説明

無機ELを用いた表示装置

【課題】一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類から選択的に切り換え得るようにする。
【解決手段】一つの纏まった表示単位部の複数の発光部分に対応して略同一形状の第二の電極層を形成し、該第二の電極層の上には絶縁層を形成し、該絶縁層の上には無機EL発光層の点滅を制御するために第二の電極層の各々に給電するための配線が形成されており、第二の電極層の各々に対して各セグメント単位で点滅を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明者等は、複数のセグメントを有し、そのセグメント単位に独立して発光する新規な駆動回路、及びその駆動回路を備えたエレクトロルミネッセンス(electroluminescence、以下単に「EL」と称する場合がある)を用いた表示装置を既に発明して出願(特願2007−266958、特願2007−266963及び特願2007−296307;以下「先願」と称する)しているが、本発明は、上記先願と同様にセグメント単位に独立して発光する新規な表示装置であって、特に、一つの表示単位部でありながら、多くの表示形態に変化させ得る無機ELを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、本発明者等の上記先願をベースとして発明されたものであることから、基本的な回路構成の部分は上記先願と同一の構成であるので説明は同じ説明を利用して行う。また、本発明は、無機ELを対象として開発したものであるが、特に、無機ELに限定されるものではなく本発明の技術的思想の範囲内であれば有機ELにも適用可能なものである。
【0003】
ELは薄型タイプの光源として有効であり、さまざまな製品を薄型にすることを可能にしてきた。つまり、LED等とは相違して、面発光(EL発光層)を利用することにより既存製品の厚みを薄くすることが可能となったものである。その内でも、既存製品の厚みを薄くした代表例は携帯電話機だと言える。携帯電話機では、ELはスイッチ用光源として採用されている。また、ELは、従来光源を持たなかった製品にも採用されており、自動車のナンバープレートや交通標識などにも採用されている。これは、ELがシート状に成形可能であり従来の光源よりも軽量であることが採用を可能にしている。
【0004】
さらにELは、通常、印刷によって発光層を形成するために、形状を自由に設計することが可能であり、色の選択も自由であるために、採用する製品側の希望に沿うよう設計することができるものである。また、ELは発熱せず、折り曲げることはできないが、ある程度のフレキシビリティがあり通常の使用であれば割れない等の特徴から、少しの湾曲部であれば適用は可能であり、設計の自由度をより上げている。
【0005】
このような特徴を備えたELは、面発光であるので発光面全体から均一な光が得られ、薄型・軽量であるので携帯型の製品などの光源として最適である。また、消費電力が小さく、均一で薄い面光源で、発熱しない事からデザイン照明や電子機器のバックライトとしても普及してきた。また最近では、艶色性やデザイン性に優れ、耐久性が高く、低コストで生産できる事から、携帯電話機のキースイッチ照明としてのフレキシブル型ELの需要が健在化している。
【0006】
そこで、ELを用途と特徴から分類すれば、以下のようになる。
(1)モノクロ液晶のバックライト、船舶メーター、屋外看板、道路標識などの照光に用いられる。背面電極にアルミニウムを使用し、防湿フィルムにてラミネートした高耐湿、高寿命タイプのパッケージタイプのEL(0.7mm〜)、
(2)ICカード読取機(簡易設置型)、ナンバープレート、自動車サイドステップ、電子辞書などの薄型機器のモノクロ液晶バックライトなどに用いられる。ITOフィルムをベースの印刷工法にて製作する薄型タイプのフレキシブルタイプのEL(0.3mm〜)
(3)携帯電話機、携帯端末、リモコンなどのキースイッチ照光などに用いられる。有機材料を使用し、超薄型でメカニカルストレスに優れたタイプのEL、スイッチ用として均一で見易い照光、クリック感触と打鍵耐久性を有するEL(0.1mm〜)
【0007】
そして、携帯電話機用キースイッチに用いられるELの一般的な層構造は、ベースフィルム、透明電極、発光層、誘電体層、背面電極、レジスト層の順に構成されており、現在では全体でも100μm以下の厚みである。
【0008】
このような薄型のELの製造方法は印刷で製造可能なものであり、例えば、非特許文献1にその製造方法の概要が記載されている。
【0009】
このようなELの用途において、ELの発光部分をセグメント構成にして、夫々を発光させることは知られており、そのための工夫も様々にされている。例えば、特許文献1(特開2000−252059号公報)には以下のように記載されている。
ELパネルは蛍光体層の一方に透明電極層、他方に背面電極層を設け、これらの両電極に電圧を印加することにより発光を行っている。このELパネルの透明電極層には、通常1本の供電部が配置されており、これにリードが接続され、リードを介して外部電源と接続される。一方、背面電極層は表示を行う形状に合わせて、複数のセグメントに分割されている。さらに背面電極層の複数のセグメントには、それぞれに供電部が設けられ、さらに供電部にはリードが接続され、リードを介して外部電源と接続される。
【0010】
また、特許文献2(特開2006−146198号公報)には、発光領域である不連続なEL材料の領域を設ける技術が開示されている。
【0011】
しかしながら、これらは、ELパネルを複数のセグメントに分割した上で夫々のセグメントを発光させることは可能であるが、複数のセグメントを独立して別々に発光させることはできない。
【0012】
これに対して、特許文献3(特表2005−505802号公報)には、ディスプレイパネルはマトリックス状に配置された多数の発光セルを有し、発光セルには少なくとも一つの駆動回路が設けられており、各セルの発光素子駆動回路を構成するカレントミラー回路は、基準電流源を駆動する1次側トランジスタと発光素子を駆動する2次側トランジスタを所定のパルス信号で切り換える操作によって、各セルにおけるペアトランジスタ間のミラー比のバラツキを均一化する技術が開示されている。
【0013】
また、特許文献4(特表2005−503588号公報)には、表示パネルはマトリックス状に配置された複数の発光素子を有し、この表示パネルに用いられる駆動装置は、各発光素子間の輝度のバラツキを少なくすることができ、クロック信号によりキャパシタの充放電を行い、かかる放電電流を利用して発光素子を駆動するパルス供給回路を形成し、表示パネルを構成する各々の発光素子の駆動電流の大きさをTFT回路のトランジスタ素子に依らず、主にパルス供給回路の駆動電源電圧やクロック周波数など表示パネルの外部から正確に決定することのできる要因によって定める技術が開示されている。
【0014】
さらに、フォト・トライアックの用途としては、燃焼装置等に用いるモータ等の交流負荷の位相制御装置に関して特許文献5(特開平5−284767号公報)が知られており、フォト・トライアックカプラのフォトダイオードに流れる電流を断続化してフォトダイオードの長寿命化を図ることに関して特許文献6(特開平7−253820号公報)が知られている。
【0015】
以上で引用した各文献は以下のとおりである。
【0016】
【非特許文献1】印刷で製造できる無機EL 寿命と色で有機ELに挑戦 MIT発のベンチャー企業が開発(日経エレクトロニクス 2007.3.26)
【0017】
【特許文献1】特開2000−252059号公報
【特許文献2】特開2006−146198号公報
【特許文献3】特表2005−505802号公報
【特許文献4】特表2005−503588号公報
【特許文献5】特開平5−284767号公報
【特許文献6】特開平7−253820号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
本発明を実現するために解決されるべき基本的な課題は、複数のセグメントで構成されたELを、そのセグメント単位に独立して点滅制御し、発光させる新規な駆動回路を提供することであり、そのような駆動回路を備えたELを提供することであるが、この点に関しては、既に、上記先願において解決されている。
【0019】
