(57)【要約】【課題】従来に比べて簡単な操作かつ低コストで無機ＥＬの発光パターンを自由に製造できる無機ＥＬ用描画装置を提供する。【解決手段】無機ＥＬ用描画装置１は、各タンクＴ内にある導電性ペーストＤと誘電体ペーストＹと発光体ペーストＨと絶縁性ペーストＺをポンプ６で供給するペースト供給手段４と、ポンプにに接続され、絶縁性ペースト以外の各ペーストを対象面に平行な方向に並べて対象面上に吐出させ、これらを覆うように透光性の絶縁性ペーストを吐出させるノズル部３を備えたグリップ部２とを有している。操作者は、グリップ部を手に持ち、スイッチ操作で各ペーストを対象面上に吐出しながら動かすことによりペーストで対象面上に所望のパターンの無機ＥＬ素子を形成する。【選択図】図１
2012009217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ペーストと誘電体ペーストと発光体ペーストと絶縁性ペーストを供給するペースト供給手段と、
前記ペースト供給手段を制御する制御手段と、
前記ペースト供給手段に接続され、前記絶縁性ペースト以外の前記各ペーストを対象面に平行な方向に並べて対象面上に吐出させるとともに、対象面上に吐出した前記各ペーストを覆うように前記絶縁性ペーストを吐出させるノズル部を備えており、前記各ペーストを対象面上に吐出しながら移動することにより前記各ペーストによって対象面上に所望のパターンを形成するグリップ部と、
を有することを特徴とする無機ＥＬ用描画装置。
【請求項２】
前記グリップ部に設けられた前記ノズル部は、
前記導電性ペーストを吐出する互いに間隔をおいて配置された第１ノズル及び第２ノズルと、
前記第１ノズル及び第２ノズルの間に配置されて前記誘電体ペーストを吐出する第３ノズルと、
前記第１ノズル及び第２ノズルの間で前記第３ノズルに並んで配置されて前記発光体ペーストを吐出する第４ノズルと、
前記第１乃至第４ノズルから吐出される前記各ペーストを覆って前記絶縁性ペーストを吐出するために、前記第１乃至第４ノズルの上方において前記第１乃至第４ノズルが並ぶ方向に沿って開口した第５ノズルと、
を有することを特徴とする請求項１記載の無機ＥＬ用描画装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ペースト供給手段を停止させる停止モードと、前記第１及び第２ノズルから前記導電性ペーストが吐出されるように前記ペースト供給手段を駆動する第１駆動モードと、前記第１乃至第５ノズルから前記各ペーストが吐出されるように前記ペースト供給手段を駆動する第２駆動モードの各制御モードにて前記ペースト供給手段を制御するとともに、第１駆動モードを経てから第２駆動モードで前記ペースト供給手段を駆動するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の無機ＥＬ用描画装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記停止モードを選択する停止位置と、前記第１駆動モードを選択する第１駆動位置と、前記第２駆動モードを選択する第２駆動位置がこの順で連続的に並んだ切り替えスイッチを前記グリップ部に備えていることを特徴とする請求項３記載の無機ＥＬ用描画装置。
【請求項５】
前記絶縁ペーストには光を散乱させる光拡散材が添加されていることを特徴とする請求項４記載の無機ＥＬ用描画装置。
【請求項６】
前記グリップ部を対象面上で曲線のパターンに沿って移動させつつ前記各ノズルから前記各ペーストを吐出させて対象面上に曲線のパターンを形成する際に、
前記制御手段は、曲線を描いて移動する各ノズルの各移動距離に応じて、前記各ノズルから吐出される前記各ペーストの量を調整するように前記ペースト供給手段を制御することを特徴とする請求項２乃至５に記載の無機ＥＬ用描画装置。
【請求項７】
前記各ノズルの並列方向に関する前記ノズル部の両側の各位置にそれぞれ設けられ、前記グリップ部が曲線のパターンに沿って移動する際に前記ノズル部の両側の前記各ノズルの移動量に対応する信号をそれぞれ出力する移動量検出手段を有し、
前記制御手段は、前記移動量検出手段からの信号を用いることにより、前記グリップ部が描く曲線のパターンの曲率中心に近い側にある前記ノズルよりも遠い側にある前記ノズルの方が前記ペーストの吐出量が多くなるように、前記ペースト供給手段を制御することを特徴とする請求項６記載の無機ＥＬ用描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光層や誘電体層等を積層した構造の発光素子である無機ＥＬを所望の対象面上に形成する装置に係り、特にペンで描画を行うように文字・図形等の任意のパターンで無機ＥＬを対象面上に形成できる無機ＥＬ用描画装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な無機ＥＬは、積層した発光層と誘電体層を２つの電極で挟んだ基本構造を有するシート状の発光素子であり、２つの電極間に電圧を与えることにより、発光層を面状に発光させることができる。下記特許文献１には、高輝度化を達成するために、第一の絶縁層と第二の絶縁層の間に発光層を有する二重絶縁層型の無機ＥＬ素子において、両絶縁層の誘電率に一定の条件を与えることを特徴とした発明が開示されている。
【０００３】
前述したような基本的な層構造を有する一般的なシート状の無機ＥＬ素子を製造する場合には、必要な発光パターンを製造するために製版装置等を用いて版下を作成する必要がある。そしてこの版下を用い、スクリーン印刷方式等により各材料を層状に形成して重ね、シート状に形成していく。また、層構造の中にある発光層から外に発光を取り出すために、層構造の上面側に設ける電極層には透明電極を採用する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、従来の一般的なシート状の無機ＥＬ素子を製造する場合には、準備として必要な発光パターンの版下を製版装置等を用いて作成する必要があった。また、版下を用いてスクリーン印刷方式で製造する際には、各材料を所定の厚さで均一に仕上げ、正確に位置決めして重ねていかなければならない。さらに、製造したシート状の各層を重ねて素子を形成するには、各層ごとに適度に乾燥させ又は焼成してから次の層を重ねていく必要があり、製造に時間がかかった。さらにまた、層構造中の発光層から発光を外に取り出すために必要となる透明電極は高価である。このように、従来の一般的なシート状の無機ＥＬ素子は、自由な発光パターンを簡単に製造することが難しく、また製造コストが嵩み、製品価格が高いという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、無機ＥＬの発光パターンを従来に比べて自由かつ簡単に製造することが可能であり、安価なコストで無機ＥＬを製造することができる無機ＥＬ用描画装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、
