JP2003253261A

JP2003253261A - 蛍光性物質、複合材料、コート材料、塗料、インク、人工皮膚、人工皮膚の接触情報処理方法、人工発光皮膚、人工発光毛髪、発光素子、電子装置、発光システム、表示システム、フレキシブル発光材料、超音波発光性物質、交通標識、発光方法、複合材料の製造方法および発光素子の製造方法

Info

Publication number: JP2003253261A
Application number: JP2002196032A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Suzuki; 真之鈴木; Junichi Toyoda; 準一豊田; Naomi Nagasawa; 直美長沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2003-09-10
Also published as: WO2003057797A1; CN1608118A; AU2002357518A1; KR20040070340A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】人間が手や指で軽く触れることにより柔らか
い感触で応力発光させることが可能な複合材料を提供す
る。【解決手段】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕなどの蛍光性物質
とポリエステル樹脂などの弾性体とにより複合材料を形
成する。蛍光性物質の重量比率は３０％以上とする。こ
の複合材料を１ｍｍ以下の厚さにシート化し、応力発光
材料とする。この応力発光材料を人工皮膚、発光システ
ム、表示システムなどに用いる。また、ＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕなどの蛍光性物質と圧電材料とにより複合
材料を形成し、外部からの電気信号により発光を制御可
能な発光素子を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蛍光性物質、複
合材料、コート材料、塗料、インク、人工皮膚、人工皮
膚の接触情報処理方法、人工発光皮膚、人工発光毛髪、
発光素子、電子装置、発光システム、表示システム、フ
レキシブル発光材料、超音波発光性物質、交通標識、発
光方法、複合材料の製造方法および発光素子の製造方法
に関し、例えば、エンターテインメント分野や光学分野
に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、蛍光性物質として、希土類元素を
ドープしたアルミネート系物質が注目され、活発に研究
が行われている。このようなアルミネート系物質として
は、ＥｕをドープしたＳｒＡｌ₂Ｏ₄（以下「ＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕ」と書く）が、後述のように応力発光現象
の報告を契機として、最も注目されている。そこで、ま
ず、このＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの研究開発経緯につい
て、先行技術文献を挙げながら説明する。

【０００３】ＳｒＡｌ ₂ Ｏ ₄ ：Ｅｕの歴史的背景ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕは、古くから蛍光体として研究さ
れた経緯があり、以下の特許が１９６０年代にすでに登
録されており、今や公知の材料系と言える。・ベルギー特許第１３４７４５９号（１９６３年１１月
１８日登録）・米国特許第３２９４６９９号（１９６６年１２月２７
日登録）

【０００４】一方、学術論文に関しては、ＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕの基礎的な結晶構造を報告した論文・F.P.Glasser and L.S.D.Glasser,J.Am.Ceram.Soc.,46
(1963)377-380 が１９６３年に発表されたほか、その蛍光特性が幾つか
の研究機関で調査され、１９６８年頃から以下に示した
ように数件の論文が発表されている。・F.C.Pallila,A.K.Levine and M.R.Tomkus,J.Electroc
hem.Soc.,115(1968)642-644 ・G.Blasse and A.Bril,Philips Res.Repts.,23(1968)2
01-206 ・G.Blasse,W.L.Wanmaker and J.W.ter Vrugt,J.Electr
ochem.Soc.,115(1968)673 ・V.Abbruscato,J.Electrochem.Soc.,118(1971)930-933

【０００５】その後、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄結晶の結晶学的な
研究が進み、６５０℃を境に、それより高温では、アン
ディストーティッド（un-distorted) ＢａＡｌ₂Ｏ₄型
（ａ＝５．１４Å，ｃ＝８．４７Å（７００℃））が安
定で、それより低温では、スタッフド鱗珪石（stuffed
tridymite)型単斜晶系（monoclinic) 相（ａ＝１０．２
０Å、ｂ＝２０．２６Å、ｃ＝８．４２Åおよびγ＝６
０．５３°）が安定であることを報告した以下の論文・S.Ito,S.Banno,K.Suzuki and M.Inagaki,Z.Phyzik.Ch
em.Neue Folge,105(1977)173-178 や、結晶系は単斜晶系の結晶で、ａ＝０．５１９４７ｎ
ｍ、ｂ＝０．８８３６ｎｍ、ｃ＝０．８４４２ｎｍおよ
びβ＝９３．４３°と報告している以下の論文が発表さ
れている。・F.Hanic,T.Y.Chemekova and J.Majling,J.Appl.Phy
s.,12(1979)243 ・Von A.R.Shulze and Hk.Muller-Buschbaum,Z.anorg.a
llg.Chem.,475(1981)205-210

【０００６】今日では、上記２論文の結晶構造が基本に
考えられており、結晶構造のスタンダードを明らかにし
たＪＣＰＤＳカード：Ｎｏ．３４−０３７９でも、単斜
晶系でａ＝０．８４４２４ｎｍ、ｂ＝０．８８２２ｎ
ｍ、ｃ＝０．５１６０７ｍおよびβ＝９３．４１５°と
なっている。

【０００７】長残光蛍光体ＳｒＡｌ ₂ Ｏ ₄ ：Ｅｕ＋Ｄｙ
の開発その後、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ蛍光体の開発は一旦鳴り
を潜めるが、断然脚光を浴びせるセンセーショナルな開
発が根本特殊化学（株）により行われた。・http://www.nemoto.co.jp/index j.html 彼らは、共賦活剤としてＤｙをドープすることで、一晩
中明るい驚異的な長残光蛍光体ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋
Ｄｙ（Ｎ夜光：商品名「ルミノーバ」）を開発した。・http://www.nemoto.co.jp/products/luminova/index.
html

【０００８】この材料・技術に関しては、現在、以下の
ように国内／米国等ですでに特許が登録されている。Ｓ
ｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕとの主たる相違点は、Ｅｕ以外にも
う一種の共賦活剤である希土類元素、すなわちＤｙをド
ープする点である。・特許第２５４３８２５号（特開平７−１１２５０号公
報）（１９９６年７月２５日登録）・米国特許第５４２４００６号（１９９５年６月１３日
登録）・欧州特許第６２２４４０号

【０００９】また、根本特殊化学（株）は１９９３年の
蛍光体同学会での発表以降、今日現在までにこの材料に
関連した研究報告をいろいろと行っており、以下のよう
な論文や解説が知られている。・松沢隆嗣、竹内信義、青木康充、村山義彦、第２４８
回蛍光体同学会講演予稿集［Proc.Phosphor Res.Soc.］
(1993.11.26)7-13 ・村山義彦、日経サイエンス（Scientific American 日
本版）、5(1996)20-29 ・T.Matsuzawa,Y.Aoki,M.Takeuchi and Y.Murayama,J.E
lectrochem.Soc.,143(1996)2670-2673 ・松沢隆嗣、青木康充、竹内信義、村山義彦、希土類、
29(1996)79-87 ・村山義彦、セラミックス、32(1997)40-43 ・松沢隆嗣、青木康充、竹内信義、村山義彦、電気化学
及び工業物理化学、65(1997)547-549 ・村山義彦、はかる、42(1997)2-7 ・T.Nakamura,T.Matsuzawa,C.C.Rowlands,V.Beltran-Lp
pez,G.M.Smith andP.C.Riedi,J.Chem.Soc.Faraday Tran
s.,94(1998)3009-3012 ・貝谷和彦、高橋直行、中村高遠、松沢隆嗣、電子情報通信学会技術研究報告、EID98-84(1999)25-29 ・K.Kaiya,N.Takahashi,T.Nakamura,T.Matsuzawa,G.M.S
mith and P.C.Riedi,J.Lumine.,87-89(2000)1073-1075 ・T.Nakamura,K.Kaiya,N.Takahashi,T.Matsuzawa,C.C.R
owlands,V.Beltran-Lppez,G.M.Smith and P.C.Riedi,J.
Mater.Chem.,10(2000)2566-2569

【００１０】これらの研究論文では、初期の開発経緯、
発光特性とそのメカニズム、更には希土類の欠陥化学に
関する基礎的な知見等が報告されているだけであり、後
述の応力発光特性や摩擦発光特性あるいは機械発光特性
については一切言及されておらず、少なくとも開発当初
から後述の徐氏らの発表があるまでの数年間は、光励起
の蛍光体材料としての価値のみに多くの注目が集まって
いたと考えられる。

【００１１】九工研の徐、秋山らによる応力発光現象の
発見と一連の研究通産省工業技術院・九州工業技術研究所・無機複合材料
部・機能セラミックス研究室・http://www.kniri.go.jp/ の徐、秋山ら（現在、独立行政法人産業技術総合研究所
センター・基礎素材研究部門・多機能材料技術研究グル
ープ）・http://unit.aist.go.jp/kyushu/multi-func.html は、機械的歪みエネルギーを直接光エネルギーに変換で
きる材料系について、これまで多くの研究を重ねてい
る。その中に、ＺｎＳ：Ｍｎ系材料に関しては、摩擦発
光（＝摩擦を加えることで光る現象）があり、その可逆
的発光性能が優れていることなどを以下の論文で発表し
ている。特に、論文［Appl.Phys.Lett.,74(1999)1236-1
238 ］では、ＺｎＳ：Ｍｎフィルムを用いた人工皮膚へ
の応用も期待感を持たせる内容となっている（ただし、
具体的な記述はない）。

【００１２】・C-N.Xu,T.Watanabe,M.Akiyama,P.Sun an
d X.G.Zheng,6th Int'l Symp.Ceram.Mater.& Compo.Eng
ines, (1997)937-941 ・C-N.Xu,T.Watanabe and M.Akiyama,J.Am.Ceram.Soc.,
82 (1999)2342-2344 ・C-N.Xu,T.Watanabe,M.Akiyama and X-G.Zheng,Appl.P
hys.Lett.,74(1999)1236-1238 ・T.Watanabe,M.Akiyama,C-N.Xu,I.Usui and X-G.Zhen
g,Adv.Sci.& Tech.,25(1999)17-24［9th Cimtec-World
Forum on New Materials Symposium VIII-Smart Materi
als Systems,P.Vincenzini(Editor) ］・C-N.Xu,T.Watanabe,M.Akiyama and X.G.Zheng,Mater.
Res.Bull.,34(1999)1491-1500 ・C-N.Xu,X.G.Zheng,T.Watanabe,M.Akiyama and I.Usu
i,Thin SolidFilms,352(1999)273-277 ・徐超男、渡辺忠彦、秋山守人、鄭旭光、第７回インテリジェント材料シンポジウム講演要旨集、
１９９７年３月１９日、pp.15-17 ・徐超男、インテリジェント材料、Vol.8,No.1(1998)20
-25 ・C-N.Xu,Y.Liu,M.Akiyama,O.Agyeman,X.G.Zheng,Ex.Ab
str.1st.Asian Mtg.Electroceramics and 20th Ele.Di
v,Mtg. （第１回アジアエレクトロセラミックス会議第２０回電
子材料研究討論会講演予稿集）、2PA-11(2000.10.26-2
7) 、p.89

【００１３】また、上記ＺｎＳ：Ｍｎ以外にも、Ｓｒア
ルミネート系材料（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、Ｓｒ₃Ａｌ
₂Ｏ₆：Ｅｕ等）が応力発光（＝機械的エネルギーを加
えることで光る現象）の性質を有することを初めて発見
し、以下の論文を発表している。

【００１４】・M.Akiyama,C-N.Xu,K.Nonaka and T.Wata
nabe,Appl.Phys.Lett.,73(1998)3046-3048［Ｓｒ₃Ａｌ
₂Ｏ₆：Ｅｕ、Ｄｙ］・C-N.Xu,T.Watanabe,M.Akiyama and X.G.Zheng,Appl.P
hys.Lett.,74(1999)2414-2416 ［ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕ］・M.Akiyama,C-N.Xu,M.Taira,K.Nonaka and T.Watanab
e,Phil.Mag.Lett.,79(1999)735-740 ［Ｓｒ₃Ａｌ₂Ｏ
₆：Ｅｕの応力発光メカニズム］・M.Akiyama,C-N.Xu,H.Matsui,K.Nonaka and T.Watanab
e,Appl.Phys.Lett.,75(1999)2548-2550 ［Ｃａ₂Ａｌ₂
ＳｉＯ₇：Ｃｅ］・C-N.Xu,X.G.Zheng,M.Akiyama,K.Nonaka and T.Watana
be,Appl.Phys.Lett.,76(2000)179-181 ［ＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕ］・M.Akiyama,C.Xu,H.Matsui,K.Nonaka and T.Watanabe,
J.Mater.Sci.Lett.,19(2000)1163-1165 ［Ｓｒ₄Ａｌ₁₄
Ｏ₂₅：Ｅｕ、Ｄｙ輝尽発光］・秋山守人、徐超男、渡辺忠彦、光アライアンス、（19
99.12 ）p.29-31 ・徐超男、創立３５周年記念・九州工業技術研究所研究
講演会講演要旨集（複合化材料技術の開発拠点を目指し
て）、2000.2.16 、p.23-28 ・徐超男、化学工業（２０００年１０月号）pp.790-794
& 808 ・秋山守人、徐超男、劉芸、松井裕章、野中一洋、渡辺
忠彦、日本セラミックス協会第１３回秋季シンポジウム
講演予稿集、（２０００）p.102 ・徐超男、松井裕章、秋山守人、劉芸、野中一洋、渡辺
忠彦、日本セラミックス協会第１３回秋季シンポジウム
講演予稿集、（２０００）p.132

【００１５】更に彼らは、スピネル型ＺｎＡｌ₂Ｏ₄を
母体とする系での応力発光の研究やシリケート系（希土
類ドープＹ₂ＳｉＯ₅系）の酸化物材料の応力発光の研
究成果も以下に示すように報告している。・徐超男、松井裕章、秋山守人、劉芸、渡辺忠彦、日本
セラミックス協会第１３回秋季シンポジウム講演予稿
集、（２０００）p.131 ・H.Matsui,C-N.Xu,T.Watanabe and H.Tateyama,Ex.Abs
tr.1st.Asian Mtg.Electroceramics and 20th Ele.Div.
Mtg. （第１回アジアエレクトロセラミックス会議第２
０回電子材料研究討論会講演予稿集）、2PA-11(2000.1
0.26-27) 、p.57 ・Y.Liu,C-N.Xu,H.Matsui,T.Imamura and T.Watanabe,
J.Lumine.,87-89(2000)1297-1299

【００１６】また、徐、秋山らは、２０００年度の日本
セラミックス協会秋季シンポジウムにおいて、これまで
に以下の物質群の応力発光を調査したと報告している。
ただし、どの物質がどれだけの応力発光を示したのかは
言及されていない。ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、ＭｇＡｌ
₂Ｏ₄：Ｃｅ、ＢａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、Ｓｒ₂Ａｌ₃Ｏ
₆：Ｅｕ、ＺｎＡｌ₂Ｏ₄：Ｍｎ、ＣａＡｌ₂Ｓｉ
Ｏ₇：Ｃｅ、ＳｒＭｇＡｌ₁₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｂａ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ、ＭｇＧａ₂Ｏ₄：Ｍｎ

【００１７】徐・秋山グループによる出願特許群につい
て更に、徐、秋山氏らのグループは、上記材料系に関連し
た特許も国内外に多数出願しており、一部特許になって
いる。以下に公開公報あるいは登録特許とその簡単な内
容を箇条書きして紹介する。

【００１８】・特許第２７５４１８３号（特開平９−５
４０４３号公報）ＰＺＴ等の圧電体とＷＯ₃等のエレクトロクロミック材
料を電気的に接続して応力状態を色変化でモニターする
装置。・特開平１０−２０９５０３号公報圧電体とＬＥＤ等の発光素子を電気的に接続して、外部
圧力による電気を通して光に変える方法。・特許第２９７２８５９号（特開平１０−２５９３７３
号公報）ＺｎＳ：Ｍｎの発光効率向上のための処理法。・特開平１１−１１６９４６号公報外部からの機械的エネルギーをウルツァイト（wurzite)
型圧電材料で受けることにより発光する材料であり、内
部に０．０１〜２０ｗｔ％の希土類あるいは遷移金属を
含む材料。・特開平１１−１２０８０１号公報上記材料特許（特開平１１−１１６９４６号公報）の薄
膜バージョン・特開２０００−１１９６４７号公報機械的な外力を加えて生じる変形により発光する材料で
あり、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＣａＡｌ₂Ｏ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇の母体材料に３ｄ、４ｄ、５ｄ、４
ｆの電子殻を有する遷移元素あるいは希土類元素を含む
物質とその製造方法。・特開平１１−２６３９７０号公報金属酸化物／複合酸化物の母体結晶に３ｄ、４ｄ、５
ｄ、４ｆの電子殻を有する遷移元素あるいは希土類元素
を発光中心イオンとして含む物質からなる機械的変形に
より発光する材料。・特許第２９５８４５０号（特開平１１−２１９６０１
号公報）・機械的な外力で発光する無機材料の薄膜をＴ_g（ガラ
ス転移温度）以下の温度でガラス面に形成する方法。・特許第２９９２６３１号（特開２０００−６３８２４
号公報）Ｓｒ₃Ａｌ₂Ｏ₆、Ｃａ₃Ａｌ₂Ｏ₆の母体材料に遷移
元素や希土類を含む材料および添加物質の量が０．０１
〜２０ｗｔ％で、８００℃〜１７００℃の還元雰囲気下
で焼成させることを特徴とする製造法。・特開２０００−１４４１２９号公報ＭＡｌ₄Ｏ₇（Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）を母体結
晶とし、Ｅｕを賦活剤、遷移金属あるいは希土類元素を
共賦活剤とした可視光で励起される蓄光性蛍光体。・特開２０００−１８９８０５号公報蓄光性アルミン酸塩化合物（希土類含有）と、触媒活性
を示す遷移金属元素を添加した層状／トンネル構造化合
物（例えば、Ｐｔ−Ｋ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₇）を混合した光触
媒。・特許第３０７９２６２号（特開２０００−２２６２１
６号公報）低抵抗のＬａＮｉＯ₃透明導電性薄膜（応力発光とはほ
ぼ無関係）・特開２０００−３１３８７８号公報外部からの機械エネルギーを光に変える材料において、
Ｙ−Ｂａ−Ｍｇ−Ｓｉ−酸化物を母体材料とし、希土類
ないし遷移金属元素を発光中心とする材料・特開２００１−４９２５１号公報非化学量論的組成のアルミン酸塩を規定した、機械的エ
ネルギーによって発光する材料。・特開２００１−６４６３８号公報メリライト型結晶構造の酸化物（例えば、ＣａＹＡｌ₃
Ｏ₇、Ｃａ₂Ａｌ₂ＳｉＯ₇など）を母体とする、機械
的エネルギーによって発光する材料。・米国特許第６１１７５７４号（２０００年９月１２日
登録）トライボルミネッセント（Triboluminescent）材料とし
て、ピエゾ関連材料をクレームしたもので、特開平１１
−１１６９４６号公報と特開平１１−１２０８０１号公
報の２件に対応。・米国特許第６１５９３９４号（２０００年１２月１２
日登録）応力発光材料として、主にＳｒ₃Ａｌ₃Ｏ₆をクレーム
したもので、特許第２９９２６３１号（特開２０００−
６３８２４号公報）に対応。