そこで本発明は、より多様化する表示装置をセグメント単位に独立して点滅制御し発光する無機EL表示装置を提供するものであり、特に、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした表示装置を提供するものである。さらには、そのようなセグメントELをエレメントとして部品で提供できるようにし、それを各種機器の筐体等に貼り付け、信号線を本体機器の制御手段に接続すれば、当該機器を簡単に制御操作できるように構成するとともに、直感的に分かり易い操作パネルを供えた電気機器を提供することができるものである。
【0020】
つまり、本発明は、現在の多くの情報機器や家電装置においては、表示・操作パネルも複雑化し高度化しており、決して分かり易い操作方法とは言えず、寧ろ分かり難くなっている。これに対して、ユーザフレンドリーでマニュアルを必要としない簡単で分かり易い操作パネルの需要が健在化しており、本発明はそれに答えるものである。
【0021】
そして、本発明においては、最終的な解決課題として、基本的な解決手段であるセグメントELシートに、ドームスイッチやタッチパネルスイッチを組み込むことによって、より薄型なシート状のスイッチ手段が構成できるものである。そうすることによって、機器に組み込む場合にも取扱が容易であり、製造においても安価な方法が実現可能な無機EL表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした表示装置であって、共通の第一の電極層の上に共通の無機EL発光層を形成し、その上に誘電層を介して各々が電気的に絶縁された複数のセグメント単位から成る第二の電極層を形成し、当該第二の電極層は前記表示単位部の複数の発光部分に対応した略同一形状で形成されており、該第二の電極層の上には絶縁層を形成し、該絶縁層の上には前記無機EL発光層の点滅を制御するために前記第二の電極層の各々に給電するための配線が形成されており、当該給電配線は前記絶縁層の一部に形成された開口部を介して前記第二の電極層に接続されており、これにより、前記無機EL発光素子を制御する制御手段からの信号に基づいて動作する発光素子点灯回路により前記第二の電極層の各々に対して各セグメント単位で点滅を制御し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する複数のセグメント単位の前記第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントとを選択的に点滅制御することによって、前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする。
【0023】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、前記一つの纏まった表示単位部は文字・数字キー表示部であり、当該文字・数字キー表示部を複数設けてキー表示部を構成した表示装置であって、前記第二の電極層を文字・数字表示電極層、背景表示電極層、及び枠表示電極層の3つのセグメントから成るセグメントによって構成し、これにより、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記3つのセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記3つのセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする。
【0024】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、前記一つの纏まった表示単位部はボリューム等の動作状態表示部である表示装置であって、前記第二の電極層を第1状態表示電極層、第2状態表示電極層、第3状態表示電極層、・・・第n状態表示電極層の複数のセグメントによって構成し、これにより、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記複数のセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記複数のセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする。
【0025】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の操作パネルであって、当該機器が操作されたことを検知するスイッチ回路を配置したことを特徴とする。
【0026】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、前記スイッチ回路内のスイッチがドームスイッチであること、又は前記スイッチ回路内のスイッチがタッチパネルスイッチであることを特徴とする。
【0027】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の操作パネルであって、当該機器が操作されたことを検知するスイッチ回路を配置し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記3つのセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記3つのセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換える際に、前記スイッチ回路内のスイッチ操作の回数に応じて前記表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことを特徴とする。
【0028】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の操作パネルであって、当該機器が操作されたことを検知するスイッチ回路を配置し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記複数のセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記複数のセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換える際に、前記スイッチ回路内のスイッチの操作に応じて前記表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0029】
本発明の無機ELを用いた表示装置によれば、一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部を構成する複数のセグメント単位の第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントとを選択的に点滅制御することによって、表示単位部の表示形態を複数の表示形態の内から一つの表示形態に選択的に切り換えるように構成したものであるから、表示単位部が表示形態の切り換わりによって、操作者に対して直感的に分かり易い表示部を構成することが可能である。
【0030】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部の文字・数字キー表示部を構成する際に、その第二の電極層を文字・数字表示電極層、背景表示電極層、及び枠表示電極層の3つのセグメントから成るセグメントによって構成し、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記3つのセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させることにより、文字・数字の表示であっても、より多様な表示形態を容易に実現することが可能である。
【0031】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、一つの纏まった表示単位部としてボリューム等の動作状態表示部を構成する際に、その第二の電極層を第1状態表示電極層、第2状態表示電極層、第3状態表示電極層、・・・第n状態表示電極層の複数のセグメントによって構成し、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記複数のセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させることにより、機器操作の制御しようとする対象の状態変化を多様な表示形態によって容易に可視的に表示することが可能である。これは、ボリュームの表示のみに限定されず、明るさ・温度・火力の変化の表示や、電力・電圧の変化の表示や、危険性の度合いの変化の表示等にも応用できるものである。
【0032】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置によれば、本発明の表示装置を機器の操作パネルとして用いることによって、直感的に分かり易い表示部を備えた機器の操作パネルを実現することが可能となる。