導電性ペーストと誘電体ペーストと発光体ペーストと絶縁性ペーストを供給するペースト供給手段と、
前記ペースト供給手段を制御する制御手段と、
前記ペースト供給手段に接続され、前記絶縁性ペースト以外の前記各ペーストを対象面に平行な方向に並べて対象面上に吐出させるとともに、対象面上に吐出した前記各ペーストを覆うように前記絶縁性ペーストを吐出させるノズル部を備えており、前記各ペーストを対象面上に吐出しながら移動することにより前記各ペーストによって対象面上に所望のパターンを形成するグリップ部と、
を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項１記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記グリップ部に設けられた前記ノズル部は、
前記導電性ペーストを吐出する互いに間隔をおいて配置された第１ノズル及び第２ノズルと、
前記第１ノズル及び第２ノズルの間に配置されて前記誘電体ペーストを吐出する第３ノズルと、
前記第１ノズル及び第２ノズルの間で前記第３ノズルに並んで配置されて前記発光体ペーストを吐出する第４ノズルと、
前記第１乃至第４ノズルから吐出される前記各ペーストを覆って前記絶縁性ペーストを吐出するために、前記第１乃至第４ノズルの上方において前記第１乃至第４ノズルが並ぶ方向に沿って開口した第５ノズルと、
を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項２記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記制御手段は、前記ペースト供給手段を停止させる停止モードと、前記第１及び第２ノズルから前記導電性ペーストが吐出されるように前記ペースト供給手段を駆動する第１駆動モードと、前記第１乃至第５ノズルから前記各ペーストが吐出されるように前記ペースト供給手段を駆動する第２駆動モードの各制御モードにて前記ペースト供給手段を制御するとともに、第１駆動モードを経てから第２駆動モードで前記ペースト供給手段を駆動するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項３記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記制御手段は、前記停止モードを選択する停止位置と、前記第１駆動モードを選択する第１駆動位置と、前記第２駆動モードを選択する第２駆動位置がこの順で連続的に並んだ切り替えスイッチを前記グリップ部に備えていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項４記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記絶縁ペーストには光を散乱させる光拡散材が添加されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項２乃至５に記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記グリップ部を対象面上で曲線のパターンに沿って移動させつつ前記各ノズルから前記各ペーストを吐出させて対象面上に曲線のパターンを形成する際に、
前記制御手段は、曲線を描いて移動する各ノズルの各移動距離に応じて、前記各ノズルから吐出される前記各ペーストの量を調整するように前記ペースト供給手段を制御することを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載された無機ＥＬ用描画装置は、請求項６記載の無機ＥＬ用描画装置において、
前記各ノズルの並列方向に関する前記ノズル部の両側の各位置にそれぞれ設けられ、前記グリップ部が曲線のパターンに沿って移動する際に前記ノズル部の両側の前記各ノズルの移動量に対応する信号をそれぞれ出力する移動量出力手段を有し、
前記制御手段は、前記移動量検出手段からの信号を用いることにより、前記グリップ部が描く曲線のパターンの曲率中心に近い側にある前記ノズルよりも遠い側にある前記ノズルの方が前記ペーストの吐出量が多くなるように、前記ペースト供給手段を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された無機ＥＬ用描画装置は、次のように使用する。操作者はグリップ部を手に持ち、制御手段でペースト供給手段を制御することによってノズル部から各ペーストを対象面上に押し出しつつ、手を動かしてグリップ部を対象面に沿って所望の軌跡で移動させる。グリップ部のノズル部から出た各ペーストは、グリップ部の移動軌跡に沿って対象面上に移行していき、対象面上には各ペーストからなる所望のパターンが形成される。このパターンは、帯状の導電性ペーストと誘電体ペーストと発光体ペーストが対象面上で面と平行な方向に接して並んだものであり、さらにこれらペーストが絶縁性ペーストで上から覆われている。つまり、本発明の無機ＥＬ用描画装置によって製造される無機ＥＬは、平面状の各電極等が上下方向に積層した一般的なシート状の発光素子のように層構造越しに発光層の発光を観察するものとは異なり、各電極等が対象面上で横に接して並んだ構造であるため、発光層からの光は絶縁体を通して直接観察可能であって、電極層を高価な透明電極で構成する必要がない。また、本発明の無機ＥＬは上から絶縁層で覆われているため、対象面上に所望のパターンを形成する際、ショートの恐れなく交差して形成することができるため、交点のある文字や図形等を形成することができ、パターン形成の自由度が高い。このように、無機ＥＬ素子の発光パターンを従来に比べて自由かつ簡単に製造することが可能であり、製造コストも安価である。
