JPH08114467A

JPH08114467A - Ｅｌ発光指針

Info

Publication number: JPH08114467A
Application number: JP6247890A
Authority: JP
Inventors: Shigehiko Aoki; 繁彦青木; Koji Hirose; 孝二広瀬
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1996-05-07
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: JP3361197B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ＥＬ発光指針において、全幅にわたって発光
面とすることができ、薄型化可能で装飾性を高める。【構成】ＥＬ素子２は、透光性の合成樹脂に蛍光染料
または蛍光顔料を含む集光性のベース板上に、透明電極
が形成され、その上に、蛍光体とフッ素樹脂バインダー
とからなる発光層、フッ素樹脂バインダーと高誘電体と
からなる絶縁層、導電性のカーボンインクに反応促進剤
を添加した背面電極が設けてある。このＥＬ素子２が、
指針ケース１のＥＬ素子取付部６に挿入されてなる指針
が、回転運動するとともに、外部電源から摺動接片４，
５、リード１１ａ，１１ｂ、引き出し部７ａ，１０ａを
介して透明電極および背面電極に電界が加えられ発光す
る。発光層と絶縁層とにフッ素樹脂を混入し、背面電極
に反応促進剤を混入しているため、水分の浸入量が減り
発光層の劣化を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は時計などの計器に用いら
れるＥＬ発光指針に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０，１１に示す従来のＥＬ素子１６
は、合成樹脂フィルム製の透明ベースフィルム１７上
に、スパッタリングなどによりＩＴＯ（インジウム・テ
ィン・オキサイド）からなる透明電極１８を形成し、こ
の透明電極１８上に、発光層１９、絶縁層２０、背面電
極２１を順次積層した後、この積層体全体を三フッ化塩
化エチレン樹脂などからなる防湿フィルム２２ａ，２２
ｂにより上下から挟み込み端部を熱圧着などして封止し
ＥＬ素子１６単体を完成させている。そこで、時計など
に用いる発光指針を作成する場合は、発光窓２３ａを設
けた指針体２３にＥＬ素子１６を取り付けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
ＥＬ素子１６の完成体を指針体２３に取り付けるため、
発光層１９の外側に位置する防湿フィルム２２ａ，２２
ｂの封止部２２ｃを指針体２３の窓枠部に貼着してい
る。この窓枠の部分が非発光部となり、指針全面を発光
させることはできない。窓枠を透明にしたとしても、防
湿フィルムの封止部（防湿フィルム同士を直接固着した
部分）２２ｃには発光層１９が存在しないので、指針体
２３の全幅にわたって発光させることはできない。

【０００４】そして、防湿フィルム２２ａ，２２ｂの厚
みは、ＥＬ素子１６全体の厚みのおよそ半分を占めるも
のであり、すなわち、防湿フィルム２２ａ，２２ｂの存
在がＥＬ素子１６の薄型化の妨げとなっている。

【０００５】また、通常のＥＬ素子１６は、前面が一様
に発光するので立体感には乏しいものであり、非発光時
には発光層の色彩（乳白色）が露呈しておりデザイン上
の制約を与える場合があるので、さらなる装飾性の向上
が望まれている。

【０００６】そこで本発明の目的は、窓枠を必要とせず
指針体の全幅にわたって発光面とすることができ、薄型
化可能で、より装飾性を高めたＥＬ発光指針を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、指針形状をしたベース板上に薄膜状の
透明電極が形成され、さらにこの透明電極上に発光層、
絶縁層、背面電極が順次積層されたＥＬ発光指針におい
て、ベース板として蛍光染料または蛍光顔料の少なくと
もいずれか一方が含有され集光性を有するもの、発光層
と上記絶縁層との少なくとも一方は撥水性の高いフッ素
樹脂をバインダーとして形成されたもの、上記背面電極
には上記フッ素樹脂の重合反応を促進する反応促進剤が
含有されたものをそれぞれ用い、これらベース板、透明
電極、発光層、背面電極が、すべて実質的に同一幅とな
るように形成している。

