JPS60263188A - 螢光多色表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、照射する紫外光の波長変調により蛍光体を塗
布した固体表面から多色の蛍光を発生させる蛍光多色表
示装置に係り、特に、それぞれが特定波長の紫外光照射
を受けてそれぞれ１つの特定の色を発光する２種類の蛍
光体を特定比で混合して得られる混合蛍光体を塗布した
固体表面に、上記２つの紫外光を同時に照射することに
より、単独紫外光照射のときとは全く別個の第３の色を
発光させるようにした蛍光多色表示装置に関するもので
、例えば、道路交通や鉄道の信号標示機の色標示板、あ
るいは、自動車や航空機に搭載されているパネル盤計器
の文字板の多色表示などに利用できる。

〔発明の背景〕

現在、カラーテレビ用ブラウン管において緑色成分とし
て多用されている蛍光体、マンガン付活ケイ酸亜鉛（Ｚ
ｎＳｉＯ４：　Ｍｎ）（以下では蛍光体■と呼ぶ〕は、
電子線の照射のほが、波長２５４ｎｍの紫外（ｕｖ）光
〔以下では５Ｗ−ＵＶ光と呼ぶ〕の照射によって緑色（
５２５ｎｍ）の発光をする。同じく、赤色成分として多
用されている蛍光体、ユーロピウム付活酸化イツトリウ
ム（Ｙ２Ｏ，：Ｅｕ）　（以下では蛍光体■と呼ぶ）は
、電子線照射あるいは５Ｗ−ＵＶ光の照射によって赤色
（６１１ｎｍ）の発光をする。しかし、これらの蛍光体
■反りに波長３６５ｎｍの紫外光〔以下ではＬＷ−ＵＶ
光と呼ぶ〕、を照射しても発光を示さない。

他方、ｓｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光の両方に対して同じ
色を発光する蛍光体は知られている。例えば、蛍光体、
ビスマス付活性硫化亜鉛（ＺｎＳ　：Ｂｉ）　［以下で
は蛍光体＠と呼ぶ］は５Ｗ−ＵＶ光とＬ　Ｗ　−Ｕ　Ｖ
光のいずれの照射に対しても青色の発光を示し、また蛍
光体、ユーロピウム付活バナジン酸イツトリウム（Ｙ　
Ｖ　Ｏ４：　Ｅ　ｕ）　［以下では蛍光体■と呼ぶ］で
はｓｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光のいずれの照射に対して
も赤色（６１９ｎｍ）の発光を示す。

以上の、蛍光体■、■、Ｏ，■における照射光と発光色
との関係を表にまとめたものが第１表である。

第１表 これらに対し、照射紫外光の波長を変えた場合に異なっ
た発光色を呈する蛍光体があれば、種々の用途が考えら
れ、便利である。

そこで、本発明者は、非常に簡単な方法、即ち、上記の
蛍光体■、■、■、■のうちの２種類あるいはそれ以上
を特定比率にて混合した混合蛍光体を調製し、この混合
蛍光体を塗布した物体表面に照射する紫外光を５Ｗ−Ｕ
Ｖ光からＬＷ−ＵＶ光に変えると、あるいは５Ｗ−ＵＶ
光とＬＷ−ＵＶ光とを同時に照射するように変えると、
その物体表面の呈する色が、例えば緑色から赤色という
ように、発光色が変ることを見出した。

第２表は上記の蛍光体■、■、■、■のうちの２種を特
定比率にて混合して作成した混合蛍光体を塗布した面に
、５Ｗ−ＵＶ光あるいはＬＷ−ＵＶ光を単独に照射した
とき、及び５Ｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光とを同時に照射
したときに観察された色を記したものである。

第２表 なお、第２表における混合比は重量比であり、また、２
つの紫外光同時照射のときの５Ｗ−ＵＶ光とＬ　Ｗ　−
Ｕ　Ｖ光の強度は各紫外光の強度をほぼ同じにしたもの
である。

第２表から、例えば混合蛍光体■を塗布した面は、ｓｗ
−ｔｒｖ光の照射で緑色を、ＬＷ−ＵＶ光の照射で赤色
をそれぞれ呈し、ｓｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光の同時照
射では黄色を呈する。これに対し、混合蛍光体■を塗布
した面は、ｓｗ−ＵＶ光、ＬＷ−ＵＶ光の各単独照射で
いずれも青色を呈するが、同時照射では緑色を呈し、こ
の場合は２色の表示になる。