【００１５】
請求項２に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、前記グリップ部の第１乃至第４ノズルから、帯状の２本の導電性ペーストに挟まれて帯状の誘電体ペーストと発光体ペーストが対象面上に押し出されていくので、対象面上で横方向に並んだ帯状の誘電体と発光体を両側から２本の帯状の電極で挟んだ基本構造の無機ＥＬを容易に製造することができる。
【００１６】
請求項３に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、対象面上に無機ＥＬのパターンを形成する場合に、まず停止モードにある無機ＥＬ用描画装置の制御手段を第１駆動モードとすることにより、第１及び第２ノズルから導電性ペーストのみの吐出を開始し、２本の帯状の導電性ペーストが所定間隔をおいた互いに平行な配置状態で対象面上に押し出されていくようにする。続けて制御手段を第２駆動モードとすることにより、第１及び第２ノズルに加えて第３乃至第５ノズルから誘電体ペーストと発光体ペーストと絶縁性ペーストの吐出を開始し、前に形成した２本の帯状の導電性ペーストに連続して、２本の帯状の導電性ペーストの間に誘電体ペーストと発光体ペーストが密着して並ぶとともに、上から絶縁性ペーストが覆い被さった無機ＥＬの構造を形成する。このようにして対象面上に形成した無機ＥＬのパターンによれば、少なくともその一端部において２本の帯状の導電性ペーストが突出しているので、この部分をリード部として外部の駆動回路等に接続することができる。
【００１７】
請求項４に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、対象面上に無機ＥＬのパターンを形成する場合の制御手段のモード切り替えは、グリップ部に設けられた切り替えスイッチを、停止位置から第１駆動位置を経て第２駆動位置に切り替えることにより容易に行なうことができる。
【００１８】
請求項５に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、絶縁ペーストに光を散乱させる光拡散材を添加しているため、発光層からの光が絶縁層で散乱されるので、発光層よりも広い絶縁層の全幅まで表示幅が拡大し、対象面上に形成した無機ＥＬのパターンの全体が発光しているように見える効果が得られる。
【００１９】
本発明の無機ＥＬ用描画装置を用いて対象面上に無機ＥＬの曲線パターンを形成するため、ノズル部からペーストを吐出しつつ、無機ＥＬ用描画装置を対象面上で移動させて曲線を描く。この時、当該曲線の曲率中心に近い側にあるノズルほど移動量が相対的に少なくなり、当該曲線の曲率中心から遠い側にあるノズルほど移動量が相対的に多くなる。従って、すべてのノズルでペーストの吐出量が一定であると、ノズルの移動量に対するペーストの吐出量は、曲率中心に近い側のノズルでは多すぎ、曲率中心から遠い側にあるノズルでは少なすぎることとなり、各ペーストの層を一定の太さで並べた安定した形状の無機ＥＬを描画、パターニングすることは困難となる。
【００２０】
しかしながら、請求項６に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、対象面上に無機ＥＬの曲線パターンを形成する際に、曲線を描いて移動する各ノズルの各移動距離に応じて、各ノズルから吐出される各ペーストの量を制御手段が調整するので、曲率中心に近い側のノズルではペーストの吐出量が少なくなり、曲率中心から遠い側にあるノズルではペーストの吐出量が多くなり、その結果として各ペーストの層を一定の太さで並べた安定した形状の無機ＥＬを描画、パターニングすることができる。
【００２１】
請求項７に記載された無機ＥＬ用描画装置によれば、対象面上に無機ＥＬの曲線パターンを形成するために、ノズル部からペーストを吐出しつつ、無機ＥＬ用描画装置を対象面上で移動させて曲線を描くと、ノズル部の両側にそれぞれ設けられた移動量検出手段が、それぞれ独立に当該位置におけるノズル部の移動量を検出し、当該移動量に対応する信号をそれぞれ出力する。そして制御手段は、移動量検出手段からの信号を用いることにより、グリップ部が描く曲線のパターンの曲率中心に近い側のノズルほどペーストの吐出量を少なくし、逆に曲率中心から遠い側にあるノズルほどペーストの吐出量を多くするので、その結果としてノズル部が実際に移動した曲線に対応した態様で各ノズルから出るペーストの量が調節され、カーブ部分においても各ペーストの層は一定の太さで並んでおり、各層にペーストのかすれや異常な膨らみのない安定した外形の無機ＥＬを描画、パターニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置の構成のグリップ部を含む主要部分を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置のノズル部において絶縁性ペースト用のノズルを除いた状態で示した平面図であり、（ｂ）は絶縁性ペースト用のノズルを含めて示した同ノズル部の正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置のガイドを省いて示したノズル部の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置のガイドを含めて示したノズル部の斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置で形成した無機ＥＬの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ切断線における断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置の全体構成において特に移動量検出手段を説明するための斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置の全体構成において特に移動量検出手段の制御手段である走行検出回路とポンプ駆動回路を示した構成図である。