【０００８】また、上記構成において、ベース板とし
て、集光性を有するものに代えて光半透過性を有するも
のを用いる場合もある。あるいは、透明電極を金属薄膜
で形成し、導電性を有するとともに光半透過性を有する
ものとして構成を簡単にすることもできる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】本発明に係るＥＬ発光指針の第１の実施例
を図１〜３に示している。この発光指針は、指針ケース
１にＥＬ素子（エレクトロルミネセンス素子）２が取り
付けられたものである。図２に示すように、指針ケース
１は、図示しない時計機械体の指針軸に嵌合されるハカ
マ３と、金属製の摺動接片４，５と、ＥＬ素子取付部６
を有している。摺動接片４，５は互いに導通しないよう
に配設してあり、接点４ａ，５ａがそれぞれ一体的に形
成してある。指針の回転時には、接点４ａ，５ａが、指
針の回転中心と同心的に設けられている図示しない１対
のリング状導体上を摺動することによって、電力供給可
能になっている。

【００１１】図３、４に示すＥＬ素子２は、透光性を有
する合成樹脂（アクリル、ポリカーボネート、塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、スチ
レンアクリロニトリルなど）に蛍光染料または蛍光顔料
の少なくとも一方が含有されている集光性のベース板６
上に、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）がス
パッタリングされて透明電極７が形成されている。

【００１２】この透明電極７上に、蛍光体とフッ素樹脂
バインダーとからなる発光インクを印刷して、発光層８
が形成されている。具体的には、本実施例では蛍光体と
して銅をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を、フッ素樹脂
バインダーとしてフッ化ビニリデンと六フッ化プロピレ
ンの共重合体をメチルエチルケトンに溶かしたバインダ
ーをそれぞれ用い、共重合体１０ｇを２５ｇのメチルエ
チルケトンに予め溶かしたバインダーと蛍光体６０ｇと
を混合して攪拌し発光インクとする。この発光インクを
スクリーン印刷などの方法によってＩＴＯ蒸着面に印刷
し、加熱し乾燥させて発光層８を形成する。

【００１３】この発光層８上に絶縁インクを印刷して絶
縁層９が形成されている。具体的には、上記発光インク
に用いたのと同様なフッ素樹脂バインダー３５ｇと、高
誘電体であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃ ）６０ｇ
とを混合、攪拌して製造した絶縁インクを発光層８上に
印刷した後、加熱、乾燥して絶縁層９を形成する。フッ
素樹脂バインダーは誘電率が低いが、チタン酸バリウム
の誘電率が非常に高い（１８０［ｆ／Ｍ］）ため、絶縁
層全体としては高い誘電率が確保でき、ＥＬ素子の発光
輝度の低下を招くことはない。

【００１４】絶縁層９上には背面電極１０が形成されて
いる。この背面電極１０は、導電性のカーボン粉８０ｇ
と、ポリエステル樹脂１０ｇを溶媒イソホロン９０ｇに
溶かした樹脂バインダーとを混合、攪拌したカーボンイ
ンクに、反応促進剤を添加したものを、絶縁層９上に印
刷し、加熱、混合して形成されている。反応促進剤は発
光層８および絶縁層９中のフッ素樹脂バインダーの重合
反応を促進するものであり、その一例として、分子中に
２種以上の異なる反応基を持つ有機珪素単量体Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキ
シシランＨ₂ＮＣ₂Ｈ₄ＮＨＣ₃Ｈ₆Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃ が用いられる。

