(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に大面積ＥＬ素子の作成を可能とする無機材料からなる白色系蛍光体を提供する。【解決手段】通常の出来るだけ高純度のアルミニウム板を電解研磨し、その後、このアルミニウム板を電解溶液中で５〜２０時間陽極酸化する。すると、アルミニウム板の表面に微細孔を有するポーラス皮膜、すなわちアモルファス状多孔質アルミナ層４を有する白色系蛍光体１０が得られる。この白色系蛍光体１０は波長４１０ｎｍにピークを有するスペクトルを示す。この白色系蛍光体１０のアモルファス状多孔質アルミナ層４の上に黄色発光の蛍光材料を塗布すればスペクトル合成により簡単に白色発光体を生成可能である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム板を電解質溶液中で陽極酸化してなるアモルファス状多孔質アルミナ層を少なくとも表面に有してなることを特徴とする白色系蛍光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色光源とし得る白色系蛍光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
照明用光源としては白色光が最適であり、また液晶表示装置等のバックライトには白色光が使用される等々の事情から、白色光源は非常に需要が多い。一方、光源としては、サイズが小さく周辺回路構成等ができるだけ単純、簡易なものであること、寿命が長いこと、発光効率が良いこと、安価であること等が望まれる。現在では半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）が、これら条件を満たす最適の光源であるというのが一般的な認識であるが、それに代わるものとして、白色ＥＬ素子が期待されており、多大な額の市場が見込まれている。また、白色ＥＬ素子は大面積が簡単に得られるため、次世代照明器具としても期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため現在、有機材料を用いたＥＬ発光素子の研究が盛んに行われている。ところが有機ＥＬ発光素子の場合、外的環境に対する安定度、耐久性、低コスト性、大面積性の点で解決すべき点が多いとされている。
【０００４】
そこで本願発明者は、無機材料を用いてこのような問題を解決できるか否かを鋭意研究した結果、アルミニウムを用いた白色系蛍光体を作り出すことに成功した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る白色系蛍光体のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、アルミニウム板を電解質溶液中で陽極酸化してなるアモルファス状多孔質アルミナ層を少なくとも表面に有してなることを特徴とする。すなわち本発明は、通常のアルミニウム板を電解質溶液中で陽極酸化し、アモルファス状多孔質アルミナを得ることで白色系蛍光体を得る。
【０００６】
【発明の実施の形態及び実施】
以下本発明の施の形態及び実施例図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る色系蛍光体の製造過程を示す図である。まず前処理作業として、通常のアルミニウム板できるだけ高純度のものが好ましい）を電解研磨する。
【０００７】
ついで図１に示すように、前処理したアルミニウム板１を電解質溶液２中で陽極酸化する。本願発明者は、電解溶液２にはシュウ酸または硫酸を温度１．４℃程度として用い、電解時間は５〜２０時間程度とし、陰極板３はＰｔとした。この処理により、図２に示すように、アルミニウム板１の表面に微細孔を有するポーラス皮膜、すなわちアモルファス状多孔質アルミナ層４を有する白色系蛍光体１０を得た。
【０００８】
なお図３は陽極酸化アルミナのＳＥＭ写真である。この写真のアルミナには、直径２０〜４０ｎｍの細孔が存在している。
【０００９】
ついで図４に示すように、ＵＶ光源５と光ファイバ６を用いて上述のアモルファス状多孔質アルミナ層４を有する白色系蛍光体１０のアルミナ生成表面にＵＶ光７を照射し、その反射特性をスペクトル解析した。発光スペクトルは室温で測定した。その結果、白に近い青白色の発光が得られた。そのフォトルミネッセンススペクトルを調べたところ、図５に示すように、波長４１０ｎｍにピークを有し、約６００ｎｍまで裾を引くスペクトルが観測できた。この光は、人間の目には、青白い光としてとらえられる。なお図５（Ｃ）のように酸化時間が若干短いと強度が小さい傾向が見られ、また長くしても図５（Ａ、Ｂ）からわかるようにあまり変化がないので、酸化時間は５時間程度以上とすればよいであろう。図５（Ｄ）はバックグラウンドであるレーザ光のスペクトルである。
【００１０】
図６は、陽極酸化後のアルミナ膜を空気中にて熱処理した場合のフォトルミネッセンススペクトルのグラフを示す図である。陽極酸化後のアルミナ膜に対して空気中にて３００、４００、５００℃、５時間の熱処理を行った結果、５００℃の試料がもっとも発光することがわかった。また熱処理によって発光強度が３倍近く強くなることがわかった。
【００１１】
図７は、同じくアルミナ膜のＸ線回折パターンを示す図である。熱処理前では、回折ピークは見られないことから、この薄膜はアモルファス状であることがわかる。５００℃、５時間の熱処理を行った膜では、弱いながら回折ピークが観測され、結晶化が進んでいることがわかる。
【００１２】
また図８は、同じくアルミナ膜のＸＰＳ測定（酸素１ｓ）の結果を示す図である。ｘ線光電子分光法により酸素１ｓピークを調べたところ、熱処理を施していない場合、１ｓピークは２つに割れており、これらは酸化物とＯＨ基の寄与であることがわかる。熱処理を行うと、ＯＨ基のピークはなくなり、酸化物を示す１つのピークだけになる。
【００１３】
なお図９は比較例として通常のアルミナボート（Ａ）及びアルミナ板（Ｂ）の例を示す。図７（Ｃ）は図５（Ｄ）と同じくバックグラウンドであるレーザ光のスペクトルである。
【００１４】
図５からわかるように、本願発明に係る白色系蛍光体０のスペクトルは、他の青色発光素子のスペクトルと比較すると、半値幅が広く、長波長側までスペクトルが分布することが特徴的である。発光色が白に近いことから、白色ＥＬ素子材料に適しているといえる。また、発光値の調整もアモルファス状多孔質アルミナ層４の上に黄色発光の蛍光材料を塗布するだけでスペクトル合成により簡単に白色発光体を生成することが可能である。
熱処理前では、回折ピークは見られないことから、この薄膜はアモルファス状であることがわかる。５００℃、５時間の熱処理を行った膜では、弱いながら回折ピークが観測され、結晶化が進んでいることがわかる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る白色系蛍光体は、以上説明してきたように、アルミニウム板を電解質溶液中で陽極酸化してなるアモルファス状多孔質アルミナ層を少なくとも表面に有してなるので、通常のアルミニウム板を電解質溶液中で陽極酸化してアモルファス状多孔質アルミナ層を生成するだけで青白い光を発光する白色ＥＬ素子材料に適している素材を得られ、大面積ＥＬ素子の作成に資するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る白色系蛍光体の製造過程を示す図である。
【図２】本発明に係る白色系蛍光体の断面図である。
【図３】図３は陽極酸化アルミナの図面代用ＳＥＭ写真である。
【図４】本発明に係る白色系蛍光体にＵＶ光を照射する実験例を示す図である。
【図５】本発明に係る白色系蛍光体のサンプルの発光スペクトルを示す図である。
【図６】陽極酸化後のアルミナ膜を空気中にて熱処理した場合のフォトルミネッセンススペクトルのグラフを示す図である。
【図７】同アルミナ膜のＸ線回折パターンを示す図である。
【図８】同アルミナ膜のＸＰＳ測定（酸素１ｓ）の結果を示す図である。
【図９】比較例の発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１  アルミニウム板
２  電解質溶液
３  陰極板
４  アモルファス状多孔質アルミナ層
５  ＵＶ光源
６  光ファイバ
７  ＵＶ光
１０  白色系蛍光体
【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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