JPS60205989A - 固体蛍光素子の製造法 - Google Patents

固体蛍光素子の製造法

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JPS60205989A
JPS60205989A JP59060153A JP6015384A JPS60205989A JP S60205989 A JPS60205989 A JP S60205989A JP 59060153 A JP59060153 A JP 59060153A JP 6015384 A JP6015384 A JP 6015384A JP S60205989 A JPS60205989 A JP S60205989A
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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】 仝うt5明は、アルミニウム部材に陽極酸化処理して形
成される多孔質層内に希土類元素蛍光体を電気化学的手
段で封入するようにした固体蛍光素子及びその製造法に
関する。
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(Tb )等の希土類元素の
付活剤による固体発光素子として、例えば、アルミニウ
ム線に対し隼オプを037%合金したものを1%リン酸
溶液、140vで陽極酸化中にオレンジ色のEL発光を
行なわセること、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DC陽極酸化することにより、テルビウム特有の
緑QEL発光が得られることなどが知られており、更に
は蒸着法によってEuをTaに添加し、これを陽極酸化
しながら赤色EL発光を行なわせること等が報告されて
いる。これらの手法は、しかしながら、いずれもアルミ
ニウムに合金として希土類元素等を添加しなければなら
ず、その為、固体発光素子としては極めて高価なものと
なって実用上大きな難点がある。
本発明は、そこで上記の如き合金手段によらず、電気化
学的安価な手法によって希土類元素蛍光体をアルミ+ウ
ム陽極酸化皮膜の多孔質皮膜層に付活封入するようにし
た新規な固体蛍光素子及びその製造法を提供するもので
あって、その為に本発明によれば、斯かる固体蛍光素子
は、アルミニウム箔に陽極酸化処理を施して多孔質皮膜
層を形成し、これをユーロピウム又はテルビウム等の希
土類元素蛍光体塩溶液に浸漬して上記多孔質皮膜層の孔
中に該蛍光体を封入した後、熱処理し、次いで再陽極酸
化処理を施すという手段で構成されるものである。多孔
質皮膜層に封入された蛍光体の流出等を防止する為に蛍
光体の封入された孔中に導電性部材を充填するか又は化
学的手段で封孔処理することも可能であり、更に上記多
孔質皮膜層の孔中に対する蛍光体封入量及び安定性を高
める為に最初の陽極酸化処理工程後に、それより低い電
圧による二次陽極酸化処理を施して各孔中の底部に更に
微細な封入孔を形成するのが好ましい。このような固体
蛍光素子は、また、アルミニウム板の@極酸化処理で得
られる多孔質皮膜層中に上記の如き蛍光体封入処理後、
逆電解処理を施して多孔質皮膜層のみをアルミニウム母
材から剥離させて皮膜状にも構成できるものである。
以下、図示の実施例を参照しながら本発明を更に詳述す
ると、第1図(11〜(4)は本発明による固体蛍光素
子の製造工程を概念的に説明する為のものであって、第
1図(11のように、厚さ約0.1 m程度で純度約9
9.99%程度のアルミニウム箔10表面2は例えば1
1!解研磨手段で平担に形成され、次に前処理として5
重社%のN a OH中で65℃、2分間浸漬処理した
のち十分に水洗する。そして、同図(2)のように、こ
のアルミニウム箔1を硫酸洛中で陽極酸化処理すること
により、その表面に無数の孔3を有する多孔質皮膜層4
とその底部にバリヤ層5を形成することができる。この
場合の硫酸浴濃度は約10%で、電解電圧はAC22V
前後でよく、これにより多孔質皮膜層4には孔3の直径
が約150A程度で数億個/ cl1位の密度のものを
厚さ100μm以上に形成することが可能である。この
多孔質皮膜層4の厚さは、勿論、その陽極酸化処理時の
通il量を適宜制御することにより所望の厚さに制御す
ることができる。多孔質皮膜層4とアル1=ウム箔1の
母材との境界領域に形成されるバリヤ層5の厚さはほぼ
200A程度となる。斯かる第−次陽極酸化処理工程後
に、望ましくは、第1図(3)のように10%程度の硫
酸洛中においてAC約8v〜IOV位の低電圧で二次陽
極酸化処理を施して番孔3の底部に更に微細孔3Aを形
成し、蛍光体の封入面積を増加させると共にその付活領
域の強化と安定化を図るのが鼾ましい。バリヤ層5は、
この二次陽極酸化処理工程の採用により、その厚さが好
適に増強される。このような処理によるA I、03か
らなる多孔質皮膜層4に対しては、希土類元素蛍光体塩
溶液に浸漬して多孔質皮膜層4の番孔3及びその底部の
微細孔3人中に、第1図(4)に示すように、希土類元
素蛍光体6を付活封入することとなる。この場合の希土
類元素蛍光体塩溶液としては、Eu塩溶液又はTb塩溶
液を用いた。
ここで、ユーロピウムについては、E u 2G904
)。
水溶液、Eu (NO3)3 水溶液、Eu (NO3
)3 エタノール溶液、Euクエン酸錨体溶液を使用で
き、また、テルビウムについても同様の溶液である。
このような希土類元素蛍光体塩溶液に対する浸漬処理後
、温度約1000℃、30秒〜60秒の条件で熱処理を
施すと、多孔質皮膜は劃れることなく、α−A l、 
03化に近い状態のものを得ることができる。次いで、
蛍光体6の封入された多孔質皮膜層4の再陽極酸化処理
を施す為に第2図の如く素子7をアノードとし、99.