【0033】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置は、スイッチ回路内のスイッチがドームスイッチ或いはタッチパネルスイッチで構成することにより、簡易で薄いシート状の表示装置を実現することが可能となる。
【0034】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置によれば、スイッチ回路内のスイッチ操作の回数に応じて表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことによって、機器操作の状態変化を多様な表示形態によって表示することが可能である。これにより、スイッチによるモード選択やチャンネル操作等による機器の動作状態を可視化表示することも容易に可能である。
【0035】
さらに、本発明の無機ELを用いた表示装置によれば、単にLEDの点滅による動作・非動作の2種類表示ではなく、機器の動作状態に応じて表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことによって、機器の動作モードの変化に応じて、機器の状態変化を多様な表示形態によって表示することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0036】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図1は、携帯電話機を念頭においたキー配列のテンキー部分に本発明を適用した場合の表示部1を示すものであり、数字「1」から「0」及び記号「*」「#」を一つの纏まった表示単位部として複数の表示単位部として配列した配列概念図を示す。通常、携帯電話機においては各種のファンクションキーが配設されているのが普通であるが、ここでは簡単のために図示していない。このような表示部1は、携帯電話機以外にも、洗濯機や炊飯器等の各種家電製品や自動車の表示パネルなどにも当然使用されるものであり、その場合の表示単位は例えば、文字、数字、記号、あるいは図案化されたマークなどであるが、本実施例においては、その具体例として表示部1の一つの纏まった表示単位としては、0〜9までの数字と一部の記号「*」「#」を表示する例を示している。図1において、10は一つの纏まった表示単位部であり、枠と背景と数字とにより一つの纏まりとして各数字及び記号(1,2,3・・・*,#)を表示している。この考え方を延長すれば、本発明を、パソコンのキーボードをシート状に構成する技術にも適用可能である。
【0037】
本発明は、数字の「1」から「0」或いは記号の「*」「#」等を、複数のEL発光部分(数字、枠、背景等)と、1つ以上のEL非発光部分(EL発光部分間の隙間)との選択的な発光・非発光の組み合わせにより、その表示形態(表示内容及び表示パターン)を変化させようとするものであり、一つの数字或いは記号等を表示するための纏まった一つの単位を「表示単位」或いは「表示単位部」と称している。なお、本発明において「数字」という用語で表現されるものは、特に制限を加えない場合は、1,2,3・・・0の数値、各種記号・マーク及び文字を意味するものとして用いる。さらに、本発明においては、構造上或いは製造過程で「上」及び「下」という用語を用いて上下関係及び工程の繋がりを説明しているが、この上下関係は機器の天地を逆にすれば当然に逆の関係になるものであり、絶対的な上下を表現しているものではない。
【0038】
図1の一つの纏まった各表示単位部10,10,10・・・の表示単位部領域は、複数のセグメント単位で発光するEL発光部分11(枠部分),12(背景部分),13(数字部分)と、二つのEL発光部分の間に形成されるEL非発光部分15,16,17(隙間部分)とで構成されている。このEL発光部分とEL非発光部分は、後段で説明するが、各EL発光部分11,12,13に対して電圧を供給するための第2の電極層の配置(形状・位置等)により決定される。
【0039】
この第2の電極層の配置を図2で説明する。図2には、第2の電極層35と無機EL蛍光体層32と第1の電極層31との層構成が示されている。第2の電極層の配置(形状・位置)は、図1に示した各表示単位部10,10,10・・・のEL発光部分11(枠部分),12(背景部分),13(数字部分)の配置(形状・位置)と同じに構成する必要がある。これも後段で説明するが、EL発光部分はセグメント単位を独立した無機EL蛍光体層として形成しても良いし、複数の発光部分を纏めて一部共通した無機EL蛍光体層として形成しても良い。図2には、後者の無機EL蛍光体層32が示されている。但し、この後者の場合には、蛍光体層の上に形成される第2の電極層(背面電極層)の形状は、EL発光部分11,12,13と実質的に同一の配置(形状・位置等)で形成される必要がある。それらの第2の電極層には電流供給のための配線が各々のセグメント単位に形成される。図2には、図1に示した表示単位部の第2の電極層に対して給電するための給電配線の配線パターン図が示されている。これらの詳細部分は後段で再度説明するが、第2の電極層全パターンについて第2の電極層の給電配線を記載すると分かり辛くなるので、スイッチキー「1」「4」「7」「*」を抜粋して第2電極層用給電配線36を記載している。勿論、これとは別の層に第1の電極層31(通常は透明電極層)には給電配線38が形成されているが、これは全体が共通の電極で形成されているので1本の給電配線が形成されれば良い。
【0040】
図3(A)においては、図1の表示単位部10,10,10・・・の内から、数字の「7」を表示する一つの纏まった表示単位部を抜き出して、より詳細に説明している。この場合は、一つの纏まった表示単位部は「7」を表示しようとする数字キー表示部全体(枠、背景、数字)であり、点滅制御させるセグメント部分は枠表示セグメント11、背景表示セグメント12及び数字表示セグメント13から構成されている。なお、数字キーが「4」「6」「8」「9」「0」及び「#」の場合のように閉じた背景領域を含む場合の点滅制御させるセグメント部分は、図3(B)に示すように、背景表示セグメント12が、外背景表示セグメント12−1及び1つ以上の内背景表示セグメント12−2によって構成される。図3(A)の数字の「7」を表示する場合の非点灯部分は、枠表示セグメント11と背景表示セグメント12の間の第1の隙間部分15、背景表示セグメント12と数字表示セグメント13の第2の隙間部分16、及び、各表示単位部間の第3の隙間部分17から構成されている。なお、数字キーが「4」「6」「8」「9」「0」及び「#」の場合のように閉じた背景領域を含む場合の非点灯部分は、図3(B)に示すように、第2の隙間部分16が外隙間部分16−1及び内隙間部分16−2によって構成される。
【0041】
このように構成された一つの纏まった表示単位部のEL発光部分11,12,13を点滅制御することにより、例えば、数字「7」の場合は、一例として図4(A)乃至(E)に示すような複数の表示形態の内から一つの表示形態を選択的に表示、或いは点滅を繰り返して表示することが可能となる。また、この表示形態を図4(A)→図4(B)→・・・図4(E)と変遷させて表示することも可能である。その場合には、任意の位置に配置したキースイッチ(図4には図示せず)の操作回数に応じて表示形態を変遷させることができる。例えば、携帯電話機の文字入力モードに置いて、数字「7」に対応して配置されたキースイッチの操作回数に応じて表示形態を変遷させ、1回操作が「ま」、2回操作が「み」、3回操作が「む」、4回操作が「め」、5回操作が「も」を意味するものとして表示形態を選択することも可能である。この文字選択の変遷は、各国対応で対応する文字は相違する。英文の場合は、「Q」→「R」→「S」と変遷する。これらの表示形態は、セグメント単位の点灯、消灯や連続点滅等の組み合わせにより無数の表示形態を実現可能である。
【0042】
このような表示形態の変更は、キースイッチの操作回数に応じた変化だけではなく、特定のキーを押した場合の機器の動作状態の変化或いはモードの変更によって変遷させることも可能である。例えば、携帯電話機を例にとって説明すれば、夜間モードが設定されているとして、例えば、22:00以降06:00(使用者により開始時間と終了時間は設定可能とすることは可能)の間で携帯電話機のいずれかのキー部分を触った場合には、これから携帯電話機を夜間操作すると判断して、全てのキーを図4(D)の表示形態にして入力待ちモードとし、次いで、電話番号として数字キーを押した場合には、次々に押された数字の表示形態を図4(A)の表示形態とすることができる。この際も、文字入力モードになった場合には、同一の数字キーを押した場合には、図4(A)→図4(C)→図4(D)→図4(E)のように変遷させることができる。また、電話着信時、メール着信時等で表示形態を変更することもできる。着信相手によって表示形態を変更することもできる。これによって、直感的に分かりやすい機器の表示装置を提供することが可能である。
