JP2004139912A

JP2004139912A - 発光パネル及び発光装置

Info

Publication number: JP2004139912A
Application number: JP2002305229A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Hasuo; 蓮尾　俊治; Shigeki Morizaki; 森崎　重喜; Kazunari Mizuki; 水木　一成
Original assignee: Kyushu Mitsui Aluminum Industries Inc
Current assignee: Kyushu Mitsui Aluminum Industries Inc
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP3651607B2

Abstract

【課題】高輝度であると共に歩留りの良い発光パネル及び発光装置を提供する。
【解決手段】孔部７を有する陽極酸化皮膜８が形成されたアルミニウム板２と、アルミニウム板の陽極酸化皮膜が形成された側に配置された透明電極５と、孔部に真空封入された放電ガスとを備え、アルミニウム板の素地１０と透明電極との間に電圧を加えることにより放電ガスがプラズマを発生し、プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体９に照射されることにより蛍光体を発光させる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光パネル及び発光装置に関する。詳しくは、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム板を利用した発光パネル及び発光装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在までに開発された、もしくは現在開発中のフラットパネルディスプレイは、概ね、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬ）及びフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の４種類である。
【０００３】
ここで、ＬＣＤは２枚のガラス板の間に液晶が封入され、液晶の後ろに表示を行うための光源であるバックライトが配置された構成となっており、このバックライトからの光を液晶で透過及び非透過とすることによって最終的にガラス表面に絵文字を浮かび上がらせることができるようにしているものである。
しかしながら、液晶自体が受光素子であり自らが発光するものではないために必然的に光源が必要となり、高い輝度が得られ難く、ディスプレイの大型化にも限界があるといった不具合がある。
【０００４】
また、ＰＤＰは図７で示すようにリア基板１０１に隔壁１０２を形成し、隔壁及び保護層１０３で囲まれたセル１０４内にＮｅ及びＸｅを混合したガスやＨｅ及びＸｅを混合したガス等の放電ガスを封入し、データ電極１０５と透明電極１０６との間に電圧を印加することにより放電現象を引き起こさせ、この時に発生する紫外線を蛍光材料１０７に衝突させることによって発光することができるように構成されているものである。
ＰＤＰは、自光性であり高輝度が得られるため大型化に適しているのであるが、上記したリブを形成するのが極めて困難であり、ＰＤＰの製造の際にはプラズマ空間を個々に隔壁で囲んでいくのであるが、このセルの１つが例えば製造中の塵等が原因で欠陥になった場合には、ＰＤＰとしては使用できなくなってしまうため、製造歩留りが悪くコストがＬＣＤと比較すると非常に高いという不具合がある。
【０００５】
また、有機ＥＬは自然界の発光現象を利用した発光デバイスで、電極で挟み込んだ有機蛍光物質に電流を流すことにより発光させるものであり、動作原理が非常にシンプルであるために近年非常に注目されているディスプレイである。
しかしながら、有機物の多くは絶縁体であるために電流が流れ難く、その膜厚を０．１μｍ程の薄膜に形成する必要があると共に、有機物が水分や酸素に弱いためにガラス基板上に素子を形成した後に封止缶内に密封する必要がある。従って、原理的には非常にシンプルであるものの蛍光材料の開発が未だ不充分であり、また、密封しなければならないことから大型化に関しても問題を抱えていると共に、ＥＬ膜の寿命が短いという不都合がある。
【０００６】
また、ＦＥＤは、電子銃から電子ビームを照射して画像表示を得るという発光原理であり、ＦＥＤは自発光であると共にＣＲＴと同レベルの画像表示が得られる。
しかしながら、ＦＥＤについてはその製造方法が極めて難しいために実用化という段階には未だ至っていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように様々なフラットディスプレイが開発され、ＬＣＤやＰＤＰのように商品化がなされているものもあるが、大型化への技術的な課題やコストの問題が多く、ＰＤＰのように高輝度で鮮明な画像をＬＣＤのように歩留りが高い状態で供給できるまでには至っていない。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、高輝度であると共に歩留りの良い発光パネル及び発光装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る発光パネルは、孔部を有する陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム板と、該アルミニウム板の陽極酸化皮膜が形成された側に配置された透明電極と、前記孔部に真空封入された放電ガスとを備え、前記アルミニウム板の素地と前記透明電極との間に電圧を加えることにより前記放電ガスがプラズマを発生し、該プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体に照射されることにより該蛍光体を発光させる如き構成とする。
