(57)【要約】【課題】装飾や看板、玩具、文具等として好適な任意の文字や図形を容易に発光できるとともに、電源オフの状態では何も見えず、電源オンの状態で初めて文字や図形が視認できる演出効果に優れた電界発光灯及びそれを備えた発光表示装置提供する。【解決手段】基材フィルム１上に分割された裏面電極２ａ、２ｂを形成する。その上に、反射絶縁層３、発光層４を順次、印刷形成する。その後、金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インク（例えば、イオン系界面活性剤の水溶液）により任意の文字や図形を描いて透明電極５を形成することにより、電界発光灯１０を得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムの上に少なくとも２つ以上に分割された裏面電極と、前記裏面電極上に反射絶縁層、発光層、透明電極を形成してなる電界発光灯において、前記透明電極が金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インクで描かれたものであり、給電しないときには前記透明電極が視認できず、給電したときのみ前記透明電極が発光し、前記導電性インクで描いた部分が視認できることを特徴とする電界発光灯。
【請求項２】
前記透明電極を形成する導電性インクが、水、イオン系界面活性剤の水溶液、親水性液体の水溶液及び無色透明の導電性ポリマー溶液のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１記載の電界発光灯。
【請求項３】
基材フィルムの上に少なくとも２つ以上に分割された裏面電極と、前記裏面電極上に反射絶縁層、発光層、透明電極を有し、前記透明電極が金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インクで描かれたものであり、給電しないときには前記透明電極が視認できず、給電したときのみ前記透明電極が発光し、前記導電性インクで描いた部分が視認できる電界発光灯に、近接する人物を検出する手段、又は周囲の照度を検出する手段と、検出信号を処理して制御信号を出力する制御手段を備え、前記制御信号で前記電界発光灯を点灯又は消灯することを特徴とする発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は装飾や看板、玩具、インテリア等として好適な電界発光灯及びそれを備えた発光表示装置に関し、特に任意の文字や図形を容易に発光させられるとともに、電源オフのときには何も見えず、電源オンのときにのみ、その文字や図形が見える電界発光灯及びそれを備えた発光表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明電極と裏面電極間に交流電圧を印加して、両電極間に挟まれた発光層から出た光が透明電極を通り全面発光する電界発光灯は、液晶ディスプレイのバックライト等に使用されている。これとは別に、文字や図形などの表示を目的として、裏面電極を分割し、この分割した裏面電極に交流電圧を印加して、発光層を発光させる電界発光灯があり、例えば、特開平８−１５３５８２号公報に開示されている。
【０００３】
図６は、従来の電界発光灯４０の構成を示す断面図である。従来の電界発光灯４０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等から成る絶縁性ベースフィルム３１上に、銅、アルミ等の導電性材料を接着剤等で接着し、エッチング等の手段により電気的に分割された裏面電極３２ａ、３２ｂを櫛型状に形成し、この裏面電極３２ａ、３２ｂ上に反射絶縁層３３と発光層３４を順次、積層形成し、さらに発光層３４の上に、例えば可視光線透過性のある導電性微粉末としてインジウム錫酸化物をアクリルメラミン樹脂に分散させた導電性ペーストを塗布や印刷により、使用者の好みに応じた所定形状に成膜乾燥させた透明電極３５を形成することにより得られる。
【０００４】
次に、かかる構成の電界発光灯４０の発光原理を説明する。裏面電極３２ａ、３２ｂに所定の交流電圧を印加すると、反射絶縁層３３と発光層３４が容量性を有するために、裏面電極３２ａ、３２ｂと透明電極３５の間に電位差が生じる。その結果、発光層３４に高電界がかかり、使用者が塗布や印刷等の手段により好みの所定形状に成膜した表示電極である透明電極３５を通して、発光層３４から光が取り出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１５３５８２号公報（第３頁、００１２段落〜００１８段落、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電界発光灯４０の透明電極３５に用いる導電性ペーストはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の金属粉末やポリエチレンジオキシチオフェン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｄｉｏｘｙ  Ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）等の導電性ポリマーからなり、透明電極として塗布した場合、ＩＴＯやＡＴＯ粉末のボディカラーである黄色あるいは青色、ポリエチレンジオキシチオフェンのボディカラーである青色で着色される。