JPH0648548Y2

JPH0648548Y2 - 表示装置

Info

Publication number: JPH0648548Y2
Application number: JP1987059211U
Authority: JP
Inventors: 三郎脇本; 敬郎鳥生; 清彦増島; 常彦豊田
Original assignee: ニッポ電機株式会社
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2002-04-21
Also published as: JPS63168483U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は表示装置に係り、特に紫外光により発光する蛍
光体による発光色と、可視光源により表示される塗料色
とを用いて、所望の多色の表示を可能とした表示装置に
関する。

［従来技術］従来から透過光を用いて文字，図形，模様等の表示を行
う表示装置は、広告板，インテリア等の様々な用途に用
いられてきた。近年、装飾性の向上等の必要性から，表
示面の色を瞬時に変えることの可能な表示装置が望まれ
ている。

このような表示装置を作製する場合、従来は次に説明す
るような構成が取られていた。

第９図は従来の表示装置の一例を示す概略的断面図であ
る。

第９図において、11,12は蛍光灯、電球等を用いた色光
源で、例えば、11を赤色光源,12を緑色光源とする。10
は必要に応じて一方の面に塗料やインク等で文字，図形
が描かれた表示板で、プラスチック板，ガラス板等が用
いられる。表示板10の表示色を切り変えるには、赤色光
源11の緑色光源12と切り変えることによって行う。

［考案が解決しようとする問題点］上記従来の表示装置は、各色光源11,12から照射される
光の明るさは均一でなく、それ故光の散乱により明るさ
均一にするために表示板10の表面を散乱加工したり、表
示板10に散乱材を用いたりする等の必要性があるが、こ
れらの手段でも光の散乱が充分でなく、さらに光源がす
けて見えないように均一な明るさとするために、表示板
10と色光源11,12との距離を大きく取らなければなら
ず、それ故表示装置の小型化，平面化が困難で、且つ透
過光の明るさが低下してしまう問題点があった。また、
表示板10によって散乱された光を間接的に見るために、
鮮明でなく、表示品位が低下してしまう問題点があっ
た。

また表示板が複数色の模様を有する場合、上記従来の表
示装置の各色光源の切り換えによる方法では、単調な色
変化しか得られないばかりでなく、一部の色の鮮明さを
損なう問題点があった。

［問題点を解決するための手段］上記の問題点は、紫外光により特定波長領域の光を発光
する蛍光体と、該特定波長領域以外の波長領域の光を透
過させる塗料とを含有する塗料塗膜層を有する発光部材
の背面に、紫外光源と、前記染料の色と略同一色となる波長領域の
光を放出する可視光源とを設けた本考案の表示装置によ
って解決される。

［作用］本考案は紫外光によって発光する蛍光体と可視光の一定
波長領域の光を透過，反射する塗料とをビヒクルに分散
した塗料を塗布して形成した塗膜を有する発光部材と、該発光部材の背面に設けられた、紫外光源と前記染料の
色と略同一色の可視光源とを有する発光手段と、を設けたことにより、紫外光源から出される紫外光によ
って蛍光体粒子を発光させて所望の色を表示し、また、
可視光源から出される染料の色と略同一色の可視光によ
って塗料の色を表示し且つ可視光の一部を発光部材から
透過させることにより、染料色と透過光とによって表示
色をより鮮明で、高輝度に表示し、両色の差異により鮮
明で変化に富んだ多色表示を可能としようとするもので
ある。

なお、本考案において、染料の色と略同一色の可視光源
とは、染料が透過，反射する可視光領域の範囲全部を含
む光を放出する光源だけでなく、染料が透過，反射する
可視光領域の一部を含む光を放出する光源も含むもので
ある。

［実施例］以下、本考案の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本考案の表示装置の一実施例の概略的断面図で
ある。

第２図は上記実施例に用いられる発光部材の部分断面図
である。

第１図において、３は紫外光源であり、４は可視光源で
ある。なお、図面では各光源を一個ずつ設置している
が、複数個設置してもよいことは勿論である。発光部材
１は、第２図に示すように、プラスチック板，ガラス板
等の透明材料からなる支持体1b（必要に応じて透明着色
される）と、紫外光により発光する蛍光体及び染料を含
む発光層1aとからなる。