このように、５Ｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光の照射に対し
て特定の色を発光する蛍光体の２種を特定比率で混合し
たものを塗布した物体表面は、５Ｗ−ＵＶ光とＬＷ−Ｕ
Ｖ光の単独照射及び同時照射によって、同一表面であり
ながら異なった色を呈することが実験的に確認された。

これに対し、従来採用されている多色表示装置として、
例えば道路交通において車両や人の流れを規制するのに
用いられる信号標示機を例にとると、車道では緑、黄、
赤の３色現示、歩道では緑、赤の２色現示が一般に行わ
れるが、その場合の色表示は、白熱電球の前面に着色レ
ンズを置きその透過光を信号として使用する方式であり
、３色現示標示機では緑、黄、赤の３個の色付きレンズ
の焦点位置に、それぞれ４０Ｗ程度の電球を置いたもの
を並列配置する構成のものであった。

しかし、このような従来構成には次のような問題点があ
った。即ち、光源が、フィラメントを加熱して発光する
電球であることから、光とともに熱エネルギーが放出さ
れる。この発熱は標示機の故障の原因にはなりえても、
信号には役立たないエネルギーであり、省エネルギーの
見地からも改善の要がある。さらに、光が着色レンズを
透して取出されることから、光強度が弱まるという問題
もある。光源に、白熱電球の代りに蛍光灯を用いる方式
も一部に採用されている。この方式によれば、熱エネル
ギーの問題は解消されるが、設置スペースか犬となり、
信号標示機の外形が大となり、さらに蛍光灯は点光源で
はないので着色レンズと組合わせることができず、着色
ガラスを透して取出される光強度が弱まるという問題は
依然としてＪ　残る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、混合蛍光体、を塗布した固体表面に照
射する紫外光の波長を変調させることで固体表面から多
色の蛍光を発生させることができるという前述した実験
的に得た知見に基づいて、従来技術での上記した諸問題
点を解決し、小形軽量化、省エネルギー化を実現するこ
とのできる蛍光多色表示装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、上記目的を達成するために、特定波長
の第１の紫外光の照射により特定の色を発光する第１の
蛍光体と上記とは別の特定波長の第２の紫外光の照射に
より上記とは別の特定の色を発光する第２の蛍光体とを
特定比に混合した混合蛍光体を塗布した固体表面と、上
記第１の紫外光を発生する第１の放電灯及び上記第２の
紫外光を発生する第２の放電灯と、この第１の放電灯と
第２の放電灯をそれぞれ単独にも両者同時にも切換え可
能に点灯制御する制御回路とを備えた構成とすることに
より、単独紫外光照射によりそれぞれの特定の色を発光
させ、かつ、両者同時照射により上記２つの特定色とは
別の第３の色を発光させようとするものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明のビ実雄側を示す上面図とそのｘ−ｘ’
断面図で、これは、自動車や電車のような走行車両、航
空機等の運転席のパネル盤に組込まれる速度計に、警報
指示付計器板として本発明を適用する例である。自動車
の速度計で、ある速度以上に指鉗が振れると警報音が発
生する構造のものがある。警報音の代りに、指針の色が
変わるようにした速度計は、自動車はもちろん、電車や
航空機の運転席に設けるに好ましいものである。

速度計の他に、温度、ガス濃度、圧力、重量、電流等の
モニタ用計器でも要望される。

本実施例は、このような警報指示付計器板を前記した第
１表、第２表の蛍光体を用いることで実現しようとする
ものである。第１図において、１は文字板で、縦６０−
１横９０１１Ｉ１１である。２は目盛で。

幅１０＋ｗ＋、横６０ｍｍであり、目盛の記入は第１表
の蛍光体＠を用いて塗布した。３は指針で、長さ３０ｗ
ｎである。先端部に、底辺の長さ４ｍ、高さ２３ｍの三
角形の板が付いている。この二角彫版には第２表の混合
蛍光体■が塗布されている。４はＯ，ｂｎｍ厚のアクリ
ル樹脂板であり、警報指示を発すべき目盛の領域を覆う
形状をしている。５はＩＷの放電灯で、ｓｗ−ｕｖ光の
光源となるもの、６は同じ＜ＩＷの放電灯で、Ｌ　Ｗ−
１Ｊ　Ｖ光の光源となるものである。７はこの計器板の
全体を前面から覆う、ＩＩＩＩｌ厚のガラス板である。