【００１９】最近までのＳｒＡｌ ₂ Ｏ ₄ 系発光材料の報
告事例さて、以上では、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄系材料が、１９６０年
代にはＥｕドープによる蛍光体として、１９９３年頃に
は、根本特殊化学（株）によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋
Ｄｙの開発で長残光蛍光体として脚光を浴びたこと、更
に１９９７年頃に、徐と秋山らによって、これらの物質
が強く応力発光する能力を有していることが明らかにさ
れたこと等を説明してきた。

【００２０】そこで次に、その後のＳｒＡｌ₂Ｏ₄系材
料の研究報告について、それぞれ簡潔にまとめて説明す
る。 ◎東洋大学と根本特殊化学（株）によるＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ、ＣａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｎｄ単結
晶の長残光特性の研究。・T.Katsumata,T.Nabae,K.Sasajima and T.Matsuzawa,
J.Crystal Growth,183(1998)361-365

【００２１】◎プエルトリコ大学とジョージア大学によ
るレーザ加熱ペデスタル成長（Laser-heated pedestal
growth、ＬＨＰＧ）法によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄ
ｙ、ＣａＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｎｄ単結晶の育成研究。・W.Jia,H.Yuan,L.Lu,H.Liu and W.M.Yen,J.Lumine.,76
&77(1998)424-428 ・W.Jia,H.Yuan,L.Lu,H.Liu and W.M.Yen,J.Crystal Gr
owth,200(1999)179-184 ・W.Jia,H.Yuan,S.Holmstrom,H.Liu and W.M.Yen,J.Lum
ine.,83-84(1999)465-469

【００２２】◎単結晶ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙにお
ける長残光特性。ジョージア大学の学位論文・Huabiao.Yuan,"The Investigation of Long Persiste
nt Afterglow in SrAl₂O:Eu,Dy Single Crystal" Dissertation submitted to The University of Georgi
a,(Sept.1998)

【００２３】◎分子科学研究所による長残光ＳｒＡｌ₂
Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙの励起スペクトル研究・M.Kamada,J.Murakami and N.Ohno, J.Lumine.,87-89
(2000)1042-1044 ◎韓国の研究機関による固溶系の（Ｓｒ、Ｃａ）Ａｌ₂
Ｏ₄：Ｅｕについての発光研究・S.H.Ju,S.G.Kim,J.C.Choi,H.L.Park,S.-I.Mho and T.
W.Kim,Mat.Res.Bull.,34(1999)1905-1909

【００２４】◎東洋大学によるフローティングゾーン法
による単結晶：ＳｒＡｌ₂Ｏ₄、ＳｒＡｌ₄Ｏ₇、Ｓｒ₃Ａｌ₂Ｏ₆、
ＳｒＡｌ₁₂Ｏ₁₉の発光特性研究。・T.Katsumata,K.Sasajima,T.Nabae,S.Komuro and T.Mo
rikawa,J.Am.Ceram.Soc.,81(1998)413-416

【００２５】◎ゾルゲル法によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
＋Ｄｙとボロン添加効果・I-C.Chen and T-M.Chen,J.Mater.Res.,16(2001)644-6
51 ◎各種Ｓｒ−アルミン酸塩におけるＰｂ²⁺イオンの特性
評価・C.P.Joshi and S.V.Moharii,Phys.Stat.Sol.(b),220
(2000)985-989

【００２６】◎Ｅｕ、Ｄｙ共ドープＳｒ−Ａｌ−酸化物
蛍光体の長残光特性。・高橋久子、田部勢津久、花田禎一、J.Ceram.Soc.Japa
n,104(1996)322-326◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ、Ｄｙ単結
晶の長残光光電導特性。・H.B.Yuan,W.Jia,S.A.Basun,L.Lu,R.S.Meltzer and W.
M.Yen,J.Electrochemi.Soc.,147(2000)3154-3156

【００２７】◎プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤ
Ｐ）用のグリーン蛍光体としてのＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
の評価（鳥取大学と日本電気（株））・M.Ashida,K.Okamoto,I.Ozaki,H.Fukuda,K.Ohmi,S.Tan
aka,H.Kobayashi,M.Hayashi and M.Minamoto,IDW '98(P
roc.5th Int.Display Workshops)(1998)597-600◎蓄光
材料に関する簡単なコラム。プラスチックとの混合にも
触れている。（東北大学）・遠藤忠、合成樹脂、４３（１９９７）１０

【００２８】◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末の残光特性に
及ぼすフラックス効果／粒径効果など。（九州大学）・田中景子、村田貴広、森永健次、資源と素材、114(19
98)965-969 ◎ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）基材にレーザ溶射法で
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄膜を成膜し、サーモルミネッセンス特性
を議論。・堀江譲、佐藤公紀、井上英二、日本容射協会全国大会
講演論文集、62(1995)38-39

【００２９】◎（Ｂａ，Ｓｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの蛍光
特性。・S.H.M.Poort,W.P.Blokpoel and G.Blasse,Chem.Mate
r.,7(1998)1547-1551 ◎（ＭｇＳｒ）Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕおよび（ＭｇＢａ）Ａ
ｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの発光特性・X.Zhang,Y.Zhai and S.Wu,Huagong Yejin(Engin.Che
m.Metallugy),19(1998)109-112

【００３０】◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの結晶性と長残光
特性および熱ルミネッセンス。・唐明道、李長寛、高志武、許少鴻、蒋雪菌、蔡昆、Ch
inese J.Luminescence,16(1995)51-56 ◎発光をモニターすることを介したＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕの高温固相反応の解析。・Y.K.Song,S.K.Choi,H.S.Moon,T.W.Kim,S.-I.Mho and
H.L.Park,Mater.Res.Bull.,32(1997)337-341 ◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子の水熱合成・T.R.N.Kutty,R.Jagannathan and R.P.Rao,Mater.Res.
Bull.,25(1990)1355-1362

【００３１】◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄等の希土類アルミネート
系蓄光型蛍光体光物性の解説・田部勢津久、花田禎一、ニューセラミックス、Vol.9
、No.10(1996)27-33◎湿式から調整したＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕ微粒子の蛍光特性・Z.Zhang,Z.Feng,Y.Lin and Z.Tang,Ann.Mtg.Ceram.So
c.Japan,2 C 10(1996)65

【００３２】◎針状微粒子ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの蛍光
特性・Z.Zhongtai,L.Yuanhua,T.Zilong,Z.Feng and H.Chuan
yong,Ann.Mtg.Ceram.Soc.Japan,1 G 12(2000)65 ◎ゲル法によって調整されたＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒
子の蛍光特性・Z.Tang,F.Zhang,Z.Zhang,C.Huang and Y.Lin,J.Euro.
Ceram.Soc.,20(2000)2129-2132

【００３３】◎ＳｒＡｌ₂Ｏ₄母体中にドープされた３
価のＶイオンの特性・S.Kuck and P.Jander,Chem.Phys.Lett.,300(1999)189
-194 ◎新潟大学によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ薄膜材料の一連
の研究・傳井達、清水英彦、川上貴浩、新保一成、加藤景三、
金子双男、太田雅壽、電子情報通信学会技術研究報告
（信学技報）、CPM-95-62(1995)13-18 ・傳井達、上村拓也、川上貴浩、新保一成、加藤景三、
金子双男、太田雅壽、電子情報通信学会技術研究報告
（信学技報）、CPM-97-60(1997)55-60 ・傳井達、上村拓也、小倉行博、加藤景三、新保一成、
金子双男、太田雅壽、川上貴浩、電子情報通信学会技術
研究報告（信学技報）、CPM-98-113(1998)1-6 ・傳井達、上村拓也、加藤景三、金子双男、新保一成、
太田雅壽、川上貴浩、電気学会論文誌、118-A(1998)101
5-1020 ・K.Kato,I.Tsutai,T.Kamimura,F.Kaneko,K.Shinbo,M.O
hta andT.Kawakami,J.Lumin.,82(1999)213-220 ・I.Tsutai,T.Kamimura,K.Kato,F.Kaneko,K.Shinbo,M.O
hta andT.Kawakami,Proc.1998 Int'l Symp.Elect.Insu
l.Mater.& 1998 AsianInt'l Conf.Diele.Elect.Insul.
＆30th Symp.Elect.Insul.Mater.（電気絶縁材料シンポ
ジウム予稿集）.,(1998)51-54 ・太田雅寿、早川陽喜、丸山みずほ、西條智彦、希土
類、32(1998)142-143 ・三好潤一、沖大祐、戸田健司、佐藤峰夫、希土類、34
(1999)266-267 ・太田雅寿、丸山みずほ、西條智彦、希土類、36(2000)
244-245 ・太田雅寿、早川陽喜、丸山みずほ、西條智彦、第１１
回日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集、
1 C 02(1998)45 ・M.Sengiku,Y.Oda,W.Jiang,K.Yatsui,Y.Ogura,K.Kato,
K.Shinbo and F.Kaneko,Jpn.J.Appl.Phys.,40(2001)103
5-1037 ・K.Kato,Y.Ogura,M.Sengiku,K.Shinbo,F.Kaneko,Y.Oda
and K.Yatsui,Jpn.J.Appl.Phys.,40(2001)1038-1041

【００３４】◎工学院大学の中沢研究室の薄膜および希
土類イオンのトラップ準位とメカニズムの研究・中沢叡一郎、持田俊樹、岡準、蛍光体同学会講演予
稿、258(1995)25-34・持田俊樹、神山健一、中沢叡一
郎、工学院大学研究報告、No.81(1996)83-90 ・E.Nakazawa and T.Mochida,J.Luminescence,72-74(19
97)236-237 ・米澤幸太、中沢叡一郎、村崎嘉典、工学院大学研究報
告、No.86(1999)153-159

【００３５】その他の関連する発光材料の報告事例更に、アルミネートの組成をいろいろ変えた場合の報告
例に言及すれば、ＳｒＡｌ₁₂Ｏ₁₉系の発光材料に関する
論文が以下のように発表されている。・E.F.Riebling,Mat.Res.Bull.,10(1975)997-1004 ・J.Huang,H.Wang,J.Hu and X.Yu,J.Lumin.,40&41(198
8)157-158 ・H.T.Hintzen,C.J.M.Denissen and H.M.van Noort,Ma
t.Res.Bull.,24(1989)247-259 ・L.D.Merkle,B.Zandi,R.Moncorge,Y.Guyot,H.R.Verdun
and B.Mcintosh,J.Appl.Phys.,79(1996)1849-1856 ・B.Zandi,L.D.Merkle,J.B.Gruber,D.E.Wortman and C.
A.Morrison,J.Appl.Phys.,81(1997)1047-1054 ・A.M.Srivastava and W.W.Beers,J.Lumin.,71(1997)28
5-290 ・H.R.Verdun,D.E.Wortman,C.A.Morrison and J.L.Brad
shaw,Opt.Mater.,7(1997)117-128 ・S.R.Jansen,H.T.Hintzen,R.Metselaar,J.W.de Haan,
L.J.M.van de Ven,A.P.M.Kentgens and G.H.Nachtegaa
l,J.Phys.Chem.B,102(1998)5969-5976 ・S.Maschio,E.Lucchuni and V.Sergo,J.Am.Ceram.So
c.,82(1999)3145-3149 ・J.S.Choi,S.H.Baek,S.G.Kim,S.H.Lee,H.L.Park,S.-I.
Mho,T.W.Kim and Y.H.Hwang,Mat.Res.Bull.,34(1999)55
1-556

【００３６】更に、その他のアルミネート蛍光体（Ｓｒ
₂Ａｌ₆Ｏ₁₁：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ、ＢａＡ
ｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈、ＳｒＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈）についての報
告例もある。・D.Wang and M.Wang,J.Mater.Sci.Lett.,18(1999)1433
-1435 ・一ノ宮敬治、荒井清隆、玉置寛人、村崎嘉典、尾石友
弘、蛍光体同学会講演予稿集、270(1998)9-16 ・K.Tanaka,T.Ishihara,K.Fujita and K.Hirano,Mater.
Res.Soc.Symp.Proc.,604(2000)323-328 ・T.Ishihara,K.Tanaka,K.Fujita,K.Hirao and N.Soga,
Solid StateCommun.,107(1998)763-767

【００３７】また、ＺｎＯ中に３価の希土類イオンをド
ープした物質の摩擦発光についての調査報告事例もあ
る。・J.C.Ranfard-Haret,P.Valat,V.Wintgens and J.Kossa
nyi,J.Lumine.,91(2000)71-77

【００３８】一方、上記のような無機化合物だけでな
く、分子性結晶・有機材料についてのメカノルミネッセ
ンスについての報告もなされている。・B.P.Chandra,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,142(1987)157-17
2 ・B.P.Chandra,M.S.Khan and M.H.Ansari,Cryst.Res.Te
chnol.,33(1998) 291-302 ・G.T.Reynolds,J.Lumine.,75(1997)295-299

【００３９】特に最近では、Ｅｕ錯体のメカノルミネッ
センスについての報告事例が多数ある。・N.Takada,J.Sugiyama,R.Katoh,N.Minami and S.Hied
a,Synthetic Metals,91(1997)351-354 ・N.Takada,S.Hieda,J.Sugiyama,R.Katoh and N.Minam
i,Synthetic Metals,111-112(2000)587-590 ・X-F.Chen,S-H.Liu,C-Y.Duan,Y-H.Xu,X-Z.You,J.Ma an
d N-B.Min,Polyhedron,17(1998)1883-1889 ・X-R.Zeng,R-G.Xiong,X-Z.You and K-K.Cheung,Inorg.
Chem.Commun.,3(2000)341-344 ・高田徳幸、高分子、48巻、３月号(1999)143 しかしながら、これらの分子性結晶やＥｕ錯体の発光
は、上記無機系材料と比べて低く、現在の視点に立つ
と、産業上、重要性が高いとは言えない。

【００４０】その他、この発明と関連する付随的な公知
文献として、固体の破壊時に発光する現象の研究事例・G.Alzetta,I.Chudacheck and R.Scarmozzino,Phys.St
at.Sol.(a),1(1970)775-785 や、地震の際に発光する現象の研究事例・J.S.Derr,Bull.Seismological Soc.Amer.,63(1973)21
77-2187 や、応力発光と関係深い摩擦時に発光する現象（トライ
ボルミネッセンス）の研究事例・A.J.Walton,Adv.Phys.,26(1977)887-948 等もすでに知られている。しかしながら、地震時に発光
する現象と破壊発光には何らかのメカニズム的繋がりが
想像できるものの、応力発光との関係は、まだ全くと言
っていいほど未解明である。更に、徐らも詳しく調べて
いる摩擦発光と応力発光との相違に関しても、必ずしも
関係が解明されている訳ではない。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の知見によれ
ば、これまでに明らかになっている状況は以下のように
整理することができる。１．古くに公知となっている蛍光体材料としてのＳｒＡ
ｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ材料２．根本特殊化学（株）による長残光蛍光体ＳｒＡｌ₂
Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ材料の存在ただし、応力発光性については、言及されていない。３．根本特殊化学（株）による上記蛍光体と樹脂との複
合化材料の存在４．九州工業技術研究所の徐、秋山らによるＳｒＡｌ₂
Ｏ₄：Ｅｕ物質による応力発光現象の発見５．九州工業技術研究所の徐、秋山らによるＳｒＡｌ₂
Ｏ₄：Ｅｕ物質と樹脂との複合化による応力発光現象の
実験・確認

【００４２】ちなみに、根本特殊化学（株）から、複合
材料としての商品名「ルミノーバ」（ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：
Ｅｕ＋Ｄｙ）の樹脂含浸製品が、「練込樹脂ペレット」
として以下のとおり販売されている。・http://www.nemoto.co.jp/products/luminova/index.
html ・http://www.nemoto.co.jp/products/gss/index.html

【００４３】樹脂材料としては、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、
ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＡ）、ウ
レタン樹脂が、上記web や、論文［はかる、vol.42(199
7)2.］に記載されている。更に、上記Web 資料によれ
ば、シリコーンゴムへの練り込みも試みられているよう
である。一方、粉体と樹脂との混合比についてはは、重
量比で１０％程度との記述がある。