紫外光源３と可視光源４とは、不図示の切り換え手段に
よって切り換えられ、それぞれ発光層1aに紫外線、可視
光を照射する。紫外光源３からでた紫外光は発光層1aに
おいて、蛍光体粒子６によって高輝度の所望の単一色の
可視光に変換される。一方、可視光源４からでた染料と
略同一色の可視光は、その一部が発光層1aをそのまま透
過し、残りの大部分が発光層1aにおいて、不図示の染料
粒子（又は塗料分子）及び蛍光体粒子６によって散乱さ
れ、所望の単一色光の表示が行われる。この場合の表示
色は、透過光と散乱光とによって認識される色である。

２は発光部材1,紫外線光源3,可視光源４を固定するケー
スである。

前記発光部材１において、支持体1bをPET（ポリエチレ
ン−テレフタレート）フィルム等のフィルムとすれば、
フレキシブル性を持たせることが可能である。また、第
３図に示したように、発光層1aの光源側上にPETフィル
ム等の紫外線を透過する透明層1cを設ければ、耐久性等
の信頼性を向上させることができる。この場合は透明層
1c上に発光層1aを設け、この積層体を支持体1bに積層さ
せてもよいことは無論である。

次に、上記発光層1aについて説明する。

発光層1aは蛍光体及び染料をビヒクル（ここでは、実質
的に透明のワニスを用いる）中に分散もしくは溶解させ
た塗料を支持体1b上に塗布することによって、50μｍ以
上、好ましくは100μｍ以上の厚さに塗膜が形成された
ものである。なお第３図の場合は透明層1cに前記塗料を
塗布してもよい。蛍光体は塗料固形成分中、５〜80重量
％含有させ、染料は染料の種類によって異なるが通常塗
料固形成分中、0.001〜0.5重量％含有させる。なお、染
料の含有量は、本考案においては、染料による染料色だ
けでなく、可視光源４からでた染料と略同一色の可視光
を表示に用いるので、可視光の透過率を考慮して設定さ
れる。

本考案において使用される「紫外線により発光する蛍光
体」とは、紫外領域の励起で発光する蛍光体は全て使用
可能であるが、好ましくは可視光源下でそれ自体の反射
色（体色）が白色で、波長254〜400nmの紫外線により発
光するものである。

蛍光体の発光色は、任意に設定することができ、例えば
Ｒ蛍光体（赤色発光蛍光体）、Ｇ蛍光体（緑色発光蛍光
体）あるいはＢ蛍光体（青色発光蛍光体）毎の単色とし
て、あるいは必要により、Ｒ蛍光体、Ｇ蛍光体、Ｂ蛍光
体の三原色を任意の割合に混合して使用することも可能
である。

前記Ｒ蛍光体としては、例えばY₂O₃:Eu（発光ピーク611
nm:以下同様）、YVO₄:Eu（619）、Y₂O₂S:Eu（626）、3.
5MgO、0.5MgF₂GeO₂:Mn（660）、（Y,Gd）BO₃:Eu（611）
等が挙げられる。これらは１種もしくは２種以上の混合
物として使用される。

前記Ｇ蛍光体としては、例えばZnS:Cu,Al（530）、（Z
n,Cd）S:Cu,Al（530〜560）、ZnS:Cu,Au,Al（535）、Zn
₂SiO₄:Mn（525）、ZnS:Ag,Cu（527）、（Zn,Cd）S:Cu
（525）、ZnS:Cu（530）、Gd₂O₂S:Tb（544）、La₂O₂S:T
b（544）、Y₂SiO₅:Ce,Tb（544）、Zn₂GeO₄:Mn（533）、
CeMgAl₁₁O₁₉:Tb（543）、SrGa₂S₄：Eu²⁺（535）、ZnS:C
u,Co（516）、MgO・nB₂O₃:Ce,Tb（544）、LaOBr:Tb,Tm
（544）、La₂O₂S:Tb（544）等が挙げられる。これらは
１種もしくは２種以上の混合物として使用される。