このため透過率が低く、透明とは言うものの電界発光灯４０が電源オフの状態でも外光反射により透明電極３５が容易に視認されるため（図７（ａ））、電源オンの状態で文字や図形を発光表示させてもインパクトに欠けるという問題があった。（図７（ｂ））
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するために考えられたもので、その目的は、装飾や看板、玩具、文具等として好適な任意の文字や図形を容易に発光できるとともに、電源オフの状態では何も見えず、電源オンの状態で初めて文字や図形が視認できる演出効果に優れた電界発光灯及びそれを備えた発光表示装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電界発光灯は、基材フィルムの上に少なくとも２つ以上に分割された裏面電極と、前記裏面電極上に反射絶縁層、発光層、透明電極を形成してなる電界発光灯であって、前記透明電極が金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インクで描かれたものであり、給電しないときには前記透明電極が視認できず、給電したときのみ前記透明電極が発光し、前記導電性インクで描いた部分が視認できることを特徴とする。この構成によれば、発光層上に形成された透明電極が完全な無色透明であるため、電極間に給電しない時には何も視認できず、電極間に給電した時のみその発光が視認できるので、玩具やポストカード等の用途で使用したとき、給電することにより思いもよらない部分を浮き出るように発光させることができ、使用者に強いインパクトを与えることができる。
【０００９】
また、請求項２記載の電界発光灯は、請求項１記載の電界発光灯であって、前記透明電極を形成する導電性インクが、水、イオン系界面活性剤の水溶液、親水性液体の水溶液及び無色透明の導電性ポリマー溶液のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする。この構成によれば、透明電極を発光層や保護層の上に形成する場合、両者の濡れ性が良いので、はじきのない輪郭のはっきりした文字や図形を描くことができる。また、透明電極が液状であるため、非常に薄く形成でき、透過率が上がり高輝度の発光となる。
【００１０】
また、請求項３記載の発光表示装置は、基材フィルムの上に少なくとも２つ以上に分割された裏面電極と、前記裏面電極上に反射絶縁層、発光層、透明電極を有し、前記透明電極が金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インクで描かれたものであり、給電しないときには前記透明電極が視認できず、給電したときのみ前記透明電極が発光し、前記導電性インクで描いた部分が視認できる電界発光灯に、近接する人物を検出する手段、又は周囲の照度を検出する手段と、検出信号を処理して制御信号を出力する制御手段を備え、前記制御信号で前記電界発光灯を点灯又は消灯することを特徴とする。この構成によれば、電界発光灯と人との距離又は周囲の明るさに応じて電界発光灯を点灯又は消灯でき、よりインパクトの強い発光表示を行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電界発光灯の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の電界発光灯１０の要部断面図及び平面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第１実施例の電界発光灯１０は、基材フィルム１上に櫛型状に分割形成された裏面電極２ａ、２ｂと、裏面電極２ａ、２ｂ全面を覆うように形成された反射絶縁層３及び発光層４と、発光層４上に使用者の好みに応じて形成された任意の文字、例えば「Ｎ」からなる透明電極５により構成される。
【００１２】