【0043】
本発明は、図5に示すように、0から9の数字を7セグメントにより表示する場合にも適用することが可能なのは言うまでもない。その場合、表示単位部10は7つの発光部分21,22,23・・・27で構成され、これらの発光部分21,22,23・・・27と同じ形状・配置の第2の電極層の点灯、消灯を制御することで数字の表示形態を変化することができる。その際に、蛍光体発光素子部分は一つの纏まった素子32(図5(A))として形成されても良いし、第2の電極層と同じ配置で7セグメント32−01,32−02,32−03・・・(図5(B))により独立して構成されていても良い。
【0044】
本発明においては、後述する回路構成を用いることにより、キースキャンと点滅制御の二つの操作の制御期間を分けることにより、一つの回路構成によりキーが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とを別々に制御することが可能となるものである。それにより、本実施例においては、特定のキーが押されたことに対応して、或いはキーの操作回数に応じて、マイコンでのプログラミングにより任意のELセグメントを点滅制御することが可能となるものである。キーの操作回数に応じた制御の場合は、具体的には、1回のキー操作により、2つのELセグメントに対応した第2の電極層に給電して発光部分21,22を点灯させ、他のELセグメントに対応した第2の電極層には給電しないで発光部分23,24・・・27を消灯するように制御して、図5(A)で示すように、数字の「1」を表示する。次にキーが操作(2回目の操作)されると、5つのELセグメントの発光部分26,21,27,24,23を点灯させ、他のELセグメントの発光部分22,25を消灯するように制御し、図5(B)で示すように、数字の「2」を表示する。以後、キーを3回の操作で「3」、4回の操作で「4」・・・というように、キーが操作された回数に応じた数字を表示するように制御することが可能である。このように複数のELセグメント単位で点灯、消灯を制御することで、表示単位部10の数字をキーの操作回数に応じて変えるといった自由な制御動作が可能である。
【0045】
後述するように、駆動回路とスイッチング回路とを一体化して構成し、それをシート状に構成することにより、電子情報機器や家電製品等の筐体に貼り付けて利用することも可能とするものであるとともに、複数のELセグメントの発光部分21,22,23・・・27の点灯、消灯、表示数値の変更を、所定の位置に配置した一つのキー操作で制御するができる。この技術を、例えば、テレビのリモコンに応用すれば、チャンネル番号を2桁の数値表示(7セグメント表示×2)で行い、「UP」と「DOWN」のチャンネルシフトキーの下面に適当なスイッチ手段を配置しておき、チャンネルシフトキーを押すごとに「1」←→「3」←→「4」←→「6」←→「8」←→「10」←→「12」のようにチャンネル表示を変遷させることが可能である。更には、電気洗濯機等の操作パネルに貼り付けて使用する場合には、7セグメントの下にドームスイッチ或いはタッチパネルスイッチ等を配置すれば、数値表示と操作キーとが一体となり、キーの操作回数(実際には数値キーの下のスイッチを押すことになる回数)に応じて、表示単位部10の数字を変化させて、洗濯時間或いは脱水時間等を任意に選択できるといった従来のデジタル表示部にはない簡単でシンプルな表示形態が可能であり、直感的に分かりやすい表示装置を簡単に構成できるものである。
【0046】
このような7セグメント表示部を構成するには、基本的には後述する図14に示したと同様にタッチパネルスイッチとEL発光層の層構成を採用するのが望ましい。つまり、ELセグメントの発光部分21,22,23・・・27に対応したセグメント単位の第2の電極層を構成するものである。
【0047】
図6は、図3(A)に示した一つの纏まった表示単位部「7」の各層構成を詳細に示した図であり、図6(A)は、表示単位部「7」の第2の電極層34−1(数字表示第2電極層),34−2(背景表示第2電極層),34−4(枠表示第2電極層)と、それ等に接続された給電配線36−1(数字表示給電配線),36−2(背景表示給電配線),36−4(枠表示給電配線)の配置を明瞭に示した斜視図であり、図6(B)及び図6(C)は、図6(A)のA−A断面図を示した2つの実施例である。
【0048】
前述したように、数字キーが「4」「6」「8」「9」「0」及び「#」の場合のように閉じた領域を含む場合の点滅制御させるセグメント部分は、背景表示セグメントが外背景表示セグメント及び内背景表示セグメントによって構成される必要があるので、背景表示第2電極層は外背景表示第2電極層34−2と内背景表示第2電極層34−3によって構成される(図7参照)。この場合、外背景表示第2電極層34−2と内背景表示第2電極層34−3とは同時に給電され、内外の背景としては同時に点滅制御されるのが望ましい。また、数字キーが「8」については内背景表示第2電極層が2つの部分に分かれて構成される必要がある。また、各々の第2の電極層に給電するための給電配線も同じであり、数字キーが閉じた領域を含む場合の点滅制御させるセグメント部分は、背景給電配線が外背景給電配線36−2と内背景給電配線36−3によって構成される(図7参照)。外背景給電配線36−2と内背景給電配線36−3とは途中から1本にしても良い。また、数字キーが「8」については内背景給電配線が2つの部分に分かれて構成される必要がある。
【0049】
図6(A)の一つの纏まった表示単位部「7」の詳細な構成をA−A断面図によって説明する。図6(B)は発光層であるEL蛍光体層が第2の電極層と同じく発光部分に対応してセグメント単位に独立したエリアで形成されているものであり、図6(C)はEL蛍光体層が一つの纏まった表示単位部全体に対して共通して形成されているものである。
【0050】
図6(B)及び図6(C)において、31は透明電極シート、32はEL蛍光体層、33は誘電体層、34は第2電極層、35は絶縁体層、36は給電配線、37は開口部(スルーホール)である。EL蛍光体層は、図6(B)の実施例では、発光部分に対応して第2電極層と同じくセグメント単位(32−1,32−2,32−4)に形成されており、図6(C)の実施例では共通の蛍光体層32で形成されている。
【0051】
この表示装置の製造工程においては、各層が透明電極シート(ITO)31の上に印刷技術を用いて形成され、夫々の層の標準的な厚みは、EL蛍光体層32は40〜50μm、誘電体層33は5〜10μm、第2電極層34は10〜15μm、絶縁体層35は30〜60μm、給電配線36は5〜10μm程度である。
【0052】
図8を用いて、EL蛍光体層の発光部分のみがセグメント単位で発光するメカニズムを説明する。図8(A)は発光部分をセグメント単位に配置した数字表示第2電極層34−1、背景表示第2電極層34−2に対応し、発光セグメント単位別にそれぞれEL蛍光体層32−1、32−2を配置しているEL断面構造図である。
【0053】
まず、数字表示部のEL蛍光体32−1を発光させる場合、交流電源の出力の一方を第1電極層(共通透明電極層)31に接続し、もう一方の出力を数字表示給電配線36−1を介して、数字表示第2電極層34−1に接続する。この状態で、両電極間に交流を印加すると、第1電極層(共通透明電極層)31と数字表示第2電極層34−1の間に交流電界が形成され、両電極にサンドイッチされたEL蛍光体32−1が交流電界により発光する。
【0054】
背景表示部のEL蛍光体32−2を発光させる場合も、前述と同様の説明となるが、数字表示第1電極層(共通透明電極)31と背景表示給電配線36−2(図面記載無し)を介して、数字表示第2電極層34−2に交流を印加することで、両電極にサンドイッチされたEL蛍光体32−2に交流電界が印加され、ELが発光する。
【0055】
ここで、数字表示第2電極層34−1に給電を行う場合、第2電極層34−1は、第2電極層34−2に囲まれており、第2電極層34−1と34−2は別相であることから、給電用の配線を第2電極層と同じ層で行おうとすると、数字表示第2電極層34−1へ給電するための数字表示給電配線36−1が通る部分の、第2電極層34−2を外に逃がす必要があり、数字を表示させる発光エリア32−1の一部が欠けた状態となってしまう。このことは、背景表示第2電極層34−2へ給電するための数字表示給電配線36−2が通る部分の、枠表示第2電極層34−4を外に逃がす場合にも同様な問題点がある。
