JPH05182761A - El素子とこのel素子を用いた時計 - Google Patents

El素子とこのel素子を用いた時計

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JPH05182761A
JPH05182761A JP3344964A JP34496491A JPH05182761A JP H05182761 A JPH05182761 A JP H05182761A JP 3344964 A JP3344964 A JP 3344964A JP 34496491 A JP34496491 A JP 34496491A JP H05182761 A JPH05182761 A JP H05182761A
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light
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孝二 広瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の細かい発光層を容易に安価にかつ位置
精度良く製造し、各発光層を異なった色に発光させる。
このEL素子を用いて時計のメロディ音やリズムに合わ
せて複数の色に発光させてディスプレイ効果を高くす
る。 【構成】 透明電極上に同心リング状の3つのパターン
からなる第1〜3発光層4〜6を形成する。第1発光層
4は発光材料ZnS にピンク螢光顔料を、第2発光層5は
オレンジ螢光顔料を、第3発光層6はグリーン螢光顔料
を加え、ピンク,オレンジ,グリーンに発光する。その
上に誘電体層7を形成し、その上に発光層の3つのパタ
ーンに合わせて背面電極8〜10を形成し、透明電極の突
出部3a上に集電極11を形成する。各背面電極8〜10にの
み導通するように電気絶縁シール12を介して電極端子13
a,13b,13c を配置し、集電極11に導通するようにコモン
電極端子14を配置する。両面に捕水フィルム及び防湿フ
ィルムをラミネートして熱圧着により封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、EL素子とこのEL素
子を用いた時計に関し、特に複数の色に発光するEL素
子と、このEL素子を用いてメロディ音やリズム等に合
わせて複数の色を点滅発光する時計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術では、エレクトロルミネセンス
素子(以下「EL素子」という。)を複数の色に発光さ
せるものとして、例えば特開昭62−52887号公報
には、螢光体発光層と透明電極を櫛歯状に二分割し、螢
光体発光層を発光色の異なる二種類とする構造が示され
ており、いずれか一方または双方を発光させることによ
り二色以上の発光を可能にしている。
【0003】また実開昭63−25495号公報には、
複数のELセルを並設し、共通の一対の防湿封止部材に
より一体的に封止した構成が示されており、同一形状の
ELセルを用いて必要に応じた任意の発光面積並びに発
光パターンを有するEL発光面体を容易に得るようにし
ている。
【0004】また従来技術において、EL素子を文字板
の全面発光に用いた時計が知られており、これは非発光
時に乳白色を呈するEL素子を透光性の文字板の背後に
設けたもので、発光時にEL素子が単一色に発光して文
字板を照らすものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の第1の
ものは、背面電極上に、櫛歯状に二分割された螢光体発
光層と透明電極とを櫛歯が相互に入り組むように形成し
て防湿フィルムで封止するため、分割された2つのパタ
ーンを合わせる位置精度が悪く、細かい発光セグメント
とすることが難しく、また同心リング状のようなパター
ンを形成するのは困難である。
【0006】上記した従来の第2のものの場合にも、複
数のELセルを並設するために、細かい発光セグメント
とすることが難しく、また同心リング状のようなパター
ンを形成するのが困難である。
【0007】またEL素子を用いた従来の時計は、単一
色の発光であるので、文字板を照らすという機能面での