【００１５】透明電極７および背面電極１０からはそれ
ぞれ引き出し部７ａ，１０ａが設けられている。

【００１６】このようにして製造されたＥＬ素子２が、
指針ケース１のＥＬ素子取付部６に挿入され、引き出し
部７ａ，１０ａはリード１１ａ，１１ｂを介して摺動接
片４，５と接続されて一体化されている。ＥＬ素子２自
体が指針形状をしており、図示しない時計機械体に駆動
されて回転し時刻表示を行うとともに、図示しない外部
電源から摺動接片４，５、リード１１ａ，１１ｂ、引き
出し部７ａ，１０ａを介して透明電極７および背面電極
１０に電界が加えられ発光層８が発光する。

【００１７】上記構成のＥＬ素子２は、発光層８と絶縁
層９とにフッ素樹脂を混入しており、しかも背面電極１
０中に反応促進剤を混入しているため、発光層の蛍光体
に水分が浸入して劣化させるおそれがなくなる。このこ
とについて説明すると、フッ素樹脂は吸水率が０．０４
％（水分が含まれる割合を重さの比で示した値：１００
ｇのフッ素樹脂に０．０４ｇの水分が含浸され得ること
を示す。）と極めて低く、従来のＥＬ素子の発光層や絶
縁層にバインダーとして用いられていたシアノエチル化
セルロース（吸水率２％）に比べ、はるかに水分の浸入
を妨げることができる。さらに、背面電極１０を形成す
るカーボンインク中に添加してある反応促進剤が、加
熱、乾燥時に絶縁層９および発光層８に染み込んでい
き、絶縁層９および発光層８中のフッ素樹脂同士の重合
反応を促進させ、フッ素樹脂の密度を高め水分の浸入を
防ぐ。このように、本発明によると発光層の蛍光体の水
分による劣化を生じないため、従来用いていた防湿フィ
ルムが不要になる。従って、ＥＬ素子の薄型化が可能に
なるとともに、防湿フィルムの封止部が存在しないた
め、幅を細くすることができ指針全幅を発光面とするこ
とができる。

【００１８】なお、本実施例では、反応促進剤として２
種以上の反応基を持つ有機珪素単量体を用いているた
め、一方の反応基により無機物である蛍光体と反応する
とともに他方の反応基により有機物であるフッ素樹脂と
反応することにより蛍光体をフッ素樹脂で包んでしま
い、水分がフッ素樹脂層で遮られて蛍光体の中に浸入で
きないようにする働きがある。絶縁層の場合も同様であ
り、高誘電体をフッ素樹脂層で包んでしまい、水分がフ
ッ素樹脂層で遮られて高誘電体の中へ浸入できないよう
にする。このため、耐湿性がさらに改善されている。

【００１９】本発明では、蛍光染料または蛍光顔料を含
有し集光性を有するベース板６を用いているため、指針
の正面（発光面）から発光する光よりもベース板側面か
ら抜ける光の方が多く、立体感に富んだ発光が行える。

【００２０】このＥＬ発光指針を、４０℃×９０％ＲＨ
（相対湿度）の環境の下で１００Ｖ×４００Ｈｚの駆動
条件で２００時間発光駆動したところ、図５に示す発光
輝度維持特性と、図６に示す損失係数ｔａｎδ（ＥＬ素
子の電気的特性の一つ）とが得られた。

【００２１】このように、反応促進剤を添加することに
より、添加しない場合に比べて全ての領域で輝度維持特
性が向上している。背面電極に対する反応促進剤の添加
量は２ｗｔ％以上であれば実質的に有効であるが、特に
反応促進剤の添加量が５〜１４ｗｔ％の範囲で輝度維持
特性が高くなっており効果的である。また、背面電極に
対する反応促進剤の添加量が多いほど損失係数が小さく
なる。損失係数が小さいということは、水分の吸収が少
なく防湿効果が高いことを示している。なお、つぎの表
に示すとおり、反応促進剤の添加量は発光輝度にはあま
り影響を与えない。

