JPS6188496A - 発光体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、アルミニウム部材又はその合金に陽極酸化処
理を施して形成された多孔質層に希土類金属を電気化学
的手段で付活封入すると共にこの多孔質層を母材から剥
離させて構成した薄膜状の発光体を使用し、該薄膜状発
光体を電界励起発光動作させるように構成した発光体構
造に関する。

「従来の技術」 従来、不安定な有機物ではないマンガン、ユーロピウム
（Ｅｕ）又はテルビウム（Ｔ　ｂ）等の希土類金属の付
活剤による固体発光体として、例えば、アルミニウム線
に対してニオブをα３７％合金したものを１％リン酸溶
液、１４０■で陽極酸化中にオレンジ色のＥＬ光発光行
わせること、或いはアルミニウムーテルビウム合金膜を
真空同時蒸着法で作製し、これをホウ酸アンモニウム浴
でＤＣ１ｉ極酸化することにより、テルビウム特有の緑
色ＥＬ発光が得られることなどが知られている。更に、
真空同時蒸着法によってＥｕをＴａに添加し、これを陽
極酸化処理しながら赤色ＥＬ発光を行わせること等も報
告されている。

「発明が解決しようとする問題点」 上記従来の手法によれば、いずれもアルミニウムに合金
として希土類金属等を添加しなければならない為、固体
発光体としては極めて高価となり実用上大きな難点があ
る。また、このような固体発光体は、薄く構成すること
が困難であるので、発光励起構造を簡易に構成すること
が出来ないという不都合がある。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、そこで、アルミニウム部材又はその合金に陽
極酸化処理を施して形成された多孔質層の孔中の電気化
学的手段で希土類金属を付活封入すると共に該金属の付
活封入された多孔質層のみを母材から剥離させて構成し
た薄膜状の発光体を設け、この薄膜状発光体の両面にネ
サガラス及び蒸着金属膜からなるｉＨ極を各別に設け、
これら両電極間に交流電源等の電界励起電圧を加えるよ
うにして可及的に薄型の発光体構造を構成できるように
したものである。斯かる発光体構造において、発光動作
に伴う発熱による輝度の低下を防止するため、蒸着金属
膜からなる電極側に熱伝導性の良好な放熱部材を配設し
てヒートシンク機構を付設するように構成することも可
能である。

「作　　　　用」 本発明の発光体構造は、電界励起電圧を高くした場合、
仮に薄膜状発光体に局部的なブレークダウンが発生して
も、ブレークダウンと同時にその部位の両電極も消失す
るので、発生後瞬時にブレークダウンが停止して電圧破
壊の拡大が阻止される。従って、高電界下でも安定、均
一なＥＬ発光動作を行わせることが可能となる。更に、
ヒートシンク用として放熱部材を付設するようにした発
光体構造では、発光体の発熱による輝度の低下を好適に
防止しながら高い周波数での高輝度発光動作を達成する
ことが出来る。

「実　施　例」 第１図は本発明の一実施例による発光体構造の概念的な
断面構成図であって、１は後述の手段で形成された薄膜
状の発光体を示し、これを簡単に説明すると、アルミニ
ウム部材又はその合金に陽極酸化処理を施して形成され
る多孔質層にｉ気化学的手段によりＥｕ等の希土類金属
を付活封入して多孔質層のみからなる薄膜状のものに構
成したもので、その表面にはネサガラス２からなる一方
の電極を形成し、また、その裏面には蒸着金属膜３から
なる他方の’ｆｔ極を設け、これら両電極間に交流電源
４を接続すべく構成されている。斯かる構造の発光体構
造では、薄膜状発光体１の広範囲にわたる絶縁破壊を好
適に阻止しながら高電界下でのＥＬ発光動作を行わせる
ことが出来る。即ち、電源４の電圧を上げた場合、発光
体１に局部的なブレークダウンが発生しても、その部位
のネサガラス２及び蒸着金Ｆｊ４？Ｊ　３の部分もブレ
ークダウンと同時に消失し、且つ、発光体１は付活化し
た多孔質層のみからなり、アルミニウム部材等の母材を
具備しない為、ブレークダウンで大電流が流れる虞がな
くなる。従って、発生後瞬時にブレークダウンが停止し
、電圧破壊の拡大を阻止できるようになり、均一な電界
発光動作を長期に亘って安定に維持させることができる
。

