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照明応用高輝度LEDに適した蛍光体単結晶の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420308
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

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)

研究分担者 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 (70566760)
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)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード高輝度白色LED / 蛍光体 / 単結晶 / 量子効率 / 高輝度白色LED/LD
研究成果の概要

青色LED励起による高輝度白色照明用の新しい蛍光体のコンセプトとして、単結晶蛍光体を提案した。黄色用Ce:Y3Al5O12、緑色Ce:Lu3Al5O12は大型バルク単結晶成長が容易で生産性に優れ、物理的・化学的に安定、酸化の問題もないことから過酷な環境下での利用が可能である。内部量子効率が室温から300℃まで95%以上が維持され、温度安定性が極めて高いことが示された。赤色Ce:(Y1-xGdx)3Al5O12が150℃まで高い量子効率を維持し、幅広い色温度をカバーできることが示された。同時に単結晶蛍光体がLDを光源に用いた超高輝度照明にも適していることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 17件) 備考 (1件) 産業財産権 (11件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] Single-crystal phosphors for high-brightness white LEDs/LDs2016

    • 著者名/発表者名
      E. G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K. Shimamura
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE, Light-Emitting Diodes: Materials, Devices, and Applications for Solid State Lighting XX

      巻: 9768 ページ: 976805-976805

    • DOI

      10.1117/12.2212233

    • NAID

      40020842531

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of Ce:YAG single-crystal phosphors for high-brightness white LEDs/LDs2015

    • 著者名/発表者名
      S. Arjoca, E.G. Villora, D. Inomata, K. Aoki, Y. Sugahara, K. Shimamura
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 2 号: 5 ページ: 0555031-9

    • DOI

      10.1088/2053-1591/2/5/055503

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-Crystal Phosphors for High-Brightness White LEDs and LDs2015

    • 著者名/発表者名
      E. G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K. Aoki, K. Shimamura
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌

      巻: 42 ページ: 119-129

    • NAID

      40020842531

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ce:(Y1-xLux )3Al5O12 single-crystal phosphor plates for high-brightness white LEDs/LDs with high-color rendering (Ra > 90) and temperature stability2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 雑誌名

      Mat. Res. Exp.

      巻: 1 号: 2 ページ: 025041-025041

    • DOI

      10.1088/2053-1591/1/2/025041

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-Ga2O3 and single-crystal phosphors for high-brightness white LEDs & LDs, and β-Ga2O3 potential for next generation of power devices2014

    • 著者名/発表者名
      E.G.Villora, S.Arjoca, K.Shimamura, D.Inomata and K. Aoki
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE Photonic West

      巻: 8787U ページ: 1-12

    • DOI

      10.1117/12.2039305

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Single Crystal Phosphors for High-Power White LEDs and LDs2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K. Aoki, J. Hayashi
    • 学会等名
      Phosphor Global Summit 2016
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single Crystal phosphors for high-brightness white LEDs/LDs2016

    • 著者名/発表者名
      E.G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K. Shimamura
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2016
    • 発表場所
      San Fransisco, USA
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel single crystals for eletro-optical application2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora and N. Ohashi
    • 学会等名
      40th International Conference and Expo on Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Daytona Beach, USA
    • 年月日
      2016-01-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single Crystal Phosphors for High-Power LEDs and LDs2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K. Aoki and J. Hayashi
    • 学会等名
      5th workshop NIMS-UR1-CNRA-Saint Gobain
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Electro-Optic Single Crystal Materials2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora
    • 学会等名
      9th International Physics Conference of the Balkan Physical Union
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Electro-Optoc Single Crystal Materials2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Information Optics and Photonics
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Yellow-Green phosphors based on Ce:(Y,Lu)AG single-crystals for high-brightness / high-power white LEDs & LDs2015

    • 著者名/発表者名
      E. G Villora, S. Arjoca and K. Shimamura
    • 学会等名
      MCARE2015
    • 発表場所
      Jeju Korea
    • 年月日
      2015-02-24 – 2015-02-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Garnet singke crystals for efficient phosphor and optical isolator applications2015