満足が得られるに過ぎず、それ以上の機能を満たすもの
ではなかった。
【0008】そこで本発明の目的は、細かい発光セグメ
ントや同心リング状の発光セグメントを容易に、そして
安価にかつ位置精度良く製造できるようにし、それぞれ
の発光セグメントの発光色を変えて複数色に発光するE
L素子を提供することにある。そしてこのEL素子を用
いて時計のメロディ音やリズムに合わせて複数の色に発
光させ、ディスプレイ効果の高い時計を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のEL素子は、透明電極と背面電極との間に
発光層及び誘電体層を介在させ、防湿フィルムにより被
覆して成るEL素子において、発光層は発光色の異なる
発光層を各色毎に分けた複数のパターンに形成してあ
り、背面電極は誘電体層を介して発光層の各パターンに
対応するように分割して形成してある。
【0010】上記の各パターンの発光層には、色の異な
る螢光顔料または螢光染料が混入されている。
【0011】また上記の発光層の各パターンは、同心リ
ング状に形成され、または縦長四角形状をなして並列し
て形成されている。
【0012】上記の透明電極と背面電極との一方には、
それぞれ独立して外部より電力を供給する電極端子を備
えてある。
【0013】また本発明の時計は、上記のEL素子を時
計の文字板に配設してある。
【0014】上記の時計には、EL素子の発光層を各パ
ターン毎に点滅発光させる回路が設けてあり、この回路
は時計の正時音または目覚し音またはメロディ音の発生
時またはからくりの作動時に各パターン毎に点滅発光さ
せて複雑なデイスプレイを演出するように構成されてい
る。
【0015】
【実施例】図1及び図2に時計の文字板の背後に配設す
る本発明のEL素子の一実施例を示している。図2の最
上部に位置する防湿フィルム1aは、ほぼ円形をなして
一部に電極端子用の突出部1cが設けてある。防湿フィ
ルム1a上に外周部の接合部分だけ小さい形状の捕水フ
ィルム2aを設け、この捕水フィルム2a上に透明電極
としてITOからなる透明導電フィルム3をほぼ円形に
形成する。透明導電フィルム3にはコモン電極端子を接
続するための集電極用の突出部3aが形成してある。
【0016】図1(A)に示すように、透明導電フィル
ム3上に、同心リング状の3つのパターンからなる発光
層が設けられている。即ち中心部にリング状にスクリー
ン印刷により第1発光層4を形成する。この第1発光層
4は、発光体ZnSに対しピンク螢光顔料を15%加
え、溶剤に溶けた高誘電ポリマー中に分散させたインク
を印刷して形成する。次に第1発光層4の外周にリング
状に第2発光層5をスクリーン印刷により形成する。こ
の第2発光層5は、上記のインクのピンク螢光顔料に代
えて、オレンジ螢光顔料を加えたインクを用いて印刷し
て形成する。続いて第2発光層5の外周にリング状に第
3発光層6をスクリーン印刷により形成する。この第3
発光層6は、グリーン螢光顔料を加えたインクを用いて
印刷して形成する。これらのピンク,オレンジ,グリー
ンの3つの同心リング状のパターンによる第1〜第3発
光層4〜6により、本発明のEL素子の発光層を構成し
ている。
【0017】次にBaTiO3 等の誘電体材料を溶剤に
溶けた高誘電ポリマー中に分散させたインクを作る。こ
のインクを上記の第1〜第3発光層4〜6上に均一に印
刷し、図1(B)に示すように円形の誘電体層7を形成
する。更にこの誘電体層7の上に、第1〜第3発光層4
〜6の3つの各パターンに合わせてカーボンを印刷し、
3つの同心リング状の背面電極8,9,10を形成し、
同時に透明導電フィルムの突出部3a上にカーボンを印
刷して集電極11を形成する。
【0018】3つの背面電極8,9,10を横切るよう
に、電気絶縁シール12を貼着し、各背面電極にそれぞ
れ導通するように電極端子13a,13b,13cを配
置する。また集電極11に導通するようにコモン電極端
子14を配置する。
【0019】最後に図2の下部に示した捕水フィルム2
bをラミネートし、その上に最下部に示す防湿フィルム
1bをラミネートして熱圧着により封止する。封止部は
防湿フィルム1aと1bとの外周部及び中心部である。
中心部に指針が貫通する透孔15を設けておく。
