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2007 年度 実績報告書

パノスコピック形態制御された希土類系発光材料の高次設計と高効率蛍光体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16080218
研究機関東京工科大学

研究代表者

山元 明  東京工科大学, バイオニクス学部, 教授 (00247298)

キーワード蛍光体 / 発光ダイオード / 残光 / 窒化物 / 酸窒化物 / 希土類 / フラックス / トラップ
研究概要

1.白色発光ダイオード(LED)用に適した黄色発光蛍光体MSi_2O_2N_2:Eu^<2+>(M=Sr,Ba)の粒形制御。層状結晶構造を反映してこの物質の粒子は板状で、破砕による小粒子が生成する。板状粒子は下地の青色LED上への均一塗布が難しい。また、小粒子は発光効率の低下を招く恐れがある。そこで、合成に用いるフラックス材料を検討し、K_2B_4O_7などのホウ酸アルカリにより球状に近い粒形を実現した。しかし、これらのフラックスにより一部酸化反応が起こり、不純物相として効率の低いM_3Si_6O_2N_9:Eu^<2+>が副生し、発光効率が低下した。
2.新たな橙色長残光蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu^<2+>,Tm^<3+>の開発と合成法の検討。(1)還元雰囲気下焼成においても酸素を含むCaSi_2O_2N_2:Eu^<2+>が副生し、Siに対してCaが目的式量以上に消費される。そこで、原料のCa_3N_2を過剰に加えることにより残光強度の高い試料が得られた。初期値の1%に減衰する時間は10分、0.1%は約1時間で、Y_2O_2S:Eu^<3+>系の既知赤色長残光蛍光体を凌ぐ特性が得られた。(2)Tm^<3+>の添加により新たな熱発光ピークが320K付近に生じ、これが長残光の原因となる。Eu^<2+>の局在励起(4f-5d遷移)により強い残光と熱発光が認められることから、Eu^<2+>とTm^<3+>が互いに近くにある場合に、残光を生じる有効な電子トラップを形成すると考えられる。
3.電界放射ディスプレイ用青色蛍光体Y_2SiO_5:Ce^<3+>や窒化物など多数の物質について、電子線照射による化学結合の切断の結果発生するイオンの分析を試みた。電子線加速電圧25kV、最大電流0.5mAで照射したが、吸着ガスが検出されるのみであるため、基板を熱伝導性の低いものに変えるなど条件を厳しくしてさらに検討している。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Phosphors for White LEDs in the Next Stage2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yamamoto,
    • 雑誌名

      Journal of Lighting & Visual Environment 32

      ページ: 19-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of Ba_3MgSi_2O_8:Eu^<2+> Blue Phosphor and Ba_3MgSi_2O_8:Eu^<2+>, Mn^<2+> Blue-Red Phosphor under Near-Ultraviolet-Light Excitation2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Umetsu, S. Okamoto and H. Yamamoto,
    • 雑誌名

      Journal of. the Electrochemical Society 155

      ページ: J193-J197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and Luminescence Properties of SrSi_2O_2N_2:Eu∧2+ Phosphors for White LEDs2007

    • 著者名/発表者名
      B.-G. Yun, K. Machida, and H. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Society of Japan 115

      ページ: 619-623

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Luminescence Properties of Sr_1-uBa_uSi_2O_2N_2:Eu∧2+, Yellow or Orange Phosphors for White LEDs, Synthesized with (Sr_1-uBa_u)_2SiO_4:Eu∧2+ as a precursor2007

    • 著者名/発表者名
      B.-G. Yun, Y.Miyamoto, and H. Yamamoto,
    • 雑誌名

      Journal of. the Electrochemical Society 154

      ページ: J320-J325

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescent Properties of (La, Eu, Sm)_2W_3O_12 Red Phosphor for Near-UV-LED-Based Solid-State Lighting2007

    • 著者名/発表者名
      S. Okamoto and H. Yamamoto
    • 雑誌名

      Electrochemistry and Solid-State Letters 10

      ページ: J139-J142

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Investigations for Excitation Properties of Ba_1-χEu_χMgAl_10O_172007

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshida, T. Yamazaki, H. Toyoshima, S.Watanabe, K. Ogasawara and H. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of. the Electrochemical Society 154

      ページ: J196-J200

    • 査読あり
  • [学会発表] 白色LEDの高出力化に対応した蛍光体の物性2008

    • 著者名/発表者名
      山元 明
    • 学会等名
      電気化学会第75回大会
    • 発表場所
      山梨大学
    • 年月日
      2008-03-31
  • [学会発表] 白色LED用黄色蛍光体(Sr,Ba)Si_2O_2N_2:Eu^<2+>のフラックスによる粒形制御2008

    • 著者名/発表者名
      山内 学、飯塚純子、宮本快暢、山元 明、木島直人
    • 学会等名
      第55回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-30
  • [学会発表] 蓄光性蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu,Tmの高温高圧焼成による特性改善2008

    • 著者名/発表者名
      本名佑也、加藤 光、宮本快暢、山元 明
    • 学会等名
      第55回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-30
  • [学会発表] 燈色蓄光性蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu, Tmの残光機構2007

    • 著者名/発表者名
      宮本快暢、加藤 光、本名佑也、山元 明
    • 学会等名
      第320回蛍光体同学会講演会
    • 発表場所
      日本化学会会館
    • 年月日
      2007-11-30
  • [学会発表] 橙色畜光性蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu, Tmの残光機構2007

    • 著者名/発表者名
      宮本快暢、加藤 光、本名佑也、山元 明
    • 学会等名
      第320回蛍光体同学会講演会
    • 発表場所
      日本化学会会館
    • 年月日
      2007-11-30
  • [学会発表] Phosphors for White LEDs in the Next Stage2007

    • 著者名/発表者名
      H. Yamamoto
    • 学会等名
      1st Intl. Conf. on White LEDs and Solid State Lighting
    • 発表場所
      ホテルパシフィック東京
    • 年月日
      2007-11-28
  • [学会発表] 澄色蓄光性蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu, TmのEu, Tm濃度依存性による残光機構の考察2007

    • 著者名/発表者名
      宮本快暢、加藤 光、本名佑也、山元 明
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] 蓄光性蛍光体Ca_2Si_5N_8:Eu, TmのCa原子比による発光特性の変化2007

    • 著者名/発表者名
      加藤 光、宮本快暢、本名佑也、山元 明
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
  • [産業財産権] 蛍光体・蛍光体含有組成物・発光装置・画像表示装置及び照明装置2008

    • 発明者名
      松尾仁史, 宮本快暢, 山元明, 三上昌義, 上田恭太, 木島直人
    • 権利者名
      三菱化学(株)
    • 産業財産権番号
      特願2008-018538
    • 出願年月日
      2008-01-30
  • [産業財産権] 蛍光体、該蛍光体を含有する組成物、発光装置、照明装置及び画像表示装置2007

    • 発明者名
      山元 明, 宮本快暢, 加藤 光, 田村幸士, 附田涼平, 成松尚久, 上田恭太
    • 権利者名
      三菱化学(株)
    • 産業財産権番号
      特願2007-238056
    • 出願年月日
      2007-09-13

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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