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JPH0156398B2 - - Google Patents
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JPH0156398B2 - - Google Patents

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JPH0156398B2
JPH0156398B2 JP58055620A JP5562083A JPH0156398B2 JP H0156398 B2 JPH0156398 B2 JP H0156398B2 JP 58055620 A JP58055620 A JP 58055620A JP 5562083 A JP5562083 A JP 5562083A JP H0156398 B2 JPH0156398 B2 JP H0156398B2
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circuit
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battery
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Tadashi Hanaoka
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Citizen Watch Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電池を電力源とする小型電子機器の
表示照明装置に関するものであり、さらに具体的
には暗所での表示面の照明のために、エレクトロ
ルミネツセンス装置(以下EL板と称す)を光源
として使用する場合におけるEL板駆動回路の改
良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a display lighting device for small electronic equipment that uses a battery as a power source, and more specifically to an electroluminescent display lighting device for illuminating a display surface in a dark place. This invention relates to an improvement of an EL board drive circuit when the device (hereinafter referred to as an EL board) is used as a light source.

従来、電子腕時計等の小型電子機器における表
示面の夜間照明方法として、放射性同位元素を含
む夜光塗料を表示面上に塗布したり、内面に蛍光
物質を塗布したガラス管に、放射性同位元素を封
入した発光体を内蔵し、表示面を照明する等が実
用化されている。
Conventionally, as a method of lighting the display screen of small electronic devices such as electronic watches at night, luminous paint containing a radioactive isotope is applied to the display surface, or a radioactive isotope is sealed in a glass tube whose inner surface is coated with a fluorescent substance. It has been put into practical use to have a built-in light emitter to illuminate the display surface.

しかしこのような手法による照明は、人体に有
害な放射性同位元素を使用するため多用すること
ができず、照明効果を十分にあげることができな
いばかりか、その製造工程においても、その使用
時においても常に環境汚染の危険をともなつてい
る。
However, lighting using this method cannot be used extensively because it uses radioactive isotopes that are harmful to the human body, and not only does it not provide sufficient lighting effects, but it also causes problems during the manufacturing process and during use. There is always a risk of environmental pollution.

一方、表示装置の一部に小型の白熱電求を内蔵
し、スイツチの操作によつてこれに通電して表示
面を照明する方法がある。この方法は近年、腕時
計の動力源に電池を使用する謂る電子時計におい
て多用されるようになつた。
On the other hand, there is a method in which a small incandescent power source is built into a part of the display device and the display surface is illuminated by energizing it by operating a switch. In recent years, this method has come into widespread use in so-called electronic watches that use batteries as their power source.

しかし白熱電求は点光源又は線光源に近いた
め、表示面上に明るさの勾配を生じ、表示の読み
取り難に個所が生ずることになつた。
However, since the incandescent light source is close to a point or line light source, a brightness gradient occurs on the display surface, making it difficult to read the display at certain points.

また白熱電求は点灯時の消費電力が大きいため
に、電池を動力源とする携帯可能なサイズの小型
電子機器に採用した場合には、電池の消耗を早め
てしまうという欠点も有しており、小型電子機器
の表示照明装置としては好適なものではなかつ
た。
In addition, because incandescent lights consume a lot of power when lit, they also have the disadvantage of accelerating battery consumption when used in small, portable electronic devices powered by batteries. However, it was not suitable as a display lighting device for small electronic equipment.

本発明の目的は、照明光源として秀れた照明効
果を有するEL板を使用し、しかも内蔵電池を動
力源として小さな消費電力によつて前記EL板を
駆動できるEL駆動回路を実現することにより、
照明効果の向上と消費電力の削減とが同時に達成
された小型電子機器の表示照明装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to realize an EL drive circuit that uses an EL board that has an excellent lighting effect as an illumination light source, and that can drive the EL board with small power consumption using a built-in battery as a power source.
An object of the present invention is to provide a display lighting device for a small electronic device that achieves improved lighting effects and reduced power consumption at the same time.

以下に図面に従い本発明の詳細な説明を行う。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明に使用される交流型EL板の断
面構造を示す一例であり、一般に分散型交流EL
と呼ばれる公知の構造を有す。図中1は適量の
Cu(銅)元素を附活剤として混入したZnS(硫化
亜鉛)の結晶を適当なバインダーで固めた厚さ数
ミクロンから数十ミクロンの発光層である。
Figure 1 is an example showing the cross-sectional structure of an AC EL board used in the present invention, and is generally a distributed AC EL board.
It has a known structure called. 1 in the figure is an appropriate amount
It is a light-emitting layer with a thickness of several microns to several tens of microns, made of ZnS (zinc sulfide) crystals mixed with Cu (copper) as an activator and hardened with an appropriate binder.

