表示装置
【課題】蛍光を利用した表示装置において光源を露出させずに発光時に表示部のみを目視させることができる表示装置を提供すること。
【解決手段】携帯電話等のサブ表示画面を蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する紫外光を発生させるマトリックスＬＥＤ２５と、マトリックスＬＥＤ２５の前面に配置された誘電体反射薄膜層からなる第１の反射薄膜層２３と、第１の反射薄膜層２３の前面にマトリックスＬＥＤ２５から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な表示画面プレート２２とから構成する。第１の反射薄膜層２３は励起光を透過させるため表示画面プレート２２内に蛍光が発生するとともに、可視光は第１の反射薄膜層２３に反射されるので外部からマトリックスＬＥＤ２５が目視されることはない。
【解決手段】携帯電話等のサブ表示画面を蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する紫外光を発生させるマトリックスＬＥＤ２５と、マトリックスＬＥＤ２５の前面に配置された誘電体反射薄膜層からなる第１の反射薄膜層２３と、第１の反射薄膜層２３の前面にマトリックスＬＥＤ２５から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な表示画面プレート２２とから構成する。第１の反射薄膜層２３は励起光を透過させるため表示画面プレート２２内に蛍光が発生するとともに、可視光は第１の反射薄膜層２３に反射されるので外部からマトリックスＬＥＤ２５が目視されることはない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外光や青色光のような比較的高エネルギーの励起光によって蛍光材料を含んだ蛍光層内で蛍光を発光させるようにした表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から発光デバイスを媒体として目的に応じた情報を外部に向かって発信させる各種表示装置が存在する。例えば特許文献１はバックライト付きの液晶表示器や蛍光表示管等の光源を筐体の前面パネル１ａに形成された表示窓２を通して表示光を目視させるものである。このような、直接ディスプレイデバイスの光を目視させるようにした表示装置以外に蛍光素材を含んだ蛍光塗料を透明なプラスチック基板に塗布し光源（励起光発光部１）からこれらに励起光を照射し基板上に蛍光を表示させる蛍光を利用した表示装置がある。このような表示装置の一例として特許文献２を挙げる。
【特許文献１】特開２００５−５５８８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の上記各表示装置ではいずれも外部光源を使用することから表示窓２あるいは蛍光塗料が塗布されたプラスチック基板を介して光源が目視されてしまうこととなっていた。もっとも直接ディスプレイデバイスの光を目視する特許文献１のような表示装置であれば光源が目視されることは避けられないわけであり、少なくとも発光状態では一般に発光色の拡散によって光源が見えにくくなるためそれほど違和感はない。
ところが、特許文献２のような蛍光による表示装置においては励起光が紫外線であれば目視されず、なおかつ光源から表示部となるプラスチック基板までの距離があるため、蛍光の拡散によって十分に光源を覆いきれず結局発光時も非発光時もいずれにおいても光源が露出状態となってしまう。そのため、特にこの種の蛍光を利用した表示装置において光源を露出させずに表示部のみを目視できるような工夫が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、蛍光を利用した表示装置において光源を露出させずに発光時に表示部のみを目視させることができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための第１の手段として、少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された誘電体反射薄膜層と、同誘電体反射薄膜層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、前記誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を反射するようにしたことをその要旨とする。
このような構成では励起光発生源によって発光させられた励起光は誘電体反射薄膜層を透過して蛍光層に至る。励起光は蛍光層内において蛍光材料と衝突し蛍光材料を励起する。励起光は蛍光材料に吸収されるとともにその励起光に基づいて蛍光材料は蛍光を発生させることとなる。発生した蛍光は蛍光層内で所定の表示態様で表示されることとなる。
ここに、誘電体反射薄膜層の光学的特性は励起光の波長域は透過できるものの可視光の波長域は反射されるため透過できないようになっている。そのため、蛍光層側から誘電体反射薄膜層を通して励起光発生源が目視されることはない。
より具体的には誘電体反射薄膜層は可視光域である３８０ｎｍ付近から７８０ｎｍ付近の波長の光線の透過率をなるべく低く（反射率を高く）設定し、蛍光物質を励起させられるエネルギーの大きな光線となる３８０ｎｍ以下の波長の光線の透過率をなるべく高く（反射率を低く）設定する。尚、本発明では濃紫色や青色のような可視光でもあり励起光ともなりうる高エネルギー可視光域波長光は励起光として使用する場合にはこれらを可視光とみなさないものとする。誘電体反射薄膜層は蛍光層側からの励起光発生源の目視を妨げることを目的とするものであるため、必ずしも誘電体反射薄膜層はすべての可視域の波長を完全に反射する必要はない。概ね可視域の波長を遮蔽し、なおかつ一定の反射率をクリアすれば足る。同様に誘電体反射薄膜層は励起光の透過率が高いほど好ましいが、１００％の透過率である必要はない。
【０００５】
ここに、誘電体反射薄膜層とは所定の波長域の光を選択的に透過させ、また反射させる膜であって、誘電体反射薄膜層としては一般にはそれ自体が多層膜構造を取ることとなる。多層膜の各構成膜層は金属酸化物もしくは金属フッ化物からなる誘電体であって、例えばＴｉＯ2（二酸化チタン）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＺｒＯ2（酸化ジルコン）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）、Ｎｂ2Ｏ5（五酸化ニオブ）、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）、ＺｎＯ2（酸化亜鉛）ＨｆＯ2（酸化ハフニュウム)、ＣａＦ2(フッ化カルシュウム)らが上げられる。
本発明の誘電体膜ではこれら９種から選ばれる少なくとも２種の誘電体を光の透過する方向に低屈折率材料と高屈折率材料を交互に積層した交互層から構成されることが好ましい。構成される多層膜の数は特に限定されるものではない。所望の波長に対する反射性能又は透過性能を発現させるために化合物を選択し、組み合わせて誘電体光学膜を構成することが可能である。誘電体反射薄膜層の成膜方法に特に限定的な意味はないが一般的には蒸着法やスパッタリング法で成膜されることが好ましい。
【０００６】
また、蛍光層は蛍光材料を溶媒に分散させゾル化した溶液を透明な基材の上に塗布・乾燥させて膜体を構成してもよく、プラスチック材料中に蛍光材料を分散させたものを成形するようにして透明基材そのものを蛍光層として構成してもよい。特にこのように成形によって蛍光層を構成することで厚みのある蛍光層を構築できるため、蛍光層内に立体的な蛍光を発光させることが可能となる。尚、透明には半透明も含まれる。
蛍光材料としては特に限定されることはない。蛍光色によって使用されるＲＧＢ蛍光材料は自由に選択が可能である。例えば赤色蛍光材料としては６ＭｇＯ・Ａｓ2Ｏ5：Ｍｎ、３．５ＭｇＯ０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、ＹＶＯ：Ｅｕ3+、ＳｒＹ2Ｓ4：Ｅｕ3+、ＳｒＹ2Ｓ4：Ｍｎ等、緑色蛍光材料としてはＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ3+、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｃｌ、Ａｌ等、青色蛍光材料としてはＳｒ10（ＰＯ4 ）6 Ｃｌ2 ：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｓｒ3 ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｂａ3 ＭｇＳｉＯ8 ：Ｅｕ2+、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ等が想定される。これら以外の蛍光材料を使用することももちろん可能である。