85%アルミニウム板10をカソードとなるように電源
11に接続し、これをピーカ8中のホウ酸アンモニウム
浴9で再化成処理して皮膜層4のα化、すなわちy −
AI203中α−AI、03化を行なう。化成条件とし
ては、サーモメータ12,13及びバーナ14の使用で
温度約170℃前後、電流50mA程度で約10分位で
ある。この処理後、真子7は乾燥処理されて固体蛍光素
子17とすることができる。このような素子17は、多
孔質皮膜層4の孔3に蛍光体6が封入された状態である
ので、第3図では番孔3に例えばモノマー状ポリアセチ
レン性の導電性部材15を充填するか又は沸騰蒸留水中
で封孔処理を施し、封入蛍光体6の固定化を図るのが好
ましい。
第3図の場合では、斯かる封孔処理後の多孔質皮膜層4
上に更に蒸着法又は印刷手段等で電極16を形成−する
ようにした固体蛍光素子18を示す。なお、第1図にお
いて、アルミニウム箔1の代りにアルミニウム板を用い
て得られる固体蛍光素子は、これに逆電解処理を加える
ことによって、第4図の如く、アルミニウム板の母材か
ら剥ju11した多孔質皮膜層4及びバリヤ層5のみか
らなる皮膜状の固体蛍光素子19を得ることも可能であ
る。
上記の如<(1q成された固体蛍光素子17゜18.1
9は、第5図に示すように紫外線又は電子線による励起
手段によって発光動作させることが可能である。例えば
、紫外線励起手段の場合 /、lλ光体6がE uのと
き253nmでオレンジ色、3.65間mで赤色に発光
し、またTbのときでは253 Ilm及び365旧n
共に黄緑色に発光する。また、このような素子17.1
8.19は、第6図の如く適当なtli極21,22間
に挟持させて交流電界23を加えて発光動作さゼること
も可能となる。
なお、他の励起手段としては、f4! 7図のように、
少なくとも素子17.19を例えばホウ酸アンモニウム
溶液中に浸漬し、炭素対向電極に50)Iz、2 ov
 〜5 oVACを印加することにより、蛍光体6に特
有の鮮紅色又は黄緑の安定な全面発光を得ることができ
る。
Euの場合、このような赤色発光は、618nmにEu
’十付油付活剤固有光ピークを有し、その周波数特性と
しては、20Hz〜30Hzで最大輝度となる。
本発明による固体蛍光素子は、上記の如く、高価な希土
類元素蛍光体をアルミニウム陽極酸化皮膜に電気化学的
手段で微量に封入することが可能であって安定した発光
動作を行なわせることができる。特に本発明によれば、
このような固体蛍光素子を安価に製造できること、発光
動作速度に優れたものが得られる他、全体を高い強度に
構成できる等の有利性がある0
【図面の簡単な説明】
第1図(1)〜(4)は本発明の一実施例による固体蛍
光素子の製造工程図、第2図は第1図の再陽極酸化処理
工程の具体例を示す図、第3図は第1図(4)で得られ
た素子に対する封孔処qと厄儒ル病処理とを施した固体
蛍光素子の他の例を示す概念的な断面構成図、第4図は
第1図(4)の素子に逆電解を施して多孔質皮膜層とバ
リヤ層からなる皮1漠状固体蛍光素子を構成した例の概
念的な断面構成図、第5図、第6図及び第7図は本発明
による固体蛍光素子の励起手段を説明する為の図である
。 1 ・・・・・・・・・ アルミニウム箔3 ・・・・
・・・・・孔 4 ・・・・・・・・・多孔質皮膜層 5.5A ・・・・・・・・・ バ リ ャ 層3A 
・・・・・・・・・ 微 細 孔6 ・・・・・・・・
・封入蛍光体 15 ・・・・・・・・・充填導電性部材16・・・・
・・・・・電極 17、1B、 19・・・・・・・・・固体蛍光素子出
願人 日本メクトロン株式会社 代理人 弁理士 鎌 1) 秋 光( 171i11iの浄3(内容に変釘なし1才1図 第2図 第3図 6 5 3・ 4 し1 6 6 6 第5図 3/7図 手続袖正書(方テ0 昭和59年7月251−1 特許庁長官志賀 学殿 1 事件の表示 IVI和 59イ1 特 、、、泡、、窮6o1蜘号2