このような発光層1は電気的に絶縁物に近い
が、更に絶縁性を増すため白色の顔料を混入した
絶縁皮膜2が積層的に配置されている。白色顔料
は発光層1から発する光を有効に外部照射光とす
るための反射効果を有する。発光層1の一面には
透明な導体からなる第1の電極3が積層的に配置
されている。一般にこの発光面側の透明な第1の
電極3は、ガラス板又はポリエステルフイルムの
ような透明な基材4の面上に形成されている。
Although such a light emitting layer 1 is electrically close to an insulator, an insulating film 2 containing a white pigment is arranged in a laminated manner to further increase the insulation property. The white pigment has a reflective effect to effectively convert the light emitted from the light emitting layer 1 into external irradiation light. A first electrode 3 made of a transparent conductor is arranged in a stacked manner on one surface of the light emitting layer 1. Generally, the transparent first electrode 3 on the light emitting surface side is formed on the surface of a transparent base material 4 such as a glass plate or a polyester film.

例えば、表面にIn2O3(酸化インジユーム)の薄
膜を形成したガラス板又はポリエステルフイルム
であるとか、Pd(パラジユーム)をポリエステル
フイルム上に特殊蒸着したもの、あるいはメタラ
イズポリエステルフイルムの金属をエツチング法
により微細なメツシユ構造としたもの等が使用さ
れる。絶縁皮膜2の一面には第2の電極5が積層
的に配置されている。この第2の電極5は不発光
面側にあるために不透明な材質でも良く、金属箔
又は蒸着金属薄膜あるいは導電性塗料を塗布し硬
化させたものが実用化されている。透明な第1の
電極3と第2の電極5は完全に絶縁され、前記各
電極3,5は発光層1及び絶縁皮膜2を誘電体と
するコンデンサーを構成している。このコンデン
サーの静電容量は1平方センチメートル当り数百
ピコフアラツドから数千ピコフアラツドの値であ
りEL板の消費電流に密接な関係をもつ。基本的
には分散型交流ELは前記の積層構造で構成され
るが、発光層1を湿気から保護することと、機械
的な強度を増すために外周部を保護構造としたも
のが現在実用化されている。
For example, a glass plate or polyester film with a thin film of In 2 O 3 (indium oxide) formed on its surface, a special vapor deposition of Pd (palladium) on a polyester film, or a metallized polyester film by etching the metal. A material with a fine mesh structure is used. A second electrode 5 is arranged in a stacked manner on one surface of the insulating film 2 . Since the second electrode 5 is on the non-light emitting surface side, it may be made of an opaque material, and metal foil, vapor-deposited metal thin film, or conductive paint coated and cured has been put into practical use. The transparent first electrode 3 and second electrode 5 are completely insulated, and each of the electrodes 3 and 5 constitutes a capacitor whose dielectrics are the light emitting layer 1 and the insulating film 2. The capacitance of this capacitor ranges from several hundred picofarads to several thousand picofarads per square centimeter, and is closely related to the current consumption of the EL board. Basically, distributed AC EL is composed of the above-mentioned laminated structure, but currently in practical use there is a structure in which the outer periphery has a protective structure to protect the light-emitting layer 1 from moisture and to increase mechanical strength. has been done.

このようなEL板の二電極間に適当な交流電圧
を印加ると発光層1は美くしい緑色の光を発す
る。前記附活剤の種類をMn(マンガン)又は希
土類元素中より適当なものを選択することによ
り、赤、青、白等の発光色を得ることができる。
上記EL板に印加される電圧は一般に交流電圧が
使用されるが、分散型交流EL板の重要な特徴の
一つとして、交流電圧に重畳する直流分はEL板
の発光に殆んど寄与しないことが知られている。
When a suitable alternating current voltage is applied between the two electrodes of such an EL plate, the light emitting layer 1 emits beautiful green light. By selecting an appropriate type of activator from among Mn (manganese) and rare earth elements, it is possible to obtain luminescent colors such as red, blue, and white.
AC voltage is generally used as the voltage applied to the EL board, but one of the important features of distributed AC EL boards is that the DC component superimposed on the AC voltage hardly contributes to the light emission of the EL board. It is known.

すなわち、駆動電圧に含まれる交流分が一定な
らばEL板の輝度は一定である。このことは、EL
板の駆動電圧波形として、直流のパルス電圧が使
用できることを意味しており、電池を動力源とす
る小型電子機器にEL板を内蔵する場合において
特に重要な性質である。
That is, if the AC component included in the drive voltage is constant, the brightness of the EL board is constant. This means that EL
This means that a DC pulse voltage can be used as the drive voltage waveform for the board, which is an especially important property when the EL board is built into a small electronic device powered by a battery.

しかしながら一般に交流電圧に直流電圧を重畳
した場合、二電極間に加わる電圧の最大値は大き
くなるから、EL板の製造において、電極間の耐
圧を大きくする必要がある。
However, in general, when a DC voltage is superimposed on an AC voltage, the maximum value of the voltage applied between two electrodes becomes large, so it is necessary to increase the withstand voltage between the electrodes in manufacturing the EL board.