次に、本発明の第１実施例の電界発光灯１０の製造方法を図２の要部断面図を参照しながら説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、ポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と言う）、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド等からなる基材フィルム１上にカーボン、銀、銅、ニッケル等の導電性ペーストからなる裏面電極２ａ、２ｂをスクリーン印刷により、例えば櫛型状に分割形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、樹脂中にチタン酸バリウム等の白色高誘電体物質を分散した反射絶縁層３、熱可塑性あるいは熱流動性の高い樹脂中に蛍光体を分散させた発光層４を順次スクリーン印刷により形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、発光層４の上に金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インク（例えば、無色透明のイオン系界面活性剤の水溶液）を含有したペンで、任意の文字や図形を描いて透明電極５を形成することにより、電界発光灯１０が得られる。
【００１３】
次に、本発明の電界発光灯１０の動作を説明する。先ず、櫛型状に分割形成された裏面電極２ａ、２ｂに所定の交流電圧を印可する。この状態では、発光層４に電圧が印加されないため発光しない。次に、発光層４の上から金属粉末、又は着色された導電性ポリマーを含まない無色透明の導電性インク（例えば、無色透明のイオン系界面活性剤の水溶液）を含んだペンで任意の文字や図形を描いて透明電極５を形成する。すると、透明電極５を介して裏面電極２ａ、２ｂ間の発光層４に電圧が印加され、任意の文字や図形が浮き出るように発光する。しかも、導電性インクが完全な無色透明であるため、裏面電極２ａ、２ｂに所定の交流電圧を印加していないときには、描いた文字や図形も見えない。
【００１４】
本実施例によれば、任意の文字や図形を自由に描き発光させることができる。また、描いた部分が完全な無色透明であるため、光らせるまで何が描いてあるか分からず、使用者の興味を大いに引かせることができる。また、透明電極５が液状であるため、非常に薄く形成することができ、透過率が上がり高輝度の発光となる。さらに、描いた部分のみが発光するため、特別な配線パターンが不要となり、自由度の高い電界発光灯１０を提供できる。
【００１５】
なお、本発明の透明電極５を形成する導電性インクに用いられるイオン系界面活性剤の水溶液としては、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルリン酸塩等の陰イオン系界面活性剤の水溶液、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩等の陽イオン系界面活性剤の水溶液、アルキルベタイン等の両イオン系界面活性剤の水溶液が挙げられるが、これに限定されるものではなく、導電性を有するものであればよい。
【００１６】
また、その他の導電性インクとして、導電性の高い水、親水性液体の水溶液、又は無色透明の導電性ポリマー溶液等が使用できる。例えば、親水性液体としては、メタノール、エタノール、グリセリン等のアルコール類があり、水と混合することにより、表面張力を下げて濡れ性をよくしたり、蒸発速度を変えて揮発性を調整することができる。これらの安価な導電性インクは、一時的に描いた文字や図形を光らせる場合に有効であり、使用後ドライヤ等で乾燥させたり、ウエスで拭き取ることにより容易に除去でき、消灯させることができる。
【００１７】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して説明する。図３は本発明の第２実施例の発光表示装置２０の外観を示す平面図であり、図３（ａ）は電源オフの状態、図３（ｂ）は電源オンの状態である。また、図３（ｃ）は、人物検出センサによる発光表示装置２０の点滅制御の全体構成を示すブロック図である。
【００１８】
本実施例の発光表示装置２０は、電界発光灯１０と、電界発光灯１０を収納するケース１１と、人物検出センサ１２を備えている。人物検出センサ１２は、所定距離に近接した人物の有無を検出する人物検出素子１３と、人物検出素子１３の出力信号ａに応じて電界発光灯１０を点灯又は消灯する制御信号ｂを出力する制御回路１４と、電界発光灯の電源を開閉するスイッチ１５とを備えている。人物検出素子１３は、発光表示装置２０の前面に設置されている。制御回路１４はケース１１内に配設されているが、別設でもよい。
【００１９】
次に、発光表示装置２０の動作について説明する。人が表示発光装置２０に興味を持ち、顔を近づけると、人物検出素子１３が近接した人の有無を検出して信号ａを出力する。信号ａを受けた制御回路１４は増幅、整流、整形等の信号処理を行ない、電界発光灯１０を点滅するスイッチ１５を開閉する信号ｂを出力する。信号ｂに応じてスイッチ１５が開又は閉となり、電界発光灯１０が点灯又は消灯する。人が近づけば、発光表示装置２０の前面に文字や図形が突然出現する。それまで、何もなかった所から突然文字や図形が浮き出るように現れるので、見ている人に強いインパクトを与えることができる。また、人が遠ざかれば、文字や図形が消えるので、省電力化にも適する。人物検出センサ１２としては、光電スイッチ、近接スイッチなどが好適する。さらに近接スイッチは、容量型、高周波型などが好適する。