【００４４】しかしながら、上記の複合材料あるいはシ
ート状成型体は、非常に固いため、人間の力では容易に
曲げることはできず、その結果として、応力発光を簡単
に実施することは困難である。更に、上記の樹脂混練材
料は、もともと長残光特性を有するため、常時発光して
いるように見えてしまい、触ったりした時だけ光るよう
にはなかなか見えないため、例えばエンターテインメン
ト用の部材として使用するには難点がある。

【００４５】この発明は、これらの課題を解決すること
を目的とする。すなわち、この発明が解決しようとする
課題は、人間の力でも容易に応力発光を起こさせること
ができる蛍光性物質、複合材料およびこれらを用いた発
光素子を提供することにある。この発明が解決しようと
する他の課題は、触ったりした時だけ応力発光を起こさ
せることができる蛍光性物質、複合材料およびこれらを
用いた発光素子を提供することにある。この発明が解決
しようとする更に他の課題は、外部からの信号によっ
て、応力発光を容易に制御することができる蛍光性物
質、複合材料およびこれらを用いた発光素子を提供する
ことにある。この発明の上記課題および他の課題は本明
細書の記述により明らかとなるであろう。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。そ
の概要について説明すると次のとおりである。前述した
ように、以下の２点が重要課題である。１．複合材料に柔軟性を持たせること２．人間が軽く触れると光ること、そしてその様子が明
瞭に分かるように、圧力印加のオン−オフでの発光量の
比をできるだけ大きく取ること３．外部からの電気信号を受けて、例えば、圧電材料に
電気信号を与えて、圧電振動を励起し、それに影響され
た特定の部位にある応力発光材料が振動することによっ
て光ること

【００４７】これらを満足させるために、例えば、１．長残光性を示さないＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ等を用い
ること（当然ながら、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕは応力発光
する）２．樹脂等との複合化において、充填率を更に高くして
３０％以上１００％未満、好適には３０％以上８０％以
下とし、また薄いシート状とすること３．外部からの電気信号を受けて、特定の部位にある応
力発光材料が振動させるように上記シートが２次元面に
適当な間隔で配備されていることが有効である。

【００４８】ところで、後に詳述するが、本発明者ら
は、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕなどの物質に力を加えた時に
発光が生じる現象について詳細な検討を行った結果、そ
の物質内部の応力が時間的に変化することにより発光を
制御することができ、具体的には発光のオン／オフある
いは発光強度の制御が可能であることを見い出した。す
なわち、発光を起こさせ、あるいは発光強度を変化させ
るためには、単に応力を生じさせることが重要なのでは
なく、応力の時間変化率を与えることが特に重要であ
る。

【００４９】この発明は、以上の検討および知見に基づ
いて更に各種の検討を行った結果、案出されたものであ
る。すなわち、上記課題を解決するために、この発明の
第１の発明は、応力の時間変化率に依存して発光するこ
とを特徴とする蛍光性物質である。ここで、応力の時間
変化率とは、応力をσ、時間をｔとしたとき、ｄσ／ｄ
ｔと表すことができる。なお、応力には、機械的応力の
ほか、熱応力なども含まれる。

【００５０】この発明の第２の発明は、応力の時間変化
率に依存して発光強度が変化することを特徴とする蛍光
性物質である。上記の応力の時間変化率は、外力の印加
または解放の速度と言い換えることもできる。

【００５１】すなわち、この発明の第３の発明は、外力
の印加または解放の速度に依存して発光することを特徴
とする蛍光性物質である。この発明の第４の発明は、外
力の印加または解放の速度に依存して発光強度が変化す
ることを特徴とする蛍光性物質である。

【００５２】この発明の第５の発明は、応力の時間変化
率に依存して発光することを特徴とする複合材料であ
る。この発明の第６の発明は、応力の時間変化率に依存
して発光強度が変化することを特徴とする複合材料であ
る。

【００５３】この発明の第７の発明は、外力の印加また
は解放の速度に依存して発光することを特徴とする複合
材料である。この発明の第８の発明は、外力の印加また
は解放の速度に依存して発光強度が変化することを特徴
とする複合材料である。

【００５４】この発明の第９の発明は、蛍光性物質と他
の物質とからなり、応力の時間変化率に依存して発光す
ることを特徴とする複合材料である。この発明の第１０
の発明は、蛍光性物質と他の物質とからなり、応力の時
間変化率に依存して発光強度が変化することを特徴とす
る複合材料である。

【００５５】この発明の第１１の発明は、蛍光性物質と
他の物質とからなり、外力の印加または解放の速度に依
存して発光することを特徴とする複合材料である。この
発明の第１２の発明は、蛍光性物質と他の物質とからな
り、外力の印加または解放の速度に依存して発光強度が
変化することを特徴とする複合材料である。

【００５６】この発明の第１３の発明は、手で触るだけ
で発光することを特徴とする蛍光性物質である。この発
明の第１４の発明は、手で触るだけで発光することを特
徴とする複合材料である。ここで、手で触るだけで発光
する場合には、それにより応力の時間変化率が得られる
場合のほか、一定の力がある時間印加されてある距離の
変位が生じる場合も含まれる。

【００５７】この発明の第１５の発明は、蛍光性物質と
他の物質とからなり、手で触るだけで発光することを特
徴とする複合材料である。この発明の第１６の発明は、
弾性振動を起こさせることにより発光することを特徴と
する蛍光性物質である。

【００５８】この発明の第１７の発明は、弾性振動を起
こさせることにより発光することを特徴とする複合材料
である。この発明の第１８の発明は、蛍光性物質と他の
物質とからなり、弾性振動を起こさせることにより発光
することを特徴とする複合材料である。上記の弾性振動
を起こさせるには、音波、特に超音波を当てることが有
効である。

【００５９】すなわち、この発明の第１９の発明は、音
波を当てることにより発光することを特徴とする蛍光性
物質である。この発明の第２０の発明は、音波を当てる
ことにより発光することを特徴とする複合材料である。

【００６０】この発明の第２１の発明は、蛍光性物質と
他の物質とからなり、音波を当てることにより発光する
ことを特徴とする複合材料である。この発明の第２２の
発明は、超音波を当てることにより発光することを特徴
とする蛍光性物質である。

【００６１】この発明の第２３の発明は、超音波を当て
ることにより発光することを特徴とする複合材料であ
る。この発明の第２４の発明は、蛍光性物質と他の物質
とからなり、超音波を当てることにより発光することを
特徴とする複合材料である。

【００６２】上記の複合材料において蛍光性物質ととも
に用いられる他の物質は、用途などに応じて適宜選定す
ることができ、１種または２種以上のものであってもよ
く、更には有機物質、無機物質のいずれであってもよい
が、柔軟性を持たせる観点からは、好適には弾性体が用
いられる。この場合、蛍光性物質の重量比率は好適には
３０％以上１００％未満、より好適には３０％以上８０
％以下とする。弾性体のヤング率は、典型的には１０Ｍ
Ｐａ以上である。弾性体は、典型的には有機材料であ
り、具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、
ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセタール（ＰＡ）、ウ
レタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン
ゴム、シロキサン結合を有する有機シリコン化合物およ
び有機圧電材料からなる群より選ばれた少なくとも１種
以上の材料で構成される。ここで、有機圧電材料として
は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やポリ
トリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。ま
た、無機物質系の弾性体としては、例えば無機ガラスが
挙げられる。

【００６３】この発明において、蛍光性物質は、典型的
には、アルミニウム、ガリウムまたは亜鉛を構成元素の
一つとする酸化物、より具体的には、アルカリ土類金属
およびアルミニウム、ガリウムまたは亜鉛の酸化物を母
体とし、これに希土類元素がドープされたものである。
ここで、希土類元素は、用途などに応じて１種類または
２種類以上ドープされる。希土類元素が１種類だけドー
プされる場合の代表例はＥｕがドープされる場合であ
り、短残光が必要な用途に適している。このような蛍光
性物質の具体例はＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕである。また、
複合材料の具体例は、蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕであり、他の物質としての弾性体がポリエステル、ア
クリル樹脂またはそれらの混合物である場合である。希
土類元素が２種類以上ドープされる場合の代表例はＥｕ
およびＤｙがともにドープされる場合であり、長残光を
積極的に利用する用途に適している。蛍光性物質は、ア
ルミニウム、ガリウムまたは亜鉛を構成元素の一つとす
る酸化物のほかに、マンガンおよび／またはチタンがド
ープされた例えばＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｔｉ、Ｚｎ
Ｓ：Ｍｎ、Ｔｉのようなものであってもよい。

【００６４】蛍光性物質あるいは複合材料は、用途など
に応じた形状や寸法に調製される。例えば、シート状の
形状とする場合、その厚さは、柔軟性を確保する観点か
ら、好適には１ｍｍ以下、より好適には０．５ｍｍ以下
とする。また、繊維状またはファイバー状の形状とする
場合、その太さは、柔軟性を確保する観点から、好適に
は１ｍｍ以下、好適には０．５ｍｍ以下とする。更に、
蛍光性物質あるいは複合材料の柔軟性を確保する観点か
ら、その蛍光性物質自体の形状を例えばファイバー状、
スポンジ状またはネットワーク状の形状としてもよい。

【００６５】蛍光性物質は、構成元素にアルミニウム、
ガリウムまたは亜鉛が含まれる場合のほか、例えばアル
ミニウムおよびシリコンが含まれる場合もある。蛍光性
物質は、一つの形態では、直径が１００ｎｍ以下の微粒
子からなり、結晶質である。この結晶質の蛍光性物質と
弾性体とからなる複合材料においては、弾性体は典型的
には非晶質である。複合材料は、用途によっては、全体
としてゲル状としてもよい。

【００６６】複合材料は、種々の方法で製造することが
可能であるが、特に直径が１００ｎｍ以下の微粒子から
なる蛍光性物質と弾性体とからなる複合材料の製造に
は、次のような方法が有効である。すなわち、この発明
の第２５の発明は、直径が１００ｎｍ以下の微粒子から
なる蛍光性物質と弾性体とからなり、応力の時間変化率
に依存して発光する複合材料の製造方法であって、ポリ
シロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・縮合
反応を用いることを特徴とするものである。

【００６７】この発明の第２６の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化する複
合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物およ
び金属アルコキシドの脱水・縮合反応を用いることを特
徴とするものである。

【００６８】この発明の第２７の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、外力の印加または解放の速度に依存して発光する複
合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物およ
び金属アルコキシドの脱水・縮合反応を用いることを特
徴とするものである。

【００６９】この発明の第２８の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、外力の印加または解放の速度に依存して発光強度が
変化する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン
化合物および金属アルコキシドの脱水・縮合反応を用い
ることを特徴とするものである。

【００７０】この発明の第２９の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、手で触るだけで発光する複合材料の製造方法であっ
て、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱
水・縮合反応を用いることを特徴とするものである。

【００７１】この発明の第３０の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、弾性振動を起こさせることにより発光する複合材料
の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属
アルコキシドの脱水・縮合反応を用いることを特徴とす
るものである。

【００７２】この発明の第３１の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、音波を当てることにより発光する複合材料の製造方
法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキ
シドの脱水・縮合反応を用いることを特徴とするもので
ある。

【００７３】この発明の第３２の発明は、直径が１００
ｎｍ以下の微粒子からなる蛍光性物質と弾性体とからな
り、超音波を当てることにより発光する複合材料の製造
方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコ
キシドの脱水・縮合反応を用いることを特徴とするもの
である。

【００７４】この発明において、複合材料において蛍光
性物質とともに用いられる他の物質としては、イオンを
取り込んで変形する有機導電性物質を用いることもでき
る。このような有機導電性物質としては、例えば複素芳
香環系導電性高分子、具体的にはポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリアニリンなどが挙げられる。更に、他の
物質として高分子ゲル材料を用いることもできる。この
高分子ゲル材料は、例えば、熱変位機能を有する水溶性
非電解質高分子ゲル、ｐＨによって変位が生じる電解質
高分子ゲル、電気で変位が起きる高分子化合物と界面活
性剤との組み合わせ、ポリビニルアルコール系材料およ
びポリピロール系材料からなる群より選ばれた少なくと
も１種以上の材料である。ここで、熱変位機能を有する
水溶性非電解質高分子ゲルは、例えばポリビニルメチル
エーテルまたはポリＮイソプロピルアクリルアミドであ
り、ｐＨによって変位が生じる電解質高分子ゲルは例え
ばポリアクリロニトリルであり、電気で変位が起きる高
分子化合物は例えばポリアクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸である。

【００７５】この発明による蛍光性物質は、コート材
料、塗料、インク、人工皮膚、人工発光皮膚、人工発光
毛髪、発光素子などに使用することもでき、必要に応じ
て、他の物質と組み合わせて複合材料として使用しても
よい。すなわち、この発明の第３３の発明は、応力の時
間変化率に依存して発光する蛍光性物質を含有すること
を特徴とするコート材料である。この発明の第３４の発
明は、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化する
蛍光性物質を含有することを特徴とするコート材料であ
る。

【００７６】この発明の第３５の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を含有することを特
徴とする塗料である。この発明の第３６の発明は、応力
の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質
を含有することを特徴とする塗料である。

【００７７】この発明の第３７の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を含有することを特
徴とするインクである。この発明の第３８の発明は、応
力の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物
質を含有することを特徴とするインクである。

【００７８】この発明の第３９の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を含有することを特
徴とする人工皮膚である。この発明の第４０の発明は、
応力の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍光性
物質を含有することを特徴とする人工皮膚である。

【００７９】この発明の第４１の発明は、人工皮膚材料
からなる皮膚層と、皮膚層を貫通して所定の配置で設け
られた複数の光ファイバーと、皮膚層の一方の面側の光
ファイバーの一端に設けられた、応力の時間変化率に依
存して発光する蛍光性物質、または、蛍光性物質と他の
物質とからなり、応力の時間変化率に依存して発光する
複合材料とを有することを特徴とする人工皮膚である。

【００８０】この発明の第４２の発明は、人工皮膚材料
からなる皮膚層と、皮膚層を貫通して所定の配置で設け
られた複数の光ファイバーと、皮膚層の一方の面側の光
ファイバーの一端に設けられた、応力の時間変化率に依
存して発光する蛍光性物質、または、蛍光性物質と他の
物質とからなり、応力の時間変化率に依存して発光する
複合材料とを有する人工皮膚の接触情報処理方法であっ
て、人工皮膚の一方の面に他の物体が接触したときに、
複数の光ファイバーのうちのその他端から光が出射され
る光ファイバーの位置および／または出射される光の強
度から物体の接触情報を得るようにしたことを特徴とす
るものである。

【００８１】この発明の第４１および第４２の発明にお
いては、典型的には、皮膚層に複数の光ファイバーが二
次元アレイ状に設けられる。これらの光ファイバーの太
さや間隔などは、人工皮膚に持たせる機能などに応じて
決められる。人工皮膚材料としては、例えば樹脂などが
用いられる。

【００８２】この発明の第４３の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する、太さが１ｍｍ以下の繊維状ま
たはファイバー状の形状を有する、蛍光性物質または蛍
光性物質と他の物質とからなる複合材料が人工皮膚に植
設されたことを特徴とする人工発光皮膚である。

【００８３】この発明の第４４の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する、太さが１ｍｍ以下の繊維状ま
たはファイバー状の形状を有する、蛍光性物質または蛍
光性物質と他の物質とからなる複合材料を用いたことを
特徴とする人工発光毛髪である。これらの人工発光皮膚
や人工発光毛髪は、例えば、エンターテインメントロボ
ットや各種商品のボディーの表面に設けることができ
る。

【００８４】この発明の第４５の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する、太さが１ｍｍ以下の繊維状ま
たはファイバー状の形状を有する、蛍光性物質または蛍
光性物質と他の物質とからなる複合材料を用いた人工発
光毛髪の製造方法であって、蛍光性物質からなる微粒子
を含む液体または蛍光性物質からなる微粒子と液体状態
にある他の物質とを含む液体にチューブの一端を差し込
み、他端から吸引を行ってチューブ内に液体を充填した
後、チューブ内に充填した液体を固化させるようにした
ことを特徴とするものである。

【００８５】この発明の第４６の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する、太さが１ｍｍ以下の繊維状ま
たはファイバー状の形状を有する、蛍光性物質または蛍
光性物質と他の物質とからなる複合材料を用いた人工発
光毛髪の製造方法であって、蛍光性物質からなる微粒子
を含む電着塗料液または蛍光性物質からなる微粒子と他
の物質の原料とを含む電着塗料液中に導電性の芯線を浸
漬し、電気泳動法により芯線の表面に蛍光性物質の微粒
子または蛍光性物質の微粒子と他の物質とを付着させる
ようにしたことを特徴とするものである。

【００８６】この発明の第４７の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を用いたことを特徴
とする発光素子である。この発明の第４８の発明は、応
力の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物
質を用いたことを特徴とする発光素子である。

【００８７】発光素子に複合材料を用いる場合、それに
弾性振動を生じさせ、それによって応力の時間変化率を
得るためには、例えば圧電振動子あるいは圧電材料や表
面弾性波素子などを用いることができる。すなわち、こ
の発明の第４９の発明は、圧電振動子と、圧電振動子と
接合した、圧電振動に依存して発光する蛍光性物質とを
有することを特徴とする発光素子である。

【００８８】この発明の第５０の発明は、圧電振動子
と、圧電振動子と接合した、蛍光性物質と他の物質とか
らなり、圧電振動に依存して発光する複合材料とを有す
ることを特徴とする発光素子である。

【００８９】この発明の第５１の発明は、圧電振動子
と、圧電振動子と接合した、蛍光性物質と他の物質とか
らなり、圧電振動の振幅および／または周波数に依存し
て発光強度が変化する複合材料とを有することを特徴と
する発光素子である。ここで、圧電振動の周波数には、
共振周波数近傍の周波数が含まれる。