第2図は本発明に於る照明装置を電子時計に適
用した場合の主たる構成を示すブロツク線図であ
る。時計に内蔵された電池6は時計外装ケースに
設けられた部材を操作することによつて閉じられ
るスイツチ7を介して、昇圧回路8に接続されて
いる。昇圧回路8は約1.5ボルトから約3ボルト
で与えられる電池電圧をEL板の駆動に必要な数
十ボルトから百数十ボルトの直流電圧に変換し、
該電圧を低周波で断続的に印加するスイツチング
装置9を介して、第1図において説明した構造を
有するEL板10に供給する。スイツチング装置
9は低周波の信号を発生する制御信号発生装置1
1により制御される。ここで言う低周波信号とは
300ヘルツ以上の周波数を示し、例えば30ヘルツ
の低周波信号は機械的な方法を用いても十分に発
生可能な周波数であると共に、スイツチング装置
も機械的な接点構造が十分追従し得る周波数であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration when the lighting device according to the present invention is applied to an electronic timepiece. A battery 6 built into the timepiece is connected to a booster circuit 8 via a switch 7 that is closed by operating a member provided on the outer case of the timepiece. The booster circuit 8 converts the battery voltage given from about 1.5 volts to about 3 volts into a DC voltage of several tens of volts to more than 100 volts, which is necessary to drive the EL board.
The voltage is supplied to the EL board 10 having the structure explained in FIG. 1 via a switching device 9 that applies the voltage intermittently at a low frequency. The switching device 9 is a control signal generator 1 that generates a low frequency signal.
1. What is the low frequency signal referred to here?
It shows a frequency of 300 Hz or higher, and for example, a low frequency signal of 30 Hz is a frequency that can be sufficiently generated using mechanical methods, and is also a frequency that can be sufficiently tracked by the mechanical contact structure of the switching device. .

第3図は第2図に示した基本的な構成の一変形
例を示すブロツク線図であり、電池6は時計装置
の計時回路12の電源と照明用EL板10の電源
を兼用している。
FIG. 3 is a block diagram showing a modified example of the basic configuration shown in FIG. 2, in which the battery 6 serves both as a power source for the clock circuit 12 of the clock device and as a power source for the EL board 10 for illumination. .

このような構成においては、時計のスペースと
電池のコストとの節約効果を多大である。またス
イツチング装置9を制御する信号を時計装置の計
時回路12より取り出しているため、第1図に示
した特別の制御信号発生装置11を必要としな
い。最近電子時計における計時回路は、30キロヘ
ルツ以上の高周波信号をフリツプフロツプ回路の
カスケード接続により順次低周波に分周する回路
を内蔵しているから適当なる周波数を有する分周
段から、前記スイツチング装置9の制御信号を取
り出すことが可能である。
In such a configuration, the savings in watch space and battery costs are significant. Further, since the signal for controlling the switching device 9 is taken out from the clock circuit 12 of the timepiece device, the special control signal generating device 11 shown in FIG. 1 is not required. Recently, the timekeeping circuit in an electronic watch has a built-in circuit that sequentially divides a high frequency signal of 30 kilohertz or more into a lower frequency signal by cascading flip-flop circuits. It is possible to extract control signals.

またこのような計時回路は大規模集積回路化さ
れ、仮に外部出力端子を1個増設することにより
出力バツフアー回路を付加しても、スペースの増
加、コストの上昇には大して影響しないため、特
別の低周波発振回路を設ける場合よりもはるかに
経済的である。
In addition, such timekeeping circuits are integrated into large-scale integrated circuits, and even if an output buffer circuit is added by adding one external output terminal, there will be no significant increase in space or cost, so a special This is much more economical than providing a low frequency oscillation circuit.