【０００７】
また、上記課題を解決するための第２の手段として、少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された波長選択吸収層と、同波長選択吸収層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、前記波長選択吸収層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に吸収するようにしたことをその要旨とする。
このような構成では、励起光発生源によって発光させられた励起光は波長選択吸収層を透過して蛍光層に至る。励起光は蛍光層内において蛍光材料と衝突し蛍光材料を励起する。励起光は蛍光材料に吸収されるとともにその励起光に基づいて蛍光材料は蛍光を発生させることとなる。発生した蛍光は蛍光層内で所定の表示態様で表示されることとなる。
ここに、波長選択吸収層の特性は励起光の波長域は透過できるものの可視光の波長域は吸収されて透過できないようになっている。そのため、蛍光層側から波長選択吸収層を通して励起光発生源が目視されることはない。
より具体的には波長選択吸収層は可視光域である３８０ｎｍ付近から７８０ｎｍ付近の波長の光線の吸収率をなるべく高く設定し、蛍光物質を励起させられるエネルギーの大きな光線となる３８０ｎｍ以下の波長の光線の吸収率をなるべく低く設定する。尚、本発明では濃紫色や青色のような可視光でもあり励起光ともなりうる高エネルギー可視光域波長光は励起光として使用する場合にはこれらを可視光とみなさないものとする。波長選択吸収層は蛍光層側からの励起光発生源の目視を妨げることを目的とするものであるため、必ずしも波長選択吸収層はすべての可視域の波長を完全に吸収する必要はない。例えば選択的に所望の波長域のみは反射し、その他の波長域を吸収することで所定の発色をさせることが可能である。同様に波長選択吸収層は励起光の透過率が高いほど好ましいが、１００％の透過率である必要はない。
また、波長選択吸収層と蛍光層の間には上記の波長選択反射薄膜層が配置され、波長選択反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に反射するものであることが好ましい。 これによって蛍光層側から目視した場合に選択された波長域の光が反射されるとともに残りの可視広域が波長選択吸収層によって吸収されることから、励起光発生源が目視されることを防止しながら所望の選択された色調を蛍光層の背景として目視することが可能となる。
【０００８】
ここに、波長選択吸収層とは所定の波長域の光を選択的に透過させ、また吸収する膜であって、可視光域では所定の色の染料を含有・分散させることで、また、紫外光域ではベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール等の有機化合物や酸化亜鉛酸化セリウム、酸化チタン酸化珪素等の金属酸化物を含有・分散させることでその吸収特性を発揮させ得る薄膜層を塗布形成することが可能である。一般的には薄膜層とする場合には波長選択反射薄膜層のように多層とする必要は必ずしもない。また、アクリル等の透明基材中に上記染料や金属酸化物を分散させ基材そのものを波長選択吸収層として構成してもよい。
【０００９】
蛍光材料を蛍光させ得る励起光としては一般的に紫外光及び青色光が考えられる。紫外光は青色光よりエネルギーが高いため高輝度の蛍光発光が望め、また励起光は目視されないこととなる。
励起光として紫外光を使用する場合には蛍光材料を励起させずに蛍光層から前方に漏れる紫外光を遮断するために蛍光層の外方に紫外線を反射するための第２の反射薄膜層を配置することが好ましい。
このような表示装置の用途としては、例えば、携帯電話のような携帯端末装置やモバイルパソコンや電子手帳のような携帯情報処理装置のメイン表示画面やサブ表示画面に使用することが想定される。また、蛍光体層を大型化して大型ディスプレイ装置を構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
上記各請求項の発明では、波長選択誘電体反射薄膜層又は波長選択吸収層によって励起光発生源が蛍光層側から目視できなくなるため、励起光発生源を露出させずに蛍光層に蛍光のみを表示させることを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をカメラ搭載携帯電話機に応用した実施例について図面に従って説明をする。
（実施例１）
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、カメラ搭載携帯電話機１０は第１の筐体１１と第２の筐体１２をヒンジ部１３で連結された外形形状とされている。第１及び第２の筐体１１，１２はヒンジ部１３によって開閉可能とされ、携帯可能状態では図１（ａ）のように折り畳まれ、電話機として使用可能状態で図１（ｂ）のように開いて内部が露出されることとなる。
第１の筐体１１の外面にはサブ表示画面１５と画像を撮影するためのレンズ１６が配設されている。レンズ１６には撮像装置が併設されているが図示及びその説明は省略する。第１の筐体１１の内面には液晶型表示装置からなるメイン表示画面１７が配設されている。第２の筐体１２の内面にはテンキーや各種メニューキーからなる操作部１８が配設されている。カメラ搭載携帯電話機１０は携帯電話機としての通常の機構、例えばモデム、マイク、レシーバ、送受信部、アンテナ等を備えているがこれらの説明は省略する。
【００１２】
図２及び図３に示すように、サブ表示画面１５を構成する蛍光層としての表示画面プレート２２が第１の筐体１１に形成された透孔２１に嵌合されている。表示画面プレート２２は本実施例１ではポリカーボネート製の透明な方形プラスチック製板体とされている。表示画面プレート２２内にはＲＧＢ（赤、緑、青）蛍光材料が分散含有されており紫外光を励起光として赤、緑、青の蛍光を発生する。これらの蛍光色が混色されて白色光を生成する。
表示画面プレート２２の裏面（第１の筐体１１の内部側）側には第１の反射薄膜層２３が成膜形成されている。第１の反射薄膜層２３の特性の一例を表１に示す。尚、表１において実線は透過率を破線は反射率を示す。第１の反射薄膜層２３は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の反射率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、第１の反射薄膜層２３は可視光に対する反射率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
【００１３】
表示画面プレート２２の表面（第１の筐体１１の外部側）側には第２の反射薄膜層２４が成膜形成されている。第２の反射薄膜層２４の特性の一例を表２に示す。尚、表２において実線は透過率を破線は反射率を示す。第２の反射薄膜層２４は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の反射率（平均２％程度の透過率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の透過率（平均５％程度の反射率）に設定されている。つまり、第２の反射薄膜層２４は紫外線に対する反射率が極めて高く、可視光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
第１の筐体１１内であってブラケット２６上には１０×１０に配列された紫外線発光ダイオード素子からなるマトリックスＬＥＤ２５が配設されている。マトリックスＬＥＤ２５は図示しない制御部による制御に基づいて紫外光を第１の反射薄膜層２３方向に照射する。表示画面プレート２２、第１の反射薄膜層２３及び第２の反射薄膜層２４によってサブ表示画面１５が構成され、これにマトリックスＬＥＤ２５を加えて蛍光表示機構２７が構成されることとなる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図４はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