【0020】このように構成したEL素子は、第1,第
2,第3発光層4,5,6の一方の側に共通の透明導電
フィルム3と、他方の側に各発光層に対応する別々の背
面電極8,9,10とを配置したことにより、3つの同
心リング状のパターンによる発光セグメントを有する1
個のEL素子となっている。
【0021】電極端子13a,13b,13cはそれぞ
れ電気的に独立しているので、コモン電極端子14と所
望の電極端子との間に電界を印加することにより、第1
〜第3発光層4〜6の中の1つ若しくは複数を選択的に
発光させ又は点滅させ、例えばメロディ音に同調させて
発光色を変えながら点滅させることなどが可能である。
また螢光顔料を加えているので、非発光時にもピンク,
オレンジ,グリーンの螢光顔料色を呈する。
【0022】なお、加えられる螢光顔料は上記に限られ
ず、レッド,レッドオレンジ,レモンイエロー,オレン
ジイエロー,ローズ,ルビーレッド,ブルーなどがあ
り、またこれらを混ぜて調色した螢光顔料を加えても良
い。
【0023】また、螢光顔料に代えて蛍光染料を混入し
ても、同様な作用効果が得られる。
【0024】図3及び図4は本発明のEL素子の他の実
施例を示している。図4の最上部に位置する防湿フィル
ム21aは、ほぼ四角形をなして下辺に電極端子用の突
出部21cが設けてある。防湿フィルム21a上に外周
部の接合部分だけ小さい形状の捕水フィルム22aを設
け、この捕水フィルム22a上にITOからなる透明導
電フィルム23を形成する。透明導電フィルム23には
発光層が形成される四角形の部分の下に、コモン電極端
子を接続するための集電極用の突出部23aが形成して
ある。
【0025】図3(A)に示すように、透明導電フィル
ム23上の四角形の部分に、縦長四角形の6つのパター
ンからなる発光層をスクリーン印刷により形成する。即
ち最初に第1発光層24,24として、ZnSにMnを
加えたオレンジ発光色の発光材料ZnS(Mn)を用い
た発光層を左から第1位置と第3位置とに印刷して形成
し、次に第2発光層25,25として、ZnSにCuを
加えたグリーン発光色の発光材料ZnS(Cu)を用い
た発光層を左から第2位置と第5位置とに印刷して形成
し、最後に第3発光層26,26として、ZnS(M
n)とZnS(Cu)とを混合した発光材料を用いたホ
ワイト発光層を左から第4位置と第6位置とに印刷して
形成する。これらの6つの縦長四角形のパターンによる
第1〜第3発光層24〜26により、本発明の発光層を
構成する。
【0026】次に図1(B)で説明したと同様に誘電体
層を形成するためのインクを上記の第1〜第3発光層2
4〜26上に均一に印刷し、図3(B)に示すように四
角形の誘電体層27を形成する。捕水フィルム22aの
突出部上に電気絶縁層32を印刷により形成する。
【0027】次に誘電体層27の上に、第1〜第3発光
層24〜26の6つの各パターンに合わせてカーボンを
印刷して背面電極28,29,30を形成し、更に電気
絶縁層32上にはこの各背面電極に導通する引出し電極
28a,29a,30aを形成する。また同時に透明導
電フィルムの突出部23a上にカーボンを印刷して集電
極31を形成する。
【0028】6つの引出し電極28a,29a,30a
にそれぞれ導通するように電極端子33a,33b,3
3cを配置し、また集電極31に導通するようにコモン
電極端子34を配置する。
【0029】最後に図4の下部に示した捕水フィルム2
2bをラミネートし、更に最下部に示す防湿フィルム2
1bをラミネートして外周部を熱圧着により封止する。
【0030】なおこの実施例では、発光時にはオレン
ジ,グリーン,ホワイトの発光色が見えるが、非発光時
には乳白色一色となり発光層のセグメントは見えない。
またこの例では同一の発光色を間隔をおいて配置してい
るが、全て異なった発光色の発光層を形成しても良い。
またCuを加えたZnS(Cu)等の発光材料は、Cu
等の発光材料の含有量によりグリーンの他にもパープ
ル,ブルー,ブルーグリーンがあるので、これらの発光
色を用いても良い。またこの例において、電極端子33
及びコモン電極端子34を用いないで、カーボンを印刷
して形成した引出し電極及び集電極を封止部の外にまで
出し、コネクタにて接続する構成でも良い。