第4図は、第1図に示される構造を有するEL
板を50%のデユーテイーレシオを有する矩形波電
圧で駆動した場合の発光輝度を縦軸に相対値で示
すグラフである。グラフの横軸は、矩形波電圧の
高レベルと低レベルの電圧差を示し、単位はボル
トである。矩形波電圧の周波数はパラメータとし
て図中に示される。図より明らかな如く、EL板
は印加電圧の変化巾が40ボルトを越した時に発光
を始め、60ボルト以上になると直線的に輝度が増
加する。図中点線で示した輝度が時計の夜間照明
用光源として必要十分な実用輝度である場合、印
加電圧の変化巾は32ヘルツで122ボルト、64ヘル
ツで100ボルト、128ヘルツで86ボルト、256ヘル
ツで75ボルト、512ヘルツで68ボルトを必要とす
る。前記の如く、EL板はコンデンサーと見なす
ことができる。一般に直流電源の電圧をスイツチ
ングによつて矩形波電圧としコンデンサーに印加
する場合、矩形波電源の出力インピーダンスを無
視すれば電流Iは次式で与えられる。
Figure 4 shows an EL having the structure shown in Figure 1.
It is a graph showing relative values on the vertical axis of light emission brightness when the plate is driven with a rectangular wave voltage having a duty ratio of 50%. The horizontal axis of the graph indicates the voltage difference between the high level and low level of the rectangular wave voltage, and the unit is volts. The frequency of the square wave voltage is shown as a parameter in the figure. As is clear from the figure, the EL plate starts emitting light when the applied voltage range exceeds 40 volts, and the brightness increases linearly when it exceeds 60 volts. If the brightness indicated by the dotted line in the diagram is sufficient for practical use as a light source for night illumination of a watch, the range of change in applied voltage is 122 volts at 32 Hz, 100 volts at 64 Hz, 86 volts at 128 Hz, and 256 Hz. requires 75 volts at 512 hertz and 68 volts at 512 hertz. As mentioned above, the EL board can be considered a capacitor. Generally, when the voltage of a DC power supply is converted into a rectangular wave voltage by switching and applied to a capacitor, the current I is given by the following equation if the output impedance of the rectangular wave power supply is ignored.

I=kCVF ここにCはコンデンサーの容量、Vは矩形波電
圧の変圧巾、Fはその周波数である。kは駆動回
路の方式により決る定数であり、コンデンサーに
充電された電荷が直流電源を介して放電する方式
の場合2となり、放電が別のバイパス回路で行わ
れる場合は1となる。
I=kCVF where C is the capacitance of the capacitor, V is the transformation width of the square wave voltage, and F is its frequency. k is a constant determined by the method of the drive circuit, and is 2 in the case of a method in which the electric charge charged in the capacitor is discharged via a DC power supply, and is 1 if the discharge is performed in a separate bypass circuit.

本発明によればEL板駆動用の高圧の電圧は、
電池電圧を昇圧回路で変換することによつて与え
られ、この変換効率をηとすればEL板の電池に
対する消費電流Ipは次式で与えられる。
According to the present invention, the high voltage for driving the EL board is
It is given by converting the battery voltage with a booster circuit, and if this conversion efficiency is η, the current consumption I p of the EL board for the battery is given by the following equation.

Ip=ηkCV2F/Vp ここにIpは電池の電圧を意味する。上式におい
て、k=1、C=2000ピコフアラツド、Vp=1.5
ボルトとし変換効率ηを0.5として前記の実用輝
度を与える電圧及び周波数を代入するとEL板の
対電源電池消費電流は次のようになる。
I p = ηkCV 2 F/V p where I p means the voltage of the battery. In the above equation, k = 1, C = 2000 picofurads, V p = 1.5
If the conversion efficiency η is 0.5 in volts and the voltage and frequency that provide the above-mentioned practical brightness are substituted, the current consumption of the EL board with respect to the power supply battery is as follows.

32ヘルツ 0.32ミリアンペア 64ヘルツ 0.43ミリアンペア 128ヘルツ 0.63ミリアンペア 256ヘルツ 0.96ミリアンペア 512ヘルツ 1.58ミリアンペア すなわち512ヘルツの電池電流は32ヘルツの場
合の約5倍となる。この計算例からも明白なよう
に、電池電圧を昇圧回路によつて高圧の直流電圧
に変換し、その高圧直流電圧をスイツチング手段
によつて矩形波電圧となしEL板に印加する方式
の、EL板駆動回路においては、該矩形波電圧の
周波数を極力低くし、電圧の変化巾を大きくする
ことが望ましい。
32 hertz 0.32 milliamps 64 hertz 0.43 milliamps 128 hertz 0.63 milliamps 256 hertz 0.96 milliamps 512 hertz 1.58 milliamps In other words, the battery current at 512 hertz is about five times that at 32 hertz. As is clear from this calculation example, the EL system converts the battery voltage into a high-voltage DC voltage using a booster circuit, and then converts the high-voltage DC voltage into a rectangular wave voltage using a switching means and applies it to the EL board. In the plate drive circuit, it is desirable to make the frequency of the rectangular wave voltage as low as possible and widen the voltage variation range.

従つて本発明の昇圧回路8を構成する交流高電
圧形成手段に於いては、共振周波数を数キロヘル
ツ以上の比較的高周波とすることにより、リアク
タンス等のエレメントを小型化し、結果として昇
圧回路8を内蔵可能なサイズ迄小型化している。
Therefore, in the AC high voltage generating means constituting the booster circuit 8 of the present invention, by setting the resonance frequency to a relatively high frequency of several kilohertz or more, elements such as reactance can be miniaturized, and as a result, the booster circuit 8 can be made smaller. It has been miniaturized to a size that can be built-in.