【0056】
しかしながら、本発明では、ELの第2電極層を形成後、各第2電極層に給電するためのスルーホールを盛り込んだ絶縁層を形成した後、第2電極層給電配線を形成することにより、数字表示給電配線36−1と第2電極層34−2の絶縁が確保されるので、第2電極層34−2は数字表示給電配線36−1の影響を受けないことから、第2電極層34−2は自由にパターンを設定することができる。
【0057】
このようにして、数字を点灯発光させる場合には、図8(A)では、数字表示給電配線36−1を介して数字表示第2電極層34−1に給電して、透明電極シート31との間に配置されたセグメント単位EL蛍光体層32−1に対して交流電圧を掛けることにより、数字部分のみの発光が達成されるものである。図8(B)では、EL蛍光体層32が共通するものであるが、図8(A)と同じく、数字表示給電配線36−1を介して数字表示第2電極層34−1に給電して、透明電極シート31との間に配置されたEL蛍光体層32の数字表示第2電極層34−1対応部分に交流電圧を掛けることにより、数字部分のみの発光が達成されるものである。
【0058】
本発明の無機EL蛍光体層の発光させたい部分だけをセグメント単位に点滅制御するための具体的回路構成は、既に上記先願において詳細に説明しているが、ここでその概略を先願明細書を引用する形で説明する。図9はEL駆動回路の構成の概要を示す回路図であり、図10はその動作を説明するために一つのELセグメントのみを抜き出して描いた回路図である。
【0059】
図9において、100,110,120,130はELの発光素子群、200,210,220,230は交流電源制御素子群、300,310,320,330はスイッチ素子群、400はCPUインターフェース、600は交流のインバータ電源である。図9に示したEL駆動回路は、発光素子群が複数の発光素子(ELセグメント)100,110,120,130・・・から成り、夫々のELセグメントに対して、交流電源制御素子群及びスイッチ素子群は、複数のフォト・トライアック200,210,220,230・・・、及び複数のキースイッチ300,310,320,330・・・を備えている。夫々のELセグメント100,110,120,130・・・は、CPUインターフェース400からの制御によってインバータ電源600からの電源を制御することにより点滅される。
【0060】
CPUインターフェース400は、公知のキーマトリックス・スキャン回路を備えており、入出力ポート側にプルアップ抵抗の構成を備えている。インバータ電源600は全てのELセグメント100,110,120,130・・・に対して共通に設けられている。インバータ電源600から供給される交流電源は100V、400Hzである。
【0061】
図9のELの点滅制御及びキースイッチスキャン回路は、格子状に接続されたキーボード回路上のキースイッチ(これについては周知の構成であるので、詳細の説明はしない)に対して、フォト・トライアック(交流を制御するための公知のフォトカプラであるので、特にその詳細の説明はしない)200,210,220,230・・・の発光素子側を並列接続し、受光素子側を交流インバータ電源600とELセグメント100,110,120,130・・・に直列接続した回路構成になっており、キーボード上の特定のキーが押されたことをキーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と複数のELセグメントの内の特定のELセグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成されるように、キーボード回路上にELの点滅回路を重ねた構成になっている。
【0062】
図9に示された実施例の回路の動作を、図10の一つのELセグメントのみを抜き出して描いた回路図によって説明する。今、マイクロコンピュータに、キースイッチ300を押した際にELセグメント100を点灯させるというプログラムが設定されているとして、その際の動作を説明する。
【0063】
まず、図9及び図10を用いて、本発明の駆動回路の動作の概略を説明する。ELの点滅制御はインバータ電源で生成した交流電源のゼロクロス点をCPUの割り込みとして、このタイミングでCPUの出力ポート(O1〜O4)からフォト・トライアックの受光部のアノード側に対してHi信号を出力する。また、同様にCPUの入出力ポート(I1〜I4)からフォト・トライアックの受光部のカソード側に対してLow信号を出力しフォトトラアックをオンする。フォト・トライアックのターンオン保持特性を利用して、この割り込みのタイミングの時だけフォト・トライアックの制御をするだけでELの点灯/点滅/消灯を制御することができる。このように、ELの点滅制御にはほとんど時間が掛からないので、この空き時間にキースイッチスキャンを実効する。キースイッチスキャンは、CPUの出力ポート(O1〜O4)から順次Low信号を出力して入出力ポート(I1〜I4)でスイッチが押されていればLow、スイッチが押されていなければHiを検出することができる。このように、ELとキースイッチが同一配線上に存在するがそれぞれ制御が独立しているので、あるスイッチ入力を検出して、ある特定のELを点灯させるといったような制御を行うことができる。
【0064】
つまり、図10において、キースイッチ300が押されると、キースイッチ300の接点は閉じる。ここで出力ポート(OUT)の一番目の端子O1からプラスの信号を出すと、出力ポート(OUT)の一番目の端子O1からキースイッチ300を通して電流が流れ、その立ち上がりを入力ポート(IN)で所定のスキャンニングタイムで見ていれば、キースイッチ300が押されたことが検出できる。
【0065】
一方、図10において、フォト・トライアック200と交流インバータ電源600とELセグメント100とが直列で接続された回路を抜き出して、ELセグメント100を点灯させる動作の説明をする。
【0066】
フォト・トライアックは、交流信号をON・OFFするための素子であり、本発明においてはフォト・トライアックを利用したが、特にフォト・トライアックに限定されるものではない。図11(A)に示すように、本発明では、インバータ電源600から、例えば100V、400Hz(1周期2.5msec)の交流電源が供給されており、その交流電源のゼロクロスのポイント(A)で、フォト・トライアック200の入力側のLEDにパルスを出してやれば受光側のトライアックが半周期(1.25msec)の期間はオンし、それに繋がったELセグメント100は点灯することになる。しかしながら、ELは電流が供給され続けないと点灯を連続させることができない。そこで、インバータ電源600からの交流の次のゼロクロスのポイント(B)で、次のパルスを出してやればフォト・トライアック210の受光側のトライアックを次の半周期(1.25msec)の期間もオンさせることが可能となる。
【0067】
このように、図11(A)図に示す如く、インバータ電源の負荷電圧がゼロクロス電圧以下のポイントでフォト・トライアックの入力側LEDに対してパルス信号を出力することにより受光側のトライアックをオンさせることができる。この動作を、セグメント単位で、インバータ電源のゼロクロスのポイントで毎回制御を行うことで、各セグメントELの点灯、点滅、消灯を制御することが可能となる。
【0068】
次に、キースイッチ400のスキャンニングとフォト・トライアック200の点滅制御との関係を説明する必要がある。そのためには、それら二つの動作は同一のスキャンニングマトリックス回路により構成されているために、キーボードマトリックス回路のスキャンニングの際に、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングの期間と各セグメント単位の発光素子の点灯制御の期間とを別の期間でシリアルに制御して、セグメント単位の発光素子の点滅制御を行うように構成する必要がある。それを説明しているものが、図11(B)図である。本実施例では、インバータ電源600からの交流電源は100V、400Hz(1周期2.5msec)であるので、その半周期の十分短い時間をELセグメントの点滅制御期間とし、残りの時間を各キーボードのスキャンニング期間とするものである。
【0069】