なお、紫外光の光源となる放電灯５及び６としては、本
実施例では水銀ランプにフィルタを取付けたものを用い
た。

即ち、５Ｗ−ＵＶ光用の放電灯５としては、２５４ｎｍ
の紫外光を透過するフィルタを、ＬＷ−ＵＶ光用の放電
灯６としては３６０ｎｍの紫外光を透過するフィルタを
それぞれ水銀ランプに取付けて用いた。紫外光の光源と
しては、水銀ランプの他に、水銀−アルゴン放電管、水
銀−キャノン放電管、重水素放電管等を使用することも
できる。

以上の構成で、放電灯５．６の両者を点灯状態にすると
、指針３が設定値以下の振れ、即ちアクリル樹脂板４で
覆われていない領域では、指針３にはｓｗ−ｕｖ光とＬ
Ｗ−ＵＶ光とが同時に照射し、第２表に示したように、
指針３は黄色を呈する。しかし、指針３の振れが増大し
て設定値以上になると、指針３はアクリル樹脂板４を透
して照明されることになるが、アクリル樹脂板は５Ｗ−
ＵＶ光を透過しないので指針３にはＬＷ−ＵＶ光のみが
達し、従って、指針３は赤色を呈することになる。他方
、目盛２は第１表の蛍光体＠によって塗布されているの
で、第１表に示したように、５Ｗ−ＵＶ光、ＬＷ−ＵＶ
光のいずれに対しても青色を呈するから、アクリル樹脂
板４で遮られる部分も遮られない部分も、いずれも青色
を呈している。かくして、常に青色に輝く目盛２をバッ
クに、指針３はその振れが小さい場合は黄色を呈してい
るが、設定値以上に撮れると赤色に変わる。

こうして、車両運転員や搭乗員に警報指示を与えるもの
である。

Ｊ　本実施例計器板において、アクリル樹脂板４で覆う
扇状面積を変化できるような構造とすることによって、
指針３に変色を生じさせる設定値を任意に選ぶことがで
きる。また、このような計器板を複数並列状に取付けた
パネル盤では、それらの全体を１組の光源で照明できる
ので経済的である。

さらに、照明光として人間の目には不可視の紫外光を使
用しているので、夜間用のほか、暗視野用として好適で
ある。従って、室内照明を避けたい車両や航空機の運転
席に使用するに適している。

従来、これらの分野で使用されてきた夜光塗料はその成
分中にラジウムやトリウムを含有し、放射能の心配があ
るが、本実施例で使用する蛍光体中には放射性元素は使
用していないので全く心配はない。また、従来、発光素
子も使用されているが、しかし、発光素子には特別の電
源や配線が必要で、かつ、常に断線や接点不良等の心配
があるが、本実施例計器板ではそれらは不用で信頼性が
高く、特に、指針のような移動する微細部分に発光素子
を適用して発光させるのは、従来、困難であったが、本
実施例によれば、これが極めて簡単に行える利点がある
。

第２図は本発明の他の実施例の説明図で、これは、駐車
場の混み具合を自動車の運転者に知らせるための表示板
に本発明を適用する場合である。

第２図において、１１は表示板本体で、直径５０ｃｍ、
厚さ６個のプラスチック製である。１２は文字板で、直
径４８印、厚さ０．５１のウレタン製である。この文字
板１２の表面に、第２図（ａ）に示すように、「満」、
「空」、「車」の３文字がそれぞれ次のような蛍光体を
用いて記入される。

１ｌｌｌＩ：第１表の蛍光体■ 空：ユーロピウム付活硫化ガリウム・ストロンチウＡ　
（ＳｒＧａ２ｓ４　：　Ｅｕ”）車ニド記２者を一対一
に混合した混合蛍光体他方、文字板１２の余白部分には
第２表の混合蛍光体■が塗布される。

１３は透光性のカバーで、それぞれ直径４５備、厚さ０
．３Ｃ１１のガラス板とアクリル板とを重ねて取付ける
。１５は５Ｗ−ＵＶ光用の放電灯、１６はＬＷ−ＵＶ光
用の放電灯でいずれも１５Ｗの円弧状のものが用いられ
る。１４は放電灯切換えスイッチで、各放電灯それぞれ
を単独にも、あるいは両者同時にも点灯、消灯制御でき
る回路構成となっている。