前記Ｂ蛍光体としては、ZnS:Ag（450）、CaWO₄（42
5）、Y₂SiO₅:Ce（410）、ZnS:Ag,Ga,Cl（450）、Ca₂B₅O
₉Cl：Eu²⁺（451）、BaMgAl₁₄O₂₃：Eu²⁺（454）等が挙げ
られる。なお、これらは１種若しくは２種以上の混合物
として使用される。

以上列挙した通り、本考案において、使用に適した蛍光
体は無機蛍光体に多く得られるが、その他、インビジブ
ル蛍光顔料や蛍光増白剤のような顔料化した有機蛍光体
も使用可能である。

本考案に使用される紫外線で発光する蛍光体は、粒子径
２〜30μｍ、好ましくは３〜15μｍ程度のものである。
前記蛍光体は、用途あるいは環境条件（湿度）等に合わ
せて適宜選択し使用することができる。

また、本考案において使用される染料は、前記の蛍光体
の発光色との色の組合わせを考慮して決められるが、例
えば、黄色染料としては、C.I.Solvent Yellow 19,21,60,15
1、C.I.Disperse Yellow 3,4,5,8,31、C.I.Mordant Yel
low 3,30等が挙げられる。これらは１種もくしは２種以
上の混合物として使用される。

赤色染料としては、C.I.Solvent Red 8,24,26,83,100,1
22,132、C.I.Disperse Red 1,4,5,7,12、C.I.Mordant R
ed 11,15等が挙げられる。これらは１種もしくは２種以
上の混合物として使用される。

緑色染料としては、C.I.Solvent Green3、C.I.Mordant
Green17等が挙げられる。これらは１種もくしは２種以
上の混合物として使用される。

オレンジ色染料としては、C.I.Solvent Orange 1,7,4
0、C.I.Reactive Orange 1、C.I.Disperse Orange 1,3,
5,13、C.I.Mordant Orange 6等が挙げられる。これらは
１種もしくは２種以上の混合物として使用される。

ブラウン色染料としては、C.I.Solvent Brown 3,11、C.
I.Mordant Brown 1,15,20等が挙げられる。これらは１
種もしくは２種以上の混合物として使用される。

青色染料としては、C.I.Solvent Blue 2,4,67,70,117、
C.I.Disperse Blue 1,3,5、C.I.Mordant Blue 1,2、C.
I. Acid Blue 59、C.I.Basic Blue 4,19等が挙げられ
る。これらは１種もしくは２種以上の混合物として使用
される。

ワニスは紫外線吸収の少ないものであれば加熱硬化型，
常温硬化型等の塗料に用いられる一般のものでよい。

第４図（Ａ）（Ｂ）は、上記の発光層1aの効果を示す説
明図である。

第４図（Ａ）に示すように、発光層1aに紫外光UVを照射
すると、紫外光UVは蛍光体粒子６に吸収され、単一色の
可視光Laを放出する。個々の蛍光体粒子はそれぞれが発
光体となるので、全体として散乱性の優れた面発光体を
形成する結果、均一で高輝度のムラのない表示性を得る
ことが可能である。

このとき、可視光Laの一部と染料粒子（又は分子）５に
よって吸収されるが、蛍光体と染料とを別個に層形成し
た場合と比較して、その減衰量は小さい。この効果に関
する説明は後述する。

発光層1aに染料と略同一色の可視光（ここでは、染料の
色の波長帯域よりも広い波長帯域の光を用いる）Ｌを照
射すると、可視光Ｌの一部はそのまま発光層1aを透過す
る。可視光Ｌの残りの部分は、染料の色に合った波長帯
域以外の光は染料によって吸収され、染料の色に合った
波長帯域の可視光Lbのみが発光層1aを透過する。このと
き、可視光Lbは蛍光体粒子6,染料粒子５によって散乱さ
れるので、高輝度のムラのない表示性を得ることができ
る。この場合の表示色は、透過した可視光Ｌと染料を介
した可視光Lbとによって認識される色であり、単に白色
光源に染料を組合せて用いた場合と比べて、輝度を向上
させることができ、また、可視光Ｌの色表示に不要な波
長領域の光の一部を染料が吸収するので、鮮明な色表示
を行うことができる。