【００２０】
また、本実施例のその他の応用として、図４に示すように、近接する人物の有無を検出する人物検出素子１３の代わりに周囲の明るさを検出する照度検出素子１６を設けるようにしてもよい。照度検出素子１６が周囲の照度を検出し、照度レベル信号ｃが制御回路１７に入力される。制御回路１７では、信号ｃと内蔵する照度基準レベルとを比較して基準レベル以下（周囲が暗い）であれば、スイッチ１５を閉にする信号ｂを出力し、電界発光灯１０を点灯し、文字や図形を発光表示させる。夜間の広告としても活用でき、さらに連続点灯から間欠点灯させるようにすれば、突然文字や図形が浮き出るように現れたり、消えたりするので、同様に見ている人により強いインパクトを与えることができる。
【００２１】
また、発光表示装置２０の表示面を分割して、文字や図形を分割して発光させるようにしてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、３組の櫛型状の裏面電極（１９ａ、１９ｂ）、（２０ａ、２０ｂ）、（２１ａ、２１ｂ）を形成し、個別に交流電圧を印加するようにすれば、表示面を２２〜２４に３分割して発光させることができる。さらに、図５（ｂ）に示すように、各表示面２２〜２４の文字や図形を時間差をおいて発光させるようにすれば、より効果的に演出させることができる。
【００２２】
本発明の発光表示装置２０の応用としては、封を開けた際には何も書いていないように見え電源を入れるとメッセージが発光するポストカード、本体に装着するとスイッチが入り図柄や数字が光るカードゲーム、何も描いていないところから突然メッセージが浮き出るように発光するＰＯＰ、レストランのメニュー表示ボード、玩具、インテリア等が考えられる。
【００２３】
また、裏面電極２ａ、２ｂはカーボン、銀、銅、ニッケル等の導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成したが、基材フィルム１の上にレジスト剤を選択的に印刷し、アルミ等の金属を蒸着した後レジスト層を洗浄し形成してもよく、また基材フィルム１上にアルミ等の金属を貼り付けた後に化学エッチングし形成してもよい。この場合、裏面電極２ａ、２ｂの抵抗値が低くなるため、大型化も容易となる。さらに、裏面電極２ａ、２ｂの形状は櫛型状に限定されるものではなく、電気的に分割させた電極構造であればどのような形状でもかまわない。
【００２４】
また、透明電極の消去性、信頼性を向上させるために、発光層４と透明電極５の間に透明フィルムからなる保護層を形成するようにしてもよい。保護層には、比誘電率が高く、発光層４との接着性のよいＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が好適する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の電界発光灯によれば、任意の文字や図形を描いた瞬間に発光させることができ、描いた部分だけが発光するため、配線等のパターンが不要となる。また、導電性インクが完全な無色透明であるため、描いた部分が視認できず光らせるまで何が描いてあるのか分からないので、見る人の興味を大いに引かせることができ、用途が大きく広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の電界発光灯の要部断面図及び平面図
【図２】本発明の第１実施例の電界発光灯の製造方法を説明する要部断面図
【図３】本発明の第２実施例の発光表示装置の平面図及び回路ブロック図
【図４】本発明の第２実施例の変形例の発光表示装置の回路ブロック図
【図５】本発明の第２実施例の他の変形例の発光表示装置の平面図
【図６】従来の電界発光灯の要部断面図
【図７】従来の電界発光灯の電源オン、オフの状態を示す平面図
【符号の説明】
１  基材フィルム
２ａ、２ｂ  裏面電極
３  反射絶縁層
４  発光層
５  透明電極
１０  本発明の第１実施例の電界発光灯
１１  ケース
１２  人物検出センサ
１３  人物検出素子
１４  制御回路
１５  スイッチ
１６  照度検出素子
１７  制御回路
１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ  裏面電極
２２、２３、２４  表示面
３０  本発明の第２実施例の発光表示装置
３１  絶縁性ベースフィルム
３２ａ、３２ｂ  裏面電極
３３  反射絶縁層
３４  発光層
３５  透明電極
４０  従来の電界発光灯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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