一方分散型交流ELの寿命特性は、駆動電圧波
形の周波数に大きく依存することが知られてい
る。すなわち初期の輝度を一定とした場合、その
駆動電圧波形の周波数が高ければ高い程、経時劣
化による輝度が減衰が顕著である。
On the other hand, it is known that the lifetime characteristics of distributed AC ELs largely depend on the frequency of the drive voltage waveform. That is, when the initial brightness is constant, the higher the frequency of the drive voltage waveform, the more pronounced the brightness decay due to aging.

例えば10キロヘルツで駆動されるEL板は約5
時間の後、その輝度を半減する。電子機器は、長
期に渡り安定した信頼性を求められており、その
表示照明装置に関しても例外ではないため、EL
板の寿命を著しく短縮するような1キロヘルツ以
上の周波数でEL板を駆動することは避けなけれ
ばならない。単にEL板が電池に対して消費する
電流を節約することは、本発明の方式によらず
EL板をコンデンサーとし、コイルをこれに組合
せたLC共振回路を構成することにより実効消費
電力を減少させる方法が考えられるが、携帯可能
なサイズの小型電子機器においては、該機器自体
がより小型化されるほど、そのスペースの制限か
ら充分大なるリアクタンスを内蔵することが不可
能となるため、共振周波数を数キロヘルツ以下に
することは困難となる。
For example, an EL board driven at 10 kHz is approximately 5
After an hour, reduce its brightness by half. Electronic devices are required to have stable reliability over a long period of time, and display lighting devices are no exception.
Driving the EL plate at frequencies above 1 kilohertz should be avoided, which will significantly shorten the life of the plate. Simply saving the current consumed by the EL board relative to the battery is not a method of the present invention.
It is possible to reduce the effective power consumption by constructing an LC resonant circuit in which the EL board is used as a capacitor and a coil is combined with it. The more the device is used, the more it becomes impossible to incorporate a sufficiently large reactance due to space limitations, and it becomes difficult to reduce the resonant frequency to several kilohertz or less.

一方EL板の駆動電圧の周波数が30ヘルツ以下
になると、人間の目の残像現象と、EL板の発光
物質の限界を越え、チラチラするまばたき現象が
生ずる。このまばたき現象は観測者の目を疲れさ
すため避ける必要がある。
On the other hand, when the frequency of the driving voltage of the EL panel falls below 30 hertz, it exceeds the limits of the human eye's afterimage phenomenon and the luminescent material of the EL panel, resulting in a flickering blinking phenomenon. This blinking phenomenon tires the observer's eyes and must be avoided.

上記した三つの理由、すなわち、消費電流の節
約、EL板の寿命の保存及びまばたき現象の防止
のため、EL板を駆動する電圧の周波数は30キロ
ヘルツ以上でかつ300ヘルツ以下の値が実用的で
ある。第3図に示す如く、スイツチング装置9を
制御する信号を時計装置に計時回路12を求める
場合、計時回路の内部にはこのn乗系列(nは正
の整数)の周波数を持つ計時信号が存在するか
ら、実用となる周波数は32ヘルツ、64ヘルツ、
128ヘルツ及び256ヘルツである。
For the three reasons mentioned above, namely, saving current consumption, preserving the life of the EL board, and preventing blinking, it is practical to set the frequency of the voltage that drives the EL board to a value of 30 kHz or more and 300 Hz or less. be. As shown in FIG. 3, when a clock circuit 12 is required to provide a signal that controls the switching device 9, a clock signal having a frequency of this n-th power series (n is a positive integer) exists inside the clock circuit. Therefore, the practical frequencies are 32 Hz, 64 Hz,
128 hertz and 256 hertz.

第5図は第2図に示した照明装置の具体的回路
構成を示す一実施例であり、電源電池6は時計の
外部操作部材を操作することにより閉じられるス
イツチ7を介して、昇圧回路8a及びスイツチン
グ装置9aの制御信号発生装置11a電流を供給
する。昇圧回路8aはトランジスタ13、二つの
巻線16,17を有するトランス、抵抗18及び
コンデンサー19で構成される公知のブロツキン
グ発振器のコレクター電圧を、ダイオー14で整
流し、コンデンサー15瀘波することで、電池6
の電圧を数十ボルト乃至百数十ボルトの直流電圧
に変換する。
FIG. 5 is an embodiment showing a specific circuit configuration of the illumination device shown in FIG. and supplies current to the control signal generator 11a of the switching device 9a. The booster circuit 8a rectifies the collector voltage of a known blocking oscillator composed of a transistor 13, a transformer having two windings 16 and 17, a resistor 18, and a capacitor 19 with a diode 14 and filters it with a capacitor 15. battery 6
voltage to a DC voltage of several tens of volts to more than 100 volts.