    • 著者名/発表者名
      K.Shimamura, and E.G.Villora
    • 学会等名
      39th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2015-01-25 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temperature dependence of single-crystal phosphors for high-brightness/high-power white LEDs/LDs2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 学会等名
      Japan Electronic Materials Society (JEMS) Conference
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] NOVEL SINGLE CRYSTALS FOR EFFICIENT OPTICAL ISOLATOR AND PHOSPHORS APPLICATION2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura and E. G. Villora
    • 学会等名
      2014ISCGCT
    • 発表場所
      Wonju Korea
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temperature dependence of emission in Ce:YAG single-crystal phosphors for HB wLEDs2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 学会等名
      NCCG-14 (Japan National Conference for Crystal Growth)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Garnet single crystals for efficient optical isolator and phosphor application2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora and S. Arjoca
    • 学会等名
      The 4th NIMS-UR1Workshop 2014
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single Crystal Phosphors for High-Brightness White LEDs and LDs2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, E.G. Villora, S. Arjoca, D. Inomata, K.Aoki, J. Hayashi
    • 学会等名
      MS&T14
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] High-brightness and high color rendering index white LEDs/LDs based on Ce:(Y,Lu)AG single-crystal phosphors2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 学会等名
      The Electrochemical Society of Japan
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Crystal Phosphors for High-Brightness White LEDs and LDs2014

    • 著者名/発表者名
      K.Shimamura, E.G.Villora, S.Arjoca, D.Inomata,K.Aoki,and J.hayashi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Luminescence
    • 発表場所
      Walclaw Poland
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ce:(Y1-xLux)3Al5O12 SHINGLE CRYSTAL PHOSPHORS FOR HIGH-BRIGHTNESS WHITE LEDS2014

    • 著者名/発表者名
      K.Shimamura, E.G.Villira, S.Arjoca, D.Inomata, K.Aoki, and J.Hayashi
    • 学会等名
      The 14th International Balkan Workshop on Applied Physics
    • 発表場所
      Constanta, Romania
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-brightness and high color rendering white LEDs/LDs based on Ce:(Y1-xLux)3Al5O12 single-crystal phosphor plates2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 学会等名
      STAC-8 (The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Bulk single crystal growth of oxides and fluorides for optical applications2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimamura, and E. G. Villora
    • 学会等名
      CIMTEC 2014/ 13th International Ceramics Congress
    • 発表場所
      Tuscany, Italy
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-brightness and high color rendering white LEDs/LDs based on Ce:(Y1-xLux)3Al5O12 single-crystal phosphor plates2014

    • 著者名/発表者名
      Stelian Arjoca, Encarnacion G Villora, Daisuke Inomata, Kazuo Aoki, Yoshiyuki Sugahara and Kiyoshi Shimamura
    • 学会等名
      Materials Science Society of Japan Annual Meeting
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of electro-optical single crystals for energy saving2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Shimamura and Encarnacion G. Villora
    • 学会等名
      38th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Daytona Beach Florida, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal growth of novel single crystals for electro-optical applications2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Shimamura and Encarnacion G. Villora
    • 学会等名
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal growth and optical characteristics of novel single crystals2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Shimamura and Encarnacion G. Villora
    • 学会等名
      CST International Symposium 2013 on Inorganic Functional Materials for Constructing a Sustainable Development
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal growth and optical characteristics of novel single crystals2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Shimamura and Encarnacion G. Villora
    • 学会等名
      The 3rd NIMS-UR1 Workshop
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 蛍光体単結晶

    • URL

      http://www.nims.go.jp/group/oscg/research/YAG.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光体含有部材及び発光装置2014

    • 発明者名
      島村 清史、ガルシア ビジョラ エンカルナシオン アントニア、他
    • 権利者名
      島村 清史、ガルシア ビジョラ エンカルナシオン アントニア、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-09-18
    • 取得年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] YAG単結晶の製造方法2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、東海林利男、福岡昭弘、林潤一他
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、東海林利男、福岡昭弘、林潤一他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-109581
    • 出願年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光体及び発光装置2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、渡邊誠、猪俣大介、青木和夫
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、渡邊誠、猪俣大介、青木和夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-191774
    • 出願年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-189952
    • 出願年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 発光装置2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、佐野広明、青木和夫他
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、佐野広明、青木和夫他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2014

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、青木和夫
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、青木和夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-10-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2013

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、猪股大介、新井祐輔、青木和夫他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-10-23
    • 取得年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光体及びその製造方法、並びに発光装置2013

    • 発明者名
      島村清史、E.G.Villora、渡邊誠、猪俣大介、青木和夫
    • 権利者名
      島村清史、E.G.Villora、渡邊誠、猪俣大介、青木和夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-04-18
    • 取得年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2013

    • 発明者名
      ガルシアビジョラエンカルナシオンアントニア/島村清史/他
    • 権利者名
      ガルシアビジョラエンカルナシオンアントニア/島村清史/他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-220681
    • 出願年月日
      2013-10-23
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 単結晶蛍光体及び発光装置2013

    • 発明者名
      島村清史/ガルシアビジョラエンカルナシオンアントニア/他
    • 権利者名
      島村清史/ガルシアビジョラエンカルナシオンアントニア/他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-220682
    • 出願年月日
      2013-10-23
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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