１７は放電灯切換えスイッチ】４を収納している収納箱
である。表示板１１は壁面に吊るして、あるいは適当な
支持具により立札として設置される。

以上の構成において、電灯、蛍光灯等による白色光ある
いは自然光（太陽光）照射のときは、第２図（ｃ）のよ
うに文字板１２は全面が白色になり、文字は見えない。

放電灯１５を点灯して５Ｗ−ＵＶ光が照射されると、バ
ックグラウンドが白色で、「満車」の文字が赤色にて第
２図（ｂ）のように出現する。放電灯１５を消し、１６
を点灯すると、■７Ｗ−ＵＶ光が照射され、文字板には
バックグラウンドが白色で、「空車」の文字が第２図（
ｄ）に示すように緑色にて出現する、 このような表示板は、特に、地ド室の駐車場の入口部に
掲示するのに適している。放電灯の切換え制御は、手動
操作あるいは遠隔からの自動制御操作のいずれにも構成
できる。

第３図は本発明の、さらに他の実施例を示す図で、これ
は、道路交通の信号標示機に本発明を適用する場合で、
車道での緑、黄、赤の３色標示、あるいは歩道での緑、
赤の２色標示を、車窓式の標示箱で実現しようとするも
のである。第３図において、標示箱３１の前面に透光性
の光取出し窓３２が取付けられ、この光取出し窓３２に
向き合う後面の内側表面に発光面３３として第２表の混
合蛍光体■が塗布され、そして標示箱３１の内壁面に、
５Ｗ−ＵＶ光用の放電灯３５とＬ”Ｗ−ＵＶ光用の放電
灯３６とが設けられる。

この構成で、５Ｗ−ＵＶ光の照射により発光面３３は緑
色に発光し、これは光取出し窓３２より外部に取出され
る。次に、５Ｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ光の両者の照射に
より発光面３３は黄色に、さらに、ＬＷ−ＵＶ光のみの
照射により赤色に発光し、これで、車道の交通規制用の
信号標示機となる。歩道用の２色標示とするには、上記
の放電灯切換え制御において５Ｗ−ＵＶ光とＬＷ−ＵＶ
光との両ｌ　者を同時に点灯させる部分を除いて、黄色
標示を除けば良い。

この第３図実施例に示す構成を備えた信号標示機によれ
ば、従来のこの種のものが、電球の前面に着色レンズを
置きその透過光を使用する方式であり、３色現示標示機
では緑、黄、赤の３個の色付きレンズの焦点位置に、そ
れぞれ４０Ｗ程度の電球を置いたものを並列配置する構
成であることがら、着色ガラスを介して外部に取出され
る光強度が弱まり、かつ、光源としての電球が発熱する
という不都合があったのに対し、第３図実施例構成によ
ればこれらの不都合を解決し、熱エネルギー損の極めて
少ない、車窓式の信号標示機とすることができる。

第４図は、本発明のさらに他の実施例を説明する正面図
とそのｘ−ｘ’断面図で、これは、地下街、暗室、劇場
、建家ホール等の報時時計として用いる壁掛形の時計の
文字板に本発明を適用して、午前と午後とで、文字板の
色を、例えば緑と赤というように、自動的に変えようと
するものである。

第４図において、４１は時計のケース、４２は文字板、
４３は長、短の指針、４４はカバーガラス、４５はｓｗ
−ＵＶ光用の放電灯、４６はＬ　Ｗ　−Ｕ　Ｖ光用の放
電灯、４７は短針が１２時の文字の位置を通過するとき
作動するマイクロスイッチ、４８は放電灯４５．４６の
点灯制御回路、４９は時計の本体機構部である。文字板
４２の時刻の数字は第２表の混合蛍光体Ｖを用いて記さ
れ、文字板の残りの部分は全面に第２表の混合蛍光体Ｉ
が塗布される。長、短の指針４３の表面には混合蛍光体
Ｖが塗布される。このような構成で、いま、午前０時で
、短針が数字１２の位置にくると、マイクロスイッチ４
７が作動し、ｓｗ−ＵＶ光用の放電灯４５が点灯し、文
字板地は緑色に、時刻数字と指釦はいずれも白色となる
。次に、正午になり、再び短針が数字１２の位置にくる
と、マイクロスイッチ４７が作動し、点灯制御回路と協
同して、５Ｗ−ＵＶ光用の放電灯４５が消え、代ってＬ
Ｗ−ＵＶ光准の放電灯４６が点灯し、これにより、文字
板地は赤色になり、数字及び指針は白色のままに保たれ
る。なお、上記実施例では紫外光が文字板に照射して生
じる反射光を利用しているが、本発明は反射光に限定さ
れず、薄膜状の固体に蛍光体、混合量゛光体を塗布する
ことで透過光を用いる方式のものとすることも可能であ
る。