つまり、ELの点滅制御はインバータ電源で生成した交流電源のゼロクロス点をCPUの割り込みとして、このタイミングでCPUの出力ポート(O1〜O4)からフォト・トライアックの受光部のアノード側に対してHi信号を出力する。また、同様にCPUの入出力ポート(I1〜I4)からフォト・トライアックの受光部のカソード側に対してLow信号を出力しフォトトラアックをオンする。前述したように、フォト・トライアックのターンオン保持特性を利用して、この割り込みのタイミングの時だけフォト・トライアックの制御をするだけでELの点灯/点滅/消灯を制御することができる。このように、ELの点滅制御にはほとんど時間が掛からないので、この空き時間にキースイッチスキャンを実効することが可能である。キースイッチスキャンは、CPUの出力ポート(O1〜O4)から順次Low信号を出力して入出力ポート(I1〜I4)でスイッチが押されていればLow、スイッチが押されていなければHiを検出することができる。このように、ELとキースイッチが同一配線上に存在するがそれぞれ制御が独立しているので、あるスイッチ入力を検出して、ある特定のELを点灯させるといったような制御を行うことができる。
【0070】
このように、ELの点灯を制御するためには、図11(B)のように、PortAからHi信号を出力しているタイミングでPortBからLow信号を出力することにより、ELの点灯を制御することができる。また、PortAからLow信号を出力しているタイミングでPortBを入力ポートに設定することでスイッチがONの時はLow、OFFの時はHiをPortBで検出することができる。
【0071】
図9及び図10の回路図では、キーボード上の特定のキーが押されたことをキーボードマトリックス回路の入出力を監視しているマイクロコンピュータにより検知する回路構成の線路と複数のELセグメントの内の特定のELセグメントの点滅制御を行う回路構成の線路とが同一の線路により達成されているので、その回路構成により達成される二つの操作、つまり、各キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とが関連性を持っていなければならない(例えば、キースイッチ300が押されたらELセグメント100が点灯する)ようにも理解されがちであるが、これら二つの動作は全く関係なく操作することが可能なものである。
【0072】
図12において、ELセグメント10を点灯させる際の操作を説明する。図12に示すように、点灯すべきELセグメント100のマトリックス構成のPortAからHi信号を出力し、PortBからLow信号を出力する。これにより、フォト・トライアック200の入力側LEDに電流が流れる回路が構成される。このように、PortAからHi信号、PortBからLow信号を出力しない限り、フォト・トライアック200の入力側LEDに給電することができないため、単にスイッチ300のON/OFFではELセグメントの点灯を制御することができない回路構成になっている。また、スイッチと直列に大きな値の抵抗Rswを配置することでELセグメント100の点灯制御時にスイッチ300を押下しても、スイッチ300側に流れる電流を抑制しフォト・トライアック200の入力側LEDに安定して電流を供給できるのでスイッチ300のON/OFFの影響を受けずELセグメント100の点灯制御を行うことが可能である。
【0073】
以上の回路構成を備え、二つの操作の制御期間を分けることにより、一つの回路構成により、キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とを別々に制御することが可能となるものである。つまり、押されたキースイッチと同一線路上に配置されたELセグメントを点滅制御することも可能であるし、押されたキースイッチとは同一線路上に配置されていない別のELセグメントを点滅制御することも可能である。勿論、キースイッチON/OFFとは全く関係なく、マイコンでのプログラミングにより任意のELセグメントを点滅制御することも可能である。
【0074】
つまり、複数のキースイッチに対応して、位置的には各々の複数のキースイッチの下に一つずつのELセグメントを配置しておけば、特定のキースイッチが押されたら、その下に配置してあるELセグメントを点灯させて、押したキースイッチが何であるかをユーザに分からしめることも可能であるし、特定のキースイッチが押されたら、次に操作すべきキースイッチの下に配置してあるELセグメントを点滅させて、ユーザによる次の操作のガイダンスに用いてもよいし、キースイッチの操作とは全く関係なく、例えば、時間により或いは操作モードにより、ユーザに注意を喚起すべきキースイッチの下に配置してあるELセグメントを点滅させても良い。このように自由な、制御動作が一つの回路構成により達成できるものである。
【0075】
このように、キーボードが押されたことを確認するスキャンニングと各セグメント単位の発光素子の点灯制御とを時分割で別々に制御するためには、本発明の最適な実施例としては、二つの制御動作を同一の線路上で達成できる構成のものを説明しているが、次善の策としては、図13に示すように、その二つの制御動作を夫々達成する回路構成を別々に形成しても良い。
【0076】
図13(A)及び(B)に示すように、PortAにフォト・トライアック群200,210,220、PortBにスイッチ群300,310,320を別々に接続して、各ELセグメント100,110,120の点灯消灯を制御する場合はPortAから各ELセグメント100,110,120に対応するフォト・トライアック200,210,220の入力側LEDに対してHi信号を出力することで点灯させ、Low信号を出力することで消灯させることができる。また、PortBに接続した各スイッチ300,310,320はスイッチOFF時にHiを検出、スイッチON時にLowを検出することができる。これらのPortAとPortBの制御を時分割で行うことで同一配線上にスイッチとフォト・トライアックを接続した回路と同等の機能が得られる。
【0077】
次に、一つの纏まった表示単位部に対して、対応した位置にキースイッチを組み込んだ一体化セグメントELの層構成全体について説明する。一体化セグメントELの層構成は、図14においてキースイッチとしてタッチセンサを備えたものを示し、図15においてキースイッチとしてドームスイッチを備えたものを示している。但し、図14及び図15に示す層構成は現実に1枚1枚の層構造で構成されているという意味合いではない。例えば、加飾印刷層43はベースフィルム42に印刷を行っているものであり、第2電極層34−4,34−2,34−1は1枚の層で形成されている。
【0078】
図14に示すタッチセンサを備えた一体化セグメントELは、その層構成が図6或いは図8の層構成と上下が逆になっており、上面より、
透明なベースフィルム42、
銘板或いは一つの纏まった表示単位部毎のキー表示部から成る加飾印刷層43、
ベースフィルム42の上から指等でタッチしたことを静電容量の変化で検知するタッチセンサスイッチ層65、
該タッチセンサスイッチ層65と下のELの第1電極層31との絶縁のために設けられた絶縁層66、
各一つの纏まった表示単位部に対して共通して給電を行う回路構成38を備えた透明な第1電極層31、
各一つの纏まった表示単位部に対して共通したEL蛍光体層32、
当該EL蛍光体層32に対応して配置された絶縁及び耐圧性向上のための誘電体層33、
各一つの纏まった表示単位部の点滅制御を行う発光部分に対して独立して給電を行う背面の第2電極層としての枠表示第2電極層34−4,背景表示第2電極層34−2,数字表示第2電極層34−1、
各第2電極層34−4,34−2,34−1を電気的に絶縁させるための絶縁層35、
各第2電極層34−4,34−2,34−1に対して独立して給電するための給電配線層36、
各一つの纏まった表示単位部の各ELセグメント単位にこれより上の回路構成とこれより下の回路構成間での絶縁を達成するための絶縁層51、
所定のキーに対応した回路構成が印刷されたプリント基板(PCB)54から成っている。
【0079】
この絶縁層35には、所定数の開口部37,37,37が形成されており絶縁層35を介して、各給電配線36が各第2電極34−4,34−2,34−1に対して給電されている。
【0080】
この一体化セグメントELには、背面の第2電極層34−4,34−2,34−1の回路構成中に、EL駆動用回路を構成するEL駆動用IC61と、スイッチ制御用IC62とが設けられている。スイッチ制御用IC62内には所定数のフォト・トライアックが組み込まれている。この一体化セグメントELからは、発光制御用CPU(図示なし)との接続を取るために、ゴムコネクタ(ACF)63とタッチパネルスイッチ用のゴムコネクタ(ACF)64がプリント基板54上に設けられている。
【0081】