【００９０】この発明の第５２の発明は、表面弾性波素
子と、表面弾性波素子と接合した、弾性振動の振幅およ
び／または周波数に依存して発光する蛍光性物質とを有
することを特徴とする発光素子である。

【００９１】この発明の第５３の発明は、表面弾性波素
子と、表面弾性波素子と接合した、蛍光性物質と他の物
質とからなり、弾性振動の振幅および／または周波数に
依存して発光する複合材料とを有することを特徴とする
発光素子である。

【００９２】この発明の第５４の発明は、表面弾性波素
子と、表面弾性波素子と接合した、蛍光性物質と他の物
質とからなり、弾性振動の振幅および／または周波数に
依存して発光強度が変化する複合材料とを有することを
特徴とする発光素子である。

【００９３】この発明の第５５の発明は、圧電材料から
なる薄膜と、圧電振動に依存して発光する蛍光性物質か
らなる薄膜とが積層された構造を有することを特徴とす
る発光素子である。この発明の第５６の発明は、圧電材
料からなる薄膜と、蛍光性物質と他の物質とからなり、
圧電振動に依存して発光する複合材料からなる薄膜とが
積層された構造を有することを特徴とする発光素子であ
る。

【００９４】この発明の第５７の発明は、圧電材料から
なる薄膜と、蛍光性物質と他の物質とからなり、圧電振
動に依存して発光強度が変化する複合材料からなる薄膜
とが積層された構造を有することを特徴とする発光素子
である。

【００９５】この発明の第５５の発明においては、良好
な結晶性を得る観点から、好適には、圧電材料からなる
薄膜と蛍光性物質からなる薄膜とがエピタキシャルに格
子整合して積層される。また、この発明の第５５〜第５
７の発明において、圧電材料からなる薄膜に圧電振動を
生じさせるためには、例えば、圧電材料からなる薄膜を
挟んで互いに対向する一対の電極を設けたり、圧電材料
からなる薄膜の一方の面に互いに対向する一対の櫛形電
極を設けたりして、これらの電極に電気信号を入力す
る。後者のように圧電材料からなる薄膜の一方の面に互
いに対向する一対の櫛形電極を設ける場合、発光制御用
のトランジスタ、例えばＭＩＳトランジスタを設け、こ
のＭＩＳトランジスタのドレインと一対の櫛形電極のう
ちの一方とを電気的に接続すれば、トランジスタのオン
／オフ動作により発光を制御することができる。この発
光素子は、アクティブマトリックス素子の一つの単位と
して用いることができる。

【００９６】上記の圧電材料からなる薄膜は種々の基板
上に形成することが可能であるが、特にＳｉ基板は安価
で入手も容易である点で望ましい。このＳｉ基板を用い
る場合には、その上にまずＣｅＯ₂薄膜を成長させ、そ
の上に圧電材料からなる薄膜を成長させることにより、
ＣｅＯ₂薄膜とエピタキシャルに格子整合させることが
可能である。

【００９７】この発明において、複合材料において蛍光
性物質とともに用いられる他の物質としては、圧電材料
を用いてもよい。この場合、一つの典型的な例では、複
合材料は、粒子部分と粒界部分とからなり、その粒子部
分が主として圧電材料からなり、粒界部分が主として蛍
光性物質からなる。このような複合材料を用いて、以下
のような発光素子を構成することができる。

【００９８】すなわち、この発明の第５８の発明は、主
として蛍光性物質と圧電材料とからなり、応力の時間変
化率に依存して発光する複合材料を用いた発光素子であ
って、複合材料は粒子部分と粒界部分とからなり、粒子
部分が主として圧電材料からなり、粒界部分が主として
蛍光性物質からなり、外部からの電気信号の入力によ
り、複合材料に電歪を誘発し、その結果として粒界部分
の蛍光性物質から発光が得られるように電極が設けられ
ていることを特徴とするものである。

【００９９】この発明の第５９の発明は、主として蛍光
性物質と圧電材料とからなり、応力の時間変化率に依存
して発光強度が変化する複合材料を用いた発光素子であ
って、複合材料は粒子部分と粒界部分とからなり、粒子
部分が主として圧電材料からなり、粒界部分が主として
蛍光性物質からなり、外部からの電気信号の入力によ
り、複合材料に電歪を誘発し、その結果として粒界部分
の蛍光性物質から発光が得られるように電極が設けられ
ていることを特徴とするものである。

【０１００】圧電材料としては種々のものを用いること
ができるが、典型的にはＡＢＯ₃型のペロブスカイト関
連結晶構造を有するものが用いられ、具体的には、Ｐｂ
ＴｉＯ₃系材料、ＰｂＺｒＯ₃系材料、Ｐｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏ₃系材料、Ｐｂ（ＺｎＮｂ）Ｏ₃系材料およびＰ
ｂ（ＭｇＮｂ）Ｏ₃系材料からなる群より選ばれた少な
くとも１種以上の材料またはそれらの固溶材料が用いら
れる。圧電材料と蛍光性物質との典型的な組み合わせの
例を挙げると、圧電材料がＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃系材料
であり、蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕである場合
や、圧電材料がＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃系材料であり、蛍
光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕである場合などであ
る。

【０１０１】この発明において、蛍光性物質は、典型的
には、希土類元素を含むアルミネート系ガラス相であ
り、より具体的には、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子を含
有するガラス相である。複合材料が主として蛍光性物質
と圧電材料とからなる場合、その複合材料の製造には種
々の方法を用いることができるが、好適には以下のよう
な方法が用いられる。

【０１０２】すなわち、この発明の第６０の発明は、主
として蛍光性物質と圧電材料とからなり、応力の時間変
化率に依存して発光する複合材料の製造方法であって、
Ｓｒ、ＡｌおよびＥｕとガラス形成物質とを少なくとも
含む混合物を溶融し、この溶融状態から一旦急冷してガ
ラス相を生成させる工程と、そのガラス相を粉砕するこ
とにより得られる粉末と圧電材料とを混合し、熱処理を
行うことによりそのガラス相からＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
微粒子を析出させる工程を有することを特徴とするもの
である。

【０１０３】この発明の第６１の発明は、主として蛍光
性物質と圧電材料とからなり、応力の時間変化率に依存
して発光強度が変化する複合材料の製造方法であって、
Ｓｒ、ＡｌおよびＥｕとガラス形成物質とを少なくとも
含む混合物を溶融し、この溶融状態から一旦急冷してガ
ラス相を生成させる工程と、そのガラス相を粉砕するこ
とにより得られる粉末と圧電材料とを混合し、熱処理を
行うことによりそのガラス相からＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
微粒子を析出させる工程を有することを特徴とするもの
である。

【０１０４】アクチュエータ機能を有する基板を用い、
その上にこの発明による蛍光性物質を含有するインクを
プリンターなどを用いてドット状に印刷することによ
り、発光素子の二次元アレイを容易に実現することがで
きる。すなわち、この発明の第６２の発明は、アクチュ
エータ機能を有する基板と、基板上に所定の配置で設け
られた、応力の時間変化率に依存して発光する蛍光性物
質を含むドット状物質とを有することを特徴とする発光
素子である。

【０１０５】この発明の第６３の発明は、アクチュエー
タ機能を有する基板と、基板上に所定の配置で設けられ
た、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍
光性物質を含むドット状物質とを有することを特徴とす
る発光素子である。

【０１０６】この発明の第６４の発明は、アクチュエー
タ機能を有する基板と、基板上に所定の配置で設けられ
た、応力の時間変化率に依存して発光する蛍光性物質を
含むドット状物質とを有する発光素子の製造方法であっ
て、蛍光性物質を含むインクを用いて基板上に印刷を行
うことによりドット状物質を形成するようにしたことを
特徴とするものである。

【０１０７】この発明の第６５の発明は、アクチュエー
タ機能を有する基板と、基板上に所定の配置で設けられ
た、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化する蛍
光性物質を含むドット状物質とを有する発光素子の製造
方法であって、蛍光性物質を含むインクを用いて基板上
に印刷を行うことによりドット状物質を形成するように
したことを特徴とするものである。

【０１０８】上記の印刷は、典型的にはプリンターで行
われる。ドット状物質は、基板上に所望の配置で設けら
れるが、典型的には周期的に設けられる。この場合、基
板の面内にアクチュエータ機能を有する素子が周期的に
埋め込まれる。この基板としては、高分子アクチュエー
タ機能を有するものを用いてもよい。この高分子アクチ
ュエータは、例えば、熱変位機能を有する水溶性非電解
質高分子ゲル、ｐＨによって変位が生じる電解質高分子
ゲル、電気で変位が起きる高分子化合物と界面活性剤と
の組み合わせ、ポリビニルアルコール系材料およびポリ
ピロール系材料からなる群より選ばれた少なくとも１種
以上の材料を用いたものである。

【０１０９】この発明による蛍光性物質あるいは複合材
料により、フレキシブルな発光材料を得ることができ、
これは、例えばウエアラブルな材料として用いることが
できる。すなわち、この発明の第６６の発明は、応力の
時間変化率に依存して発光する蛍光性物質を少なくとも
含む材料を、基体の二次元面内に膜状、液滴状、ドット
状、ロッド状、ストライプ状またはバルクセラミックス
状の形状で設けたものが複数、フレキシブルな連結手段
で連結されていることを特徴とするフレキシブル発光材
料である。

【０１１０】この発明の第６７の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を少なく
とも含む材料を、基体の二次元面内に膜状、液滴状、ド
ット状、ロッド状、ストライプ状またはバルクセラミッ
クス状の形状で設けたものが複数、フレキシブルな連結
手段で連結されていることを特徴とするフレキシブル発
光材料である。これらのフレキシブル発光材料は、あた
かも、上記の基体を日本の伝統的甲冑の鎧の製作に用い
られているものと類似の手法でファイバーやひも状の物
で繋げることにより、巨視的にフレキシブル化したもの
と言えるものである。

【０１１１】この発明による蛍光性物質あるいは複合材
料は、すでに述べたように超音波を当てることにより容
易に発光を起こさせることができる。このような超音波
発光性物質は種々の方法で得ることができるが、好適に
は以下のような方法により得ることができる。また、こ
の超音波発光性物質は、例えば発光を利用した交通標識
などに用いることができる。すなわち、この発明の第６
８の発明は、アルカリ土類金属およびアルミニウムの酸
化物の母体中に一種類だけの希土類元素がドープされた
結晶性材料を、５００℃以上の温度で還元処理すること
により得られることを特徴とする超音波発光性物質であ
る。

【０１１２】この発明の第６９の発明は、アルカリ土類
金属およびアルミニウムの酸化物の母体中に一種類だけ
の希土類元素がドープされた結晶性材料を、５００℃以
上の温度で還元処理することにより得られる超音波発光
性物質を少なくとも含む材料を用い、超音波を当てるこ
とにより発光することを特徴とする交通標識である。

【０１１３】この発明による蛍光性物質は、発光表示部
を有する各種の電子装置、発光システム、表示システム
などに使用することができ、必要に応じて、他の物質と
組み合わせて複合材料として使用してもよい。すなわ
ち、この発明の第７０の発明は、発光表示部を有する電
子装置において、発光表示部に応力の時間変化率に依存
して発光する蛍光性物質を用いたことを特徴とする電子
装置である。

【０１１４】この発明の第７１の発明は、発光表示部を
有する電子装置において、発光表示部に応力の時間変化
率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を用いたこ
とを特徴とする電子装置である。

【０１１５】この発明の第７２の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を用いた表示部と、
表示部に超音波を照射するための超音波源とを有するこ
とを特徴とする発光システムである。

【０１１６】この発明の第７３の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を用いた
表示部と、表示部に超音波を照射するための超音波源と
を有することを特徴とする発光システムである。

【０１１７】この発明の第７４の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を用いた表示部と、
表示部に超音波を照射するための超音波源とを有するこ
とを特徴とする表示システムである。

【０１１８】この発明の第７５の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を用いた
表示部と、表示部に超音波を照射するための超音波源と
を有することを特徴とする表示システムである。

【０１１９】この発明の第７６の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光する蛍光性物質を用い、蛍光性物質
の応力の時間変化率により発光を制御するようにしたこ
とを特徴とする発光方法である。

【０１２０】この発明の第７７の発明は、応力の時間変
化率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を用い、
蛍光性物質の応力の時間変化率により発光強度を制御す
るようにしたことを特徴とする発光方法である。

【０１２１】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、蛍光性物質や複合材料を人間が手や指で軽く触れる
ことにより柔らかい感触でそれらを大きく屈曲させ、結
果として応力発光させることが可能になったり、外部か
らの電気信号を受けて圧電振動などを利用して所定の部
位を光らせることが可能となる。

【０１２２】この発明による複合材料の一つの重要な用
途は、エンターテインメント用ロボットなど、実際に使
用者である人間が手に触れる製品の皮膚あるいは外部皮
膜である。その意味において、触ると光ったりする特徴
は、著しく魅力的であり、消費者の購買意欲をそそると
考えられる。

【０１２３】一方、物理的な効果であるが、そもそも機
能的に触ることを入力信号と捉えているので、省エネル
ギーの材料または製品を得ることができる。更に、外部
電気信号により所定部位を光らせる場合においても、エ
レクトロルミネッセンスや発光ダイオード等のように電
流注入を行う必要がないので、消費電力は少なくて済
む。

【０１２４】この発明は、新しいエンターテインメント
産業に材料面から革新となるものである。すなわち、従
来の製品の多くは作る側のみの論理が反映されていた
が、この発明による蛍光性物質あるいは複合材料ではど
う扱うかなど、使用者側の工夫あるいは対話によってよ
り興味深いものになる可能性があり、使用者の関心も高
くなり、産業上大きなインパクトとなるものである。特
に、この発明による材料を、エンターテインメント用ロ
ボットの皮膚として用いれば、使用者が変形したり、あ
るいはロボット自体が関節を曲げる等の皮膚への応力的
仕事をする際に、光を発するものである。この材料のア
イデアは、こういったエンターテインメント産業だけで
なく、広く光学分野にも革命をもたらす可能性を秘めて
いる。

【０１２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、通常の固相反応
法によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕセラミックスの作製法に
ついて説明する。作製の手順としては、まず、原料とし
て以下の物質を所定量、ボールミルにて約２０時間混合
する。

【０１２６】ＳｒＣＯ₃ ０．３９ｍｏｌ＝１４７．６２９２×０．３９＝５７．５７５３８８ｇＡｌ₂Ｏ₃ ０．４ｍｏｌ＝１０１．９６１２８×０．４＝４０．７８４５１２ｇＥｕ₂Ｏ₃ ０．００２ｍｏｌ＝３５１．９１８２×０．００２＝０．７０３８３９６ｇＢ₂Ｏ₃ ０．０３２ｍｏｌ＝６９．６１８２×０．０３２＝２．２２７７８２４ｇ

【０１２７】その後、１４００℃での空気中仮焼、１４
００℃での酸素中仮焼、１３００℃でのＨ₂（５％）Ｎ
₂雰囲気中還元熱処理というプロセスで合成を行った。
そのときの各段階でのＸ線回折図形を図１〜図４に示
す。１４００℃で空気中仮焼した段階（図２）で、ほぼ
目的結晶相は形成されており、結果的にできている物質
は、既知論文［F.Hanic,T.Y.Chemekova and J.Majling,
J.Appl.Phys.,12(1979)243］と同様に単斜晶系で全て指
数付けされ、単相であることが判明した。

【０１２８】次に、ポリエステル樹脂（Buehler 社製の
Castolite Resin)と、上記のＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの粉
末を重量比で１：２の割合で混練し、数ｃｍ角のシート
状にし、これを一昼夜放置して、無機有機・複合化シー
ト材料を作製した。ここで、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの粉
末微粒子の直径は１００ｎｍ以下である。なお、ポリエ
ステルを使用した報告は、上述の根本特殊化学（株）の
報告にはなく、一方、九州工研では主にエポキシ樹脂を
使用しており、こちらでも報告されていない材料系であ
る。ここで作製したシートは、厚さ１ｍｍに満たない薄
いシート（下敷き状）であり、暗がりで軽く曲げるだけ
で、強く光ることが確認された。その時の様子を図５に
示す。

【０１２９】図５Ａでは、折り曲げる前の明るい場所で
のシートを、図５Ｂでは、暗くしたところを（折り曲げ
始めたところ）、図５Ｃでは、折り曲げたところで、し
かも持ったところが光るケースを、更に図５Ｄでは、折
り曲げた際に、シート全体が光るケースをそれぞれ示し
た。このように人の力で簡単に光らせることに成功した
のは、今のところ本発明者だけである。

【０１３０】九州工業技術研究所の徐、秋山らによる実
験報告は、エポキシ樹脂混合物のバルク体に何トンかの
圧力を印加するものが多く、軽く人間が触れた場合でも
光を発するレベルでの報告例は本発明者の知る限りなさ
れていない。このように、簡単な折り曲げ操作で光る材
料が得られたことは、エンターテインメント用ロボット
などの人工皮膚材料として、極めて有用である。図６に
その簡単なイメージ図を示す。図６においては、犬型の
エンターテインメント用ロボットの胴体に上述のシート
が人工皮膚として設けられ、その人工皮膚に人間の手の
指先を触れることで発光が生じるようになっている。軽
く触っただけで発光が起こる無機有機・複合化シート
は、上記の機能性人工皮膚材料の研究だけでなく、他分
野への波及効果も相当あるものと考えられる。