発明の名称 固体蛍光素子及びその製造法3、 補正を
する者 事件との関係特許出願人 、;、11 if 、%(東京都港区芝大門1丁目12
番15号1に ’ ”ヲ1(j箱、)日木メク1−ロン
株式会社4・ 代 理 人 〒I l O: i’EL
、(031836−0(141手続補正書(自多@) 昭和59年12月7日 特許庁長官志賀 学殿 1、11件の表示 ゝ、が\ 1vロu59年特許願−第 060153号2、発明の
名称 固体蛍光素子及びその製造法3、 補正をする者 月1イ11との関係 特許出願人 −) リif ノ 東京都港区芝大門1丁目12番15
号n: ++r 日本メクトロン株式会社 民 乙(名称) 4、 代 理 人 〒11 Q : 1’EL、(03
) 836−09416、 補正により増/Jl目−る
発明の数 なし補正の内容 (1)明細書第3頁第8行のにAゾ」を「ネイジt、、
 (N di 1 と譲正しま4゛。 (2)同第6頁第4行0) r’ A C22V J 
rjr’ I) C22V 1 と+lJ正しまず。 (311ift E(第15行の1AC約8VJを[」
)C約8Vl と1丁正しLず。 (41回m 8 頁第34iの1ホウ酸フンモニウム1
を「溶融塩J と訂正しま1゜ (5)同第9頁第20行の1−5011z、2(IV〜
50VACJを rAC20v〜s OVJ と訂正しま1゜ (6) 同第10頁第5行のr 20 Hz〜30 H
2Jをrs 00 Hz〜6008zJ と訂正しまず。 以 上

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) アルミニウム箔の陽極酸化処理で形成された多
    孔質層の孔中に希土類元素からなる蛍光体を封入させる
    ように構成したことを特徴とする固体蛍光素子。
  2. (2) 前記蛍光体がユーロピウム又はテルビウムであ
    る特81°請求の範囲(11の固体蛍光素子。
  3. (3) アルミニウム箔の@極酸化処理により多孔質皮
    膜層を形成し、これを希土類元素からなる蛍光体塩溶液
    に浸漬した後、加熱処理を施し、次いで再陽極酸化処理
    を行なうことを特徴とする固体蛍光素子の製造法。
  4. (4) 前記蛍光体塩溶液がニールビラム塩溶液又はテ
    ルビウム塩溶液である特許請求の範囲(3)の固体蛍光
    素子の製造法。
  5. (5) 前記多孔質皮膜層に形成された孔の底部に微細
    孔を形成する為に二次陽極酸化処理を施すようにした特
    許請求の範囲(3)又は(4)の固体蛍光素子の製造法
  6. (6) 前記加熱処理が1000℃前後で30秒〜60
    秒の条件で行なわれる特許請求の範囲(3)〜(5)の
    いずれかの固体蛍光素子の製造法。
  7. (7) 前記再陽極酸化処理がホウ酸アンモニウム洛中
    で行なわれる特許請求の範囲(3)〜(6)のいずれか
    の固体蛍光素子の製造法。
  8. (8) アルミニウム板に陽極酸化処理を施して多孔質
    皮膜層を形成し、これを希土類元素からなる蛍光体塩溶
    液に浸漬し、次いで再陽極酸化処理を施した後、逆電解
    を加えて上記多孔質皮膜層をアルミニウム母材から剥離
    させ、これを加熱処理に付すことを特徴とする固体蛍光
    素子の製造法。
  9. (9) 前記蛍光体塩溶液がユーロピウム塩溶液又はテ
    ルビウム塩溶液である特許請求の範囲(8)の固体蛍光
    素子の製造法。
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