図14の一体化セグメントELの製造工程においては、所定のキーに対応した各層の形状パターンを、ベースフィルム42の上に順次印刷形成又は貼り合せ形成した一体化セグメントELシートを、回路構成が印刷されたプリント基板54の上に、貼り合わせれば良い。これにより、一体化セグメントELは、タッチパネルスイッチと完全に一体化して基板上に構成することが可能であり、十分にキー打鍵耐久性も有しており、キー部を独立して直接照光でき、プリント基板54の厚みを抜かせば、0.5mm程度の厚みで各種電気機器の照光スイッチボタンを実現できるものである。また、詳細に説明することはしないが、基板を別に配置することにより、タッチパネルスイッチを組み込んだ完全一体型セグメントELシートの提供が可能なものである。
【0082】
図15に示すドームスイッチを備えた一体化セグメントELは、その層構成が図6或いは図8の層構成と上下が逆になっており、上面より、
ベースフィルム42、
銘板或いは一つの纏まった表示単位部毎のキー表示部から成る加飾印刷層43、
各一つの纏まった表示単位部に対して共通して給電を行う回路構成38を備えた透明な第1電極層31、
各一つの纏まった表示単位部に対して共通したEL蛍光体層32、
当該EL蛍光体層32に対応して配置された絶縁及び耐圧性向上のための誘電体層33、
各一つの纏まった表示単位部の点滅制御を行う発光部分に対して独立して給電を行う背面の第2電極層としての枠表示第2電極層34−4,背景表示第2電極層34−2,数字表示第2電極層34−1、
各第2電極層34−4,34−2,34−1を電気的に絶縁させるための絶縁層35、
各第2電極層34−4,34−2,34−1に対して独立して給電するための給電配線層36、
各一つの纏まった表示単位部の各ELセグメント単位にこれより上の回路構成とこれより下の回路構成間での絶縁を達成するための絶縁層51、
基板貼り付け用の接着層(粘着層)52、
各一つの纏まった表示単位部に対して所定配置に置かれたドーム型をした金属ドーム(メタルドーム)53、
所定のキーに対応した回路構成が印刷されたプリント基板(PCB)54から成っている。
【0083】
この絶縁層35には、所定数の開口部37,37,37が形成されており絶縁層35を介して、各給電配線36が各第2電極34−4,34−2,34−1に対して給電されている。
【0084】
この一体化セグメントELには、背面の第2電極層34−4,34−2,34−1の回路構成中に、EL駆動用回路を構成するEL駆動用IC61と、スイッチ制御用IC62とが設けられている。スイッチ制御用IC62内には所定数のフォト・トライアックが組み込まれている。この一体化セグメントELからは、発光制御用CPU(図示なし)との接続を取るために、ゴムコネクタ(ACF)63がプリント基板54上に設けられている。
【0085】
図15の一体化セグメントELの製造工程においては、所定のキーに対応した各層の形状パターンを、ベースフィルム42の上に順次印刷形成又は貼り合せ形成した一体化セグメントELシートのキー対応の位置にドーム型をした金属ドーム53を配置し、最後に、回路構成が印刷されたプリント基板54に一体化セグメントELシートを貼り合せれば良い。このように、セグメントELは銘板に加飾印刷と同様に直接印刷形成するか貼り合わせて形成することができる。
【0086】
これにより、形成した一体化セグメントELは、基板上のドームスィッチに接着して一体化され、十分のキー打鍵耐久性を有しており、キー部を独立して直接照光でき、プリント基板54の厚みを抜かせば、0.3mm程度の厚みで各種電気機器の照光スイッチボタンを実現できるものである。
【0087】
図14及び図15においては、各層がシート状に構成される如くに図示されているが、これは層構成を正確に理解するためにシート状に描いているのみであり、各々の層が必ずしも1枚のシート状で形成されるものではなく、殆どが印刷技術により形成されるものであり、従って、例えば第2電極層34−4,34−2,34−1のように結果的に同一層内に形成されるものもある。第2電極層34−4,34−2,34−1は、印刷により一度に形成することも可能である。
【0088】
以上では、一つの纏まった表示単位部として数字キーを代表としてキーボード構成を例にとって説明したが、本発明はそれ以外の表示単位部の表示装置としても適用が可能なものであるので、以下では、他の適用例について説明する。
【0089】
図16は、一つの纏まった表示単位部10として音量や明るさ、ボリュームなどの増減を表示する例を示している。また、その表示形態の例として図16(A)は、一つの纏まった表示単位部が全体として三角形状表示で、図16(B)は、それが横長のバー状表示となっている。
【0090】
この一つの纏まった表示単位部10は、アップ・ダウンのキースイッチ71,72を備え、所定の間隔を置いて複数本並列させたバーをEL発光セグメント73,74,75・・・として構成し、アップ・ダウンのキースイッチ71,72の操作時間或いは操作回数に応じてEL発光セグメント73,74,75・・・の点滅を制御する。すなわち、アップ用のキースイッチ72を押し続けること或いは押した回数によって、EL発光セグメント73から順次、EL発光セグメント74,75・・(図示右方向)と連続的に点灯させ、ダウン用のキースイッチ71を押し続けること或いは押した回数によってEL発光セグメント79,78,77・・(図示左方向)と連続的に消灯するように制御する。これにより、音量や明るさ、ボリュームなどの増減が視覚的に分かりやすい一つの纏まった表示単位部10を構成することができる。図中aはEL発光セグメント73,74,75・・・間に形成される隙間であり、第2電極の絶縁の問題或いは蛍光層での光の発散の問題等から、0.2mm以上、望ましくは0.5mm以上、特に望ましくは0.7mm程度が好ましい。これは他の実施例の場合も同様である。
【0091】
図17は、デジタル携帯音楽プレーヤー等の表示部を示しており、一つの纏まった表示単位部10は、ON、再生、一時停止、早送り、早戻しといった各種のキースイッチ80,81,82,83,84と、複数に分割されたEL発光セグメント91,92,93・・・を連続させて円環状に配置して、これを前記ON、再生、一時停止、早送り、早戻しといった各種のキースイッチ80,81,82,83,84の操作に対応させて表示形態を変更させるものである。例えば、前記ONスイッチ80を押した場合には、円環状のEL発光セグメント91,92,93・・・・の全てが所定の周期で点滅し、前記再生スイッチ81を押した場合には、円環状のEL発光セグメントの内の1個或いは2個のEL発光セグメントの点灯が順次右方向にゆっくりと回転し、一次停止スイッチ82を押した場合には、そのときに点灯している1個或いは2個のEL発光セグメントがゆっくりとした周期で点滅し、早送りスイッチ83を押した場合には、円環状のEL発光セグメントの内の3個或いは6個のEL発光セグメントの点灯が順次右方向に速く回転し、早戻しスイッチ84を押した場合には、円環状のEL発光セグメントの内の3個或いは6個のEL発光セグメントの点灯が順次左方向に速く回転し、再度ONスイッチ80を押した場合には、円環状のEL発光セグメント91,92,93・・・・の全てが消灯する。これにより、直感的に見易い表示部10を構成することができる。
【0092】
図16及び図17のように一つの纏まった表示単位部10が、キースイッチ部と動作状態表示部から構成される場合には、タッチスイッチ或いはドームスイッチはキースイッチ部のみに対応して設ければ良い。動作状態表示部はそれに対応したスイッチの配置の必要はない。勿論、別にキースイッチを設けることなく、動作状態表示部を構成する複数の表示部の下にタッチパネルスイッチを設けておき、指等でなぞることによって増減を表示するように構成することも可能である。また、機器の状態や化動作状況、或いは外界の環境変を検知してその結果により表示形態を変更させることも可能である。
【0093】
以上、本実施例の実施例について詳述したが、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々実施が可能である。例えば、前記実施例における表示部の形態は適宜変更可能であり、また、ELセグメントを制御する回路構成なども前記実施例に限定されるものではなく、適宜選定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【0094】
【図1】本発明を携帯電話機キー配列のテンキー部分に適用した場合の表示部の表示単位部配列の概念図である。
【図2】図1に示した表示単位部の第2の電極層に対して給電するための給電配線の配線パターン図である。
【図3】(A)(B) 数字「7」及び「4」を一つの纏まった表示単位部とした詳細図である。