【０１３１】次に、応力発光物質としてのＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕ粉末と樹脂材料との混合比（重量％表示）につ
いて説明する。上記と同様な手法により、ＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕ粉末とポリエステルとの混合を重量比を１０％
から８０％に変えて行い、シート状の成型を試みた。シ
ートの形状は１０ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍ程
度である。この実験に限って言うと、７０％以下ではい
ずれも良好なシート成型体が形成されたが、８０％では
ぼろぼろになりやすく、力学的信頼性が乏しい結果とな
った。図７に、このシートにおけるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕ粉末の重量比率（重量含有率）と発光強度との相関を
示す。発光特性だけから考慮すれば、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：
Ｅｕの充填率が高いほど高い発光強度が得られるが、力
学的信頼性が乏しくては製品化が困難であるので、この
結果からすると、３０〜７５％程度が望ましいと考えら
れる。ただし、本質的には、８０％以上であっても、良
好なシート状成型体の形成が可能であると考えられる。

【０１３２】ここで用いられる複合材料は、応力発光す
ると言っても、日中の明るい状況下では、その発光を目
で明瞭に捉えることはなかなか難しいのが現実である。
発光強度の問題であり、紫外線等の光励起を用いれば明
瞭に分かるが、応力発光の場合には、励起強度がまだま
だ少ないのか効率が低いのかは必ずしも定かではない
が、とにかく日中時に一目瞭然と発光状態が分かるわけ
ではない。したがって、効果的な使用時間帯としては夜
間での使用が考えられる。もっとも、暗い部屋であれば
問題なく使用可能である。

【０１３３】ここで、非常に重要な、根本特殊化学
（株）が開発した希土類元素が２種類ドープされている
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ粉末の樹脂混合シートと、
本発明者らが開発したＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕと樹脂との
混合シートの暗所での残光特性の比較結果について説明
する。混合比は双方同じで、粉体：樹脂＝１：２であ
る。その結果を図８に示す。

【０１３４】図８Ａ〜Ｅ中、左側にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕ、右側にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙの挙動を示す。
明るい所での外観や色調は全く同じである。しかし、部
屋の照明を切ってからの発光状態が大きく異なり、前者
が１分もしないうちに目の感度では、相当暗くなるのに
対して、後者は、もともと長残光として開発された経緯
もあり、相当光り続けていることが分かる。

【０１３５】逆に言えば、このことは、後者の材料系で
は、応力発光を目的とした人工皮膚としては、不向きで
あることを意味する。即ち、暗所でも応力を与える以前
から発光している状況であり、応力の発生前と発生後の
発光強度の比が大きく取れない。したがって、長残光特
性を示さないＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕが、このような用途
に適していることがこれで証明される。

【０１３６】次に、本発明者が作製したＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕ粉体および比較のために根本特殊化学
（株）が開発したＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ粉体の発
光特性を評価した結果について説明する。図９に本発明
者が作製したＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉体の紫外線励起発
光スペクトル（図９Ａ）およびその残光特性（図９Ｂ）
を、図１０にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ粉体［根本特
殊化学（株）製の商品名ルミノーバ（Ｇ−３００Ｃ）］
の紫外線励起発光スペクトル（図１０Ａ）およびその残
光特性（図１０Ｂ）をそれぞれ示す。

【０１３７】なお、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉体の作製に
おいては、還元前の処理は１回で十分との事前確認をし
た上で、仮焼を酸素雰囲気中において１４００℃で２時
間、その後、還元処理（Ｎ₂中４％Ｈ₂）を、１３００
℃で２時間の条件で行って測定用試料とした。この試料
が単相であることは確認済みである。なお、還元処理の
温度は少なくとも５００℃以上であればよく、１３００
℃に限定されないことは言うまでもない。

【０１３８】いずれも、発光の主ピークは５２０ｎｍ近
傍の波長であり、緑色を呈しているが、紫外線照射を止
めた後の残光（Decay)特性を見ると、前述したようにＳ
ｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの方がはるかに早く発光強度が減衰
していくことが確認できる。なお、図９Ａおよび図１０
Ａの発光スペクトルは、２５ミリ秒毎に測定した結果を
重ねて表したものであり、発光スペクトルの強度が時々
刻々減少している様子が見て取れる。

【０１３９】さて、これらの発光スペクトルおよびその
メカニズムについてであるが、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの
発光に関するバンド描像を図１１に示す。図１１におい
て、Ｖ．Ｂ．は価電子帯、Ｃ．Ｂ．は伝導帯を示す。こ
れまでの根本特殊化学（株）の松沢らや九州工業技術研
究所の徐らの研究成果や、あるいは工学院大学の中沢や
新潟大学の傳井らの評価によって、ある程度の発光メカ
ニズムが分かってきている。基本的に、応力発光の波長
と紫外線励起でのフォトルミネッセンス波長とが同じで
あることから、フォトルミネッセンスの理解を根底に考
えればよいことになる。ただし、応力によるエネルギー
変化はまた別に考慮すべき点である。図１１に示すよう
に、エネルギー遷移過程は、まずＥｕ²⁺が価電子帯の電
子を奪い、１価のＥｕ⁺となるいわゆる電荷移動遷移が
行われる。そうなると価電子帯にはホールが生じる。励
起状態にある実効的に負電荷を帯びたＥｕ⁺に、この価
電子帯のホールが束縛され、新たな励起状態であるＥｕ
²⁺が形成されると考えられる。そして、これがホールと
再結合する形で光が放出され、ｄ→ｆ遷移による約２．
４ｅＶ（５２０ｎｍ）の発光が起こるものと考えられ
る。

【０１４０】次に、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕと樹脂との複
合化材料における特徴として、圧力の印加および解放の
両プロセスにおける発光現象を図１２に示す。図１２Ａ
〜Ｅは圧力の印加および解放による発光特性を観察した
結果を示し、ビデオ撮影からのコマ撮りを再現したもの
である。図１２Ａはプレス台上に置かれた試料を示す。
加圧前の暗い状態では若干の残光を有している（図１２
Ｂ）。加圧した瞬間に強く発光し（図１２Ｃ）、その加
圧状態を維持すると発光は消失する（図１２Ｄ）。図１
２Ｅは加圧を解放した状態を示す。以上のことから分か
るように、ここで言う応力発光とは、物理的に正確な表
現をすれば、応力の時間微分に起因した発光ということ
になる。このことは、実際加圧速度を速めると発光が強
くなることからも確認されている。

【０１４１】このように応力の時間微分あるいは加圧速
度に発光強度が大きく依存することが判明したことか
ら、本発明者は、超音波振動下での発光を期待して実験
を行った。この実験は世界的に見ても初めてのものと考
えられる。実験に使用した超音波振動子は、本多電子
（株）製の、発振部にホーンを装備したもので、仕様
は、共振周波数３９．３０ｋＨｚ、共振インピーダンス
１８０Ω、静電容量２４８０ｐＦというものである。こ
の共振状態にある超音波ホーンに、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕとポリエステル樹脂とを複合化させたシートを接触さ
せたところ、期待どおり発光が確認された。その結果を
図１３に示す。

【０１４２】図１３Ａには超音波ホーンの外観、図１３
Ｂにはその発光の様子を暗視野で、図１３Ｃにはビデオ
のナイトショット撮影機能を用いて発光の様子を再現し
たものをそれぞれ示す。図１３Ｂおよび図１３Ｃより、
明らかに超音波を受けて発光していることが分かる。こ
れは、振動の波が複合材料シート内を伝搬し、ＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子へ到達して発光しているものと考え
られる。ただし、超音波ホーン・ステージに強く接触さ
せないと光はまだ弱く、超音波の伝搬ロスさえ抑制でき
れば、もっと効率よく発光させることができると考えら
れる。なお、接触面での発熱の影響を確認するため、別
途ホットプレート等の発熱部へ接触させて、その発光の
有無を調べる実験を行ったが、それらの実験からは目に
見える発光は全く観察されなかったので、明らかに超音
波発光であることが証拠付けられた。このことは、上述
した新潟大学の傳井らのサーモルミネッセンス研究から
も予想されることで、このＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末
は、２３０Ｋに大きなサーモルミネッセンス発光（トラ
ップと関係がある）のピークがあり、室温以上ではその
強度は数分の一程度に減少することが報告されている。
すなわち、室温以上の温度下にさらされたとしたも、熱
だけでは発光しにくいことが分かる。この超音波発光の
効率を上げる目的から、さらに周波数の高いＭＨｚの振
動子での実験を試みた。ここで用いられている振動子
は、超音波加湿器等で用いられているものとほぼ同型の
もので、直径２ｃｍ程、厚さ１ｍｍのディスク状のもの
である。その表面にシートを貼り付けて周波数２．４Ｍ
Ｈｚで振動を与えた場合の様子を図１４に示す。図１４
Ａが振動子オフの状態、図１４Ｂが振動子オンの状態で
ある。

【０１４３】圧電振動のモードは、主として厚さ方向縦
振動である。明瞭なより強度の高い発光が認められた
（図１４Ｂ）。これは、高周波振動の方が加速度が大き
いためと考えられる。このような基礎実験の結果より、
この材料は、表面波などを用いて発光させることができ
ると考えられる。更に、超音波を空気中に照射して、遠
方のボードを光らせるようなこともできると考えられ
る。このように、振動のエネルギーが直接光エネルギー
に変換された意義は、非常に大きい。

【０１４４】技術的な位置づけを再度繰り返すと、この
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕには、サーモルミネッセンス発光
も認められているが、応力発光に言及して研究報告して
いるのは、九州工業技術研究所の徐、秋山らのグループ
がほとんどである。彼らは、セラミックス固体だけでな
く、樹脂（ただし、エポキシ系樹脂のみ）との複合化物
を、たたいたり加圧したりすると発光することを報じて
いるが、いずれもバルクな塊状の物体が対象である。軽
く触るだけでの発光は勿論、超音波振動を直接物質に与
えるような実験報告は、いずれも世界的に見てもなされ
ていない。

【０１４５】以上のように、蛍光性ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕ粉末とポリエステル樹脂との複合化シートにおいて、
超音波振動をしている物体に接触させることで発光する
現象が初めて観測された。これは、ごく単純な機械的エ
ネルギーではなく、電気制御し得る超音波振動で固体の
発光を制御することができる可能性を示したものであ
る。更に一方、同じシートにおいて、単純な折り曲げ
（屈曲）操作で、容易に発光することも併せて確認する
ことができた。人工皮膚への応用面からは、電気制御と
自発性との２面で有効であることが確認された意義は大
きい。

【０１４６】これらの結果より、以下のような素子を提
案する。すなわち、この発明による複合材料をシート化
したものは、いわゆるエンターテインメント用、あるい
はその他の各種用途で使用されるロボットの人工皮膚と
して利用することができる。この場合の概念図を図１５
に示す。図１５を見ると分かるように、使用者側が、皮
膚の任意の場所に触れたとき、自発的にその場所が発光
するだけでなく、別の素子によって触れられた位置と強
度との二つの情報を一旦ＣＰＵに記憶させ、適切なタイ
ムシフト後に、所定の位置の皮膚を光らせることも可能
である。この場合のイメージ図を図１６に示す。図１６
に示すように、これは、人の手で頭を撫でられた犬のほ
ほが、少しした後で、赤くほてっている様子である。こ
のようなことが、この複合材料と図１５のシステムとで
容易に可能となる。

【０１４７】次に、人工皮膚の構成要素等について説明
する。人工皮膚では、ある程度の柔軟さが必要である。
そこで、これまでに述べてきたように、マトリックスと
して樹脂などのエラストマーを使用することは自然であ
るし、ゴムなどでサンドイッチして光らせることも可能
である。更に、そうした方法だけでなく、ＳｒＡｌ₂Ｏ
₄：Ｅｕセラミックス自体をファイバー状にしたり、ス
ポンジ状にしたり、あるいはネットワーク状にしたりし
てそれ自体である程度柔軟性を持たせることにより、発
光を実現させることも可能である。その場合のイメージ
図を図１７に示す。

【０１４８】図１７においては、人工発色皮膚の構造の
イメージが示されており、外力の印加によるネットワー
ク構造の圧縮により発光が生じる様子が示されている。
図１７には、スポンジ構造のほか、セラミックスのフレ
ームワーク構造も示されているが、このような構造を形
成するには、セラミックス焼結後に酸等で粒子部分を洗
い流し、粒界部分のみ残す手法が一般的に用いられる。
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕを粒界に残す場合には、ＳｒＡｌ
₂Ｏ₄：Ｅｕと反応し難い物質と混合し、焼成後、その
物質を酸などで洗浄すればよい。具体例は、ＺｎＯ−Ｎ
ｂ₂Ｏ₅系の場合で、以下の論文にその記述がある。・浜野健也、佐谷野顕生、中川善兵衛、窯業協会誌、91
(1983)309-317

【０１４９】次に、同じような柔軟な構造を得る方法と
して、無機・有機ハイブリッド複合材料化が挙げられ
る。無機有機ナノ複合体のうち、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
部位だけが選択的にナノ結晶として存在することが理想
的である。この場合、マトリックス部が無機・有機ハイ
ブリッド複合材料ということになる。このイメージを図
１８に示す。また、この柔軟な無機・有機ハイブリッド
複合材料をシート片としたものを人の指先にはさんで折
り曲げている様子を図１９に示す。

【０１５０】図１８中の波線部分は、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ
−のシロキサン結合で、その末端の部位にＭ−Ｏの部位
（ここではＭとしてＳｒ、Ａｌを考え、Ｓｒ−Ｏおよび
Ａｌ−Ｏを考えればよい）があるものである。この無機
・有機ハイブリッド複合材料においては、機械的変位が
シロキサン結合に伝搬し、それが空間的に点在するＳｒ
−ＯおよびＡｌ−Ｏ部位に到達した際に発光が起こる。

【０１５１】この無機・有機ハイブリッド複合材料を作
製するには、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
₂Ｈ₅）₄、ＴＥＯＳ）の加水分解生成物であるシロキ
サン（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）を原料とすることもできる
が、簡便には、ポリジメチルシロキサン（ＨＯ−（Ｓｉ
（ＣＨ₃）₂）−ＯＨ、ＰＤＭＳ）を原料として用いる
ことができる。更に、発光部位を形成するために、アル
ミニウムアルコキシド（例えば、Ａｌ（−Ｏ−ＣＨ（Ｃ
Ｈ₃）₂）₃）やストロンチウムアルコキシド（例え
ば、Ｓｒ（−Ｏ−ＣＨ（ＣＨ₃）₂）₃）を一緒に反応
させればよい。適切な反応条件下で、脱水・縮合反応が
起き、所望のハイブリッド構造が得られる。具体的な作
製方法は、以下の論文に詳述されている。・山田紀子、吉永郁子、片山真吾、マテリアルインテグ
レーション12(1999)51-56

【０１５２】更に、別のアイデアとして、応力発光物質
を取り囲むマトリックスとして、イオンを取り込むこと
が可能なポリピロール等の有機導電性物質を用い、これ
を外部電極と対向させることで、屈曲させ、同時に光ら
せることも可能である。次に、この応力発光材料を２次
元面を光らせる材料として用いる場合について述べる。
この場合、半導体レーザや発光ダイオード等のように電
流注入が不要であるので、その分、省エネルギー化を図
ることができる。

【０１５３】まず、Ｓｉ上に積層されたＰＺＴ等の圧電
薄膜の上へ応力発光材料を積層する発光素子が考えられ
る。この圧電材料と複合化した二種類の発光素子の製造
方法を図２０に示す。図２０に示すように、例えば（０
０１）面方位のＳｉ基板１１上にバッファ層１２として
例えば（００１）面方位のＣｅＯ₂膜をエピタキシャル
成長させ（図２０Ａおよび図２０Ｂ）、その上に下部電
極層１３として例えば（００１）面方位のＳｒＲｕＯ₃
薄膜等のペロブスカイト型の導電性薄膜をエピタキシャ
ル成長させ（図２０Ｃ）、更にその上に圧電薄膜１４と
して例えば（００１）面方位のＰＺＴ等のペロブスカイ
ト型の薄膜をエピタキシャル成長させる（図２０Ｄ）。

【０１５４】この後のプロセスは発光素子の型により異
なる。一つの型の発光素子では、圧電薄膜１４上に上部
電極層１５として例えば（００１）面方位のＳｒＲｕＯ
₃薄膜等のペロブスカイト型の導電性薄膜をエピタキシ
ャル成長させ（図２０Ｅ）、更にその上に応力発光層１
６として例えばＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕあるいはこれと樹
脂等との複合材料を積層し（図２０Ｆ）、最後に透明な
キャップ層１７として例えばガラスや透明有機樹脂等の
薄膜を形成する（図２０Ｇ）。これによって、下部電極
層１３と上部電極層１５との間に印加される電圧により
圧電薄膜１４に発生する圧電縦振動が良好に応力発光層
１６に伝搬し、効率の良い発光が起こる発光素子が得ら
れる。

【０１５５】もう一つの型の発光素子では、圧電薄膜１
４上に直接応力発光層１６を積層し（図２０Ｈ）、最後
に上部透明電極層１８としてＩＴＯ、ＣｕＡｌＯ₂等の
透明導電膜を積層して覆う（図２０Ｉ）。ここで、応力
発光層１６としてＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕからなる薄膜を
積層する場合、好適には、この薄膜は圧電薄膜１４とエ
ピタキシャルに格子整合して積層される。以上により、
下部電極層１３と上部透明電極層１８との間に印加され
る電圧により圧電薄膜１４に発生する圧電縦振動が良好
に応力発光層１６に伝搬し、効率の良い発光が起こる発
光素子が得られる。

