2011 Fiscal Year Research-status Report
白色ＬＥＤ用窒化物蛍光体の温度消光メカニズムに関する研究
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23560811
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
解 栄軍 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (00370297)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 聡之 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (50354428)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / 窒化物 / 温度特性 / 熱劣化 / ガス圧焼結 / 白色LED |
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| Research Abstract |
本研究には、さまざまな窒化物蛍光体の組成（O/N比、固溶体など）や結晶構造（結晶凝縮度など）に対し、蛍光体のバンドギャップ構造、最低5dエネルギー準位、発光寿命、発光イオンの価数および温度消光動エネルギーの分析を行い、温度消光メカニズムを解明することを目的とする。さらに、温度消光メカニズムに基づいてバンドギャップエンジニアリングや表面修飾など手法を利用し、長寿命・高信頼性白色LED用窒化物蛍光体の温度特性・耐久性の向上を図る。 今年度赤色発光Sr2Si5N8蛍光体の温度消光を調査し、熱劣化メカニズムは最初に明らかにした。 (Sr1-xBax)2Si5N8:Eu（x=0-1）サンプルはガス圧焼結により作製した、その温度特性を測定した。結果としてには、熱劣化がBaを部分置換することにより減少した。その中、(Sr0.5Ba0.5)Si5N8:Euの蛍光体は最小の熱劣化を示した。小さな熱劣化は、Baの置換と増加 したバンドギャップに起因することを想定した。 開発した熱劣化が少ない赤色蛍光体を用いて，青色LED チップとを組み合わせて赤色LEDランプを作った。さらに、連続点灯1000 時間の実証試験を実施した。その結果は、点灯時間によるLEDの光束や色度座標の変化は非常に小さいことを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通り設計した(Sr,Ba)2Si5N8:Euサンプルが合成され、その温度消光特性を検討し、温度特性と化学組成との関係を明らかにした。海外派遣プログラムにより、くつかのCe3+/ Yb2+をドープした蛍光体サンプルが用意されていない、Euの価数の分析はまだ完了していません。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度の間に、我々は以下のように研究テーマを実施し、窒化物蛍光体の熱劣化を明らかにし、最終的に白色LED用信頼性が高い蛍光体を開発する。 (1) 窒化物蛍光体（例えば、Sr2Si5N8、CaAlSiN3）のバンドギャップ構造および温度消光における化学組成の効果を調査すること。 (2) 酸窒化物蛍光体の温度消光とO / N比を相関させること。(3) 加工条件を最適化することによって窒化物蛍光体粉末の結晶性を高めることにより、表面欠陥やトラップを減らすために。 (4) 局所構造、バンドギャップ構造とEuの価数を分析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
１．物品：高温管状炉（JPY1,000,000）２．消耗品：窒素ガス、水素/窒素混合ガス、坩堝、薬品、ヒーター交換品など（JPY700,000）３．旅費：IDW2012 (JPY150,000)
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