる粉砕された残光性発光材料には、各種の発光材料が用いられ、特にその種類等によって限定されるものではない。
【００１５】
上記製造方法では、冷却工程の後、得られた焼結体を加工研磨するが、この加工研磨としては、ダイヤモンド、コランダム、アルミナ、炭化硅素、窒化硼素等の研削工具を用いて研削、切削等により加工される。特に好ましくはダイヤモンドである。また研磨剤としては、持に限定されるものではなく、金属酸化物、コランダム、エメリー、ガーネット、軽石、トリポリ、炭化硅素、アルミナ、ダイヤモンド等の粉末がある。また上記製造方法において、焼成炉内の雰囲気は、還元雰囲気で行い、この還元雰囲気としては、窒素と水素の混合ガス、ＣＯガスが用いられ、また炭素で造った還元雰囲気が好ましい。この炭素で造った雰囲気とは、容器の周辺に木炭又は炭素粉末を適用することにより還元雰囲気を形成したものである。
【００１６】
この蓄光発光石は、太腸光、蛍光灯、その他の光で励起されて４４０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域で発光し、高輝度・長残光性に優れており、特に残光時問は、４０〜６０時間以上である。また、発光色については、緑、青、黄、紫、赤の５種類のものが得られている。これらの蓄光発光石の硬度は、発光色によってそれぞれ異なるが、大体モース硬度６〜８を示し、非常に硬度の高いものである。そして、研磨加工することで表面に光沢が現れ、発光する光も非常に鮮明であるため、高級感を感じさせるものである。
【００１７】
次に、上記蓄光発光石を利用した発光表示板の実施の形態を図１乃至図９に基づいて説明する。この中で、図１乃至図５は時計の文字板に応用した第１乃至第５実施例を、図６はソーラセル時計の文字板に応用した第６実施例を、図７及び図８は反射型液晶表示パネルに応用した第７及び第８実施例を、そして図９は電子機器のスイッチに応用した第９実施例をそれぞれ示したものである。
【００１８】
図１は、メッキ等の処理を施した金属製の基板１１の上部全面に上述した蓄光発光石１０を接着して配設した時計用文字板の例である。時字１２等の表示物は、印刷で形成してもよいし、また、金属等で作成した表示物を蓄光発光石１０の上面に直接貼り付けて形成してもよい。このように、時計用文字板の全面が蓄光発光石１０で形成されているため、蓄光や発光する面が多く取れ、文字板全体を明るく照明することができる。また、蓄光発光石１０自体の表面が平滑で光沢を有していることから高級感も得られる。さらに、蓄光発光石１０が透光性を有していることから、その土台となる金属製の基板１１自体に模様等を施した場合、その模様が蓄光発光石１０の表層面に浮き出たように現れ、装飾性に富んだものとなる。
【００１９】
図２は、基板１１の上に光の反射層１３を配設し、その上に蓄光発光石１０を重ねて構成した時計用文字板の例である。前記反射層１３は、光の反射率の良い白色系の塗料を塗布するか、金属薄膜を蒸着するなどして形成する。このように、光の反射層１３を設けたことにより、蓄光発光石１０から発する光が増幅され、発光輝度をさらに高めることができる。
【００２０】
図３は、上記第２実施例における蓄光発光石１０と反射層１３との間に、光の拡散層１４を配設した発光表示板を示したものである。この拡散層１４の形成手段としては、透明な樹脂材に多数の微小な凹凸模様を施して形成する、あるいは反射層１３の表面に微小な凹凸を設けて形成する、又は反射層１３の表面に微小な凹凸模様を形成した透明フィルムを貼り付けて形成する、更には透明塗料に透明な微小ビーズを多数混合したものを用いて反射層１３面に印刷して形成する等の方法がある。光の拡散層１４を設けたことで、反射層１３で反射された光を文字板の表面に均一に放射することができ、輝度ムラの少ない発光を得ることができる。
【００２１】
図４は、発光色が異なる少なくとも２種類の蓄光発光石１５，１６を基板１１に埋設して文字板を構成したものである。時字１２部分は一方の蓄光発光石１５で、その他の模様１７部分は他方の蓄光発光石１６のように分けて配設することで、それぞれの部分毎に発光色が異なった時計の文字板を構成することができ、装飾性も向上する。
【００２２】
図５は、金属製の基板１１の上に台座１８を介して蓄光発光石１０を配設したものであり、この蓄光発光石１０が時刻目盛部分に相当する。この実施例では時計としての高級感を出させるため、蓄光発光石１０に貴石類に施すような加工・研磨を行い、多数のカット面を有する形状に仕上げられる。蓄光発光石１０の固定は、台座１８に設けられた爪部１８ａを噛み合わせることにより行なう。
【００２３】
図６は、光透過性を有する蓄光発光石１０の特性を活かして、ソーラセル時計の文字板に応用したものである。これは、ソーラセル１９の上面に蓄光発光石１０、セラミックス基板２０、時字１２を順次積層させて形成したものである。蓄光発光石１０は、ソーラセル１９の上に直接接合して一体化してもよいし、また、離した状態で配置してもよい。昼間等の外光が得られる条件においては、セラミックス基板２０と蓄光発光石１０を介して入射した光は、ソーラセル１９に到達して時計の駆動源となる。一方、夜間等の暗闇時においては、蓄光されていた光が放射し、ソーラセル１９を照らすと同時に、文字板表面を明るく照明することで時字１２をはっきりと視認することができる。光の透過性に関しては、蓄光発光石１０を加工する厚さにもよるが、０．３ｍｍでは４５％程度、０．５ｍｍでは４０％程度の透過率を示し、上記ソーラセル時計に対しても十分使用できる範囲内のものである。