【０１５６】上記した二つの型の発光素子はいわゆる圧
電振動を用いたものであるが、類似の手法として表面弾
性波を用いることもできる。この表面弾性波を利用した
発光素子の製造方法を図２１に示す。図２１に示すよう
に、まず例えば（００１）面方位のＳｉ基板２１上にバ
ッファ層２２として例えば（００１）面方位のＣｅＯ ₂
膜をエピタキシャル成長させ（図２１Ａおよび図２１
Ｂ）、その上に圧電薄膜２３として例えば（００１）面
方位のＰＺＴ等のペロブスカイト型の薄膜をエピタキシ
ャル成長させる（図２１Ｃ）。更にこの圧電薄膜２３上
に、例えば（００１）面方位のＳｒＲｕＯ₃薄膜等のペ
ロブスカイト型の導電性薄膜をエピタキシャル成長さ
せ、これをパターニングすることにより互いに対向する
二つの櫛形電極２４、２５を形成する（図２１Ｄ）。最
後に、櫛形電極２４、２５間に応力発光層２６として例
えばＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕあるいはこれと樹脂等との複
合材料を積層する（図２１Ｅ）。これによって、櫛形電
極２４に印加される電圧により圧電薄膜２３に発生する
表面弾性波が良好に応力発光層２６に伝搬し、効率の良
い発光が起こる発光素子が得られる。

【０１５７】次に、上述の発光素子をＭＯＳＦＥＴと一
体化した例について説明する。図２２に、上述の表面弾
性波方式の発光素子をＭＯＳＦＥＴと一体化した発光素
子の例を示す。図２２に示すように、例えばｎ型Ｓｉ基
板３１にｐウエル３２が形成され、このｐウエル３２の
表面に素子間分離用のフィールド絶縁膜３３として例え
ば（００１）面方位のＣｅＯ₂膜が形成されている。こ
のフィールド絶縁膜３３により囲まれた活性領域の表面
に例えばＳｉＯ₂膜等のゲート絶縁膜３４が形成され、
その上に例えば不純物がドープされた多結晶Ｓｉやポリ
サイド等からなるゲート電極３５が形成されている。ｐ
ウエル３２中に、このゲート電極３５に対して自己整合
的に例えばｎ⁺型のソース領域３６およびドレイン領域
３７が形成されている。これらのゲート電極３５、ソー
ス領域３６およびドレイン領域３７によりｎチャネルＭ
ＯＳＦＥＴが構成されている。

【０１５８】一方、フィールド絶縁膜３３上に圧電薄膜
３８として例えば（００１）面方位のＰＺＴ等のペロブ
スカイト型の薄膜が積層され、その上に例えば（００
１）面方位のＳｒＲｕＯ₃薄膜等のペロブスカイト型の
導電性薄膜からなる二つの櫛形電極３９、４０が互いに
対向して形成されている。これらの櫛形電極３９、４０
間に応力発光層４１として例えばＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
あるいはこれと樹脂等との複合材料が積層されている。
これらの圧電薄膜３８、櫛形電極３９、４０および応力
発光層４１により表面弾性波方式の発光セルが構成され
ている。

【０１５９】ＭＯＳＦＥＴおよび発光セルを覆うように
例えばＳｉＯ₂膜のような層間絶縁膜４２が形成されて
いる。ドレイン領域３７の上の部分におけるゲート絶縁
膜３４および層間絶縁膜４２に接続孔４３が形成され、
この接続孔４３内に例えば不純物がドープされた多結晶
ＳｉやＷ等からなるプラグ４４が埋め込まれている。ま
た、櫛形電極３９、４０の上の部分における層間絶縁膜
４２に接続孔４５、４６が形成されている。そして、接
続孔４５を通じて金属配線４７によりプラグ４４と櫛形
電極３９とが接続されている。また、接続孔４６を通じ
て櫛形電極４０に金属配線４８が接続されている。

【０１６０】上述のように構成されたＭＯＳＦＥＴ一体
型発光素子においては、ＭＯＳＦＥＴのドレイン領域３
７と表面弾性波を発振する圧電薄膜３８に設けている一
方の櫛形電極３９とが電気的に接続されていることか
ら、ＭＯＳＦＥＴのスイッチングにより発光セルからの
発光を制御することができる。言い換えれば、このＭＯ
ＳＦＥＴ一体型発光素子は、アクティブマトリックスで
駆動することができる。このため、図２３に示すような
アクティブマトリックス回路を用いることで、ＭＯＳＦ
ＥＴ一体型二次元発光素子の形成が可能である。図２３
中、□で示されたものが発光セルである。ソース線は各
画素部のＭＯＳＦＥＴのソース領域３６と接続されてい
る。ゲート線は各画素部のＭＯＳＦＥＴのゲート電極３
５と接続されている。

【０１６１】次に、混合セラミックスを用いた発光素子
について説明する。その一例を図２４に示す。図２４に
示すように、この発光素子においては、応力発光物質と
圧電材料とを組み合わせた混合セラミックスを用いてお
り、粒子に圧電セラミックス微結晶、例えばＰＺＴ微結
晶５１を用い、粒界（マトリックス部）に応力発光材料
として例えばＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ５２を形成してい
る。そこで、図２５Ａに示すように、このような微構造
を有するセラミックス材料５３を挟むように電極５４、
５５を設け、これらの電極５４、５５間に図２５Ｂに示
すように外部から交流電界を印加して圧電振動を起こさ
せる。この結果、粒界部を光らせることができる。

【０１６２】この混合セラミックス材料の作製方法は、
次のとおりである。すなわち、例えば、先に述べたＳｒ
Ａｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの作製方法と同様に、まず原料として
例えばＳｒＣＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃およびＢ₂
Ｏ₃を所定量、ボールミルにて混合した後、この混合物
を熱処理して溶融し、この溶融状態から一旦急冷してガ
ラス相を生成する。次に、このガラス相を粉砕して粉末
化し、これをＰＺＴを微結晶化したものと混合した後、
熱処理を行うことによりガラス相からＰＺＴ微結晶の粒
界部分にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕを析出させる。

【０１６３】次に、アクチュエータ基板を用いた発光素
子の製造方法の一例について説明する。この例では、図
２６に示すように、アクチュエータ基板６１上に、応力
発光物質として例えばＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子を含
む応力発光インク（一種の塗料とも言える）をインクジ
ェット方式でドット状に打ち出して応力発光ドット６２
をＸ方向およびＹ方向に周期的に形成する。

【０１６４】アクチュエータ基板６１は、高分子ゲル素
子、圧電素子、超音波素子、超磁歪素子、形状記憶合金
素子、水素吸蔵素子、発熱素子（バイメタル他）等から
構成されるものである。このうち高分子ゲル素子では、
熱で変位する水溶性非電解質高分子ゲル、特に側鎖にエ
ーテル基を有する例えば、ポリビニルメチルエーテル
（ＰＶＭＥ）やポリＮイソプロピルアクリルアミド（Ｐ
ＮＩＰＡＭ）が候補材料の一つである。更に、ｐＨで変
位する電解質高分子ゲルのポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ）や、電気変位が可能なポリアクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸（ＰＡＭＰＳ）と界面活性剤と
の組み合わせやポリビニルアルコール系も有力な候補材
料である。更に、有機分子アクチュエータとして、ポリ
ピロール等も候補材料である。

【０１６５】アクチュエータ基板６１の駆動モードとし
ては、表面弾性波を用いても、圧電縦振動を用いても、
あるいは、機械的に生じる表面のしわを用いても構わな
い。表面において時間的な変化をもたらすために、この
アクチュエータ基板６１の中に上記のアクチュエータ材
料を周期的に挿入する方法がある。図２６には、アクチ
ュエータ基板６１の中にＸ方向に周期的に、挿入方向を
Ｙ方向としてアクチュエータ材料６３を挿入した例が示
されている。この例では、この周期的に挿入されたアク
チュエータ材料６３により、アクチュエータ基板６１の
表面の変位の周期性が得られる。

【０１６６】次に、超音波による道路標識発光システム
について説明する。図２７にその一例を示す。図２７Ａ
に示すように、この道路標識発光システムにおいては、
標識部の表面にこの発明による応力発光材料あるいは複
合材料を用いて必要なマークを形成するとともに、自動
車に超音波発振器を取り付ける。すると、図２７Ｂに示
すように、超音波発振器により発生する超音波が標識部
に当たると応力発光が生じ、マークが浮かび上がってド
ライバーが認識することができる。

【０１６７】次に、一種の光神経網が形成された人工皮
膚について説明する。その一例を図２８に示す。図２８
に示すように、この例では、人工皮膚材料による皮膚層
を貫通してプラスチックファイバー（光ファイバー）が
二次元アレイ状に設けられ、皮膚層の表面側の各プラス
チックファイバーの一端に球状の応力発光複合材料が取
り付けられている。この応力発光複合材料は、例えば、
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕとポリエステル樹脂とからなる。
この人工皮膚においては、例えば、その表面に人の指が
触れるとその部位の応力発光複合材料から発光が生じ、
その光がプラスチックファイバーを通ってその他端から
皮膚層の裏面側に光がパルス状に出射される。すなわ
ち、皮膚層の表面に指が接触したことおよびその接触部
位、言い換えれば接触情報を、皮膚層の裏面側から光が
出射されることおよびその出射位置から検出することが
でき、この意味でこの人工皮膚には光神経網が形成され
ていると言える。

【０１６８】図２９は、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕとポリエ
ステル樹脂とを複合化させた、応力の時間変化に依存し
て発光する複合化シートをその一方の端面に接触させた
光ファイバーを実験者が片手で支持し、もう片方の手で
このシートに外力を加えようとしている様子を示す。こ
こでは、光ファイバーとして、直径８ｍｍ、クラッド層
の厚さが１２５μｍのシングルロッドファイバーを用い
ている。

【０１６９】図３０は、図２９に示す配置において、環
境を暗くした状態の様子を示し、複合化シートに外力を
加える前の状態を示す。図３０から分かるように、この
状態では、複合化シートに外力が加えられていないた
め、発光が起きておらず、全体が黒くなっている。

【０１７０】図３１は、図２９に示す配置において、環
境を暗く保った状態で、複合化シートに外力を加えた瞬
間の状態を示す。図３１より、外力が加えられた複合化
シートからの発光に加えて、光ファイバーの他方の端面
からの発光が見られる。この光ファイバーの他方の端面
からの発光は、複合化シートからの発光による光が光フ
ァイバー中を伝送され、この光ファイバーの他方の端面
から出射されたことを示す。これにより、原理的に上記
の複合化シートからの発光による光の光ファイバーによ
る光伝送が実験的に確認され、これは、上記の光神経網
を有する人工皮膚の実現性が証明されたことを意味す
る。

【０１７１】図３２は、上記の複合化シートを光ファイ
バーの一方の端面に接触させ、その複合化シートに外力
を加える前後の合計２秒間にわたり、光ファイバーの他
方の端面から出射される波長λ＝５２０ｎｍ（応力発光
の波長）の光の強度（ルミネッセンス強度）を２０ｍｓ
ｅｃ間隔でモニターした結果を示す。図３２より、複合
化シートに外力を加えることにより、光ファイバーの他
方の端面から波長５２０ｎｍの光が出射されることが明
らかである。これにより、上記の複合化シートからの発
光による光の光ファイバーによる光伝送が再確認され
る。

【０１７２】図３３は、プラスチックチューブ、例えば
ビニール製のチューブの中に、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕと
ポリエステル樹脂とを複合化させた複合材料を充填した
人工発光毛髪３本を示す。これらの人工発光毛髪の直径
は約１ｍｍである。これらの人工発光毛髪は、例えば次
のようにして製造することができる。すなわち、ＳｒＡ
ｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子とポリエステル樹脂とが固化する
前の液体状態にあるうちに、注射器の注射針の先端に例
えばビニール製のチューブを取り付け、このチューブを
その液体状態の複合材料中に入れ、注射器を操作してそ
の複合材料を吸い上げることによりチューブ内に複合材
料を充填する。その後、注射針からチューブを取り外
し、チューブ内の複合材料を固化する。こうして、人工
発光毛髪が製造される。なお、注射器のシリンダ内に複
合材料を充填し、これを注射針から押し出す形でチュー
ブに入れることも考えられるが、この方法では、一般に
は、気泡が入りやすいし、加圧も楽ではないという不便
さがある。

【０１７３】図３４は、上記の方法で製造した直径約
０．６ｍｍの細い人工発光毛髪の外観を示す。図３５
は、上記手法で作製した直径１ｍｍの人工発光毛髪を折
り曲げる寸前の外観を示す。図３６は、環境を暗くした
状態で、上記の方法で作製した直径１ｍｍの人工発光毛
髪を折り曲げた際の外観を示す。図３６より、発光の様
子が明瞭に分かり、人工発光毛髪状のチューブからの発
光が確認された。これにより、エンターテインメントロ
ボットや他の商品への人工発光毛髪としての適用が可能
であることが実証された。

【０１７４】図３７Ａ〜Ｅは、２．４ＭＨｚの超音波振
動子の上に、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ単結晶薄片を置い
て、超音波振動子の電源をオンさせた時の試料からの発
光を時系列に観測した結果を示し、ビデオ撮影からのコ
マ撮りを再現したものである。図３７Ａは超音波振動子
上に置かれた試料を示す（明視野）。図３７Ｂは、超音
波振動子の電源をオンする前の暗い状態を示す（暗視
野）。超音波振動子の電源をオンした瞬間に強く発光し
（図３７Ｃ）、この発光はその後も持続し（図３７
Ｄ）、超音波の出力を最大にしたとき（１８Ｖ、０．５
Ａ）最も発光強度が高い結果が得られた。

【０１７５】図３８は、図３７を用いて説明した上記実
験において、超音波振動子の電源をオフ状態からオンさ
せた前後の２０秒間にわたって波長５２０ｎｍの光の発
光強度の変化をモニターした結果（図３８Ａ）と、最も
発光強度の強い時刻における発光スペクトルの測定結果
（図３８Ｂ）を示す。なお、超音波振動子のステージ
は、数秒間で発熱してくる問題があり、熱による発光、
すなわち、サーモルミネッセンスの影響も考えられた。
そこで、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ単結晶薄片を発熱ステー
ジ上に載せ、急激な発熱状態で観測を行ったが、この状
態では全く発光しないことを確認した。これらの一連の
実験事実により、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕなる物質が超音
波照射で発光することが世界で初めて確認・実証され
た。紫外線励起の際や応力発光の際に確認されている発
光波長である５２０ｎｍの発光がここでも観測されてい
る。

【０１７６】人工発光毛髪の製造方法については一つの
方法をすでに述べたが、以下においては、他の製造方法
として、電気泳動法により人工発光毛髪を製造する方法
について説明する。まず、使用する電気泳動装置につい
て説明する。図３９に示すように、電気泳動槽７１中
に、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末７２を分散させた、アク
リルメラミン系などの電着塗料液７３が入られており、
その中に、金属細線７４を植設した基台７５が浸漬され
ている。金属細線７４は、例えば銅やニッケルなどから
なり、例えば、直径０．０１〜１ｍｍ、長さ２０ｍｍ程
度である。基台７５は例えばシリコーン樹脂基台であ
り、全ての金属細線７４はこのシリコーン樹脂基台の表
面に形成した導電層（図示せず）を通じて互いに電気的
に接続されている。更に、電着塗料液７３中には、金属
細線７４を植設した基台７５と対向して金属板７６が浸
漬されている。

【０１７７】上述のように構成された電気泳動装置を用
い、次のようにして人工発光毛髪を製造する。すなわ
ち、図３９に示すように、金属細線７４を植設した基台
７５と金属板７６との間に電源７７により直流電圧（例
えば、１００〜２００Ｖ）を、基台７５が正極、金属板
７６が負極となるように印加する。すると、電気泳動に
より、負に帯電したＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末７２およ
び電着塗料が各金属細線７４の周囲を覆うように付着す
る。金属細線７４の周囲に、これらのＳｒＡｌ₂Ｏ₄：
Ｅｕ粉末７２および電着塗料が十分に付着した後、金属
細線７４を植設した基台７５を電着塗料液７３より取り
出し、例えば１２０℃で熱処理を施して樹脂を硬化す
る。このようにして、図４０に示すように、金属細線７
４の周囲にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末と樹脂との複合体
７８が形成された人工発光毛髪７９が製造される。図４
１に、基台７５に人工発光毛髪７９が植設された人工発
光毛髪ユニットを示す。

【０１７８】こうして製造した、直径６０μｍの金属細
線７４の周囲にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末７２と樹脂と
の複合体７８を厚さ２０μｍ形成した人工発光毛髪７９
は、手で触れたり撫でたりすることにより発光させるこ
とができる。図４１および図４２はその様子を示し、符
号８０は手の指を示す。

【０１７９】次に、人工発光毛髪の更に他の製造方法に
ついて説明する。この方法も、電気泳動法によるもので
ある。ただし、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末と複合化する
材料としてはガラスを用いる。具体的には、この製造方
法では、電着塗料液７３として、ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ
粉末７２およびガラス粉末（例えば、ＰｂＯ−ＳｉＯ₂
−Ｂ₂Ｏ₃系のガラス粉末）（図示せず）を分散させた
イソプロパノールを用いる。そして、上記の製造方法と
同様に、金属細線７４を植設した基台７５と金属板７６
との間に直流電圧（例えば、１００〜２００Ｖ）を印加
し、金属細線７４の周囲にＳｒＡｌ₂Ｏ ₄：Ｅｕ粉末７
２および電着塗料を十分に付着させた後、金属細線７４
を植設した基台７５を電着塗料液７３より取り出し、例
えば６００℃で熱処理を施してガラスを硬化する。この
ようにして、図４０に示すように、金属細線７４の周囲
にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末７２とガラスとの複合体７
８が形成された人工発光毛髪が製造される。

【０１８０】こうして製造した、直径６０μｍの金属細
線７４の周囲にＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末７２とガラス
との複合体７８を厚さ２０μｍ形成した人工発光毛髪７
９は、手で触れたり撫でたりすることにより発光する。

【０１８１】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。

【０１８２】例えば、上述の実施形態において挙げた数
値、構造、形状、材料、プロセスなどはあくまでも例に
過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、形
状、材料、プロセスなどを用いてもよい。