【００１０】
ここで、アルミニウム板の素地と透明電極との間に電圧を加えることにより放電ガスがプラズマを発生し、プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体に照射されることにより蛍光体を発光させる如き構成とすることによって、アルミニウム板の素地と透明電極との間に電圧が加えられ、透明電極で覆われた個所に形成された孔部においてプラズマが発生し得る電圧が得られた場合に孔部が発光する。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る発光体は、孔部を有する陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム板と、該アルミニウム板の陽極酸化皮膜が形成された側にライン状に配置された第１の透明電極と、前記孔部に真空封入された放電ガスとを備え、前記アルミニウム板の素地と前記第１の透明電極との間に電圧を加えることにより前記放電ガスがプラズマを発生し、該プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体に照射されることにより該蛍光体を発光させる如き構成とした発光パネルと、該発光パネルの第１の透明電極側の上部に形成された液晶と、該液晶の上部に、前記第１の透明電極と略９０度の角度をなすようにライン状に配置された第２の透明電極とを備える。
【００１２】
ここで、発光パネルの第１の透明電極側の上部に形成された液晶と、液晶の上部に第１の透明電極と略９０度の角度をなすようにライン状に配置された第２の透明電極を備えることによって、第１の透明電極と第２の透明電極の交差する個所のセルを発光させることができ、一点の個所を点灯することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１４】
図１は本発明を適用した発光パネルの一例を説明するための模式的な断面図を示しており、ここで示す発光パネル１は、アルミニウム板２、保護膜３、透明誘電体層４、透明電極５及びガラス基板６とから構成され、アルミニウム板は９９．９ｗｔ％以上の純度であると共に、孔部７を有する陽極酸化皮膜８が形成されており、この孔部にＨｅ−ＸｅやＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入している。また、アルミニウム板の上部には蛍光体９が塗布された保護膜が形成され、保護膜の上部には透明電極がライン状に配置され、透明電極の上部にはガラス基板が形成されている。
【００１５】
ここで、陽極酸化皮膜は、浴温が０〜５℃であり、濃度が３〜５％である硫酸とマレイン酸とを混ぜ合わせた処理液を用いて、図２で示すように陽極にアルミニウム板を用い、陰極に鉛板を用いて５０〜６０Ｖ程度の電圧を必要な陽極酸化皮膜の膜厚に応じて加えることによって、陽極、即ちアルミニウム板の表面では、
２Ａｌ＋３Ｈ_２Ｏ⇔Ａｌ_２Ｏ_３＋６Ｈ^＋＋６ｅ⁻
の反応が生じ、図３で示すようなメカニズムで黒色の陽極酸化皮膜が形成・成長する。
即ち、アルミニウム板に電圧を加えることにより先ず、図３（ａ）で示すように、アルミニウム素地１０にバリヤー皮膜１１が成長し、続いて、図３（ｂ）で示すように、孔部が発生する。更に電圧を加え続けると、図３（ｃ）で示すように、孔部の部分で皮膜の溶解と生成とが同時に起こって孔部が下方に成長していき、図３（ｄ）で示すように、アルミニウム素地に陽極酸化皮膜が形成・成長する。
【００１６】
なお、陽極酸化皮膜の形成に使用する処理液はアルミニウム板の表面に酸化皮膜を形成することができれば充分であり、必ずしも硫酸とマレイン酸とを混ぜ合わせたものを使用する必要は無く、例えば希硫酸やしゅう酸を処理液として使用しても良いが、希硫酸やしゅう酸を処理液として使用した場合に白色や黄色の陽極酸化皮膜が形成されるのに対して、硫酸とマレイン酸とを混ぜ合わせた処理液を使用すると黒色の陽極酸化皮膜が形成されるので、処理液としては硫酸とマレイン酸とを混ぜ合わせたもの等、黒色の陽極酸化皮膜が形成されるような処理液で処理を行う方が好ましい。
ここで、陽極酸化皮膜が黒色で形成されることにより、即ち、孔部と孔部との隔壁が黒色であることによって、孔部に封入されたガスが発する紫外線が横方向に流れてしまうことを抑制でき、紫外線が充分に蛍光体に照射され鮮明な光を得ることができるために黒色の陽極酸化皮膜が形成されるような処理液で処理を行う方が好ましい。
【００１７】
また、陽極酸化皮膜を形成するアルミニウム板の純度は必ずしも９９．９ｗｔ％以上である必要は無いが、ＪＩＳ規格で定められた５０００系のアルミニウム合金や６０００系のアルミニウム合金、また５０００系及び６０００系のアルミニウム合金で最も多く使用されている５０５２合金や６０６１合金中には、図４に示すように高純度のアルミニウム合金に比べて非常に多くの不純物が含まれており、これらの不純物が含まれるために陽極酸化皮膜の形成中に多くの欠陥が発生し、陽極酸化皮膜に健全な孔部が形成され難くなってしまう現象を抑制するために、アルミニウム板の純度は９９．９ｗｔ％以上である方が好ましい。