すなわち本実施例では昇圧回路8aは、電源電
池6の電圧をスパイク状高電圧に変換するブロツ
キング発振器と、該スパイク状高電圧を直流高電
圧に変換するための整流回路等より構成されてい
る。制御信号発生回路11aは周知の無安定マル
チバイブレータであり、二個の出力信号OUT1
及びOUT2は30〜300ヘルツの低周波信号として
相補関係にある逆相の矩形波信号であり、それぞ
れスイツチング回路9aの制御信号となつてい
る。スイツチング回路9aのトランジスタ20及
び25はそれぞれコレクタ抵抗21,26とベー
ス抵抗22,27を有するインバータ回路をな
し、電池6の電圧で動作する制御信号発生回路1
1aの出力信号OUT1及びOUT2を、高電圧ス
イツチング信号に変換するインターフエースを構
成している。スイツチング装置9aのスイツチ素
子として、一対の相補型を成す第1、第2のトラ
ンジスタ23,24及び第3、第4のトランジス
タ28,29をそれぞれ組にした2組の相補型エ
ミツターフオロア回路が使用され、それぞれのエ
ミツター出力に対しEL板10の二つの電極が接
続されている。
That is, in this embodiment, the booster circuit 8a is composed of a blocking oscillator that converts the voltage of the power supply battery 6 into a spike-like high voltage, a rectifier circuit that converts the spike-like high voltage into a DC high voltage, and the like. The control signal generation circuit 11a is a well-known astable multivibrator, and outputs two output signals OUT1.
and OUT2 are complementary low-frequency signals of 30 to 300 Hz and opposite phase rectangular wave signals, each of which serves as a control signal for the switching circuit 9a. The transistors 20 and 25 of the switching circuit 9a constitute an inverter circuit having collector resistors 21, 26 and base resistors 22, 27, respectively, and the control signal generating circuit 1 operates with the voltage of the battery 6.
It constitutes an interface that converts output signals OUT1 and OUT2 of 1a into high voltage switching signals. As switch elements of the switching device 9a, two sets of complementary emitter follower circuits each include a pair of complementary first and second transistors 23 and 24 and third and fourth transistors 28 and 29, respectively. is used, and two electrodes of the EL board 10 are connected to each emitter output.

すなわち上記の第1、第2のトランジスタ2
3,24および第3、第4のトランジスタ28,
29は、昇圧回路の高電圧出力側に対してそれぞ
れ直列に接続されて成り、かつ第1および第2の
トランジスタ間の接続点と、第3および第4のト
ランジスタ間の接続点とが、EL板10の二つの
電極に対してそれぞれ接続されている。
That is, the first and second transistors 2 described above
3, 24 and third and fourth transistors 28,
29 are respectively connected in series to the high voltage output side of the booster circuit, and the connection point between the first and second transistors and the connection point between the third and fourth transistors are EL. They are respectively connected to two electrodes of the plate 10.

このような回路において、スイツチ7を閉じる
と昇圧回路8aのブロツキング発振器は発振を開
始し、トランジスタ13のコレクタにはスパイク
状の高電圧が発生する。この高電圧スパイクをダ
イオード14を介してコンデンサー15に蓄電す
ることにより、コンデンサー15の端子電圧は、
前記スパイク電圧の尖頭値に概略等しい値に達す
る。
In such a circuit, when switch 7 is closed, the blocking oscillator of booster circuit 8a starts oscillating, and a spike-like high voltage is generated at the collector of transistor 13. By storing this high voltage spike in the capacitor 15 via the diode 14, the terminal voltage of the capacitor 15 becomes
It reaches a value approximately equal to the peak value of the spike voltage.

一方制御信号発生回路11aもまた動作を開始
し、二個の出力信号OUT1及びOUT2に相補関
係にある逆相の矩形波信号を発生する。今、出力
信号OUT1が高レベルにある時、トランジスタ
20は導通であり、そのコレクタ電圧は低レベル
にあり、トランジスタ23は不導通、トランジス
タ24は導通となる。この時出力信号OUT2は
低レベルにあるから、トランジスタ25は非導通
であり、そのコレクタ電圧は高レベルにあり、ト
ランジスタ28は導通、トランジスタ29は不導
通である。
On the other hand, the control signal generation circuit 11a also starts operating and generates a rectangular wave signal of opposite phase that is complementary to the two output signals OUT1 and OUT2. Now, when the output signal OUT1 is at a high level, the transistor 20 is conductive and its collector voltage is at a low level, the transistor 23 is non-conductive, and the transistor 24 is conductive. At this time, since the output signal OUT2 is at a low level, the transistor 25 is non-conductive, its collector voltage is at a high level, the transistor 28 is conductive, and the transistor 29 is non-conductive.