図４に示すようにマトリックスＬＥＤ２５が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は第１の反射薄膜層２３を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる（軌跡Ａ）。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層２３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層２３は鏡面として認識されることとなる。
ここに、すべての紫外光が表示画面プレート２２内においてＲＧＢ蛍光材料と遭遇してこれを励起させるわけではなく、一部はそのまま表示画面プレート２２を素通りしてしまうことがある。その場合には紫外光は第２の反射薄膜層２４に反射されて（つまり遮蔽されて）表示画面プレート２２方向に戻ることとなる（軌跡Ｂ）。この反射された紫外線は一部は励起に寄与し一部は表示画面プレート２２内で減衰していく。
【００１７】
このような構成とすることで実施例１では次のような効果が奏される。
（１）マトリックスＬＥＤ２５は看者から目視されることはなく、表示画面プレート２２中に光輝帯が浮かび上がるような表示態様で表示されることとなり、従来にない新たなサブ表示画面を提供することが可能となる。
（２）マトリックスＬＥＤ２５から照射された紫外光が表示画面プレート２２内で励起されない場合でも漏れた紫外光は第２の反射薄膜層２４によって遮蔽されて看者に達することがないため紫外光による悪影響が看者に及ぶことはない。
【００１８】
（実施例２）
実施例２は実施例１におけるマトリックスＬＥＤ２５として紫外線発光ダイオード素子ではなく高輝度青色発光ダイオード素子を使用している。実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図５に示すように、実施例２では実施例１とは異なり紫外光を使用していないため、表示画面プレート２２外面に第２の反射薄膜層２４は形成されていない。ＲＧＢ蛍光材料は青色発光ダイオードに対応した素材が選択される。
実施例２の第１の反射薄膜層２３の特性の一例を表３に示す。尚、表３において実線は透過率を破線は反射率を示す。第１の反射薄膜層２３は青色光の波長域である４３０〜４６０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の透過率（平均５％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める５００ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の反射率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、第１の反射薄膜層２３は青色を除く可視光に対する反射率が極めて高く、青色光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
【００１９】
【表３】
【００２０】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図６はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
図６に示すようにマトリックスＬＥＤ２５が所定の青色発光ダイオード素子から励起光としての青色光を放射すると、青色光は第１の反射薄膜層２３を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる（軌跡Ａ）。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層２３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層２３は鏡面として認識されることとなる。
このような構成とすることで、実施例２では実施例１の効果（１）と同様の効果が奏される。また、実施例１のように第２の反射薄膜層２４を設ける必要がないため、コスト削減に寄与できる。
【００２１】
（実施例３）
実施例３は実施例１における第１の反射薄膜層２３の代わりに図８に示すように吸収薄膜層２８を用いている。以下の説明において実施例１と同様の構成については説明を省略する。
表示画面プレート２２の裏面（第１の筐体１１の内部側）側には吸収薄膜層２８が成膜形成されている。吸収薄膜層２８の特性の一例を表４に示す。尚、表４において実線は透過率を破線は吸収率を示す。第１の反射薄膜層２３は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の吸収率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、吸収薄膜層２８は可視光に対する吸収率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて吸収率が低く(透過率が高く)設定されている。
【００２２】
【表４】
【００２３】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図６はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
マトリックスＬＥＤ２５が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は吸収薄膜層２８を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、吸収薄膜層２８によって可視光がほとんど吸収されているため看者にとって吸収薄膜層２８はすべての可視光域が吸収された黒い背景として認識されることとなる。
このような構成とすることで、実施例３では実施例１の効果（１）及び（２）と同様の効果が奏される。
【００２４】
（実施例４）
実施例４に基づいて野外や公共のスペースに設置するための大型ディスプレイ装置について説明する。
図７に示すように、ビルのような建造物Ｓの側面に形成された大型開口部３１にはアクリル製の透明プレート３２が配設されている。透明プレート３２の内側面には第１の反射薄膜層３３が成膜形成されている。大型開口部３１に面して建造物Ｓ内には紫外線発光ダイオード素子からなるマトリックスＬＥＤ３４とその発光パターン像を拡大投影するための光学系が配設されている。
建造物Ｓの大型開口部３１に面した外位置には大型のパネル３５が地上部に立設されている。実施例４のパネル３５はポリカーボネート製の透明なプラスチック製板体とされている。パネル３５内にはＲＧＢ（赤、緑、青）蛍光材料が分散含有されており紫外光を励起光として赤、緑、青の蛍光を発生する。これらの蛍光色が混色されて白色光を生成する。パネル３５と建造物Ｓの間には空間が形成されている。尚、空間内に人が通行できないようなフェンスを設けることが好ましい。パネル３５の表面には第２の反射薄膜層３６が成膜形成されている。実施例４における第１の反射薄膜層３３と第２の反射薄膜層３６はそれぞれ実施例１の第１の反射薄膜層２３と第２の反射薄膜層２４と同じ光学特性（表１及び表２）を示すものとする。
【００２５】
このような構成の大型ディスプレイ装置では次のような作用がなされることとなる。
マトリックスＬＥＤ３４が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は第１の反射薄膜層３３を透過しパネル３５内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによって大型ディスプレイ装置として所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのあるパネル３５内において細長い卵型のような蛍光によって生ずる光輝帯として第２の反射薄膜層３６を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層３３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層３３は鏡面として認識されることとなる。
ここに、すべての紫外光がパネル３５内においてＲＧＢ蛍光材料と遭遇してこれを励起させるわけではなく、一部はそのままパネル３５を素通りしてしまうことがある。その場合には紫外光は第２の反射薄膜層３６に反射されてそれより前方に放射されることはない。
【００２６】
このような構成とすることで実施例４では次のような効果が奏される。