【図4】(A)(B)(C)(D)(E) 数字「7」を一つの纏まった表示単位部した際の複数の表示形態を示す図である。
【図5】(A)(B) 一つの纏まった表示単位部として数字を7セグメントにより表示する場合の表示形態を示す図である。
【図6】(A)(B)(C) 一つの纏まった表示単位部「7」の詳細構成図であり、図6(A)は第2の電極層と給電配線の配置図であり、図6(B)及び図6(C)は、図6(A)の2つの実施例でのA−A断面図である。
【図7】数字キーが閉じた領域を含む場合の第2電極層と給電配線の配置構成図である。
【図8】(A)(B) EL蛍光体層の発光部分のみがセグメント単位で発光するメカニズムの説明図である。
【図9】EL駆動回路の概要を示す回路図である。
【図10】EL駆動回路の動作説明のために一つのセグメントELのみを抜き出して描いた回路図である。
【図11】(A)(B) EL点灯制御とスイッチ検出制御の説明図である。
【図12】EL点灯制御の詳細説明図である。
【図13】(A)(B) 別実施例を示す回路図である。
【図14】本発明の表示装置にタッチパネルスイッチを組み込んだ一体型の表示装置の層構成を示す分解斜視図である。
【図15】本発明の表示装置にドームスイッチを組み込んだ一体型の表示装置の層構成を示す分解斜視図である。
【図16】一つの纏まった表示単位部として音量や明るさ、ボリュームなどの増減を表示する表示装置の表示形態を示す図である。
【図17】デジタル携帯音楽プレーヤー等の表示部の表示形態を示す図である。
【符号の説明】
【0095】
10・・・1つの纏まった表示単位部
11,12,13・・・EL発光部分
15,16,17・・・EL非発光部分
31・・・透明電極シート、32・・・EL蛍光体層、33・・・誘電体層
34−1,34−2,34−4・・・第2電極層
36−1,36−2,36−4・・・給電配線
35・・・絶縁体層、36・・・給電配線、37・・・開口部
42・・・ベースフィルム、43・・・加飾印刷層、
65・・・タッチセンサスイッチ層、66・・・絶縁層
61・・・EL駆動用IC、62・・・スイッチ制御用IC
63,64・・・ゴムコネクタ、54・・・プリント基板
100,110,120,130・・・ELの発光素子群(ELセグメント)
200,210,220,230・・・交流電源制御素子群(フォト・トライアック)
300,310,320,330・・・スイッチ素子群(キースイッチ)
400・・・CPUインターフェース、600・・・交流のインバータ電源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした表示装置であって、共通の第一の電極層の上に共通の無機EL発光層を形成し、その上に誘電層を介して各々が電気的に絶縁された複数のセグメント単位から成る第二の電極層を形成し、当該第二の電極層は前記表示単位部の複数の発光部分に対応した略同一形状で形成されており、該第二の電極層の上には絶縁層を形成し、該絶縁層の上には前記無機EL発光層の点滅を制御するために前記第二の電極層の各々に給電するための配線が形成されており、当該給電配線は前記絶縁層の一部に形成された開口部を介して前記第二の電極層に接続されており、これにより、前記無機EL発光素子を制御する制御手段からの信号に基づいて動作する発光素子点灯回路により前記第二の電極層の各々に対して各セグメント単位で点滅を制御し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する複数のセグメント単位の前記第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントとを選択的に点滅制御することによって、前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする無機ELを用いた表示装置。
【請求項2】
前記一つの纏まった表示単位部は文字・数字キー表示部であり、当該文字・数字キー表示部を複数設けてキー表示部を構成した表示装置であって、前記第二の電極層を文字・数字表示電極層、背景表示電極層、及び枠表示電極層の3つのセグメントから成るセグメントによって構成し、これにより、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記3つのセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記3つのセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする請求項1記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項3】
前記一つの纏まった表示単位部はボリューム等の機器の動作状態表示部である表示装置であって、前記第二の電極層を第1状態表示電極層、第2状態表示電極層、第3状態表示電極層、・・・第n状態表示電極層の複数のセグメントによって構成し、これにより、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記複数のセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記複数のセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換えるように構成したことを特徴とする請求項1記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項4】
一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の操作パネルであって、当該機器が操作されたことを検知するスイッチ回路を配置したことを特徴とする請求項1乃至3の内の1の請求項に記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項5】
前記スイッチ回路内のスイッチがドームスイッチであることを特徴とする請求項4記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項6】
前記スイッチ回路内のスイッチがタッチパネルスイッチであることを特徴とする請求項4記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項7】
一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の操作パネルであって、当該機器が操作されたことを検知するスイッチ回路を配置し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記3つのセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記3つのセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換える際に、前記スイッチ回路内のスイッチ操作の回数に応じて前記表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことを特徴とする請求項2記載の無機ELを用いた表示装置。
【請求項8】
一つの纏まった表示単位部を二つ以上の複数の発光部分と一つ以上の非発光部分とから構成し、当該表示単位部による表示形態を複数種類の内から選択的に切り換え得るようにした前記表示装置が機器の動作状態の表示装置であって、当該機器の動作状態を検知する手段を配置し、前記一つの纏まった表示単位部を構成する前記複数のセグメントから成る第二の電極層に対して、点灯制御させるセグメントと点灯制御させないセグメントを選択的に点滅制御することによって、前記複数のセグメントの内の少なくとも一つのセグメントを点灯させて前記表示単位部の表示形態を切り換える際に、前記検知手段によって検知された機器の動作状態に応じて前記表示単位部の表示形態を複数種類切り換えるように構成したことを特徴とする請求項3記載の無機ELを用いた表示装置。


【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2009−211820(P2009−211820A)
【公開日】平成21年9月17日(2009.9.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−50711(P2008−50711)
【出願日】平成20年2月29日(2008.2.29)
【出願人】(307037624)株式会社 函館セコニック (8)
【Fターム(参考)】