【0031】図5は、図1及び図2にて説明した本発明
のEL素子を用いた置時計を示している。即ち時計の外
装枠16の前面に設けた文字板17の背後に、図2に示
したEL素子を配置している。EL素子は非発光時にも
リング状の第1〜第3発光層4〜6の色であるピンク,
オレンジ,グリーンが時計の前面から見える。EL素子
及び文字板の中心部の透孔を貫通する指針軸の先端に時
針,分針などの指針18が取り付けられている。文字板
17の外周には、時を示すマーク19が形成してある。
EL素子の背後であって外装枠16内には、指針18を
回転駆動する図示しない計時回路や、所望の時刻に報時
する目覚し回路等の公知の回路の他に、暗中で文字板を
照明するためのEL素子の発光や、報時時のEL素子の
点滅発光等のための回路が備わっている。また外装枠1
6から、例えばEL素子の全面発光や目覚し音の鳴止め
等の操作のための押ボタン20が突出している。
【0032】図6にEL素子を発光セグメント毎に点滅
発光させるための回路の一例を示し、図7にその動作タ
イムチャートを示す。
【0033】40は1秒信号発生回路であり、41はE
L駆動回路であり、42a,42bは集積回路であって
Dフリップフロップ(DF/F)回路である。43a,
43b,43c,43dはノアゲートで、44a,44
b,44cはオアゲートである。
【0034】EL駆動回路41の出力は、第1,第2,
第3発光層4,5,6に共通の透明導電フィルム3に供
給され、第1,第2,第3発光層4,5,6に各別の背
面電極8,9,10はトランジスタTr1,Tr2,Tr3の
各コレクタに接続してある。
【0035】1秒信号発生回路40の出力は、集積回路
42aのC1 端子に供給され、Q1バー端子の出力はノ
アゲート43aと43cの一方の入力端子に供給され、
Q1端子の出力はノアゲート43bと43dの一方の入
力端子に供給されると同時に、集積回路42bのC2 端
子に供給される。集積回路42bのQ2 バー端子の出力
はノアゲート43aと43bの他方の入力端子に供給さ
れ、Q2 端子の出力はノアゲート43cと43dの他方
の入力端子に供給される。ノアゲート43a,43b,
43cの出力はオアゲート44a,44b,44cの一
方の入力端子に供給され、ノアゲート43dの出力はオ
アゲート44a,44b,44cの他方の入力端子に供
給される。オアゲート44a,44b,44cの出力は
トランジスタTr1,Tr2,Tr3の各ベースに供給され
る。又コンデンサC抵抗RはIC42のパワーオンクリ
ア回路を構成し電源投入時Q1 ,Q2 をLとする。
【0036】この回路構成において、1秒信号発生回路
40及びEL駆動回路41に電源Eの電流が流れて動作
を開始したとすると、1秒信号発生回路40の出力信号
の立上りでDF/F42a,42bが反転し、Q1 ,Q
2 端子からの出力がLからHへ変化する。そこでノアゲ
ート43aの出力はHとなり、オアゲート44aの出力
もHとなり、トランジスタTr1がオンとなり、第1発光
層4に電界が印加されるので、指針18に近いリング状
の発光セグメントが点灯する。
【0037】1秒後に、再度1秒信号発生回路40に出
力を生じると、その立上りでDF/F42aのQ1 端子
からの出力がHからLに反転してQ1 バー端子からの出
力がHとなり、Q2 端子からの出力はHであるので、ノ
アゲート43aの出力はL、オアゲート44aの出力も
Lとなり、トランジスタTr1がオフとなり、指針18に
近いリング状の発光セグメントが消灯する。同時にノア
ゲート43bの出力はHとなり、オアゲート44bの出
力もHとなり、トランジスタTr2がオンとなり、第2発
光層5に電界が印加されるので、指針18から2番目の
リング状の発光セグメントが点灯する。
【0038】更に1秒後に、再度1秒信号発生回路40
に出力を生じると、その立上りでDF/F42aのQ1
端子からの出力がLからHに反転し、同時にDF/F4
2bのQ2 端子からの出力がHからLに反転し、ノアゲ
ート43bの出力はL、オアゲート44bの出力もLと
なり、トランジスタTr2がオフとなって指針18から2
番目のリング状の発光セグメントが消灯する。またノア
ゲート43cの出力はH、オアゲート44cの出力もH