（１）マトリックスＬＥＤ３４は看者から目視されることはなく、パネル３５中に光輝帯が浮かび上がるような表示態様で表示されることとなり、従来にない新たな大型ディスプレイ装置を提供することが可能となる。
（２）マトリックスＬＥＤ３４から照射された紫外光がパネル３５内で励起されない場合でも漏れた紫外光は第２の反射薄膜層３６によって遮蔽されてパネル３５より外方に達することがないため周囲に紫外光による悪影響が及ぶことはない。
【００２７】
（実施例５）
実施例５に基づいて蛍光層に対して反射薄膜層及び波長選択吸収薄膜層の両方を配置した別例について説明する。実施例５は例えば上記実施例１〜４のカメラ搭載携帯電話機や大型ディスプレイ装置に適用することが可能である。
図９に示すように、蛍光層４１と蛍光層４１に励起光としての紫外光を照射するマトリックスＬＥＤ４２が所定間隔を空けて配置されている。蛍光層４１の後面（マトリックスＬＥＤ４２側）には反射薄膜層４３が成膜形成されている。更に吸収薄膜層４４が反射薄膜層４３に塗布形成によって積層されている。蛍光層４１は上記実施例では表示画面プレート２２又はパネル３５に相当する。
反射薄膜層４３の特性の一例を表５に示す。反射薄膜層４３は緑色の波長域である５００ｎｍ〜５７０ｎｍの光に対して選択的に高い反射率（平均９０％程度の反射率）に設定されている。また、近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均５％程度の反射率（平均９５％程度の透過率）に設定されている。つまり、反射薄膜層４３は可視光のうち、緑色の光については反射率が極めて高く、その他の波長域、特に励起光である近紫外光に対しては極めて吸収率が低く、ほとんど透過するように設定されている。
吸収薄膜層４４の特性の一例を表６に示す。尚、表６において実線は透過率を破線は吸収率をしめす。吸収薄膜層４４は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の吸収率（平均２％程度の透過率）に設定されている。つまり、吸収薄膜層４４は可視光に対する吸収率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて吸収率が低く、ほとんど透過するように設定されている。
【００２８】
このような構成とすることで次のような作用がなされることとなる。
マトリックスＬＥＤ４２が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、図９の軌跡Ｃのように紫外光は反射薄膜層４３及び吸収薄膜層４４を透過し蛍光層４１内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによって大型ディスプレイ装置として所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある蛍光層４１内において細長い卵型のような蛍光によって生ずる光輝帯として看者に目視されることとなる。
さて、蛍光層４１側からは表７に示すような特性で外光（自然光）が照射されることとなる。ここで可視光線は反射薄膜層４３において図９の軌跡Ｄのように緑色の波長域を中心に反射されることとなるため看者には蛍光層４１の背景として緑色が目視されることとなる。また、軌跡Ｅのように吸収薄膜層４４によって緑色を除くその他の可視光波長が吸収されるため吸収薄膜層４４は看者には暗色と認識されるため吸収薄膜層４４が遮蔽層となってマトリックスＬＥＤ４２が目視されることはない。この時、吸収薄膜層４４には表８に示すように緑色の波長域を除く波長域が達することとなる。
もし、吸収薄膜層４４がなければ蛍光層４１の背景として緑色が目視されるだけではなく、励起光源の消灯時で、蛍光層４１の外光が明るい場合にはマトリックスＬＥＤ４２が目視されてしまい、また点灯時にも、外光が弱く暗い場合には蛍光発光によって目視されてしまう可能性があるがこのように反射薄膜層４３と吸収薄膜層４４の二層構造とすることでそのような不具合を解消することができる。
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】
【表７】
【００３２】
【表８】
【００３３】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例では励起光発生源としてマトリックスＬＥＤ２５，３４を使用したが、励起光を放射できるのであればこれらに限るものではない。例えば紫外線ランプを使用して投影すべき画像、投影パターン、写真等を投影するようにしてもよい。また、ＬＥＤではなくレーザーダイオードを光源としてもよい。その場合にはマトリックスアレイではなくガルバノメータ等でビームを走査させて蛍光層に描画することも可能である。
・パネル３５の代わりにパネル３２に蛍光体を分散して発光させることも可能である。
この場合、紫外光遮断膜３６の変わりにパネル３５に紫外線のみを吸収し、前述の蛍光を透過するものとしても良い。
・上記実施例４ではマトリックスＬＥＤ３４をそのままパネル３５に投影するようにしたが、光学系に拡大レンズ等を配置して投影光を拡大させるようにしてもよい。
・蛍光体層としての表示画面プレート２２やパネル３５の厚みや大きさ及び形状は適宜変更可能である。蛍光体層を蒸着や塗布等の手段で形成するようにしても構わない。
・第１の反射薄膜層２３，３３は励起光発生源の表面に例えば、素子表面の樹脂層をコートするごとく直接形成するようにしてもよい。
・上記実施例５では緑色をピークとした波長域を反射させて背景とするようにしたが、他の色を背景とするような設定も自由である。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１及び２のカメラ搭載携帯電話機の斜視図、（ｂ）は同じく側面図。
【図２】同じく実施例１のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図３】同じく実施例１のカメラ搭載携帯電話機の蛍光表示機構の分解斜視図。
【図４】同じく実施例１での蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【図５】同じく実施例２のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図６】同じく実施例２での蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【図７】同じく実施例４の大型ディスプレイ装置の概略側断面図。
【図８】同じく実施例３のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図９】同じく実施例５の蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…カメラ搭載携帯電話機、２２…蛍光層としての表示画面プレート、２３，３３…誘電体反射薄膜層としての第１の反射薄膜層、２４，３６…誘電体反射薄膜層としての第２の反射薄膜層、２５，３４，４２…励起光発生源としてのマトリックスＬＥＤ、４１…蛍光層、４３…誘電体反射薄膜層としての反射薄膜層、４４…波長選択吸収層としての吸収薄膜層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外光や青色光のような比較的高エネルギーの励起光によって蛍光材料を含んだ蛍光層内で蛍光を発光させるようにした表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から発光デバイスを媒体として目的に応じた情報を外部に向かって発信させる各種表示装置が存在する。例えば特許文献１はバックライト付きの液晶表示器や蛍光表示管等の光源を筐体の前面パネル１ａに形成された表示窓２を通して表示光を目視させるものである。このような、直接ディスプレイデバイスの光を目視させるようにした表示装置以外に蛍光素材を含んだ蛍光塗料を透明なプラスチック基板に塗布し光源（励起光発光部１）からこれらに励起光を照射し基板上に蛍光を表示させる蛍光を利用した表示装置がある。このような表示装置の一例として特許文献２を挙げる。
【特許文献１】特開２００５−５５８８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の上記各表示装置ではいずれも外部光源を使用することから表示窓２あるいは蛍光塗料が塗布されたプラスチック基板を介して光源が目視されてしまうこととなっていた。もっとも直接ディスプレイデバイスの光を目視する特許文献１のような表示装置であれば光源が目視されることは避けられないわけであり、少なくとも発光状態では一般に発光色の拡散によって光源が見えにくくなるためそれほど違和感はない。