【図８】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置において、移動量検出手段としてのロータリーエンコーダと、ロータリーエンコーダが移動距離に対応して出力する信号の一例をを示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置の全体構成における制御手段の全体構成図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置において、移動量検出手段が出力する信号の波形図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置において、図１０に示した信号を制御手段が整形して出力した波形図である。
【図１２】（ａ）は本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置を対象面上で移動させた場合における左右の移動量検出手段である各車輪の回転数と時間の関係の一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）中の特定の時間ｔにおける各ノズル部のペースト吐出量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置は、所望の対象平面上に連続帯状の無機ＥＬペーストの素材を任意のパターンで形成するための装置であり、使用者が手に持って図柄や文字等をペンで描くようにして使用し、移動可能なパネル、店舗等の壁やガラス窓、ショーケース等のガラス面その他の絶縁性の対象面上に自由なパターンで無機ＥＬペーストを形成することができる。なお、導電性の面であっても、その上に絶縁層を予め設けておくことによって、本発明の実施形態に係る無機ＥＬ用描画装置で無機ＥＬ素子となる無機ＥＬペーストを描画、パターニングすることができる。
尚、描画、パターニングした無機ＥＬペーストを乾燥乃至は焼成することで無機ＥＬ素子を形成することができる。
【００２４】
また、背景技術でも説明したように、従来の一般的な無機ＥＬ素子は、平面状の各電極等を各平面と直交する上下方向に積層させた全体としてシート状の発光素子であり、その層構造の内部にある発光層の発光は、層構造越しにシート面と直交する視線で観察されるものである。しかし、本実施形態の無機ＥＬ用描画装置により製造される無機ＥＬは、これとは異なり、無機ＥＬ素子を構成する電極等の帯状体が、対象面上で面と平行な方向に接して並んだ構造（従来型の断面を見る形）であり、発光層からの光は他の層を通さずに観察可能である。
【００２５】
図１に示す無機ＥＬ用描画装置１は、使用者が手に持って操作する略円柱形状のペン本体であるグリップ部２と、グリップ部２の先端に取り付けられたノズル部３と、このグリップ部２の外に配置されてグリップ部２内でノズル部３に接続されたペースト供給手段４を備えている。
【００２６】
図１に示すように、ペースト供給手段４は、無機ＥＬ素子を形成する無機ＥＬペーストの各構成層を形成するための成分を含んだ数種類のペーストを蓄えた複数のペーストタンク５と、これら各ペーストをグリップ部２に送り出す圧送手段としてのモーノポンプモジュール６と、モーノポンプモジュール６を作動させる電源ユニット７を有している。これらペーストは、導電性ペーストＤと、誘電体ペーストＹと、発光体ペーストＨと、絶縁性ペーストＺであり、前記各ペーストは２つの導電性ペーストタンクＴｄと、誘電体ペーストタンクＴｙと、発光体ペーストタンクＴｈと、絶縁性ペーストタンクＴｚに蓄えられている。また、モーノポンプモジュール６は、２つの導電性ペーストポンプＰｄと、誘電体ペーストポンプＰｙと、発光体ペーストポンプＰｈと、絶縁性ペーストポンプＰｚを有している。
【００２７】
無機ＥＬ素子は２つの導電層によって発光層等を挟んだ構造であり、本例では２つの導電層をそれぞれ別の供給元から供給される導電性ペーストで製造するため、導電性ペーストタンクＴｄを２つ設けたが、導電性ペーストタンクＴｄは共通のものが１個であってもかまわない。これら各ペーストタンクＴには、それぞれ供給チューブ８が接続されており、各供給チューブ８は、その中途にそれぞれ設けられたモーノポンプモジュール６を介してグリップ部２の後端に接続されている。そして、図示はしないが、これらの供給チューブ８はグリップ部２の内部においてノズル部３の図示しない後端部に接続連通されている。
【００２８】
図２乃至図４に示すように、ノズル部３はガイド部９を有している。ガイド部９はノズル部３を上側から覆うカバーとして機能するとともに、その拡径した先端側の両端が案内部９ａとなっている。無機ＥＬ用描画装置１を使用する際、この一対の案内部９ａ，９ａを対象面に当接させてグリップ部２を移動させることにより、ノズル部３を対象面から一定の距離に保持しながら移動させることができる。
【００２９】
このガイド部９の内側には、吐出口が矩形状で高さが等しい第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４が横一列に配置されている。ガイド部９に近接して両外側に配置された第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２は同一幅であり、ペースト供給手段４の２つの導電性ペーストタンクＴｄ，Ｔｄにそれぞれ接続されて導電性ペーストＤを吐出できるようになっている。第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２の間で第２ノズルＮ２に接して配置された第３ノズルＮ３は、第１ノズルＮ１及び第２ノズルＮ２と同一幅であり、ペースト供給手段４の誘電体ペーストタンクＴｙに接続されて誘電体ペーストＹを吐出できるようになっている。第１ノズルＮ１と第３ノズルＮ３の間に配置された第４ノズルＮ４は、第１ノズルＮ１乃至第３ノズルＮ３よりも幅が小さいノズルであり、ペースト供給手段４の発光体ペーストタンクＴｈに接続されて発光体ペーストＨを吐出できるようになっている。
【００３０】