となり、トランジスタTr3がオンとなり、第3発光層6
に電界が印加されるので、指針18から遠い最外周のリ
ング状の発光セグメントが点灯する。
【0039】更に1秒後に、再度1秒信号発生回路40
に出力を生じると、Q1 端子からの出力がHからLに反
転し、Q2 端子からの出力はLであるので、ノアゲート
43dの出力がHとなり、オアゲート44a,44b,
44cの全ての出力がHとなり、トランジスタTr1,T
r2,Tr3の全てがオンとなり、第1,第2,第3発光層
4,5,6の全てに電界が印加されるので、3つのリン
グ状の発光セグメントの全てが点灯する。
【0040】この動作により、指針18に近いリングか
ら、ピンク,オレンジ,グリーン及びこれら全ての色へ
と発光が移動点滅し、これが繰り返される。
【0041】図8はEL素子の点滅発光動作を、正時若
しくはアラーム動作時に行わせるように構成した例を示
すものである。即ち1秒信号発生回路40及びEL駆動
回路41には、正時スイッチSw1又はアラームスイッチ
Sw2のいずれかが閉じたときに電源Eの電流が供給され
るように構成している。その他の構成は図6と同じであ
る。正時になって正時スイッチSw1がオンとなり、又は
設定された時刻が到来してアラームスイッチSw2がオン
となると、1秒信号発生回路40及びEL駆動回路41
に電流が流れて動作を開始し、図6で説明したと同様に
EL素子が点滅発光する。
【0042】図9はEL素子の点滅発光動作を、正時に
なると動き出すからくり時計の動作時に行わせるように
構成した例を示すものである。即ち正時スイッチSw1が
閉じることにより駆動されるからくり駆動回路45を更
に具備しており、かつ1秒信号発生回路40及びEL駆
動回路41には、正時スイッチSw1が閉じたときに電源
Eの電流が供給されるように構成している。その他の構
成は図6と同じである。従って正時になって正時スイッ
チSw1がオンとなると、からくりが動作を始めると同時
に、1秒信号発生回路40及びEL駆動回路41に電流
が流れて動作を開始し、図6で説明したと同様にEL素
子が点滅発光する。
【0043】図10はEL素子の点滅発光動作を、メロ
ディ音に同調させるように構成した例を示すものであ
る。即ち図6に示した1秒信号発生回路40を、メロデ
ィ信号発生回路46と波形整形回路47とを合わせた回
路で置き換えたものである。その他の構成は図9と同じ
である。メロディ信号発生回路46の一例としてメロデ
ィICが用いられる。
【0044】図11に波形整形回路47の内部構成を示
しており、コンパレータ47aの一方の入力端子にメロ
ディIC46からのメロディ信号Faが入力し、他方の
入力端子にCR回路により設定される基準電圧VSが入
力するようになっている。メロディ信号Faは、図11
(A)に示しており、t1 ,t2 ,t3 はそれぞれ音の
長さに対応し、波形部はそれぞれ音の高さに対応した周
波数の信号が持続している。メロディ信号FaはCR回
路により高周波成分がカットされ、図11(B)で示さ
れる波形Fbとなる。この高周波成分がカットされたメ
ロディ信号Fbの電圧レベルと基準電圧VSとを比較し
て、メロディ信号Fbの電圧の方が高いときにコンパレ
ータ47aから出力1を生ずる。この出力信号Fcを図
11(C)に示している。
【0045】この波形整形回路47の出力信号Fcを1
秒信号の代わりにDF/F42aに供給することによ
り、メロディ音に同期したEL素子の点滅が、各発光層
4,5,6について音の長さt1 ,t2 ,t3 に同期し
て行われる。
【0046】更にアラーム音がメロディ音のものの場合
には、メロディ音のリズムとEL素子の各発光セグメン
ト毎の点滅発光を同調させるように構成しても良い。
【0047】なお上記の時計に用いられるEL素子は、
図3及び図4に示したような発光色の異なる発光体を用
いた発光層とし、非発光時は乳白色とし、発光時のみカ
ラーが点滅するようにしても良い。
【0048】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のEL素
子は、発光色の異なる発光層を各色毎に分けた複数のパ
ターンに発光層を形成し、かつ誘電体層を介して発光層
の各パターンに対応するように分割して背面電極を形成