従つてEL板10にはトランジスタ24とトラ
ンジスタ28によつて前記昇圧回路8aの出力で
ある高電圧が印加される。その後、制御信号発生
回路11aの出力信号OUT1,OUT2が反転す
ると、トランジスタ24と28が不導通になり、
トランジスタ23と29が導通して、EL板10
は逆方向に前記高電圧に接続される。信号OUT
1,OUT2が反転を繰返すことにより、二組の
相補型エミツターフオロア回路は交互にかつ排他
的に高レベルと低レベルに接続されるから、EL
板10には昇圧回路8aの出力電圧の2倍の電圧
変化巾を有する矩形の交流電圧が印加される。
Therefore, a high voltage, which is the output of the booster circuit 8a, is applied to the EL board 10 by the transistors 24 and 28. After that, when the output signals OUT1 and OUT2 of the control signal generation circuit 11a are inverted, the transistors 24 and 28 become non-conductive.
Transistors 23 and 29 conduct, and the EL board 10
is connected to the high voltage in the opposite direction. signal OUT
1. By repeating the inversion of OUT2, the two sets of complementary emitter follower circuits are alternately and exclusively connected to the high level and low level, so the EL
A rectangular alternating current voltage having a voltage variation range twice that of the output voltage of the booster circuit 8a is applied to the plate 10.

すなわち本実施例においては、制御信号発生回
路11aからの低周波の制御信号に基づいて、前
記第1および第4のトランジスタ23および29
と、第3および第2のトランジスタ28および2
4とが、交互に導通状態と非導通状態をとるよう
に制御され、その結果として昇圧回路8aからの
高電圧がEL板の二つの電極に対して交番的に印
加されるように構成されている。
That is, in this embodiment, the first and fourth transistors 23 and 29 are
and third and second transistors 28 and 2
4 are controlled to alternately take a conductive state and a non-conductive state, and as a result, the high voltage from the booster circuit 8a is alternately applied to the two electrodes of the EL board. There is.

なお上記のスイツチング装置は、バイポーラト
ランジスタにより構成されているが、バイポーラ
トランジスタはEL板10を駆動する場合に必要
な高電圧に耐える構造が容易に実現でき、小形で
かつ長寿命であるため、本発明に使用されるスイ
ツチング素子として最適である。
The above-mentioned switching device is composed of bipolar transistors, but bipolar transistors can easily have a structure that can withstand the high voltage required to drive the EL board 10, are small, and have a long life. It is most suitable as a switching element used in the invention.

将来において、EL板10の駆動電圧がより低
下するか、MOS型FET技術の進歩により高耐圧
のコンプレメンタリーモストランジスタが出現す
れば、本発明におけるスイツチング回路内のスイ
ツチ素子としてMOS型FETを使用することが可
能となるために、例えばスイツチング回路そのも
のを時計装置の計時回路を構成する集積回路に内
蔵させることも可能になると考えられる。
In the future, if the driving voltage of the EL board 10 is further reduced or if high-voltage complementary MOS transistors appear due to advances in MOS FET technology, MOS FETs will be used as switching elements in the switching circuit of the present invention. Since this becomes possible, it is considered that, for example, it will become possible to incorporate the switching circuit itself into an integrated circuit that constitutes the timekeeping circuit of a timepiece device.

又、本実施例ではスイツチング回路として、一
対の相補型トランジスタによつて構成されたエミ
ツターフオロア回路を示したが、これに限定され
るものではなく、例えば一対の相補型トランジス
タによつて構成されたインバータ回路を用いても
同様な作用・効果を生ずるものである。
Further, in this embodiment, an emitter follower circuit configured by a pair of complementary transistors is shown as a switching circuit, but the emitter follower circuit is not limited to this, and for example, an emitter follower circuit configured by a pair of complementary transistors is used. Even if an inverter circuit is used, similar functions and effects can be obtained.

以上に本発明の詳細な説明を行つたが、本発明
によれば、危険な放射性物質を使用することな
く、低電力消費で十分な明るさを得る表示照明装
置を、電池を動力源とする小型電子機器に内蔵す
ることが可能となる。
The present invention has been described in detail above, and according to the present invention, a display lighting device that obtains sufficient brightness with low power consumption without using dangerous radioactive materials is provided using a battery as a power source. It becomes possible to incorporate it into small electronic devices.

又一対の相補型トランジスタによつて構成され
た2組のスイツチング回路によつてエレクトロル
ミネツセンス装置を交番駆動することにより、有
効電圧として直流高電圧の2倍の電圧をEL装置
に印加することが出来るため、高い発光輝度によ
る照明が可能になるとともに、容量性素子である
EL装置に対して交番駆動を行うことが出来るた
め、直流成分の残存がなく長寿命化が可能とな
る。さらに高周波による昇圧と30〜300Hzの低周
波による交番駆動との組合わせにより、EL装置
の駆動条件を低周波−高電圧駆動とすることが出
来るため、照明のチラツキを防止し、消費電流を
減少させることともにEL装置の寿命特性を著し
く改善することができる。
Furthermore, by alternately driving the electroluminescence device by two sets of switching circuits each composed of a pair of complementary transistors, a voltage twice the DC high voltage can be applied to the EL device as an effective voltage. This makes it possible to provide illumination with high luminance, and it is also a capacitive element.
Since the EL device can be driven alternately, there is no residual DC component, making it possible to extend the lifespan. Furthermore, by combining boosting with high frequency and alternating drive with low frequency of 30 to 300 Hz, the driving conditions of the EL device can be set to low frequency - high voltage driving, which prevents flickering of the lighting and reduces current consumption. At the same time, the life characteristics of the EL device can be significantly improved.