この第４図実施例の午前中は緑色の文字板、午後は赤色
の文字板、数字及び指針が常に白色を呈する時計を１２
個使用して並列に配置すれば、世界各地の現地時刻を表
示するディスプレイ装置となり、その場合、経度が３０
度ずつ異なる各地の現地時刻が午前と午後とで異なる発
光色で自動的に表示されることになり、便利がっ経済的
なディスプレイ装置を実現することが可能となる。

本発明装置に使用する蛍光体は、第１表、第２表に記述
したもののほかに、次の物質が使用できる。

（ｉ）第３表のＡ列に記した元素の炭酸塩、硫酸塩、ケ
イ酸塩、リン酸塩、酸化物、ハライド。これらの例はＢ
列に記入しである。

（ｉｉ）上記（ｉ）項の物質に、次の第４表のＡ列に記
した元素の一種あるいは複数種を活性体として微量添加
した物質。それらの例はＢ列に記入しである。

（ｉｉｉ）上記の（ｉ）項及び（ｉｉ）項の物質を使用
した 混合物 第３表 第４表 〔発明の効果〕 以上説明してきたように、本発明によれば（ｉ）蛍光体
を塗布した面に、人間の目には不可視の紫外光を照射し
、この紫外光の波長を変えることで多色の表示装置を実
現できる、 （ｉｉ）紫外光の発生源として、白熱灯や可視蛍光灯に
比して低消費電力の放電灯を使用でき、省エネルギー形
の装置であると共に、発生熱エネルギーが極めて小さい
ことから、従来可使用時の発熱に伴なう種々の不都合な
問題点を全て解決できる、（ｉｉｉ）紫外光の波長変更
は、２つの放電灯の点灯切換え制御だけで可能であるの
で、手動操作、遠隔操作、自動制御による操作のいずれ
にも、簡易な回路構成で、対応させることができる、（
ｉｖ）紫外光の発生源となる放電灯は、適用場所に応し
て直管型、曲管型あるいは球管型のものを使い分けるこ
とができ、装置形状容積を小さなものとすることができ
る、 （ｖ）本発明で使用する蛍光体には放射性元素を含んで
いないので、従来のラジウム系、トリウム系の蛍光塗料
において問題となった放射能の心配は生じない、 （ｖｉ）反射光及び透過光のいずれも利用可能で。

各種装置に適用する場合に装置構成を簡易にすることが
できる、 等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図とそのＸ−Ｘ′断面
図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の
他の実施例の正面図と断面図及び作用説明図。 第３図は本発明のさらに他の実施例を示す斜視図、第４
図は本発明のさらに他の実施例を示す正面図とそのｘ−
ｘ’断面図である。 符号の説明 １．１２．４２・文字板　２　目盛 ３・・指針　４・・アクリル樹脂板 ５．１５．３５．４５−８Ｗ−ＵＶ光用の放電灯６、＋
６．３６．４６・・Ｌｔ−ＵＶ光用の放電灯７・・ガラ
ス板　１１・・・表示板本体１３・透光性のカバー　１
４　切換えスイッチ１７・・切換えスイッチ収納箱 ３１・・標示箱　３２・・・光取出し窓３３・・・発光
面　４１・・時計のケース４３・・長、短の指針　４４
・カバーガラス４７・マイクロスイッチ　４８・点灯制
御回路４９・本体機構部 代理人弁理士　中村　純之助 矛１　図 矛２図 （Ｑ） （ｂ）　（ｃ）　（ｄ） 卆３図 卆４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 特定波長の第１の紫外光の照射により特定の色を発光す
   る第１の蛍光体と上記とは別の特定波長の第２の紫外光
   の照射により上記とは別の特定の色を発光する第２の蛍
   光体とを特定比に混合した混合蛍光体を塗布した固体表
   面と、上記第１の紫外光を発生する第１の放電灯及び上
   記第２の紫外光を発生する第２の放電灯と、この第１の
   放電灯と第２の放電灯をそれぞれ単独にも両者同時にも
   切換え可能に点灯制御する制御回路とを備えたことを特
   徴とする蛍光多色表示装置。