したので、細かい発光セグメントや同心リング状の発光
セグメント等を容易に安価にかつ位置精度良く製造でき
る。複数の発光層の発光色を変えているので、複数色に
発光させてデイスプレイ等の他の機能を付加することが
できる。各背面電極にそれぞれ独立して外部から電力を
供給できるので、点滅や発光や発光しているセグメント
の移動などが任意に選択でき、時計に用いた場合には、
時計のアラーム音やメロディ音やからくり等に合わせて
複数の色に点滅発光させ、演出効果の極めて高い時計を
提供することができ、需要者のニーズに応えることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL素子の一実施例の製造段階を示す
正面図で、(A)は発光層を形成した段階の正面図、
(B)は電極端子を配設した状態の正面図である。
【図2】図1における本発明のEL素子の一実施例を示
す断面図である。
【図3】本発明のEL素子の他の実施例の製造段階を示
す正面図で、(A)は発光層を形成した段階の正面図、
(B)は電極端子を配設した状態の正面図である。
【図4】図3における本発明のEL素子の他の実施例を
示す断面図である。
【図5】図2に示すEL素子を用いた時計の正面図であ
る。
【図6】EL素子を点滅発光させる回路の一実施例を示
す回路図である。
【図7】動作タイムチャトである。
【図8】EL素子を点滅発光させる回路の他の実施例を
示す回路図である。
【図9】EL素子を点滅発光させる回路の更に他の実施
例を示す回路図である。
【図10】EL素子を点滅発光させる回路の更に他の実
施例を示す回路図である。
【図11】図9における波形整形回路の内部構成を示す
回路図である。
【図12】波形図を示すもので、(A)はメロディ信号
の波形図、(B)は高周波成分がカットされたメロディ
信号の波形図、(C)は波形整形回路の出力信号の波形
図である。
【符号の説明】
1a,1b,11a,11b 防湿フィルム 3,23 透明電極 4,5,6,24,25,26 発光層 7,27 絶縁体層 8,9,10,28,29,30 背面電極 17 時計の文字板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極と背面電極との間に発光層及び
    誘電体層を介在させ、防湿フィルムにより被覆して成る
    EL素子において、 上記発光層は、発光色の異なる発光層を各色毎に分けた
    複数のパターンに形成してあり、 上記背面電極は、上記誘電体層を介して上記発光層の各
    パターンに対応するように分割して形成してあることを
    特徴とするEL素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記各パターンの発
    光層には、色の異なる螢光顔料または螢光染料が混入さ
    れていることを特徴とするEL素子。
  3. 【請求項3】 請求項1において、上記発光層の各パタ
    ーンは、同心リング状をなしていることを特徴とするE
    L素子。
  4. 【請求項4】 請求項1において、上記発光層の各パタ
    ーンは、縦長四角形状をなして並列していることを特徴
    とするEL素子。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4において、上記透
    明電極と上記背面電極との一方は、それぞれ独立して外
    部より電力を供給する電極端子が備わっていることを特
    徴とするEL素子。
  6. 【請求項6】 上記請求項1乃至請求項5のいずれか1
    つのEL素子が時計の文字板に配設してあることを特徴
    とする時計。
  7. 【請求項7】 請求項6において、上記EL素子の発光
    層を各パターン毎に点滅発光させる回路が備わっている
    ことを特徴とする時計。
  8. 【請求項8】 請求項7において、上記回路は時計の正
    時音または目覚し音またはメロディ音の発生時またはか
    らくりの作動時に上記EL素子の発光層を各パターン毎
    に点滅発光させるものであることを特徴とする時計。
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