【００２４】
図７は、上記蓄光発光石１０を反射型液晶表示パネルの照明用として利用したものである。反射型液晶表示パネルは、液晶基板３０と、その上下面を両方から挟み込む上側偏光板３１及び下側偏光板３２と、下側偏光板３２の下面に設けられる反射板３３とで構成される。液晶基板３０は、上下に配設された上側ガラス基板３４ａと下側ガラス基板３４ｂとを備える。この上下のガラス基板３４ａ，３４ｂは、スペーサによって所定の間隔を空けて平行に配置されている。また、それぞれのガラス基板３４ａ，３４ｂの各対向する内側面には、セグメント電極３５とコモン電極３６がそれぞれ形成されている。このように構成された液晶基板３０のガラス基板３４ａ，３４ｂの間には液晶３７が注入され、ガラス基板３４ａ，３４ｂの周囲がフリットガラス、有機接着剤等からなる封着部材で封止されている。そして、上側偏光板３１は上側ガラス基板３４ａの上面側に配置され、接着剤３８を介して上側ガラス基板３４ａに接合される。一方、下側ガラス基板３４ｂの下面側に配置される下側偏光板３２は、上側偏光板３１と同様、接着剤３８を介して下側ガラス基板３４ｂに接合される。そして、蓄光発光石１０は、反射板３３と下側偏光板３２との間に設けられ、発光した光を下面側から放射して液晶表示パネルの全面を明るく照らす。
【００２５】
図８は、上記反射型液晶表示パネルの液晶基板３０を構成する下側ガラス基板３４ｂに代えて、蓄光発光石１０を配したものである。このような構成とすることで、表示文字または背景が明るく照明されると共に、光の偏光作用で多数の発光した色が交じり合い発色表現豊かな液晶表示パネルが構成される。
【００２６】
図９は、携帯電話等の電子機器のスイッチ２３に蓄光発光石１０を利用したものである。数字や文字等の表示物２４は、蓄光発光石１０の表面に印刷や貼り付け等で形成する。このような高輝度・長残光特性を有する蓄光発光石１０をスイッチ類に応用することで、夜間等の暗闇時におけるスイッチ操作性が向上する。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る発光表示板によれば、発光輝度が高く、且つ長時間の残光特性を持つと共に短時間で飽和励起する蓄光発光石を各種の発光表示板に使用することで、夜間等の暗闇時において長時間にわたって視認性を高めることができる。また、蓄光発光石は各種貴石等と同等な硬度及び光沢が得られるので、簡易な手段で装飾性の高い高級な表示板が製造可能となる。
【００２８】
また、蓄光発光石は研磨加工することで様々な形状、厚さのものが形成でき、平面形状のみならず、立体的な複雑な形状の発光表示板を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光表示板の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る発光表示板の第２実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る発光表示板の第３実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る発光表示板の第４実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る発光表示板の第５実施例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る発光表示板の第６実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る発光表示板の第７実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る発光表示板の第８実施例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る発光表示板の第９実施例を示す断面図である。
【図１０】従来の蓄光性発光塗料を塗布して形成した時計用文字板の断面図である。
【符号の説明】
１０蓄光発光石
１１基板
１２時字

Claims

残光性発光材料からなる焼結体であって、該焼結体の特性がモース硬度６〜８、比重６〜８、発光波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍである蓄光発光石を表示板基板の全体又は一部に配した発光表示板において、
前記表示板基板の上面側に、白色系の塗料を塗布するかまたは金属薄膜を蒸着することにより形成された光の反射層と、該反射層の表面に微小な凹凸模様を形成した透明フィルムを張り付けるかまたは透明な微小ビーズを混合した透明塗料を前記反射層表面に印刷して形成された光の拡散層と、前記蓄光発光石とを重ねて配設したことを特徴とする時計用発光表示板。