なお、第１及び第２ノズルＮ１，Ｎ２は、第３及び第４ノズルＮ３，Ｎ４よりも吐出口が相対的にやや前方に突出した位置にあり、使用時に誘電体ペーストＹ及び発光体ペーストＨが導電性ペーストＤと混じらないようになっている。そして、これら第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４の上には第５ノズルＮ５が配置されている。第５ノズルＮ５は、並列した第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４の全幅よりも大きい幅を有し、その両端は第１及び第２ノズルＮ１，Ｎ２よりも外側に突出している。また第５ノズルＮ５の高さは第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４の高さよりも小さい。この第５ノズルＮ５は、ペースト供給手段４の絶縁性ペーストタンクＴｚに接続されて絶縁性ペーストＺを吐出できるようになっている。なお、図１中では、ノズル部３中、第５ノズルＮ５は、第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４を表すために先端側の一部を切欠いて示している。
【００３１】
ノズル部３の上記構成によれば、第１乃至第４ノズルＮ１〜Ｎ４の並列方向を対象面と平行にした状態で、各ノズルＮから各ペーストを吐出させつつ、吐出方向と反対方向にノズル部３を移動させれば、図５に示すように、絶縁性ペーストＺ以外の４本の帯状の各ペーストＤ，Ｙ，Ｈ，Ｄを対象面と平行な方向に並べて対象面上に配置し、これら４本の帯状の各ペーストＤ，Ｙ，Ｈ，Ｄの上に絶縁性ペーストＺの層を重ねた構造を作り出すことができる。すなわち、対象面上には、２本の帯状の導電性ペーストＤ，Ｄに挟まれた帯状の誘電体ペーストＹと発光体ペーストＨが互いに接して並び、さらにこれらが絶縁性ペーストＺに被覆された構造が得られる。これを乾燥乃至焼成すれば、説明の煩雑さを回避するため各ペーストの符号で各層を表すと、２つの導電体層Ｄ，Ｄに挟まれた誘電体層Ｙと発光体層Ｈが対象面上で横方向に接して並び、さらにこれらの上面と両側面が絶縁体層Ｚで被覆された構造の無機ＥＬペースト１０が得られる。
【００３２】
この無機ＥＬペースト１０は、上面及び両側面が絶縁層Ｚで被覆されているため、電気的な短絡を生じさせることなく対象面上でパターンを交差させて形成できるので、例えば線状のパターンが重なり合う交点を有する文字や複雑な形状でも容易に形成できるという利点がある。
【００３３】
２つの導電体層Ｄ，Ｄに電圧を加えれば発光層Ｈが発光し、その発光は透光性を有する絶縁体層Ｚ越しに観察することができる。ここで透光性の絶縁性ペーストＺ中に光を拡散する拡散材を添加しておけば、発光層Ｈからの光が絶縁層Ｚ内を透過する際に拡散材で拡散されるので、無機ＥＬ素子としての発光幅は発光層Ｈ自体の幅より広くなり、絶縁層Ｚ全体の幅まで拡大するので視認性が良好になる。
【００３４】
ここで、前記各ペーストの材料乃至成分等について説明する。
(1) 導電性ペーストＤ
導電材料としてカーボン粉末を含んだ以下に示す成分例のようなカーボンペーストが使用できる。下記成分例においては、各成分ごとに示す含有量の範囲で適宜数値を選択し、全体として１００％になるように数値を組み合わせることができる。市販の製品例としては、例えば藤倉化成株式会社製のＦＥＬ１９８がこれと略同等の製品として使用可能である。
顔料：カーボンブラック１０〜２０％
溶剤：ベンジルアルコール３５〜４５％
酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル１〜１０％
メチルイソブチルケトン１〜１０％
樹脂：ポリエステル樹脂及び／又はフェノール樹脂（樹脂全体で１０〜２０％）
硬化剤０．１〜５％
【００３５】
(2) 誘電体ペーストＹ
以下に示す成分例のような誘電体ペーストが使用できる。下記成分例においては、各成分ごとに示す含有量の範囲で適宜数値を選択し、全体として１００％になるように数値を組み合わせることができる。市販の製品例としては、例えば藤倉化成株式会社製のＦＥＬ６１５がこれと略同等の製品として使用可能である。
誘電体：チタン酸バリウム４０〜５０％
樹脂：フッ素系ポリマー（フッ素ゴム）１０〜２０％
溶剤：イソホロン４０〜５０％
【００３６】
(3) 発光体ペーストＨ
以下に示す成分例のような蛍光体ペーストが使用できる。下記成分例においては、各成分ごとに示す含有量の範囲で適宜数値を選択し、全体として１００％になるように数値を組み合わせることができる。市販の製品例としては、例えば藤倉化成株式会社製のＦＥＬ１１０１（ＰＷ）がこれと略同等の製品として使用可能である。
なお、蛍光体の種類を変えれば種々の色彩を発光表示させることができる。
蛍光体：硫化亜鉛系蛍光体５０〜６０％
賦活剤（ドープ剤）としては、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｌ等
樹脂：ポリエステル樹脂１０〜１５％
その他、スクリーン印刷で使用する一般的な樹脂も使用可能である。
溶剤：ジエチレングリコールモノエチルエーテル３０〜４０％
その他、スクリーン印刷用インキで使用する一般的な溶剤も使用可能である。
【００３７】
(4) 絶縁性ペーストＺ（オーバーコート剤）
以下に示す成分例のような透光性を備えた絶縁性ペーストが使用できる。
樹脂：ウレタン, スチレン系等
拡散材：信越化学工業株式会社製のシリコンパウダー（ＫＭＰ−７０１）、メタクリル酸メチル、スチレンをはじめ各種疎水性ビニルモノマーをベースにしたテクポリマーや、特殊形状の炭酸カルシウム等が利用できる。
【００３８】
以上説明した各ペーストは、無機ＥＬ素子の材料として対象面上に押し出した後、所定時間放置すれば乾燥して素子として安定するが、適当な加熱手段を用いて熱処理すれば、成分中に含まれる溶剤等の蒸発が促進されてより短い時間で発光素子として使用できる状態となる。
【００３９】