ところが、特許文献２のような蛍光による表示装置においては励起光が紫外線であれば目視されず、なおかつ光源から表示部となるプラスチック基板までの距離があるため、蛍光の拡散によって十分に光源を覆いきれず結局発光時も非発光時もいずれにおいても光源が露出状態となってしまう。そのため、特にこの種の蛍光を利用した表示装置において光源を露出させずに表示部のみを目視できるような工夫が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、蛍光を利用した表示装置において光源を露出させずに発光時に表示部のみを目視させることができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための第１の手段として、少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された誘電体反射薄膜層と、同誘電体反射薄膜層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、前記誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を反射するようにしたことをその要旨とする。
このような構成では励起光発生源によって発光させられた励起光は誘電体反射薄膜層を透過して蛍光層に至る。励起光は蛍光層内において蛍光材料と衝突し蛍光材料を励起する。励起光は蛍光材料に吸収されるとともにその励起光に基づいて蛍光材料は蛍光を発生させることとなる。発生した蛍光は蛍光層内で所定の表示態様で表示されることとなる。
ここに、誘電体反射薄膜層の光学的特性は励起光の波長域は透過できるものの可視光の波長域は反射されるため透過できないようになっている。そのため、蛍光層側から誘電体反射薄膜層を通して励起光発生源が目視されることはない。
より具体的には誘電体反射薄膜層は可視光域である３８０ｎｍ付近から７８０ｎｍ付近の波長の光線の透過率をなるべく低く（反射率を高く）設定し、蛍光物質を励起させられるエネルギーの大きな光線となる３８０ｎｍ以下の波長の光線の透過率をなるべく高く（反射率を低く）設定する。尚、本発明では濃紫色や青色のような可視光でもあり励起光ともなりうる高エネルギー可視光域波長光は励起光として使用する場合にはこれらを可視光とみなさないものとする。誘電体反射薄膜層は蛍光層側からの励起光発生源の目視を妨げることを目的とするものであるため、必ずしも誘電体反射薄膜層はすべての可視域の波長を完全に反射する必要はない。概ね可視域の波長を遮蔽し、なおかつ一定の反射率をクリアすれば足る。同様に誘電体反射薄膜層は励起光の透過率が高いほど好ましいが、１００％の透過率である必要はない。
【０００５】
ここに、誘電体反射薄膜層とは所定の波長域の光を選択的に透過させ、また反射させる膜であって、誘電体反射薄膜層としては一般にはそれ自体が多層膜構造を取ることとなる。多層膜の各構成膜層は金属酸化物もしくは金属フッ化物からなる誘電体であって、例えばＴｉＯ2（二酸化チタン）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＺｒＯ2（酸化ジルコン）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）、Ｎｂ2Ｏ5（五酸化ニオブ）、ＳｉＯ2（酸化ケイ素）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム）、ＺｎＯ2（酸化亜鉛）ＨｆＯ2（酸化ハフニュウム)、ＣａＦ2(フッ化カルシュウム)らが上げられる。
本発明の誘電体膜ではこれら９種から選ばれる少なくとも２種の誘電体を光の透過する方向に低屈折率材料と高屈折率材料を交互に積層した交互層から構成されることが好ましい。構成される多層膜の数は特に限定されるものではない。所望の波長に対する反射性能又は透過性能を発現させるために化合物を選択し、組み合わせて誘電体光学膜を構成することが可能である。誘電体反射薄膜層の成膜方法に特に限定的な意味はないが一般的には蒸着法やスパッタリング法で成膜されることが好ましい。
【０００６】
また、蛍光層は蛍光材料を溶媒に分散させゾル化した溶液を透明な基材の上に塗布・乾燥させて膜体を構成してもよく、プラスチック材料中に蛍光材料を分散させたものを成形するようにして透明基材そのものを蛍光層として構成してもよい。特にこのように成形によって蛍光層を構成することで厚みのある蛍光層を構築できるため、蛍光層内に立体的な蛍光を発光させることが可能となる。尚、透明には半透明も含まれる。
蛍光材料としては特に限定されることはない。蛍光色によって使用されるＲＧＢ蛍光材料は自由に選択が可能である。例えば赤色蛍光材料としては６ＭｇＯ・Ａｓ2Ｏ5：Ｍｎ、３．５ＭｇＯ０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、ＹＶＯ：Ｅｕ3+、ＳｒＹ2Ｓ4：Ｅｕ3+、ＳｒＹ2Ｓ4：Ｍｎ等、緑色蛍光材料としてはＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ3+、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｃｌ、Ａｌ等、青色蛍光材料としてはＳｒ10（ＰＯ4 ）6 Ｃｌ2 ：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、Ｓｒ3 ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+、Ｂａ3 ＭｇＳｉＯ8 ：Ｅｕ2+、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ等が想定される。これら以外の蛍光材料を使用することももちろん可能である。
【０００７】
また、上記課題を解決するための第２の手段として、少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された波長選択吸収層と、同波長選択吸収層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、前記波長選択吸収層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に吸収するようにしたことをその要旨とする。
このような構成では、励起光発生源によって発光させられた励起光は波長選択吸収層を透過して蛍光層に至る。励起光は蛍光層内において蛍光材料と衝突し蛍光材料を励起する。励起光は蛍光材料に吸収されるとともにその励起光に基づいて蛍光材料は蛍光を発生させることとなる。発生した蛍光は蛍光層内で所定の表示態様で表示されることとなる。
ここに、波長選択吸収層の特性は励起光の波長域は透過できるものの可視光の波長域は吸収されて透過できないようになっている。そのため、蛍光層側から波長選択吸収層を通して励起光発生源が目視されることはない。
より具体的には波長選択吸収層は可視光域である３８０ｎｍ付近から７８０ｎｍ付近の波長の光線の吸収率をなるべく高く設定し、蛍光物質を励起させられるエネルギーの大きな光線となる３８０ｎｍ以下の波長の光線の吸収率をなるべく低く設定する。尚、本発明では濃紫色や青色のような可視光でもあり励起光ともなりうる高エネルギー可視光域波長光は励起光として使用する場合にはこれらを可視光とみなさないものとする。波長選択吸収層は蛍光層側からの励起光発生源の目視を妨げることを目的とするものであるため、必ずしも波長選択吸収層はすべての可視域の波長を完全に吸収する必要はない。例えば選択的に所望の波長域のみは反射し、その他の波長域を吸収することで所定の発色をさせることが可能である。同様に波長選択吸収層は励起光の透過率が高いほど好ましいが、１００％の透過率である必要はない。
また、波長選択吸収層と蛍光層の間には上記の波長選択反射薄膜層が配置され、波長選択反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に反射するものであることが好ましい。 これによって蛍光層側から目視した場合に選択された波長域の光が反射されるとともに残りの可視広域が波長選択吸収層によって吸収されることから、励起光発生源が目視されることを防止しながら所望の選択された色調を蛍光層の背景として目視することが可能となる。
【０００８】
