蛍光体ナノ結晶の合成とＥＬデバイスへの応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23350094
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 伯田 幸也 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (30250707)
• 研究分担者: 陶 究 産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (60333845)
• 連携研究者: 高島 浩 産業技術総合研究所, 光電子研究部門, 主任研究員 (10357353)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電気・磁気デバイス / ナノ蛍光体 / 水熱合成 / ＥＬデバイス

研究概要

高温高圧水中での水熱反応により希土類金属をドープしたペロブスカイト型金属酸化物ナノ蛍光体の合成に成功した。ナノ蛍光体の粒子径は20～40nmであり、その量子効率は最大で12％に達した。得られたナノ粒子を用いて作成した分散型EL素子は、1kHzの交流電界場において、典型的な電界発光挙動を示した。さらに分散層を薄膜化することで数Vの低電圧でもEL発光できた。金属酸化物ナノ粒子を使った新規な分散型EL発光デバイス利用が可能性であることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Continuous hydrothermal synthesis of Ca1-xSrxTiO3 solid-solution nanoparticles using a T-type micromixer (2014)
  • 著者名/発表者名: 小野剛, 陶究, 青木光子, 伯田幸也, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 佐藤敏幸, 日秋俊彦
  • 雑誌名: JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS 巻: vol. 85 ページ: 159-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Photoluminescence Property of Praseodymium doped Calcium Titanate Nanocrystals (2014)
  • 著者名/発表者名: 南公隆, 伯田幸也, 大原基広, 青木光子, 陶究, 高島浩
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: vol. 50, no. 41 ページ: 19-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Hydrothermal Synthesis of Pr-doped Ca0. 6Sr0. 4TiO3 Red Phosphor Nanoparticles using Corrosion Resistant Microfluidic Devices with Ti-lined Structure under High-Temperature and High-Pressure Condition (2013)
  • 著者名/発表者名: 陶究, 小野剛, 伯田幸也, 高島浩, 浜根大輔, 佐藤剛史, 大原基広, 青木光子, 竹林良浩, 依田智, 日秋俊彦, 古屋武
  • 雑誌名: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL 巻: vol. 239 ページ: 360-363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and PL/EL Property of Rare-Earth Doped Perovskite Metal Oxide Nano Crystals Using Supercritical Water Method (2012)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 南公隆, 青木光子, 大原基広, 陶究, 竹林良浩, 依田智, 高島浩
  • 雑誌名: Proccedings of The International Display Workshops 巻: vol. 19 ページ: 1715-1718
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of rare-earth doped zirconia nanoparticles via supercritical hydrothermal method for luminescence properties (2011)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 陶究, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 高島浩
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: vol. 512-515 ページ: 59-64
  • 査読あり
• [学会発表] 超臨界水熱合成法で作成されたBaTiO3ナノ結晶の広帯域光散乱分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武貞正樹, 伯田幸也, 高島浩, 小野寺彰
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] 流通式水熱合成法で合成した酸化物ナノ結晶を用いた分散型EL素子の発光特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木光子, 池上敬一, 伯田幸也, 高島浩
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] 分散型EL用ペロブスカイト型酸化物蛍光体ナノ粒子の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木光子, 高島浩, 伯田幸也
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] ペロブスカイト型酸化物蛍光体ナノ粒子を用いた粉末型EL素子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川祐希, 三浦登, 伯田幸也, 青木光子, 高島浩
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] Preparation and PL/EL Property of Rare-Earth Doped Perovskite Metal Oxide Nano Crystals Using Supercritical Water Method (2012)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 青木光子, 大原基広, 南公隆, 陶究, 竹林良浩, 依田智, 高島浩
  • 学会等名: The 19th International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2012
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] Preparation and Photoluminescence Property of Praseodymium doped Calcium Titanate Nanocrystals (2012)
  • 著者名/発表者名: 南公隆, 伯田幸也, 大原基広, 青木光子, 陶究, 高島浩
  • 学会等名: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and solid-state science 2012
  • 発表場所: ホノルル
  • 年月日: 2012-10-09
• [学会発表] 耐食性マイクロ流体デバイスを用いた高品質酸化物ナノ粒子の連続水熱合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 陶究, 川崎慎一朗, 伯田幸也
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 希土類イオンをドープしたペロブスカイト型酸化物ナノ粒子の合成とSTEM観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木光子, 高島浩, 陶究, 伯田幸也
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Production of Perovskite-type Metal Oxide Nanocrystals via Supercritical Water Method (2012)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也
  • 学会等名: 11th International Symposium on Ferroic Domains and Micro - to Nanoscopic Structures
  • 発表場所: エカテリンブルグ
  • 年月日: 2012-08-24
• [学会発表] Flow Production of Nanoparticles Based on Hydrothermal Method (2012)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也
  • 学会等名: 1st. SKLFMC/ECUST-NRI/AIST JOINT WORKSHOP
  • 発表場所: 上海
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] Preparation of Provskite type metal oxide nanocrystals in supercritical water and its photoluminescence property (2012)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也
  • 学会等名: CJK-FEOMA 2012
  • 発表場所: 上海
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] マイクロミキサを用いた連続式水熱法によるCaxSr1-xTiO3ナノ粒子の合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野剛, 陶究, 青木光子, 伯田幸也, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 佐藤敏幸, 日秋俊彦
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ペロブスカイト型酸化物PCSTOナノ粒子のPLとEL特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高島浩, 伯田幸也
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] マイクロミキサを用いた連続水熱法による赤色蛍光体ナノ粒子CaxSr1-xTiO3 : PrおよびCayBa1-yTiO3 : Prの合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木光子, 陶究, 小野剛, 伯田幸也, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 佐藤敏幸, 日秋俊彦
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Preparation of rare-earth doped zirconia nanoparticles via supercritical hydrothermal method for luminescence properties (2011)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 陶究, 依田智, 竹林良浩, 古屋武, 高島浩
  • 学会等名: The Seventh International Conference on High-Performance Ceramics
  • 発表場所: 厦門
  • 年月日: 2011-11-06
• [学会発表] 超臨界水熱法によって作製したペロブスカイト型酸化物ナノ粒子のPL・EL特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高島浩, 伯田幸也
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 水熱反応によるペロブスカイトナノ蛍光体の作製とPL, EL特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 陶究, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 高島浩
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] マイクロミキサを用いた連続水熱法によるペロブスカイト型酸化物赤色蛍光体ナノ粒子の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 陶究, 青木光子, 伯田幸也, 川崎慎一朗, 佐藤剛史, 竹林良浩, 依田智, 古屋武, 佐藤敏幸, 日秋俊彦
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] マイクロミキサを用いたPr3+ドープCaxBa1-xTiO3蛍光体ナノ粒子の連続水熱合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木光子, 陶究, 伯田幸也, 古屋武, 日秋俊彦
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 札 幌
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 超臨界水熱法によるペロブスカイト型酸化物ナノ粒子の合成とPL特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伯田幸也, 高島浩, 陶究, 古屋武
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-07
• [産業財産権] 蛍光体微粒子の製造方法, 蛍光体薄膜, 波長変換膜, 波長変換デバイス及び太陽電池 (2014)
  • 発明者名: 高島浩, 伯田幸也, 鳥井淳史, 菱木達也
  • 権利者名: 高島浩, 伯田幸也, 鳥井淳史, 菱木達也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願 2014-022870
  • 出願年月日: 2014-02-07