2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
25420308
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
島村 清史 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, グループリーダー (90271965)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ビジョラ ガルシア 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, 主任研究員 (90421411)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 高輝度白色LED / 蛍光体 / 単結晶 / 量子効率 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
高輝度化に適した樹脂フリーの白色LED/LDを実現するため、YAG（Y3Al5O12)系単結晶蛍光体を提案している。初年度はCe:YAG単結晶、二年度はCe:(Y1-xLux)3Al5O12（YLuAG）に着目したが、今年度はCe:(Y1-xGdx)3Al5O12（YGdAG）に着目し、当該目的に関する検証を行った。実用性を考えた場合、色の制御が重要であり、Ce:YAGで黄色、Ce:YLuAGで緑色が達成されたため、ここではYのGdによる置換効果を検討した。
（１）Ce:YGdAG単結晶の育成：Czochralski法を用い、Gd濃度が異なる直径約2cm、長さ約12cmの単結晶を育成した。Gd濃度を測定し、Gd濃度と格子定数の関係を調べた。Gdで100%置換するとペロブスカイト相が安定となるため、ガーネット相を維持できるGdの固溶限界はおよそ20%程度に限定されることが分かった。
（２）発光スペクトルの変化：Gd濃度の変化による格子定数のわずかな増加により、発光のピーク波長がわずかに赤色側にシフトすることが分かった。
（３）量子効率の温度依存性：Ce:YAGとCe:YLuAGでは温度上昇による量子効率の低下は全く見られなかったが、Ce:YGdAGの場合、Gd濃度の増加に伴い、温度上昇による量子効率の低下が大きくなる傾向がみられた。しかしながら、市販の粉末セラミックス蛍光体よりは温度依存性に優れ、かつ、Gd濃度を18.5%とした場合でも、150℃における量子効率は0.9以上を維持できることが分かった。
（４）色温度：励起光源である青色の波長を変化させ、色温度の算出を行った。その結果、Gd濃度の増加は色温度の減少に効果的であり、特に励起波長を440nmとした場合、Gd濃度が5%程度までで、室温で5500Kから6500Kが達成可能であると推測された。
|