上記構成からなる発光体構造は、電界励起発光動作にお
いて、薄膜状発光体１からかなりの熱が発生し、この発
熱により発光体１の輝度低下を招く虞がある。第２図に
示す他の発光体構造は、そこで発光体１の蒸着金！ＪＩ
膜３の側に耐熱性接着剤５を介してアルミニウム板等の
良好な熱伝導性の放熱部材６を配設し、上記発光体構造
にヒートシンク機構を具備させるようにしたものである
。この放熱部材６を設けることにより、発光体１からの
発熱を能率良く放散できるため、電源周波数を例えば数
百から数ＫＨｚにして高輝度発光動作を営ませることが
可能である。なお、放′！Ａ部材６は、発光体１に対す
るヒートシンク作用を果すのみならず、発光体１の好適
な補強ないしは保護手段ともなる。

第３図は上記各実施例で使用する薄膜状発光体１の概念
的な拡大断面構成図であり、斯かる発光体ｌは次のよう
な手段で作製することができる。

先ず、素材としてアルミニウム板を使用する場合には、
純度的９９．９９％程度のものを用意し、その表面を平
滑化するための手段として適宜脱脂処理後、例えば体積
比４：１のエチルアルコール、過塩素酸浴の１０℃以下
の液温で電解研磨処理を施しておく。前処理したアルミ
ニウム板はこれに陽極酸化処理を施すことにより、その
表面に無数の微細な孔７を有する多孔質ＦＩｆｚ８とそ
の底部にバリヤＮ９とが形成されることとなる。斯かる
多孔質層８を形成するための陽極酸化処理として、電解
電圧ＤＣ１７〜２０Ｖ、電流密度５０　ｍＡ／ｃｒｌ〜
８０　ｍＡ　／ｃｔｌ　％液温１５〜２０℃の１０％硫
酸浴を使用することができる。

上記陽極酸化処理により、多孔質層８には名花７の直径
が約１５０Ａ程度で数億個／　ｃ＋＋ｆ位の密度のもの
を厚さ１００μｍ以上に形成することができる。多孔質
層８の厚さは、陽極酸化処理時の通電時間を１０〜６０
分等に適宜制御することによって新値の厚さに制御する
ことが可能である。また、このような多孔質Ｎ８とアル
１ニウム板の母材との境界領域に形成されるバリヤ層９
の厚さは、約２００Ｘ程度となる。なお、斯かる一次１
ａｌｉａ化工程後に約１０％程度の硫酸洛中で約ＤＣ５
〜ＩＯＶの低電圧で電流密度５〜１０　ｍＡ／ｃｄ、数
分から１０分の条件で二次陽極酸化処理を施して名花７
の底部に更に微細な孔を形成し、付活封入すべき希土類
金属の封入面積を造化させると共にその付活能の強化と
安定化を図るのが好ましい。

多孔質層８を形成する他の手段としては、上記硫酸皮膜
法に代えてシュウ酸皮膜法もある。この場合には、陽極
酸化処理浴として約２〜５％濃度、液温２０℃前後のも
のを建浴し、約ＤＣｓｏＶの電解電圧、電流密度的１〜
１０　ｍＡ　／　ｃｔ＆　％時間約数分〜１０分で行う
ことができる。なお、素材として例えば１％マンガン、
アルミニウム合金板を使用する場合には、マンガン硫酸
溶液に溶解するので、前記のように硫酸陽極酸化浴を直
ちに使用することはできない。そこで、先ず、シュウ酸
洛中で陽極酸化処理したのち、硫酸浴に交換してシュウ
酸皮膜層上に数μｍの厚さの硫酸皮膜を形成しておくの
がよい。

上記手段で形成された多孔質層８にはこの段階で希土類
金属１０を付活封入したのち、第３図のように母材から
薄膜状に多孔質層８のみを逆電解手段で剥離することも
可能であるが、希土類金属の付活封入前に多孔質層８を
母材から薄膜状に剥離することもできる。