次に、図１に示すように、本実施形態の無機ＥＬ用描画装置１は、グリップ部２の側周面に、モーノポンプモジュール６を制御操作する制御手段の操作部分である切り替えスイッチ１１が設けられている。この切り替えスイッチ１１は、グリップ部２中にある図１には示さない制御手段としての回路基板１２（図６に示す）と、グリップ部２とは別体とされた電源ユニット７を介して、ペースト供給手段４のモーノポンプモジュール６に接続されており、ペーストの吐出を切り替え制御できるようになっている。
【００４０】
切り替えスイッチ１１はスライドスイッチであり、その切り替え位置は３つある。一番目はグリップ部２の最も先端側の位置(0) であり、モーノポンプモジュール６を停止モードに設定する停止位置である。２番目は図示の中央の位置(1) であり、第１及び第２ノズルＮ１，Ｎ２から導電性ペーストＤが吐出され、他のノズルからはペーストが吐出されないようにモーノポンプモジュール６を駆動する第１駆動モードを設定する第１駆動位置である。３番目はグリップ部２の最も後端側の位置(2) であり、第１及び第５ノズルＮ１〜Ｎ５すべてからペーストＤ，Ｙ，Ｈ，Ｄが吐出されるようにモーノポンプモジュール６を駆動する第２駆動モードを設定する第２駆動位置である。これらの各位置が切り替えスイッチ１１のスライド方向（矢印で示す）に沿って上述の順で並んでいる。
【００４１】
従って、切り替えスイッチ１１が停止位置(0) （停止モード）にある状態からペーストを吐出させる場合には、まず第１及び第２ノズルＮ１，Ｎ２から導電性ペーストＤ，Ｄが吐出される第１駆動位置(1) （第１駆動モード）に切り替えスイッチ１１を設定し、その次にさらに切り替えスイッチ１１をスライドさせて第２駆動位置(2) （第２駆動モード）に設定し、第１及び第５ノズルＮ１〜Ｎ５のすべてからそれぞれペーストが吐出されるような手順で操作することとなる。
【００４２】
その結果、図５（ａ）に示すように、対象面上に形成された無機ＥＬペースト１０は、その端部が第１駆動モードで形成された２本の導電体層Ｄ，Ｄのみから構成され、この２本の導電体層Ｄ，Ｄが、第２駆動モードで製造された４本のペーストＤ，Ｙ，Ｈ，Ｄの各層と絶縁層Ｚからなる無機ＥＬペースト１０に連続する状態となっている。すなわち、無機ＥＬ素子の絶縁層Ｚから２本の導電体層Ｄ，Ｄが所定寸法だけ外に突出した構造が得られる。従って、対象面上に形成された無機ＥＬペースト１０を発光駆動するため、外部の図示しない制御回路等に接続する場合には、これら２本の導電体層Ｄ，Ｄを外部接続端子として利用することができる。なお、無機ＥＬペースト１０から２本の導電体層Ｄ，Ｄが外に突出する長さは、切り替えスイッチ１１を操作する際に、スイッチを第１駆動位置(1) に保持する時間を調整することによって任意に設定することができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の無機ＥＬ用描画装置１は、ノズル部３からペーストを吐出しながら対象面上で移動することにより、対象面上に無機ＥＬペースト１０の任意のパターンを形成するものである。ここで、無機ＥＬペースト１０のパターンが曲線である場合には、当該曲線の曲率中心に近い側にあるノズルほど移動量が相対的に少なくなり、当該曲線の曲率中心から遠い側にあるノズルほど移動量が相対的に多くなる。従って、すべてのノズルでペーストの吐出量が一定であると、ノズルの移動量に対するペーストの吐出量は、曲率中心に近い側のノズルでは相対的に多すぎ、曲率中心から遠い側にあるノズルでは相対的に少なすぎることとなり、各ペーストの層を一定の太さで並べた無機ＥＬ素子を作成することは困難となる。
【００４４】
そこでこのような不都合を解消するために、本実施形態の無機ＥＬ用描画装置１は、グリップ部２を対象面上で曲線パターンに沿って移動させながら各ペーストを吐出させて無機ＥＬ素子の曲線パターンを形成する際に、曲線を描いて移動する各ノズルの実際の各移動距離に応じて、各ノズルから吐出される各ペーストの量を調整し、曲線部分における各ペーストの太さが均一となるような構成を備えている。
【００４５】
図３及び図４、図６乃至図８に示すように、ノズル部３において、各ノズルＮの並列方向に関する両側の各位置には、移動量検出手段としての車輪１３Ｒ，１３Ｌが共通の軸１４に対してそれぞれ独立に回動可能となるように設けられている。図６及び図７に示すように、両車輪１３Ｒ，１３Ｌの回転はそれぞれ移動量検出手段としてのロータリーエンコーダ１５Ｒ，１５Ｌにベルト１６，１６で連動連結されている。図８に示すように、ロータリーエンコーダ１５は、円板の外周縁に所定間隔で多数のスリット１７が形成された部材である。図７に示すように、各ロータリーエンコーダ１５Ｒ，１５Ｌの近傍には、スリット１７が形成された外周縁の部分を挟むように、投受光器からなる移動量検出手段としての光センサ１８Ｒ，１８Ｌが設けられている。
【００４６】
以上の構成によれば、グリップ部２を対象面に沿って移動させると、車輪１３Ｒ，１３Ｌが対象面に沿って回転し、ロータリーエンコーダ１５Ｒ，１５Ｌがこれに連動して回転する。ロータリーエンコーダ１５Ｒ，１５Ｌが回転すれば、ロータリーエンコーダ１５Ｒ，１５Ｌのスリット１７とスリット１７以外の部分とが光センサ１８Ｒ，１８Ｌの投受光器の間を交互に通過するので、投受光器の光は間欠的に遮断され、両光センサ１８Ｒ，１８Ｌからは対応する部位の移動量に応じて図８中に示すようなパルス状の繰り返し信号が出力されることになる。
【００４７】
図６に示すように、この無機ＥＬ用描画装置１のグリップ部２内には回路基板１２が収納されている。この回路基板１２には、切り替えスイッチ１１によってペースト供給手段４を制御してノズルＮからペーストを吐出させるべく、無機ＥＬ用描画装置１の全体を制御する制御手段としての制御回路が搭載されているが、この制御回路には、前述した光センサ１８Ｒ，１８Ｌからの信号を利用して各ノズルＮから吐出されるペーストの量をノズルＮごとに調整するための制御手段も含まれている。
【００４８】
図７に示すように、左右一対の光センサ１８Ｒ，１８Ｌからの各信号は、回路基板１２上の制御回路に含まれる一対の走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌでそれぞれ処理されて駆動信号として出力され、各ノズル部３に対応して設けられた４つのポンプＰを駆動制御するポンプ駆動回路２１に対し、３つの抵抗Ｒにより配分して与えられる。ポンプＰを駆動するポンプ駆動回路２１には、ポンプのＯＮ／ＯＦＦを制御する切り替えスイッチ１１からの信号も与えられるようになっており、前述した切り替えスイッチ１１により選択されたポンプＰのみが駆動信号によって駆動される。