上記のように、本考案においては、発光層1aを透過する
光は均一で輝度のムラが少ないので、大面積化が可能で
あり、光源と発光部材との距離を短くしても均一な面発
光体が得られるが故に距離を短かくすることが可能とな
り、コンパクトに設計できる長所を持っている。

なお、本考案の表示装置は蛍光体の発光色または染料の
色は単色でも良いが、二色以上の模様とすれば、さらに
その装飾性を増すことができる。発光色を二色以上の模
様とするには、発光部材１の支持体1b上に発光色の異な
る蛍光体含有塗料を塗り分ける方法，支持体の両面に発
光色の異なる発光層1aを模様に合わせて形成させる方法
等がある。染料を塗り分ける方法も同様にして行うこと
が可能であり、蛍光体の発光色と組み合わせることによ
って、その多色表示性能を向上させることができる。ま
た、紫外光と可視光を同時に照射させて、蛍光体の発光
色と染料色との複合による中間色の表示も可能である。

前述したように、本考案においては、蛍光体粒子６から
放出された可視光Laの一部は染料粒子（又は分子）５に
よって吸収される。しかしながら、蛍光体粒子６が発光
層1a中に分散されているために、蛍光体と染料とを個別
に層形成した場合と比較してその減衰量は小さく、発光
層1a表面近傍に分布する蛍光体粒子６から放出される可
視光Laは、ほとんど吸収されない。なお、本考案におけ
る可視光源による表示色は、透過した可視光Ｌと染料を
介したLbとによって認識される色なので、表示の均一性
等を低下させない範囲内で、染料の量を低くすることが
でき、蛍光体粒子６から放出された光の減衰をより低く
することが可能である。

以下、この効果に関する一実験例について説明する。

第５図（Ａ）は蛍光体の発光スペクトルを示す分光特性
図であり、第５図（Ｂ）は染料の吸収スペクトルを示す
分光特性図である。

まず、透明ワニスに塗料固形成分中、57重量％程度の青
色蛍光体、Ca₂B₅O₉Cl：Eu²⁺を含有させ、厚さ130μｍ程
度とした、第５図（Ａ）に示すような発光スペクトルの
蛍光体層を形成し、この上に、前記同一ワニスに塗料固
形成分中0.1重量％程度の赤色染料C.I. Solvent Red 13
2を含有させた染料層を厚さ19μｍ程度に形成し、一定
強度の紫外光（ブラック・ライト・ランプによる紫外
光）を蛍光体層に照射し、染料層を透過してくる光の光
出力を測定した。このときの光出力は、第５図（Ａ）に
示した蛍光体の各発光波長での光強度（第５図（Ａ）で
は正規化されて示されている）に、第５図（Ｂ）に示し
た染料の各吸収波長での透過率を乗じたものの総和とな
り、蛍光体の発光極大波長451nmにおける光出力実測値
で617（任意単位）であった。

次に、ワニス中に、前記蛍光体量と前記染料量とを含有
させ、本考案による発光層1aを形成し、一定強度の紫外
光を発光層1aに照射し、透過してくる光の光出力を測定
した。このときの光出力の値は、同波長において880
（同上任意単位）であった。

またこの事例において可視光源としてY₂O₃:Eu蛍光体膜
を有する赤色蛍光灯を発光部材の背面に置いた時の表示
色は、前記赤色染料の含有量を0.2重量％程度に上げて
形成した発光部材の背面に三波長域発光型白色蛍光灯を
置いた時の表示色よりも鮮明な赤色であった。

このように、本考案の表装置は染料による光吸収を抑
え、蛍光体による発光を効率良く取り出すことができ
る。

なお、本考案においては、支持体1b上に、紫外光により
発光する蛍光体と、染料とを含有する塗料塗膜層を形成
したが、熱，圧力，あるいはその両者によって成形でき
る高分子材料、いわゆるプラスチック中に、蛍光体と染
料とを分散させて形成することも可能である。