ここに、波長選択吸収層とは所定の波長域の光を選択的に透過させ、また吸収する膜であって、可視光域では所定の色の染料を含有・分散させることで、また、紫外光域ではベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール等の有機化合物や酸化亜鉛酸化セリウム、酸化チタン酸化珪素等の金属酸化物を含有・分散させることでその吸収特性を発揮させ得る薄膜層を塗布形成することが可能である。一般的には薄膜層とする場合には波長選択反射薄膜層のように多層とする必要は必ずしもない。また、アクリル等の透明基材中に上記染料や金属酸化物を分散させ基材そのものを波長選択吸収層として構成してもよい。
【０００９】
蛍光材料を蛍光させ得る励起光としては一般的に紫外光及び青色光が考えられる。紫外光は青色光よりエネルギーが高いため高輝度の蛍光発光が望め、また励起光は目視されないこととなる。
励起光として紫外光を使用する場合には蛍光材料を励起させずに蛍光層から前方に漏れる紫外光を遮断するために蛍光層の外方に紫外線を反射するための第２の反射薄膜層を配置することが好ましい。
このような表示装置の用途としては、例えば、携帯電話のような携帯端末装置やモバイルパソコンや電子手帳のような携帯情報処理装置のメイン表示画面やサブ表示画面に使用することが想定される。また、蛍光体層を大型化して大型ディスプレイ装置を構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
上記各請求項の発明では、波長選択誘電体反射薄膜層又は波長選択吸収層によって励起光発生源が蛍光層側から目視できなくなるため、励起光発生源を露出させずに蛍光層に蛍光のみを表示させることを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をカメラ搭載携帯電話機に応用した実施例について図面に従って説明をする。
（実施例１）
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、カメラ搭載携帯電話機１０は第１の筐体１１と第２の筐体１２をヒンジ部１３で連結された外形形状とされている。第１及び第２の筐体１１，１２はヒンジ部１３によって開閉可能とされ、携帯可能状態では図１（ａ）のように折り畳まれ、電話機として使用可能状態で図１（ｂ）のように開いて内部が露出されることとなる。
第１の筐体１１の外面にはサブ表示画面１５と画像を撮影するためのレンズ１６が配設されている。レンズ１６には撮像装置が併設されているが図示及びその説明は省略する。第１の筐体１１の内面には液晶型表示装置からなるメイン表示画面１７が配設されている。第２の筐体１２の内面にはテンキーや各種メニューキーからなる操作部１８が配設されている。カメラ搭載携帯電話機１０は携帯電話機としての通常の機構、例えばモデム、マイク、レシーバ、送受信部、アンテナ等を備えているがこれらの説明は省略する。
【００１２】
図２及び図３に示すように、サブ表示画面１５を構成する蛍光層としての表示画面プレート２２が第１の筐体１１に形成された透孔２１に嵌合されている。表示画面プレート２２は本実施例１ではポリカーボネート製の透明な方形プラスチック製板体とされている。表示画面プレート２２内にはＲＧＢ（赤、緑、青）蛍光材料が分散含有されており紫外光を励起光として赤、緑、青の蛍光を発生する。これらの蛍光色が混色されて白色光を生成する。
表示画面プレート２２の裏面（第１の筐体１１の内部側）側には第１の反射薄膜層２３が成膜形成されている。第１の反射薄膜層２３の特性の一例を表１に示す。尚、表１において実線は透過率を破線は反射率を示す。第１の反射薄膜層２３は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の反射率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、第１の反射薄膜層２３は可視光に対する反射率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
【００１３】
表示画面プレート２２の表面（第１の筐体１１の外部側）側には第２の反射薄膜層２４が成膜形成されている。第２の反射薄膜層２４の特性の一例を表２に示す。尚、表２において実線は透過率を破線は反射率を示す。第２の反射薄膜層２４は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の反射率（平均２％程度の透過率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の透過率（平均５％程度の反射率）に設定されている。つまり、第２の反射薄膜層２４は紫外線に対する反射率が極めて高く、可視光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
第１の筐体１１内であってブラケット２６上には１０×１０に配列された紫外線発光ダイオード素子からなるマトリックスＬＥＤ２５が配設されている。マトリックスＬＥＤ２５は図示しない制御部による制御に基づいて紫外光を第１の反射薄膜層２３方向に照射する。表示画面プレート２２、第１の反射薄膜層２３及び第２の反射薄膜層２４によってサブ表示画面１５が構成され、これにマトリックスＬＥＤ２５を加えて蛍光表示機構２７が構成されることとなる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図４はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
図４に示すようにマトリックスＬＥＤ２５が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は第１の反射薄膜層２３を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる（軌跡Ａ）。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層２３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層２３は鏡面として認識されることとなる。
ここに、すべての紫外光が表示画面プレート２２内においてＲＧＢ蛍光材料と遭遇してこれを励起させるわけではなく、一部はそのまま表示画面プレート２２を素通りしてしまうことがある。その場合には紫外光は第２の反射薄膜層２４に反射されて（つまり遮蔽されて）表示画面プレート２２方向に戻ることとなる（軌跡Ｂ）。この反射された紫外線は一部は励起に寄与し一部は表示画面プレート２２内で減衰していく。
【００１７】
このような構成とすることで実施例１では次のような効果が奏される。
（１）マトリックスＬＥＤ２５は看者から目視されることはなく、表示画面プレート２２中に光輝帯が浮かび上がるような表示態様で表示されることとなり、従来にない新たなサブ表示画面を提供することが可能となる。
（２）マトリックスＬＥＤ２５から照射された紫外光が表示画面プレート２２内で励起されない場合でも漏れた紫外光は第２の反射薄膜層２４によって遮蔽されて看者に達することがないため紫外光による悪影響が看者に及ぶことはない。
【００１８】
（実施例２）
実施例２は実施例１におけるマトリックスＬＥＤ２５として紫外線発光ダイオード素子ではなく高輝度青色発光ダイオード素子を使用している。実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図５に示すように、実施例２では実施例１とは異なり紫外光を使用していないため、表示画面プレート２２外面に第２の反射薄膜層２４は形成されていない。ＲＧＢ蛍光材料は青色発光ダイオードに対応した素材が選択される。
実施例２の第１の反射薄膜層２３の特性の一例を表３に示す。尚、表３において実線は透過率を破線は反射率を示す。第１の反射薄膜層２３は青色光の波長域である４３０〜４６０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の透過率（平均５％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める５００ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の反射率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、第１の反射薄膜層２３は青色を除く可視光に対する反射率が極めて高く、青色光に対しては極めて反射率が低く設定されている。
【００１９】
【表３】