【００１８】
また、孔部に封入する放電ガスは放電することによって強い紫外線を発するものであればいかなるガスでも良く、必ずしもＨｅ−ＸｅやＮｅ−Ｘｅに限定されるものではなく、いかなる放電ガスでも構わないが、放電により紫外線を発すると共に、可視光線の発生が少ないガスの方が好ましい。
即ち、放電ガスが発する紫外線が蛍光体に照射されて発する光の色合いの見え方をぼけさせてしまう可視光線の発生が極力少ないＨｅ−ＸｅやＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを用いる方が好ましい。
【００１９】
また、蛍光体は放電ガスが発する紫外線が照射されることにより発する光がガラス基板側から認識することが可能であれば充分であり、必ずしも保護膜に塗布される必要は無く、図５で示すように孔部内に塗布されていても構わない。
【００２０】
上記した本発明を適用した発光パネルでは、アルミニウム素地と透明電極との間に電圧を印加することにより電圧が印加された個所の孔部に封入された放電ガスから紫外線を発生させ、保護膜に塗布された蛍光体に紫外線を照射することによって電圧が印加された個所の孔部を発光させることができる。
即ち、基本的な発光原理はＰＤＰと同様であるが、形成が極めて困難であったリブの代わりに陽極酸化皮膜の隔壁を応用することによって、大型基板の発光パネルを容易に製造することができると共にＰＤＰと比較して製品歩留りの向上を図ることができる。
なお、アルミニウム板の純度を高純度にした場合であっても、例えば、クラックや孔部が潰れた等の現象がない状態の健全な陽極酸化皮膜を広範囲に形成することは非常に困難であるものの、発光する孔部の絶対数を増やすことで、例え数ヶ所の孔部において発光ができない場合であっても、発光パネル全体としてはさほどの問題は生じないと考えられ、歩留りの向上が期待できるものである。
【００２１】
また、本発明を適用した発光パネルは、建築材の外壁に使用することによってビル等の外壁材自身を発光装飾品や広告として利用したり、車のバックライト等の車両用発光部品として利用したりすることも可能である。
【００２２】
図６は本発明を適用した発光装置の一例を説明するための模式的な断面図を示しており、ここで示す発光装置１２は、上記した本発明を適用した発光パネルの一例と同様の構成（ガラス基板を除く）である発光パネル１、絶縁膜１３、液晶１４、第２の透明電極１５、ＲＧＢカラーフィルター１６及び液晶フロントプレート１７とから構成され、発光パネルの上部に絶縁膜が形成され、絶縁膜の上部に液晶、液晶の上部に第２の透明電極、第２の透明電極の上部にＲＧＢカラーフィルター、ＲＧＢカラーフィルターの上部に液晶フロントプレートが形成されている。
【００２３】
ここで、第２の透明電極は、発光パネルの保護膜の上部にライン状に配置された透明電極（以下、第１の透明電極と言う）と９０度の角度をなすようにライン状に配置されており、ＲＧＢカラーフィルターはライン状に配置された第２の透明電極に沿って配置されている。
【００２４】
上記した本発明を適用した発光装置では、アルミニウム素地と第１の透明電極との間に電圧を印加することにより電圧が印加された個所の孔部に封入された放電ガスから紫外線を発生させ、保護膜に塗布された蛍光体に紫外線を照射することによって電圧が印加された個所の孔部を発光させることができ、同時に第１の透明電極と第２の透明電極との間に電圧を印加することにより第１の透明電極と第２の透明電極とが直交する個所に対応する液晶部分のみが孔部が発した光を透過し、一点の個所のみを発光させることができる。
即ち、本発明を適用した発光パネルでは、アルミニウム素地を電極の一つとして使用しているために、ライン状に配置された透明電極に沿ってライン状に光を発することは可能であったとしても、ＰＤＰのように一点の個所のみを発光させることは困難であるが、液晶と発光パネルとを組み合わせた本発明を適用した発光装置においては一点の個所のみを発光させることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の発光パネル及び発光装置では、高輝度であると共に歩留りの良い発光パネル及び発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した発光パネルの一例を説明するための模式的な断面図である。
【図２】陽極酸化皮膜の形成・成長方法を説明するための模式図である。
【図３】陽極酸化皮膜の成長メカニズムを説明するための模式図である。
【図４】アルミニウム合金中に含まれる不純物元素の量を、９９．９ｗｔ％以上の高純度を有するアルミニウムと比較して示した図である。
【図５】本発明を適用した発光パネルの他の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図６】本発明を適用した発光装置の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図７】ＰＤＰの構成を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１　　発光パネル
２　　アルミニウム板
３　　保護膜
４　　透明誘電体層
５　　透明電極
６　　ガラス基板
７　　孔部
８　　陽極酸化皮膜
９　　蛍光体
１０　　アルミニウム素地
１１　　バリヤー皮膜
１２　　発光装置
１３　　絶縁膜
１４　　液晶
１５　　第２の透明電極
１６　　ＲＧＢカラーフィルター
１７　　液晶フロントプレート