また照明用の電力が低電力であり、かつ白熱電
求の突入電流のような過負荷電流が排除されたこ
とは、電子腕時計の如く特に超小型の電子機器に
おいては、内蔵する電池の種類の制限をなくし、
保存特性、長期低電流負荷特性に優れた種類の電
池を使用することを可能とすると同時に、電池寿
命の大巾な延長を可能とした。
In addition, the fact that the power for lighting is low and overload currents such as the inrush current of incandescent electric currents are eliminated means that especially in ultra-small electronic devices such as electronic wristwatches, the type of built-in battery can be reduced. Eliminate restrictions,
This makes it possible to use a type of battery with excellent storage characteristics and long-term low current load characteristics, and at the same time, it makes it possible to significantly extend the battery life.

一方電池寿命を一定とした場合、電池の小型化
が可能になり、小型電子機器の外観的デザインに
おいて、優美な設計が可となつた。
On the other hand, when the battery life is constant, it becomes possible to downsize the battery, and it becomes possible to design an elegant external appearance of a small electronic device.

またEL板は多種類のカラー発光が可能である
と共に、均一な輝度の平面発光体であるため、表
示照明効果を一段と上げ、商品価値を著しく高め
ることができる。
Furthermore, since the EL board is capable of emitting light in many different colors and is a flat light emitter with uniform brightness, it can further improve the display illumination effect and significantly increase the product value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に使用されるEL板の構造を示
す断面図であり、第2図及び第3図は本発明に於
る表示照明装置の基本構成を示すブロツク図であ
り、第4図はEL板の駆動電圧とEL板の輝度の関
係を示すグラフ、第5図は第2図に示す表示照明
装置の具体的構成例を示す回路図である。 6……電池、8,8a……昇圧回路、9a……
スイツチング回路、10……EL板、11a……
制御信号発生回路。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the EL board used in the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing the basic configuration of the display lighting device in the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the drive voltage of the EL board and the brightness of the EL board, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the configuration of the display lighting device shown in FIG. 6... Battery, 8, 8a... Boost circuit, 9a...
Switching circuit, 10...EL board, 11a...
Control signal generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エレクトロルミネツセンス装置を光源とし、
かつ内蔵電池を動力源とする小型電子機器の表示
照明装置において、内蔵電池の電圧を比較的高周
波の交流高電圧に変換する交流高電圧形成手段
と、該交流高電圧を直流高電圧に変換する整流手
段とにより構成された昇圧回路、該昇圧回路から
の直流高電圧を電源とし、各々一対の相補型トラ
ンジスタによつて構成された2組の相補型スイツ
チング回路、該2組の相補型スイツチング回路が
交互に導通状態と非導通状態をとるごとく制御す
るための30〜300ヘルツの低周波信号を発生する
制御信号発生装置、前記2組の相補型スイツチン
グ回路の出力端子間に接続されたエレクトロルミ
ネツセンス装置とを備え、前記制御信号発生装置
からの低周波信号を前記2組の相補型スイツチン
グ回路の各制御端子に各々逆相にて供給すること
により、前記エレクトロルミネツセンス装置に対
し前記直流高電圧を低周波信号の周期にて交番的
に印加することを特徴とする小型電子機器の表示
照明装置。
1 Using an electroluminescent device as a light source,
In a display lighting device for a small electronic device using a built-in battery as a power source, an AC high voltage forming means converts the voltage of the built-in battery into a relatively high frequency AC high voltage, and the AC high voltage is converted into a DC high voltage. a booster circuit constituted by a rectifying means, two sets of complementary switching circuits each using a DC high voltage from the booster circuit as a power source and each composed of a pair of complementary transistors, and the two sets of complementary switching circuits. a control signal generator that generates a low frequency signal of 30 to 300 Hz to control the circuit so that the circuit alternately assumes a conducting state and a non-conducting state; and an electroluminescent device connected between the output terminals of the two sets of complementary switching circuits. by supplying the low frequency signal from the control signal generating device to each control terminal of the two sets of complementary switching circuits in opposite phases to the electroluminescence sensing device. A display lighting device for small electronic equipment characterized by applying a DC high voltage alternately at the cycle of a low frequency signal.
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