本考案の表示装置は第１図に示した平面的に表示を行う
装置だげでなく、立体的に表示を行う装置にも用いるこ
とが可能である。

第６図，第８図は本考案の装飾表示装置の他の実施例の
概略的な縦断面図である。

第７図は第６図に示した装飾表示装置の概略的な斜視図
である。

なお、第１図に示した表示装置と同一部材については同
一番号を付して説明を省略する。また第７図において、
発光部材，散乱部材は簡易化のために省略してある。

第６図，第７図に示す実施例においては、発光部材１は
六面に設けられており、８は発光部材１を支持する構造
材である。本構成の表示装置は、紫外光源３と可視光源
４との相対的な位置関係から、発光部材１上に遮光部分
を作るが、第６図に示すように散乱部材７を各辺にそっ
て、形成すれば遮光部分にも紫外光または／及び可視光
を照射することができる。

第８図に示す実施例においては、発光部材１は凹凸形状
をしており、構造材９は発光部材1,紫外光源3,可視光源
４を支持している。同図において、紫外光源3,可視光源
４は複数個配設されているが、散乱部材等を用いて各一
個づつとしても良い。

また本考案において発光部材の前面に、少なくとも一方
の面が所望の凹凸形状に加工された装飾形成体を接触さ
せて、もしくは数mmの間隔をもって設け、装飾効果を向
上させることもでき、さらに装飾形成体と発光部材を相
対的に移動させる移動手段を設ければ動的表示も可能と
なる。

［考案の効果］以上詳細に説明したように、本考案の表示装置によれ
ば、紫外光源から出される紫外光と、可視光源から出さ
れる染料と略同一色の可視光とを切り換えることによ
り、発光部材の色を瞬時に変えることが可能である。な
お可視光源から出される可視光によって染料の色を表示
し且つ可視光源から出される染料の色と略同一色の可視
光の一部を発光部材から透過させることにより、表示色
をより鮮明で、高輝度に表示することができるととも
に、染料による蛍光体から放出される光の減衰を抑えて
光強度を向上させることができる。また、紫外光と可視
光を同時に照射させて、蛍光体の発光色と染料色との複
合による中間色の表示も可能である。

さらに、本考案の表示装置に用いる発光部材の蛍光体は
個々の蛍光体粒子が発光し、且つその発光が染料によっ
て好ましくない吸収を受けることなく、効率よく取り出
されて発光部材が高輝度の面発光体を形成し、また染料
を透過する単一色の可視光が蛍光体粒子，染料粒子によ
って散乱されて色表示が行われるので、高輝度の、ムラ
が少なく、光源による視角依存性が少ないという特徴を
有し、また蛍光体，染料を所望の色にでき、塗り分けに
より所望の多色表示模様を選択することができる。

加えて、光源と発光部材との距離をし短くすることが可
能となり、高輝度で鮮明、且つ装置の小型化，平面化の
可能な表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の表示装置の一実施例の概略的断面図で
ある。第２図は上記実施例に用いられる発光部材の部分断面図
である。第３図は発光部材の他の例を示す部分断面図である。第４図（Ａ）（Ｂ）は、上記の発光層1aの効果を示す説
明図である。第５図（Ａ）は蛍光体の発光スペクトルを示す分光特性
図であり、第５図（Ｂ）は染料の吸収スペクトルを示す
分光特性図である。第６図，第８図は本考案の装飾表示装置の他の実施例の
概略的な縦断面図である。第７図は第６図に示した装飾表示装置の概略的な斜視図
である。第９図は従来の表示装置の一例を示す概略的断面図であ
る。１…発光部材２…ケース３…紫外光源４…可視光源５…染料粒子６…蛍光体粒子７…散乱部材 8,9…構造材 1a…発光層 1b…支持体 1c…透明層 L,La,Lb…可視光 UV…紫外光

フロントページの続き (56)参考文献特開昭48−36981（ＪＰ，Ａ) 特公昭45−9010（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭41−13348（ＪＰ，Ｂ１) 実公昭29−9426（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】紫外光により特定波長領域の光を発光する
蛍光体と、該特定波長領域以外の波長領域の光を透過さ
せる塗料とを含有する塗料塗膜層を有する発光部材の背
面に、紫外光源と、前記染料の色と略同一色となる波長領域の
光を放出する可視光源とを設けた表示装置。