【００２０】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図６はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
図６に示すようにマトリックスＬＥＤ２５が所定の青色発光ダイオード素子から励起光としての青色光を放射すると、青色光は第１の反射薄膜層２３を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる（軌跡Ａ）。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層２３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層２３は鏡面として認識されることとなる。
このような構成とすることで、実施例２では実施例１の効果（１）と同様の効果が奏される。また、実施例１のように第２の反射薄膜層２４を設ける必要がないため、コスト削減に寄与できる。
【００２１】
（実施例３）
実施例３は実施例１における第１の反射薄膜層２３の代わりに図８に示すように吸収薄膜層２８を用いている。以下の説明において実施例１と同様の構成については説明を省略する。
表示画面プレート２２の裏面（第１の筐体１１の内部側）側には吸収薄膜層２８が成膜形成されている。吸収薄膜層２８の特性の一例を表４に示す。尚、表４において実線は透過率を破線は吸収率を示す。第１の反射薄膜層２３は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９５％程度の吸収率（平均５％程度の透過率）に設定されている。つまり、吸収薄膜層２８は可視光に対する吸収率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて吸収率が低く(透過率が高く)設定されている。
【００２２】
【表４】
【００２３】
このような構成のカメラ搭載携帯電話機１０ではサブ表示画面１５に関して次のような作用がなされることとなる。尚、以下の説明で図６はサブ表示画面１５付近の構成及び作用を分かりやすく説明するために作成したため、各層の厚み等は実際の比率とは無関係に図示されている。
マトリックスＬＥＤ２５が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は吸収薄膜層２８を透過し表示画面プレート２２内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによってサブ表示画面１５としての表示画面プレート２２に所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある表示画面プレート２２内において細長い卵型のような蛍光によって生ずるぼんやりとした光の塊である光輝帯として第２の反射薄膜層２４を透過し看者に目視されることとなる。一方、吸収薄膜層２８によって可視光がほとんど吸収されているため看者にとって吸収薄膜層２８はすべての可視光域が吸収された黒い背景として認識されることとなる。
このような構成とすることで、実施例３では実施例１の効果（１）及び（２）と同様の効果が奏される。
【００２４】
（実施例４）
実施例４に基づいて野外や公共のスペースに設置するための大型ディスプレイ装置について説明する。
図７に示すように、ビルのような建造物Ｓの側面に形成された大型開口部３１にはアクリル製の透明プレート３２が配設されている。透明プレート３２の内側面には第１の反射薄膜層３３が成膜形成されている。大型開口部３１に面して建造物Ｓ内には紫外線発光ダイオード素子からなるマトリックスＬＥＤ３４とその発光パターン像を拡大投影するための光学系が配設されている。
建造物Ｓの大型開口部３１に面した外位置には大型のパネル３５が地上部に立設されている。実施例４のパネル３５はポリカーボネート製の透明なプラスチック製板体とされている。パネル３５内にはＲＧＢ（赤、緑、青）蛍光材料が分散含有されており紫外光を励起光として赤、緑、青の蛍光を発生する。これらの蛍光色が混色されて白色光を生成する。パネル３５と建造物Ｓの間には空間が形成されている。尚、空間内に人が通行できないようなフェンスを設けることが好ましい。パネル３５の表面には第２の反射薄膜層３６が成膜形成されている。実施例４における第１の反射薄膜層３３と第２の反射薄膜層３６はそれぞれ実施例１の第１の反射薄膜層２３と第２の反射薄膜層２４と同じ光学特性（表１及び表２）を示すものとする。
【００２５】
このような構成の大型ディスプレイ装置では次のような作用がなされることとなる。
マトリックスＬＥＤ３４が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、紫外光は第１の反射薄膜層３３を透過しパネル３５内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによって大型ディスプレイ装置として所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのあるパネル３５内において細長い卵型のような蛍光によって生ずる光輝帯として第２の反射薄膜層３６を透過し看者に目視されることとなる。一方、第１の反射薄膜層３３によって可視光がほとんど遮断されているため看者にとって第１の反射薄膜層３３は鏡面として認識されることとなる。
ここに、すべての紫外光がパネル３５内においてＲＧＢ蛍光材料と遭遇してこれを励起させるわけではなく、一部はそのままパネル３５を素通りしてしまうことがある。その場合には紫外光は第２の反射薄膜層３６に反射されてそれより前方に放射されることはない。
【００２６】
このような構成とすることで実施例４では次のような効果が奏される。
（１）マトリックスＬＥＤ３４は看者から目視されることはなく、パネル３５中に光輝帯が浮かび上がるような表示態様で表示されることとなり、従来にない新たな大型ディスプレイ装置を提供することが可能となる。
（２）マトリックスＬＥＤ３４から照射された紫外光がパネル３５内で励起されない場合でも漏れた紫外光は第２の反射薄膜層３６によって遮蔽されてパネル３５より外方に達することがないため周囲に紫外光による悪影響が及ぶことはない。
【００２７】
（実施例５）
実施例５に基づいて蛍光層に対して反射薄膜層及び波長選択吸収薄膜層の両方を配置した別例について説明する。実施例５は例えば上記実施例１〜４のカメラ搭載携帯電話機や大型ディスプレイ装置に適用することが可能である。
図９に示すように、蛍光層４１と蛍光層４１に励起光としての紫外光を照射するマトリックスＬＥＤ４２が所定間隔を空けて配置されている。蛍光層４１の後面（マトリックスＬＥＤ４２側）には反射薄膜層４３が成膜形成されている。更に吸収薄膜層４４が反射薄膜層４３に塗布形成によって積層されている。蛍光層４１は上記実施例では表示画面プレート２２又はパネル３５に相当する。
反射薄膜層４３の特性の一例を表５に示す。反射薄膜層４３は緑色の波長域である５００ｎｍ〜５７０ｎｍの光に対して選択的に高い反射率（平均９０％程度の反射率）に設定されている。また、近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均５％程度の反射率（平均９５％程度の透過率）に設定されている。つまり、反射薄膜層４３は可視光のうち、緑色の光については反射率が極めて高く、その他の波長域、特に励起光である近紫外光に対しては極めて吸収率が低く、ほとんど透過するように設定されている。
吸収薄膜層４４の特性の一例を表６に示す。尚、表６において実線は透過率を破線は吸収率をしめす。吸収薄膜層４４は近紫外光の波長域である２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の透過率（平均２％程度の反射率）に設定され、可視光域の大部分を占める４５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に対しては平均９８％程度の吸収率（平均２％程度の透過率）に設定されている。つまり、吸収薄膜層４４は可視光に対する吸収率が極めて高く、近紫外光に対しては極めて吸収率が低く、ほとんど透過するように設定されている。
【００２８】
このような構成とすることで次のような作用がなされることとなる。
マトリックスＬＥＤ４２が所定の紫外線発光ダイオード素子から励起光としての紫外光を放射すると、図９の軌跡Ｃのように紫外光は反射薄膜層４３及び吸収薄膜層４４を透過し蛍光層４１内に進入する。そしてＲＧＢ蛍光材料と遭遇するとこれを励起させて蛍光を発生させる。これによって大型ディスプレイ装置として所定の文字や数字等が蛍光として表示される。蛍光は前後方向に厚みのある蛍光層４１内において細長い卵型のような蛍光によって生ずる光輝帯として看者に目視されることとなる。