【０１８３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蛍光性物質や複合材料を人間が手や指で軽く触れる
ことにより柔らかい感触でそれらを大きく屈曲させ、結
果として応力発光させることが可能になったり、外部か
らの電気信号を受けて圧電振動などを利用して所定の部
位を光らせることが可能となり、エンターテインメント
用ロボットその他の各種の分野において、大きな革新を
もたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固相反応によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕセラミッ
クス粉末の合成プロセスの各段階におけるＸ線回折図形
を示す略線図である。

【図２】固相反応によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕセラミッ
クス粉末の合成プロセスの各段階におけるＸ線回折図形
を示す略線図である。

【図３】固相反応によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕセラミッ
クス粉末の合成プロセスの各段階におけるＸ線回折図形
を示す略線図である。

【図４】固相反応によるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕセラミッ
クス粉末の合成プロセスの各段階におけるＸ線回折図形
を示す略線図である。

【図５】この発明による複合材料シートを折り曲げた際
のシートからの発光の様子を説明するための図面代用写
真である。

【図６】触れると発光する材料を人工皮膚として用いた
エンターテインメント用ロボットを示す略線図である。

【図７】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末とポリエステル樹脂
との複合材料シートにおけるＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末
の重量比率と発光強度との相関を示す略線図である。

【図８】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末とポリエステル樹脂
との複合材料シートおよびＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ
粉末と樹脂との複合材料シートの残光特性を示す図面代
用写真である。

【図９】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末の紫外線励起発光ス
ペクトルおよびその残光特性を示す略線図である。

【図１０】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ＋Ｄｙ粉末の紫外線励
起発光スペクトルおよびその残光特性を示す略線図であ
る。

【図１１】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕの発光に関するバンド
描像を示す略線図である。

【図１２】この発明による複合材料シートへの圧力の印
加・解放による可逆的発光特性の観察結果を示す図面代
用写真である。

【図１３】この発明による複合材料シートを超音波振動
をしているホーンに接触させた際の発光の様子を示す図
面代用写真である。

【図１４】この発明による複合材料シートを超音波振動
子上に載せ、超音波振動子をオン／オフさせた際の発光
の様子を示す図面代用写真である。

【図１５】この発明による複合材料を用いた人工皮膚シ
ステムを概念的に示す略線図である。

【図１６】この発明による人工皮膚を用いたエンターテ
インメント用ロボットを示す略線図である。

【図１７】スポンジ状あるいはネットワーク状の応力発
光材料を利用した人工発色皮膚を示す略線図および図面
代用写真である。

【図１８】この発明による無機・有機ハイブリッド材料
の構造を示す略線図である。

【図１９】この発明による無機・有機ハイブリッド材料
によるシートの柔軟性を示す略線図である。

【図２０】蛍光性物質と圧電材料とを融合させた発光素
子の製造方法を示す略線図である。

【図２１】蛍光性物質と表面弾性波材料とを融合させた
発光素子の製造方法を説明するための略線図である。

【図２２】ＭＯＳＦＥＴ一体型発光素子を示す断面図で
ある。

【図２３】図２２に示すＭＯＳＦＥＴ一体型発光素子を
用いたアクティブマトリックスによる二次元発光素子を
示す略線図である。

【図２４】圧電セラミックス微結晶の粒界に応力発光材
料が設けられた複合材料を示す略線図である。

【図２５】図２４に示す複合材料を用いた発光素子の動
作を説明するための略線図である。

【図２６】アクチュエータ基板上にインクジェット方式
で応力発光ドットを形成した発光素子を示す略線図であ
る。

【図２７】超音波による道路標識発光システムを示す略
線図である。

【図２８】この発明による人工皮膚を示す略線図であ
る。

【図２９】この発明による複合材料シートを光ファイバ
ーの一端に接触させた様子を示す図面代用写真である。

【図３０】この発明による複合材料シートを光ファイバ
ーの一端に接触させ、この複合材料シートに外力を加え
る前の、環境を暗くした状態を示す図面代用写真であ
る。

【図３１】この発明による複合材料シートを光ファイバ
ーの一端に接触させ、この複合材料シートに外力を加え
た瞬間の、環境を暗くした状態を示す図面代用写真であ
る。

【図３２】この発明による複合材料シートを光ファイバ
ーの一端に接触させ、この複合材料シートに外力を加え
る前後における、波長５２０ｎｍの光の強度の時間変化
を示す略線図である。

【図３３】この発明による人工発光毛髪の例を示す図面
代用写真である。

【図３４】この発明による人工発光毛髪の例を示す図面
代用写真である。

【図３５】この発明による人工発光毛髪を両手の指で保
持した状態を示す図面代用写真である。

【図３６】この発明による人工発光毛髪を両手の指で保
持し、折り曲げたときの発光の様子を示す図面代用写真
である。

【図３７】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ単結晶薄片を超音波振
動子上に載せ、超音波振動子をオン／オフさせた際の発
光の様子を示す図面代用写真である。

【図３８】ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ単結晶薄片からの波長
５２０ｎｍの光の発光強度の時間変化および発光スペク
トルを示す略線図である。

【図３９】この発明による人工発光毛髪の製造方法を説
明するための略線図である。

【図４０】この発明による人工発光毛髪を示す略線図で
ある。

【図４１】この発明による人工発光毛髪ユニットを示す
略線図である。

【図４２】この発明による人工発光毛髪ユニットを示す
略線図である。

【符号の説明】

１１、２１・・・Ｓｉ基板、１３・・・下部電極、１
４、２３、３８・・・圧電薄膜、１５・・・上部電極、
１６、２６、４１・・・応力発光層、１８・・・上部透
明電極層、２４、２５、３９、４０・・・櫛形電極、５
１・・・ＰＺＴ微結晶、５２・・・ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕ、５３・・・セラミックス材料、５４、５５・・・電
極、６１・・・アクチュエータ基板、６２・・・応力発
光ドット、６３・・・アクチュエータ材料、７２・・・
ＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ粉末、７３・・・電着塗料液、７
４・・・金属細線、７５・・・基台、７６・・・金属
板、７９・・・人工発光毛髪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 ５Ｃ０９４Ｃ０９Ｄ 7/12 Ｃ０９Ｄ 7/12 11/00 11/00 201/00 201/00 Ｃ０９Ｋ 11/00 Ｃ０９Ｋ 11/00 ＡＦ 11/08 11/08 ＢＺＧ０９Ｆ 9/30 ３６０Ｇ０９Ｆ 9/30 ３６０ (72)発明者長沢直美東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 4G076 AA02 AB18 BA17 CA33 DA30 4H001 CA04 CF02 XA08 XA13 XA14 XA30 XA31 XA38 YA00 YA22 YA25 YA63 4J002 BB021 BB111 BC021 BF011 BG061 BN151 CD001 CF001 CG001 CK021 CP031 DE086 DE106 DE146 FD206 GP00 4J038 HA016 HA066 HA186 HA216 HA436 KA08 KA12 KA14 KA18 KA19 KA21 KA22 4J039 BA06 BA13 BA30 BA31 BA32 BA35 BA39 BE01 EA28 5C094 AA43 AA56 BA02 BA21 CA18 CA19 DA09 DA13 FB01 FB02 FB20 GA10 JA08 (54)【発明の名称】蛍光性物質、複合材料、コート材料、塗料、インク、人工皮膚、人工皮膚の接触情報処理方法、人工発光皮膚、人工発光毛髪、発光素子、電子装置、発光システム、表示システム、フレキシブル発光材料、超音波発光性物質、交通標識、発光方法、複合材料の製造方法および発光素子の製造方法