この場合には、逆に解決による剥離処理前に、剥離性を
良好にする為、電流回復法でバリヤ層９の厚さを可及的
に薄くするのが望ましい。

その為の電流回復電圧としては、硫酸皮膜及びマンガン
、アルミニウム合金皮膜の場合にはＤＣ約２Ｖ位とし、
また、シュウ酸皮膜では先ずＤＣ約２０Ｖで行ない、次
に、硫酸浴に交換してＤＣ約２Ｖ程度に設定することが
出来る。

斯かる逆電解手段でＷｉ膜状に剥離して得られた多孔質
Ｎ８は、これを希土類金属の硫酸塩溶液及びシュウ酸溶
液に浸漬することにより、第３図の如く微細孔７にＥｕ
又はＴｂ等の希土類金属１０を浸漬吸着させることがで
きる。浸漬吸着処理で使用する硫酸塩溶液としてＥｕ２
（ＳＯ４）３の場合、その濃度は飽和溶液とし、浸漬時
間及び温度は１０分以上、２０〜４０℃とすることがで
きる。

薄膜状多孔質層８に浸漬吸舟さセた希土類金属１０の結
晶化を図るためには、例えば、Ｎａ）ＩＳＯ４と団、Ｈ
３Ｏ４とのモル比を１＝１゜１５とし、液温約１７０℃
の溶融塩又は２モル／ｌのもののＮａ２ＣＯ３水溶液中
で三次陽極酸化処理を施して浸漬吸着済薄膜状多孔＠層
８の結晶化を行い、水洗乾燥後、熱処理を加える。この
三次陽極酸化処理として溶融塩浴の場合には、電流密度
的３０〜４０　ｒｎＡ　／　ｃｉ　Ｎ　Ｎａ２ＣＯ３浴
では約１００〜２００ｍＡ／ｃ−とし、対極には９９、
９９％のアルミニウム板又はプラチナ板を使用できる。

なお、かくして構成された薄膜状発光体１の微細孔７に
は、図示しないが、モノマー状ポリアセチレン性の導電
性部材を充填するか、又は沸騰蒸留水中で適宜封孔処理
を施して付活封入物の固定化を図ることも可能である。

「発明の効果」 本発明に係る発光体構造によれば、安価な電気化学的手
法で希土類金属を多孔質層に付活封入した薄膜状の発光
体を備え、該発光体の表面にネサガラスを、又、その裏
面には蒸着金属膜等の電極を各々配設して構成されてい
るので、高電界下での励起発光動作でも発光体の絶縁破
壊を実用上十分許容される範囲に抑制しながら安定、均
一した電界励起発光λ 動作を行わせることが可能である。

また、斯かる発光動作において、発光体からの発熱を良
好に放散できるようにした放熱部材を設けるものでは、
発光体の輝度低下を阻止しながら高い周波数での高輝度
発光動作を達成可能である等の有利性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に従って構成された発光体構
造の概念的な断面構成図、第２図は本発明の他の実施例
に従って放熱部材を設けるように構成した発光体構造の
同様な断面構成図を示し、そして、 第３図は、第１図及び第２図の実施例における発光体構
造で使用する薄膜状発光体の構成を概念的に示す断面図
である。 添付図面に示す各符号の名称は、それぞれ次のとおりで
ある。 １　：　薄膜状の発光体 ２　：　ネサガラス ３　：　蒸着全屈膜電極 ４　　：　　交　　流　　電　　源 ５　：　耐熱性の接着剤 ６：放熱部材 ７　　：　　微　　細　　な　　孔 ８　　：　　多　　孔　　質　　層 ９　　：　　バ　　リ　　ャ　　層 １０　：　付活希土類金属 オｌ　図 第２囚 第３図 ＩＱ　　　１０　　　ｔ。 の」を「の」と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）　アルミニウム部材又はその合金に陽極酸化処
   理を施して形成される多孔質層の孔中 に希土類金属を付活封入させると共に該多 孔質層を母材から剥離させて薄膜状に構成 した発光体を備え、該発光体の表面及び裏 面にネサガラス及び蒸着金属膜から各々な る電極を各別に設け、これら両電極間に電 界励起電圧を加えるように構成したことを 特徴とする発光体構造。
2. 　（２）　前記蒸着金属膜からなる電極側に放熱部材を
   配設するように構成したことを特徴と する特許請求の範囲第（１）項に記載の発光体構造。