さて、蛍光層４１側からは表７に示すような特性で外光（自然光）が照射されることとなる。ここで可視光線は反射薄膜層４３において図９の軌跡Ｄのように緑色の波長域を中心に反射されることとなるため看者には蛍光層４１の背景として緑色が目視されることとなる。また、軌跡Ｅのように吸収薄膜層４４によって緑色を除くその他の可視光波長が吸収されるため吸収薄膜層４４は看者には暗色と認識されるため吸収薄膜層４４が遮蔽層となってマトリックスＬＥＤ４２が目視されることはない。この時、吸収薄膜層４４には表８に示すように緑色の波長域を除く波長域が達することとなる。
もし、吸収薄膜層４４がなければ蛍光層４１の背景として緑色が目視されるだけではなく、励起光源の消灯時で、蛍光層４１の外光が明るい場合にはマトリックスＬＥＤ４２が目視されてしまい、また点灯時にも、外光が弱く暗い場合には蛍光発光によって目視されてしまう可能性があるがこのように反射薄膜層４３と吸収薄膜層４４の二層構造とすることでそのような不具合を解消することができる。
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】
【表７】
【００３２】
【表８】
【００３３】
尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例では励起光発生源としてマトリックスＬＥＤ２５，３４を使用したが、励起光を放射できるのであればこれらに限るものではない。例えば紫外線ランプを使用して投影すべき画像、投影パターン、写真等を投影するようにしてもよい。また、ＬＥＤではなくレーザーダイオードを光源としてもよい。その場合にはマトリックスアレイではなくガルバノメータ等でビームを走査させて蛍光層に描画することも可能である。
・パネル３５の代わりにパネル３２に蛍光体を分散して発光させることも可能である。
この場合、紫外光遮断膜３６の変わりにパネル３５に紫外線のみを吸収し、前述の蛍光を透過するものとしても良い。
・上記実施例４ではマトリックスＬＥＤ３４をそのままパネル３５に投影するようにしたが、光学系に拡大レンズ等を配置して投影光を拡大させるようにしてもよい。
・蛍光体層としての表示画面プレート２２やパネル３５の厚みや大きさ及び形状は適宜変更可能である。蛍光体層を蒸着や塗布等の手段で形成するようにしても構わない。
・第１の反射薄膜層２３，３３は励起光発生源の表面に例えば、素子表面の樹脂層をコートするごとく直接形成するようにしてもよい。
・上記実施例５では緑色をピークとした波長域を反射させて背景とするようにしたが、他の色を背景とするような設定も自由である。
その他本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１及び２のカメラ搭載携帯電話機の斜視図、（ｂ）は同じく側面図。
【図２】同じく実施例１のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図３】同じく実施例１のカメラ搭載携帯電話機の蛍光表示機構の分解斜視図。
【図４】同じく実施例１での蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【図５】同じく実施例２のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図６】同じく実施例２での蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【図７】同じく実施例４の大型ディスプレイ装置の概略側断面図。
【図８】同じく実施例３のカメラ搭載携帯電話機のサブ表示画面付近の部分拡大断面図。
【図９】同じく実施例５の蛍光表示機構の原理を説明する概略説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…カメラ搭載携帯電話機、２２…蛍光層としての表示画面プレート、２３，３３…誘電体反射薄膜層としての第１の反射薄膜層、２４，３６…誘電体反射薄膜層としての第２の反射薄膜層、２５，３４，４２…励起光発生源としてのマトリックスＬＥＤ、４１…蛍光層、４３…誘電体反射薄膜層としての反射薄膜層、４４…波長選択吸収層としての吸収薄膜層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された誘電体反射薄膜層と、同誘電体反射薄膜層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、
前記誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を反射することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された波長選択吸収層と、同波長選択吸収層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、
前記波長選択吸収層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に吸収することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記波長選択吸収層と前記蛍光層の間には誘電体反射薄膜層が配置され、同誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に反射することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記励起光は紫外光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記蛍光材料の外方には紫外線を反射する第２の誘電体反射薄膜層を配置したことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項１】
少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された誘電体反射薄膜層と、同誘電体反射薄膜層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、
前記誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を反射することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
少なくとも、蛍光材料と衝突することで蛍光を励起する励起光を発生させる励起光発生源と、同励起光発生源の前面に配置された波長選択吸収層と、同波長選択吸収層の前面に少なくとも同励起光発生源から所定間隔離間して配置される蛍光材料を含有する透明な蛍光層とから構成され、
前記波長選択吸収層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に吸収することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記波長選択吸収層と前記蛍光層の間には誘電体反射薄膜層が配置され、同誘電体反射薄膜層は励起光を透過させるとともに、可視光を選択的に反射することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記励起光は紫外光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記蛍光材料の外方には紫外線を反射する第２の誘電体反射薄膜層を配置したことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−８９９４５（Ｐ２００８−８９９４５Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７０３３５（Ｐ２００６−２７０３３５）
【出願日】平成１８年１０月２日（２００６．１０．２）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２日（２００６．１０．２）
【出願人】（０００２１９７３８）東海光学株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
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