【００２２】

【表１】

【００２３】なお、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピ
レンの反応剤としてパーオキサイドに代表される加硫剤
を、発光層、絶縁層を形成する際に添加し加硫する方法
も考えられるが、フッ素樹脂を加硫反応させると、耐湿
性はやや向上するものの防湿フィルムが不要となるほど
の耐湿性は望めず、また加硫することによりＥＬ素子の
発光輝度が半減するという致命的な問題がある。また、
発光インクや絶縁インク中に反応促進剤を添加すると、
室温においても反応促進剤を添加すると同時にフッ素樹
脂の重合反応が進行し、インクが短時間で固化してしま
い、印刷により形成することが実質的に不可能になる。
従って、反応促進剤を背面電極に添加する本発明の方法
が、最も効果的である。

【００２４】発光層８および絶縁層９に混入するフッ素
樹脂バインダーとしては、上記の例に限られず、フッ化
ビニリデンの重合体としてポリフッ化ビニリデンまたは
フッ化ビニリデンと他のフッ素樹脂、例えばフッ化エチ
レン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン、三フッ化塩化
エチレン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンの少
なくとも一種の共重合可能な共重合体を用いてもよい。
また、蛍光体には銅をドープした硫化亜鉛を用いたが、
この蛍光体にあらかじめＳｉ０₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₂な
どの透明な無機の誘電体をコーティングしたものを用い
てもよい。

【００２５】反応促進剤としては、上記実施例以外に
も、分子中に２種以上の異なった反応基を持つ有機珪素
単量体である γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン

【００２６】

【化１】

【００２７】や、有機珪素単量体ではないが、アンヒド
ロトリメリテート

【００２８】

【化２】

【００２９】などが用いられる。

【００３０】次に本発明の他の実施例について以下に説
明する。

【００３１】通常のＥＬ発光指針においては、非発光時
には発光層自体の色（乳白色）が露呈するため、非発光
時の装飾性に難がある。上記実施例と同様にベース板に
蛍光染料または蛍光顔料を含有させた場合には、非発光
時にはこの染料または顔料の色と発光層の乳白色との混
合色を呈するが、発光時の色調と同系の色となる場合が
あり、やはり装飾効果として物足りない場合がある。

【００３２】そこで、ベース板に光半透過性を持たせる
ようにした。すなわち図７に示す第２の実施例では、第
１の実施例と同様な合成樹脂板の外側の面（透明電極形
成面と反対側の面）に、金やアルミなどの金属粉を混入
した塗料１２ａを印刷しいわゆるハーフミラー効果を有
するベース板１２を形成し、ＥＬ素子の非発光時には金
色や銀色の金属光沢を放ち鏡状であり、発光時にはＥＬ
素子の発光色で輝く。なお、ベース板１２以外の構成
（透明電極７、発光層８、絶縁層９、背面電極１０、指
針ケース１）については第１の実施例と同じ構成である
ので同一符号を付与し説明を省略する。

【００３３】図８に示す第３の実施例では、合成樹脂に
金やアルミの金属粉を混入させベース板１３自体が光半
透過性を持つようにした。これによると、上記と同様に
非発光時に金属光沢を放ち発光時にはＥＬ発光色に輝く
ハーフミラー効果を有しており、塗料印刷工程が不要で
ある。

【００３４】図９に示す第４の実施例では、合成樹脂板
に金やアルミなどの金属薄膜１４を０．０５μｍ以下の
厚さにコーティングしたベース板１５を用いている。こ
れによってもハーフミラー効果が得られ装飾性が向上す
る。この場合、金属薄膜１４を発光層側の面に形成し透
明電極としての作用を兼ね備えさせ構成を簡単にするこ
とが可能になる。