【００４９】
図９を参照して走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌの構成と作用効果について説明する。走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌは、左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌに対応して設けられた一対の同構造の部分と、その他の共通の部分とで構成されており、前述した一対の光センサ１８Ｒ，１８Ｌからの信号をそれぞれ処理するようになっている。以後の走行検出回路の説明では、重複する説明を避けるため、その構造が実質的に同一である対で構成された部分については、適宜他方の説明を援用してその説明を省略する場合があるものとする。
【００５０】
図９において、「Ｌ車輪」は、左側の車輪１３Ｌと、これに連動するロータリーエンコーダ１５Ｌと、その回転を読み取る光センサ１８Ｌを意味し、この左側の光センサ１８Ｌからは、ノズル部３の左側の部分の移動量に対応する信号が出力される。「Ｒ車輪」も位置が異なる他は「Ｌ車輪」と同様であり、右側の車輪１３Ｒと、これに連動するロータリーエンコーダ１５Ｒと、その回転を読み取る光センサ１８Ｒを意味し、この右側の光センサ１８Ｒからは、ノズル部３の右側の部分の移動量に対応する信号が出力される。これら両光センサ１８Ｒ，１８Ｌからの信号は、図１０に示すようなアナログ信号である。
【００５１】
各光センサ１８Ｒ，１８Ｌからのアナログ信号は、対応する各走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌの波形成形回路２２に入力され、図１１に示すようなデジタル信号に成形されて出力される。各走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌは、共通の構成として、所定時間間隔のタイミング信号を出力する発信器２３と、発信器２３からのタイミング信号を利用してサンプリング時間Ｔを調整して出力するサンプリング時間調整回路２４を有している。各波形成型回路２２から出力されたデジタル信号（パルス波形）はカウント回路２５に入力され、カウント回路２５では、発信器２３からのタイミング信号を利用し、サンプリング時間調整回路２４が指定したサンプリング時間Ｔ内における信号数（サンプリング値）を計測する。このサンプリング値は一時保持回路２６に送られ、サンプリング時間調整回路２４から出力される連続したサンプリング時間Ｔ1 、Ｔ2 …の経過に伴って順次置き換えられていく。
【００５２】
各走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌは、共通の構成としてＬ／Ｒ小値検出回路２７を有している。このＬ／Ｒ小値検出回路２７は、一対の走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌの各一時保持回路２６，２６が保持するサンプリング値を比較して小さい方を選択し、これを元にしたベース量信号を出力する。ベース量信号は、検出された左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの移動量が異なる場合、その少ない方を基準とするための信号であり、このベース量信号で表されるポンプＰの駆動信号が、図９には示さない４つの各ポンプ駆動回路２１（図７参照）に出力されるようになっている。すなわち、モーノポンプモジュール６の２つの導電性ペーストポンプＰｄ，Ｐｄと、誘電体ペーストポンプＰｙと、発光体ペーストポンプＰｈに、ベース量信号に基づくポンプ駆動信号が基準の最小値として駆動回路を介して与えられる。また、このベース量信号は、モーノポンプモジュール６の絶縁性ペーストポンプＰｚにも駆動回路を介して与えられ、絶縁性ペーストＺを吐出させる。
【００５３】
また、各走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌは、さらなる共通の構成としてＬ／Ｒ差分検出回路２８を有している。Ｌ／Ｒ差分検出回路２８は、一対の走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌの各一時保持回路２６，２６がそれぞれ保持しているサンプリング値を比較し、その差分である差分信号を算出する。一対の走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌは、それぞれ差分信号／駆動信号変換回路２９を備えており、前記差分信号は各差分信号／駆動信号変換回路２９に与えられる。
【００５４】
各差分信号／駆動信号変換回路２９は、差分信号をポンプＰの駆動信号に変換して出力する。各差分信号／駆動信号変換回路２９の出力端の間には３つの抵抗Ｒが直列に接続されており、各差分信号／駆動信号変換回路２９の２つの出力端と、各抵抗Ｒの間に設けられた２つの出力端から、図９には示さない４つの各ポンプ駆動回路２１（図７参照）に駆動信号が出力されるようになっている。この駆動信号は、左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの移動距離の差分を４つのポンプＰｄ，Ｐｙ，Ｐｈ，Ｐｄに配分する０から１００％の追加信号となって最小基準のベース量信号に重畳し、４つの各ポンプ駆動回路２１に与えられることとなる。
【００５５】
対象面上でグリップ部２をカーブさせながらペーストを吐出して曲線のパターンを描く場合には、ノズル部３に取り付けられている左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの移動量は互いに異なっている。具体的には、カーブの内側の車輪の走行距離が少なく、カーブの外側の車輪の走行距離が多くなる。図１２（ａ）は、左側の車輪１３Ｌを内側に、右側の車輪１３Ｒを外側にしてグリップ部２をカーブさせた場合の左右の車輪の回転数の変化を示したものであり、グラフの前半はペーストで直線状のパターンを作成している状況であり、左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの回転数に差はないが、グラフの後半はペーストで曲線状のパターンを作成している状況であり、上述したようにカーブの外側にある右側の車輪１３Ｒの回転数が増大している。