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】応力の時間変化率に依存して発光するこ
とを特徴とする蛍光性物質。
【請求項２】応力の時間変化率に依存して発光強度が
変化することを特徴とする蛍光性物質。
【請求項３】外力の印加または解放の速度に依存して
発光することを特徴とする蛍光性物質。
【請求項４】外力の印加または解放の速度に依存して
発光強度が変化することを特徴とする蛍光性物質。
【請求項５】応力の時間変化率に依存して発光するこ
とを特徴とする複合材料。
【請求項６】応力の時間変化率に依存して発光強度が
変化することを特徴とする複合材料。
【請求項７】外力の印加または解放の速度に依存して
発光することを特徴とする複合材料。
【請求項８】外力の印加または解放の速度に依存して
発光強度が変化することを特徴とする複合材料。
【請求項９】蛍光性物質と他の物質とからなり、応力の時間変化率に依存して発光することを特徴とする
複合材料。
【請求項１０】蛍光性物質と他の物質とからなり、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化することを
特徴とする複合材料。
【請求項１１】蛍光性物質と他の物質とからなり、外力の印加または解放の速度に依存して発光することを
特徴とする複合材料。
【請求項１２】蛍光性物質と他の物質とからなり、外力の印加または解放の速度に依存して発光強度が変化
することを特徴とする複合材料。
【請求項１３】手で触るだけで発光することを特徴と
する蛍光性物質。
【請求項１４】手で触るだけで発光することを特徴と
する複合材料。
【請求項１５】蛍光性物質と他の物質とからなり、手で触るだけで発光することを特徴とする複合材料。
【請求項１６】弾性振動を起こさせることにより発光
することを特徴とする蛍光性物質。
【請求項１７】弾性振動を起こさせることにより発光
することを特徴とする複合材料。
【請求項１８】蛍光性物質と他の物質とからなり、弾性振動を起こさせることにより発光することを特徴と
する複合材料。
【請求項１９】音波を当てることにより発光すること
を特徴とする蛍光性物質。
【請求項２０】音波を当てることにより発光すること
を特徴とする複合材料。
【請求項２１】蛍光性物質と他の物質とからなり、音波を当てることにより発光することを特徴とする複合
材料。
【請求項２２】超音波を当てることにより発光するこ
とを特徴とする蛍光性物質。
【請求項２３】超音波を当てることにより発光するこ
とを特徴とする複合材料。
【請求項２４】蛍光性物質と他の物質とからなり、超音波を当てることにより発光することを特徴とする複
合材料。
【請求項２５】上記他の物質が弾性体であることを特
徴とする請求項９、１０、１１、１２、１５、１８、２
１または２４記載の複合材料。
【請求項２６】上記蛍光性物質の重量比率が３０％以
上１００％未満であることを特徴とする請求項２５記載
の複合材料。
【請求項２７】上記弾性体が有機材料であることを特
徴とする請求項２５記載の複合材料。
【請求項２８】上記弾性体のヤング率が１０ＭＰａ以
上であることを特徴とする請求項２５記載の複合材料。
【請求項２９】上記弾性体が、ポリメチルメタクリレ
ート、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ウレ
タン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーンゴ
ム、シロキサン結合を有する有機シリコン化合物および
有機圧電材料からなる群より選ばれた少なくとも１種以
上の材料で構成されていることを特徴とする請求項２５
記載の複合材料。
【請求項３０】上記弾性体が無機ガラスであることを
特徴とする請求項２５記載の複合材料。
【請求項３１】上記蛍光性物質が、アルミニウム、ガ
リウムまたは亜鉛を構成元素の一つとする酸化物である
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、１３、１６、
１９または２２記載の蛍光性物質。
【請求項３２】上記蛍光性物質が、アルミニウム、ガ
リウムまたは亜鉛を構成元素の一つとする酸化物である
ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１５、
１８、２１または２４記載の複合材料。
【請求項３３】上記蛍光性物質が、アルカリ土類金属
およびアルミニウムの酸化物を母体とし、これに希土類
元素がドープされたものであることを特徴とする請求項
１、２、３、４、１３、１６、１９または２２記載の蛍
光性物質。
【請求項３４】上記蛍光性物質が、アルカリ土類金属
およびアルミニウムの酸化物を母体とし、これに希土類
元素がドープされたものであることを特徴とする請求項
９、１０、１１、１２、１５、１８、２１または２４記
載の複合材料。
【請求項３５】上記希土類元素が１種類だけドープさ
れていることを特徴とする請求項３３記載の蛍光性物
質。
【請求項３６】上記希土類元素が１種類だけドープさ
れていることを特徴とする請求項３４記載の複合材料。
【請求項３７】上記蛍光性物質にマンガンおよび／ま
たはチタンがドープされていることを特徴とする請求項
１、２、３、４、１３、１６、１９または２２記載の蛍
光性物質。
【請求項３８】上記蛍光性物質にマンガンおよび／ま
たはチタンがドープされていることを特徴とする請求項
９、１０、１１、１２、１５、１８、２１または２４記
載の複合材料。
【請求項３９】上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕであることを特徴とする請求項１、２、３、４、１
３、１６、１９または２２記載の蛍光性物質。
【請求項４０】上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕであり、上記弾性体がポリエステル、アクリル樹脂ま
たはそれらの混合物であることを特徴とする請求項２５
または２６記載の複合材料。
【請求項４１】厚さが１ｍｍ以下のシート状の形状を
有することを特徴とする請求項１、２、３、４、１３、
１６、１９または２２記載の蛍光性物質。
【請求項４２】厚さが１ｍｍ以下のシート状の形状を
有することを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、
１５、１８、２１または２４記載の複合材料。
【請求項４３】太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファ
イバー状の形状を有することを特徴とする請求項１、
２、３、４、１３、１６、１９または２２記載の蛍光性
物質。
【請求項４４】太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファ
イバー状の形状を有することを特徴とする請求項９、１
０、１１、１２、１５、１８、２１または２４記載の複
合材料。
【請求項４５】上記蛍光性物質がファイバー状、スポ
ンジ状またはネットワーク状の形状を有することを特徴
とする請求項１、２、３、４、１３、１６、１９または
２２記載の蛍光性物質。
【請求項４６】上記蛍光性物質がファイバー状、スポ
ンジ状またはネットワーク状の形状を有することを特徴
とする請求項９、１０、１１、１２、１５、１８、２１
または２４記載の複合材料。
【請求項４７】上記蛍光性物質の構成元素にアルミニ
ウム、ガリウムまたは亜鉛が含まれていることを特徴と
する請求項４５記載の蛍光性物質。
【請求項４８】上記蛍光性物質の構成元素にアルミニ
ウム、ガリウムまたは亜鉛が含まれていることを特徴と
する請求項４６記載の複合材料。
【請求項４９】上記蛍光性物質の構成元素にアルミニ
ウムおよびシリコンが含まれていることを特徴とする請
求項４５記載の蛍光性物質。
【請求項５０】上記蛍光性物質の構成元素にアルミニ
ウムおよびシリコンが含まれていることを特徴とする請
求項４６記載の複合材料。
【請求項５１】上記蛍光性物質が、直径が１００ｎｍ
以下の微粒子からなることを特徴とする請求項１、２、
３、４、１３、１６、１９または２２記載の蛍光性物
質。
【請求項５２】上記蛍光性物質が、直径が１００ｎｍ
以下の微粒子からなることを特徴とする請求項２５記載
の複合材料。
【請求項５３】上記蛍光性物質が結晶質であることを
特徴とする請求項５１記載の蛍光性物質。
【請求項５４】上記蛍光性物質が結晶質であり、上記
弾性体が非晶質であることを特徴とする請求項５２記載
の複合材料。
【請求項５５】全体としてゲル状であることを特徴と
する請求項５２記載の複合材料。
【請求項５６】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、応力の時間変化率に
依存して発光する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項５７】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、応力の時間変化率に
依存して発光強度が変化する複合材料の製造方法であっ
て、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項５８】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、外力の印加または解
放の速度に依存して発光する複合材料の製造方法であっ
て、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項５９】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、外力の印加または解
放の速度に依存して発光強度が変化する複合材料の製造
方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項６０】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、手で触るだけで発光
する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項６１】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、弾性振動を起こさせ
ることにより発光する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項６２】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、音波を当てることに
より発光する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項６３】直径が１００ｎｍ以下の微粒子からな
る蛍光性物質と弾性体とからなり、超音波を当てること
により発光する複合材料の製造方法であって、ポリシロキサン化合物および金属アルコキシドの脱水・
縮合反応を用いることを特徴とする複合材料の製造方
法。
【請求項６４】上記他の物質が、イオンを取り込んで
変形する有機導電性物質であることを特徴とする請求項
９、１０、１１、１２、１５、１８、２１または２４記
載の複合材料。
【請求項６５】上記有機導電性物質が複素芳香環系導
電性高分子であることを特徴とする請求項６４記載の複
合材料。
【請求項６６】上記他の物質が高分子ゲル材料である
ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１５、
１８、２１または２４記載の複合材料。
【請求項６７】上記高分子ゲル材料が、熱変位機能を
有する水溶性非電解質高分子ゲル、ｐＨによって変位が
生じる電解質高分子ゲル、電気で変位が起きる高分子化
合物と界面活性剤との組み合わせ、ポリビニルアルコー
ル系材料およびポリピロール系材料からなる群より選ば
れた少なくとも１種以上の材料であることを特徴とする
請求項６６記載の複合材料。
【請求項６８】上記熱変位機能を有する水溶性非電解
質高分子ゲルは、ポリビニルメチルエーテルまたはポリ
Ｎイソプロピルアクリルアミドであり、上記ｐＨによっ
て変位が生じる電解質高分子ゲルはポリアクリロニトリ
ルであり、上記電気で変位が起きる高分子化合物はポリ
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸である
ことを特徴とする請求項６７記載の複合材料。
【請求項６９】応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を含有することを特徴とするコート材料。
【請求項７０】応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を含有することを特徴とするコー
ト材料。
【請求項７１】応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を含有することを特徴とする塗料。
【請求項７２】応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を含有することを特徴とする塗
料。
【請求項７３】応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を含有することを特徴とするインク。
【請求項７４】応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を含有することを特徴とするイン
ク。
【請求項７５】応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を含有することを特徴とする人工皮膚。
【請求項７６】応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を含有することを特徴とする人工
皮膚。
【請求項７７】人工皮膚材料からなる皮膚層と、上記皮膚層を貫通して所定の配置で設けられた複数の光
ファイバーと、上記皮膚層の一方の面側の上記光ファイバーの一端に設
けられた、応力の時間変化率に依存して発光する蛍光性
物質、または、蛍光性物質と他の物質とからなり、応力
の時間変化率に依存して発光する複合材料とを有するこ
とを特徴とする人工皮膚。
【請求項７８】上記複数の光ファイバーが二次元アレ
イ状に設けられていることを特徴とする請求項７７記載
の人工皮膚。
【請求項７９】人工皮膚材料からなる皮膚層と、上記皮膚層を貫通して所定の配置で設けられた複数の光
ファイバーと、上記皮膚層の一方の面側の上記光ファイバーの一端に設
けられた、応力の時間変化率に依存して発光する蛍光性
物質、または、蛍光性物質と他の物質とからなり、応力
の時間変化率に依存して発光する複合材料とを有する人
工皮膚の接触情報処理方法であって、上記人工皮膚の上記一方の面に他の物体が接触したとき
に、上記複数の光ファイバーのうちのその他端から光が
出射される光ファイバーの位置および／または上記出射
される光の強度から上記物体の接触情報を得るようにし
たことを特徴とする人工皮膚の接触情報処理方法。
【請求項８０】上記複数の光ファイバーが二次元アレ
イ状に設けられていることを特徴とする請求項７９記載
の人工皮膚の接触情報処理方法。
【請求項８１】応力の時間変化率に依存して発光す
る、太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファイバー状の形
状を有する、蛍光性物質または蛍光性物質と他の物質と
からなる複合材料が人工皮膚に植設されたことを特徴と
する人工発光皮膚。
【請求項８２】応力の時間変化率に依存して発光す
る、太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファイバー状の形
状を有する、蛍光性物質または蛍光性物質と他の物質と
からなる複合材料を用いたことを特徴とする人工発光毛
髪。
【請求項８３】応力の時間変化率に依存して発光す
る、太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファイバー状の形
状を有する、蛍光性物質または蛍光性物質と他の物質と
からなる複合材料を用いた人工発光毛髪の製造方法であ
って、上記蛍光性物質からなる微粒子を含む液体または上記蛍
光性物質からなる微粒子と液体状態にある上記他の物質
とを含む液体にチューブの一端を差し込み、他端から吸
引を行って上記チューブ内に上記液体を充填した後、上
記チューブ内に充填した上記液体を固化させるようにし
たことを特徴とする人工発光毛髪の製造方法。
【請求項８４】応力の時間変化率に依存して発光す
る、太さが１ｍｍ以下の繊維状またはファイバー状の形
状を有する、蛍光性物質または蛍光性物質と他の物質と
からなる複合材料を用いた人工発光毛髪の製造方法であ
って、上記蛍光性物質からなる微粒子を含む電着塗料液または
上記蛍光性物質からなる微粒子と上記他の物質の原料と
を含む電着塗料液中に導電性の芯線を浸漬し、電気泳動
法により上記芯線の表面に上記蛍光性物質の微粒子また
は上記蛍光性物質の微粒子と上記他の物質とを付着させ
るようにしたことを特徴とする人工発光毛髪の製造方
法。
【請求項８５】応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を用いたことを特徴とする発光素子。
【請求項８６】応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を用いたことを特徴とする発光素
子。
【請求項８７】圧電振動子と、上記圧電振動子と接合した、圧電振動に依存して発光す
る蛍光性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項８８】圧電振動子と、上記圧電振動子と接合した、蛍光性物質と他の物質とか
らなり、圧電振動に依存して発光する複合材料とを有す
ることを特徴とする発光素子。
【請求項８９】圧電振動子と、上記圧電振動子と接合した、蛍光性物質と他の物質とか
らなり、圧電振動の振幅および／または周波数に依存し
て発光強度が変化する複合材料とを有することを特徴と
する発光素子。
【請求項９０】表面弾性波素子と、上記表面弾性波素子と接合した、弾性振動の振幅および
／または周波数に依存して発光する蛍光性物質とを有す
ることを特徴とする発光素子。
【請求項９１】表面弾性波素子と、上記表面弾性波素子と接合した、蛍光性物質と他の物質
とからなり、弾性振動の振幅および／または周波数に依
存して発光する複合材料とを有することを特徴とする発
光素子。
【請求項９２】表面弾性波素子と、上記表面弾性波素子と接合した、蛍光性物質と他の物質
とからなり、弾性振動の振幅および／または周波数に依
存して発光強度が変化する複合材料とを有することを特
徴とする発光素子。
【請求項９３】圧電材料からなる薄膜と、圧電振動に
依存して発光する蛍光性物質からなる薄膜とが積層され
た構造を有することを特徴とする発光素子。
【請求項９４】圧電材料からなる薄膜と、蛍光性物質
と他の物質とからなり、圧電振動に依存して発光する複
合材料からなる薄膜とが積層された構造を有することを
特徴とする発光素子。
【請求項９５】圧電材料からなる薄膜と、蛍光性物質
と他の物質とからなり、圧電振動に依存して発光強度が
変化する複合材料からなる薄膜とが積層された構造を有
することを特徴とする発光素子。
【請求項９６】上記圧電材料からなる薄膜と上記蛍光
性物質からなる薄膜とがエピタキシャルに格子整合して
積層されていることを特徴とする請求項９３記載の発光
素子。
【請求項９７】上記圧電材料からなる薄膜を挟んで互
いに対向する一対の電極を有することを特徴とする請求
項９４記載の発光素子。
【請求項９８】上記圧電材料からなる薄膜を挟んで互
いに対向する一対の電極を有することを特徴とする請求
項９５記載の発光素子。
【請求項９９】上記圧電材料からなる薄膜の一方の面
に互いに対向する一対の櫛形電極を有することを特徴と
する請求項９４記載の発光素子。
【請求項１００】上記圧電材料からなる薄膜の一方の
面に互いに対向する一対の櫛形電極を有することを特徴
とする請求項９５記載の発光素子。
【請求項１０１】発光制御用のＭＩＳトランジスタを
有し、このＭＩＳトランジスタのドレインと上記一対の
櫛形電極のうちの一方とが電気的に接続されていること
を特徴とする請求項９９記載の発光素子。
【請求項１０２】発光制御用のＭＩＳトランジスタを
有し、このＭＩＳトランジスタのドレインと上記一対の
櫛形電極のうちの一方とが電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１００記載の発光素子。
【請求項１０３】上記圧電材料からなる薄膜が、Ｓｉ
基板上に形成されたＣｅＯ₂薄膜とエピタキシャルに格
子整合していることを特徴とする請求項９４記載の発光
素子。
【請求項１０４】上記圧電材料からなる薄膜が、Ｓｉ
基板上に形成されたＣｅＯ₂薄膜とエピタキシャルに格
子整合していることを特徴とする請求項９５記載の発光
素子。
【請求項１０５】上記他の物質が弾性体であることを
特徴とする請求項８８、８９、９１、９２、９４または
９５記載の発光素子。
【請求項１０６】上記発光素子がアクティブマトリッ
クス素子の一つの単位となっていることを特徴とする請
求項１０１記載の発光素子。
【請求項１０７】上記発光素子がアクティブマトリッ
クス素子の一つの単位となっていることを特徴とする請
求項１０２記載の発光素子。
【請求項１０８】上記他の物質が圧電材料であること
を特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１５、１
８、２１または２４記載の複合材料。
【請求項１０９】粒子部分と粒界部分とからなり、上
記粒子部分が主として上記圧電材料からなり、上記粒界
部分が主として上記蛍光性物質からなることを特徴とす
る請求項１０８記載の複合材料。
【請求項１１０】主として蛍光性物質と圧電材料とか
らなり、応力の時間変化率に依存して発光する複合材料
を用いた発光素子であって、上記複合材料は粒子部分と粒界部分とからなり、上記粒
子部分が主として上記圧電材料からなり、上記粒界部分
が主として上記蛍光性物質からなり、外部からの電気信号の入力により、上記複合材料に電歪
を誘発し、その結果として上記粒界部分の上記蛍光性物
質から発光が得られるように電極が設けられていること
を特徴とする発光素子。
【請求項１１１】主として蛍光性物質と圧電材料とか
らなり、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化す
る複合材料を用いた発光素子であって、上記複合材料は粒子部分と粒界部分とからなり、上記粒
子部分が主として上記圧電材料からなり、上記粒界部分
が主として上記蛍光性物質からなり、外部からの電気信号の入力により、上記複合材料に電歪
を誘発し、その結果として上記粒界部分の上記蛍光性物
質から発光が得られるように電極が設けられていること
を特徴とする発光素子。
【請求項１１２】上記圧電材料が、ＡＢＯ₃型のペロ
ブスカイト関連結晶構造を有することを特徴とする請求
項１０８または１０９記載の複合材料。
【請求項１１３】上記圧電材料が、ＡＢＯ₃型のペロ
ブスカイト関連結晶構造を有することを特徴とする請求
項１１０または１１１記載の発光素子。
【請求項１１４】上記圧電材料が、ＰｂＴｉＯ₃系材
料、ＰｂＺｒＯ₃系材料、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃系材
料、Ｐｂ（ＺｎＮｂ）Ｏ₃系材料およびＰｂ（ＭｇＮ
ｂ）Ｏ₃系材料からなる群より選ばれた少なくとも１種
以上の材料またはそれらの固溶材料であることを特徴と
する請求項１０８または１０９記載の複合材料。
【請求項１１５】上記圧電材料が、ＰｂＴｉＯ₃系材
料、ＰｂＺｒＯ₃系材料、Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃系材
料、Ｐｂ（ＺｎＮｂ）Ｏ₃系材料およびＰｂ（ＭｇＮ
ｂ）Ｏ₃系材料からなる群より選ばれた少なくとも１種
以上の材料またはそれらの固溶材料であることを特徴と
する請求項１１０または１１１記載の発光素子。
【請求項１１６】上記圧電材料がＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ
₃系材料であり、上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕであることを特徴とする請求項１０８または１０９記
載の複合材料。
【請求項１１７】上記圧電材料がＰｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ
₃系材料であり、上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅ
ｕであることを特徴とする請求項１１０または１１１記
載の発光素子。
【請求項１１８】上記蛍光性物質が希土類元素を含む
アルミネート系ガラス相であることを特徴とする請求項
１０８または１０９記載の複合材料。
【請求項１１９】上記蛍光性物質が希土類元素を含む
アルミネート系ガラス相であることを特徴とする請求項
１１０または１１１記載の発光素子。
【請求項１２０】上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：
Ｅｕ微粒子を含有するガラス相であることを特徴とする
請求項１０８または１０９記載の複合材料。
【請求項１２１】上記蛍光性物質がＳｒＡｌ₂Ｏ₄：
Ｅｕ微粒子を含有するガラス相であることを特徴とする
請求項１１０または１１１記載の発光素子。
【請求項１２２】主として蛍光性物質と圧電材料とか
らなり、応力の時間変化率に依存して発光する複合材料
の製造方法であって、Ｓｒ、ＡｌおよびＥｕとガラス形成物質とを少なくとも
含む混合物を溶融し、この溶融状態から一旦急冷してガ
ラス相を生成させる工程と、上記ガラス相を粉砕することにより得られる粉末と上記
圧電材料とを混合し、熱処理を行うことにより上記ガラ
ス相からＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子を析出させる工程
を有することを特徴とする複合材料の製造方法。
【請求項１２３】主として蛍光性物質と圧電材料とか
らなり、応力の時間変化率に依存して発光強度が変化す
る複合材料の製造方法であって、Ｓｒ、ＡｌおよびＥｕとガラス形成物質とを少なくとも
含む混合物を溶融し、この溶融状態から一旦急冷してガ
ラス相を生成させる工程と、上記ガラス相を粉砕することにより得られる粉末と上記
圧電材料とを混合し、熱処理を行うことにより上記ガラ
ス相からＳｒＡｌ₂Ｏ₄：Ｅｕ微粒子を析出させる工程
を有することを特徴とする複合材料の製造方法。
【請求項１２４】アクチュエータ機能を有する基板
と、上記基板上に所定の配置で設けられた、応力の時間変化
率に依存して発光する蛍光性物質を含むドット状物質と
を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１２５】アクチュエータ機能を有する基板
と、上記基板上に所定の配置で設けられた、応力の時間変化
率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を含むドッ
ト状物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項１２６】アクチュエータ機能を有する基板
と、上記基板上に所定の配置で設けられた、応力の時間変化
率に依存して発光する蛍光性物質を含むドット状物質と
を有する発光素子の製造方法であって、上記蛍光性物質を含むインクを用いて上記基板上に印刷
を行うことにより上記ドット状物質を形成するようにし
たことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１２７】アクチュエータ機能を有する基板
と、上記基板上に所定の配置で設けられた、応力の時間変化
率に依存して発光強度が変化する蛍光性物質を含むドッ
ト状物質とを有する発光素子の製造方法であって、上記蛍光性物質を含むインクを用いて上記基板上に印刷
を行うことにより上記ドット状物質を形成するようにし
たことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１２８】上記印刷をプリンターで行うことを
特徴とする請求項１２６または１２７記載の発光素子の
製造方法。
【請求項１２９】上記ドット状物質が周期的に設けら
れていることを特徴とする請求項１２４または１２５記
載の発光素子。
【請求項１３０】上記ドット状物質が周期的に設けら
れていることを特徴とする請求項１２６または１２７記
載の発光素子の製造方法。
【請求項１３１】上記基板の面内にアクチュエータ機
能を有する素子が周期的に埋め込まれていることを特徴
とする請求項１２４または１２５記載の発光素子。
【請求項１３２】上記基板の面内にアクチュエータ機
能を有する素子が周期的に埋め込まれていることを特徴
とする請求項１２６または１２７記載の発光素子の製造
方法。
【請求項１３３】上記基板が高分子アクチュエータ機
能を有することを特徴とする請求項１２４または１２５
記載の発光素子。
【請求項１３４】上記基板が高分子アクチュエータ機
能を有することを特徴とする請求項１２６または１２７
記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３５】上記高分子アクチュエータが、熱変
位機能を有する水溶性非電解質高分子ゲル、ｐＨによっ
て変位が生じる電解質高分子ゲル、電気で変位が起きる
高分子化合物と界面活性剤との組み合わせ、ポリビニル
アルコール系材料およびポリピロール系材料からなる群
より選ばれた少なくとも１種以上の材料を用いたもので
あることを特徴とする請求項１３３記載の発光素子。
【請求項１３６】上記高分子アクチュエータが、熱変
位機能を有する水溶性非電解質高分子ゲル、ｐＨによっ
て変位が生じる電解質高分子ゲル、電気で変位が起きる
高分子化合物と界面活性剤との組み合わせ、ポリビニル
アルコール系材料およびポリピロール系材料からなる群
より選ばれた少なくとも１種以上の材料を用いたもので
あることを特徴とする請求項１３４記載の発光素子の製
造方法。
【請求項１３７】応力の時間変化率に依存して発光す
る蛍光性物質を少なくとも含む材料を、基体の二次元面
内に膜状、液滴状、ドット状、ロッド状、ストライプ状
またはバルクセラミックス状の形状で設けたものが複
数、フレキシブルな連結手段で連結されていることを特
徴とするフレキシブル発光材料。
【請求項１３８】応力の時間変化率に依存して発光強
度が変化する蛍光性物質を少なくとも含む材料を、基体
の二次元面内に膜状、液滴状、ドット状、ロッド状、ス
トライプ状またはバルクセラミックス状の形状で設けた
ものが複数、フレキシブルな連結手段で連結されている
ことを特徴とするフレキシブル発光材料。
【請求項１３９】アルカリ土類金属およびアルミニウ
ムの酸化物の母体中に一種類だけの希土類元素がドープ
された結晶性材料を、５００℃以上の温度で還元処理す
ることにより得られることを特徴とする超音波発光性物
質。
【請求項１４０】アルカリ土類金属およびアルミニウ
ムの酸化物の母体中に一種類だけの希土類元素がドープ
された結晶性材料を、５００℃以上の温度で還元処理す
ることにより得られる超音波発光性物質を少なくとも含
む材料を用い、超音波を当てることにより発光することを特徴とする交
通標識。
【請求項１４１】発光表示部を有する電子装置におい
て、上記発光表示部に応力の時間変化率に依存して発光する
蛍光性物質を用いたことを特徴とする電子装置。
【請求項１４２】発光表示部を有する電子装置におい
て、上記発光表示部に応力の時間変化率に依存して発光強度
が変化する蛍光性物質を用いたことを特徴とする電子装
置。
【請求項１４３】応力の時間変化率に依存して発光す
る蛍光性物質を用いた表示部と、上記表示部に超音波を照射するための超音波源とを有す
ることを特徴とする発光システム。
【請求項１４４】応力の時間変化率に依存して発光強
度が変化する蛍光性物質を用いた表示部と、上記表示部に超音波を照射するための超音波源とを有す
ることを特徴とする発光システム。
【請求項１４５】応力の時間変化率に依存して発光す
る蛍光性物質を用いた表示部と、上記表示部に超音波を照射するための超音波源とを有す
ることを特徴とする表示システム。
【請求項１４６】応力の時間変化率に依存して発光強
度が変化する蛍光性物質を用いた表示部と、上記表示部に超音波を照射するための超音波源とを有す
ることを特徴とする表示システム。
【請求項１４７】応力の時間変化率に依存して発光す
る蛍光性物質を用い、上記蛍光性物質の応力の時間変化率により発光を制御す
るようにしたことを特徴とする発光方法。
【請求項１４８】応力の時間変化率に依存して発光強
度が変化する蛍光性物質を用い、上記蛍光性物質の応力の時間変化率により発光強度を制
御するようにしたことを特徴とする発光方法。