【００３５】これら第２〜４の実施例はいずれも、非発
光時の指針の美感を高めるとともに非発光時と発光時の
違いを大きくし意外性を持たせることができるので、装
飾効果を非常に高めることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明のＥＬ素子は、発
光層と絶縁層との少なくとも一方にフッ素樹脂を混入
し、背面電極にそのフッ素樹脂の重合反応を促進する反
応促進剤を混入しているため、水分の浸入量が減り発光
層の蛍光体の水分による劣化を防止できる。そのため従
来のように防湿フィルムで挟持する必要がなく、ＥＬ素
子の薄型化および細幅化が可能になり、指針全幅を発光
面とすることができる。

【００３７】蛍光染料または蛍光顔料を含有し集光性を
有するベース板を用いる場合には、指針の正面（発光
面）から発光する光よりもベース板側面から抜ける光の
方が多く、立体感に富んだ発光が行える。

【００３８】また、ベース板に光半透過性を持たせる場
合には、非発光時には金色や銀色の金属光沢を放ち鏡状
であり、発光時にはＥＬ素子の発光色で輝くハーフミラ
ー効果を奏するので、非発光時の指針の美感が高まると
ともに非発光時と発光時の違いが大きく意外性が大きい
ので、装飾効果が非常に向上する。特に、合成樹脂板に
金属薄膜を形成することによって光半透過性を持たせる
場合には、透明電極としての作用を兼ね備えさせ構成を
簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＥＬ発光指針の第１の実施例の斜
視図

【図２】（ａ）は第１の実施例の正面図、（ｂ）はその
背面図

【図３】（ａ）は第１の実施例のＥＬ素子の正面図、
（ｂ）はその背面図

【図４】第１の実施例の拡大断面図

【図５】第１の実施例の輝度維持特性図

【図６】第１の実施例の損失係数特性図

【図７】第２の実施例の拡大断面図

【図８】第３の実施例の拡大断面図

【図９】第４の実施例の拡大断面図

【図１０】（ａ）は従来のＥＬ発光指針の正面図、
（ｂ）はその背面図

【図１１】従来のＥＬ発光指針の拡大断面図

【符号の簡単な説明】

２ＥＬ素子６ベース板７透明電極８発光層９絶縁層１０背面電極１２ベース板１３ベース板１４金属薄膜（透明電極）１５ベース板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指針形状をしたベース板上に薄膜状の透
明電極が形成され、さらにこの透明電極上に発光層、絶
縁層、背面電極が順次積層されており、上記ベース板は、蛍光染料または蛍光顔料の少なくとも
いずれか一方が含有され集光性を有しており、上記発光層と上記絶縁層との少なくとも一方は撥水性の
高いフッ素樹脂をバインダーとして形成され、上記背面電極には上記フッ素樹脂の重合反応を促進する
反応促進剤が含有されており、上記ベース板、上記透明電極、上記発光層、上記背面電
極は、すべて実質的に同一幅であることを特徴とするＥ
Ｌ発光指針。
【請求項２】指針形状をしたベース板上に薄膜状の透
明電極が形成され、さらにこの透明電極上に発光層、絶
縁層、背面電極が順次積層されており、上記ベース板は光半透過性を有するものであり、上記発光層と上記絶縁層との少なくとも一方は撥水性の
高いフッ素樹脂をバインダーとして形成され、上記背面電極には上記フッ素樹脂の重合反応を促進する
反応促進剤が含有されており、上記ベース板、上記透明電極、上記発光層、上記背面電
極は、すべて実質的に同一幅であることを特徴とするＥ
Ｌ発光指針。
【請求項３】指針形状をしたベース板上に薄膜状の透
明電極が形成され、さらにこの透明電極上に発光層、絶
縁層、背面電極が順次積層されており、上記透明電極は光半透過性を有するものであり、上記発光層と上記絶縁層との少なくとも一方は撥水性の
高いフッ素樹脂をバインダーとして形成され、上記背面電極には上記フッ素樹脂の重合反応を促進する
反応促進剤が含有されており、上記ベース板、上記透明電極、上記発光層、上記背面電
極は、すべて実質的に同一幅であることを特徴とするＥ
Ｌ発光指針。