2014 Fiscal Year Annual Research Report
レアアースフリー酸窒化物蛍光体の開発と白色ＬＥＤへの応用
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24656413
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
奥山 喜久夫 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任教授 (00101197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻 崇 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30508809)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 蛍光体 / レアアースフリー / 酸窒化物 / 白色LED / 機能性微粒子 / 粉体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は白色LED用のレアアースフリー酸窒化物蛍光体BCNOの高輝度化、蛍光体粒子分散、ポリマーとのコンポジット化について検討し、以下のような成果を得た。BCNO蛍光体のポリマーコンポジット化へ向けてナノ粒子化を検討した。具体的にはマイクロ波加熱法によりホウ酸、尿素、クエン酸の原料からBCNO蛍光体粒子の合成実験を実施した。その結果、従来の電気加熱炉を用いた合成法と比較して、低温かつ短時間で色むらのないナノサイズのBCNO蛍光体粒子が合成出来ることを見出した。発光波長は、使用するホウ酸、尿素、クエン酸の混合比率で異なり、ホウ酸またはクエン酸に対する尿素の使用量が減少すると、350 nm励起における蛍光波長は短波長化し、内部量子収率は向上した。さらに合成したBCNO蛍光体粒子は、水や有機溶媒中で安定しており、ポリビニルアルコール水溶液中へ混合し、発光ポリマーの合成を検討した結果、ポリマー中に均一に分散されたBCNO蛍光体粒子は，ポリマーによって安定化されて、BCNO粒子単独の場合より内部量子収率が54%と向上することが初めて明らかとなった。さらに、XRF， FTIRおよび1H-NMRの解析結果より、生成粒子はクエン酸アミドまたはクエン酸の縮合物およびそのホウ酸エステル縮合体が形成していることが示唆された。マイクロ波加熱を使用する特徴である早い反応を利用し、反応、蒸発乾固という方法をとることで、排水などの処理も必要なく、省エネルギーの蛍光体合成方法であることも確認された。得られた蛍光体は、無色で均一な発光を示し、ポリマー中に分散しても内部量子収率は低下することなく、着色することもないことがわかった。
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