Claims

孔部を有する陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム板と、
該アルミニウム板の陽極酸化皮膜が形成された側に配置された透明電極と、
前記孔部に真空封入された放電ガスとを備え、
前記アルミニウム板の素地と前記透明電極との間に電圧を加えることにより前記放電ガスがプラズマを発生し、該プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体に照射されることにより該蛍光体を発光させる如き構成とした
ことを特徴とする発光パネル。
前記陽極酸化皮膜の孔部と孔部とを隔てる隔壁が黒色である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光パネル。
前記アルミニウムの純度は、９９．９ｗｔ％以上である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光パネル。
孔部を有する陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム板と、該アルミニウム板の陽極酸化皮膜が形成された側にライン状に配置された第１の透明電極と、前記孔部に真空封入された放電ガスとを備え、前記アルミニウム板の素地と前記第１の透明電極との間に電圧を加えることにより前記放電ガスがプラズマを発生し、該プラズマが孔部内及び／または孔部の電極側に塗布された蛍光体に照射されることにより該蛍光体を発光させる如き構成とした発光パネルと、
該発光パネルの第１の透明電極側の上部に形成された液晶と、
該液晶の上部に、前記第１の透明電極と略９０度の角度をなすようにライン状に配置された第２の透明電極とを備える
ことを特徴とする発光装置。
前記陽極酸化皮膜の孔部と孔部とを隔てる隔壁が黒色である
ことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
前記アルミニウムの純度は、９９．９ｗｔ％以上である
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の発光装置。