【００５６】
図１２（ａ）に示したような場合、制御手段の走行検出回路２０Ｒ，２０Ｌにおいては、２つの差分信号／駆動信号変換回路２９，２９及び３つの抵抗Ｒによって構成される回路からは、４つのポンプ駆動回路２１にそれぞれ異なる駆動信号が与えられる。これらの駆動信号は左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの移動距離の差分を４つのポンプＰｄ，Ｐｙ，Ｐｈ，Ｐｄに配分する０から１００％の追加信号である。さらに、前述したＬ／Ｒ小値検出回路２７から出力された最小基準のベース量信号が各ポンプ駆動回路２１に与えられている。結局、４つのポンプを駆動する各ポンプ駆動回路２１には、前記ベース量信号が最小基準として与えられるとともに、各ポンプごとに異なる４種類の追加信号としての駆動信号がベース量信号に重畳して与えられる。
【００５７】
すなわち、図１２（ｂ）に示すように、左右に並ぶ４つのノズル部３に各々対応する４つのポンプ駆動回路に与えられる電圧をみると、回転の中心側である左側（Ｌ）の第１ノズルＮ１に対応するポンプ駆動回路２１の駆動電圧は、ベース量信号に対応する最小値の電圧となる。また回転の外側である右側（Ｒ）の第２ノズルＮ２に対応するポンプ駆動回路２１の駆動電圧は、ベース量信号に加えて左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの回転差分に対応する最大の追加信号が与えられた最大値の電圧となる。そして、その中間の第３及び第４ノズルＮ３，Ｎ４に対応する各ポンプ駆動回路２１の駆動電圧は、左右の車輪１３Ｒ，１３Ｌの移動距離の差分を最大と最小の間で滑らかな変動となるように傾斜配分した追加信号をベース量信号に加えた電圧となる。
【００５８】
上記駆動制御によれば、対象面上でグリップ部２をカーブさせながらペーストを吐出して曲線のパターンを描く場合において、移動距離が相対的に短いカーブの内側にあるノズルほどペーストの吐出量が少なくなり、移動距離が長いカーブの外側にあるノズルほどペーストの吐出量が多目になるように制御される。従って、４本のペーストを並べて構成する無機ＥＬ素子の各層について、曲線の外側ほど細くなったり、曲線の内側ほど太くなったりする不均一さが生じることはなく、曲線部分においてもすべての層で一定の太さを維持した安定した構造を作り出すことができる。
【００５９】
なお前述したように、前記ベース量信号は、駆動回路を介してモーノポンプモジュール６の絶縁性ペーストポンプＰｚを駆動する。これによって、絶縁性ペーストポンプＰｚは、４本のペーストＤ，Ｙ，Ｈ，Ｄが並んだ無機ＥＬ素子の上に絶縁性ペーストＺを吐出し、絶縁性ペーストＺはこれらを上から覆って絶縁する。本実施形態では、図５にも示したように、このベース量信号による絶縁性ペーストポンプＰｚの駆動によれば、絶縁性ペーストＺは、対象面上にある無機ＥＬ素子の上面から全体を覆うだけでなく、その両縁が垂れ下がって対象面に接する吐出量となるように設定されている。従って、帯状の無機ＥＬペースト１０を対象面上に形成する際、交差して形成することができるとともに、同一の対象面上で互いに接して設けることも可能となり、いずれの場合にも他方の素子との短絡が起きることはない。
【００６０】
帯状の無機ＥＬペースト１０を交差して形成することで、文字や所望の図形等の複雑なパターンを形成することができる。また、帯状の無機ＥＬペースト１０を同一対象面上で互いに平行に接して形成すれば、絶縁層Ｚ中に添加した拡散材による発光幅を広げる効果と相まって、帯状の無機ＥＬペースト１０でありながら、面状の発光領域を形成することもできる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の無機ＥＬ用描画装置１によれば、発光パターン等を形成するための版下を製版装置等で作成する必要もなく、また、版下を用いて各層を正確に重ねて積層し、さらに乾燥乃至焼成していく複雑かつ長時間を要する工程も不要であり、また高価な透明電極で導電層を構成する必要もない。従って、無機ＥＬ素子の発光パターンを従来に比べて自由かつ簡単に製造することが可能であり、安価なコストで無機ＥＬ素子を製造することができるという効果がある。
【符号の説明】
【００６２】
１…無機ＥＬ用描画装置
２…グリップ部
３…ノズル部
４…ペースト供給手段
５…ペーストタンク
６…モーノポンプユニット
７…ガイド部
１０…無機ＥＬ素子
１１…制御手段としての切り替えスイッチ
１２…制御手段としての回路基板
１３（Ｒ，Ｌ）…移動量検出手段としての車輪
１５（Ｒ，Ｌ）…移動量検出手段としてのロータリーエンコーダ
１８（Ｒ，Ｌ）…移動量検出手段としての光センサ
２０（Ｒ，Ｌ）…制御手段としての走行検出回路
Ｎ１…導電性ペーストを吐出する第１ノズル
Ｎ２…導電性ペーストを吐出する第２ノズル
Ｎ３…誘電体ペーストを吐出する第３ノズル
Ｎ４…発光体ペーストを吐出する第４ノズル
Ｎ５…絶縁体ペーストを吐出する第５ノズル
Ｄ…導電性ペースト又は導電体層
Ｙ…誘電体ペースト又は誘電体層
Ｈ…発光体ペースト又は発光体層
Ｚ…絶縁体ペースト又は絶縁層
【図１】
2012009217.tif 000003
【図２】
2012009217.tif 000004
【図３】
2012009217.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012009217.tif 000009
【図８】
2012009217.tif 000010
【図９】
2012009217.tif 000011
【図１０】
2012009217.tif 000012
【図１１】
2012009217.tif 000013
【図１２】
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