新物質探索による新たな可能性を拓く 「白色LED用赤色蛍光体」を開発

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株式会社小糸製作所(社長:三原 弘志)は、東京工業大学(学長:三島 良直)の細野秀雄教授の研究グループ、名古屋大学(総長:松尾 清一)の澤 博教授の研究グループと共同で、新しい「白色LED用赤色蛍光体 FOLP:Eu2+ (Fluorine Oxygen Ligand Phosphor)」の開発に成功しました。FOLP:Eu2+は、紫外~紫(315~420 nm)の光を吸収し、高い変換効率で赤色発光しますが、青~黄色領域の光に対し殆ど吸収を示さない、大きなストークスシフトを持っています。この特性により、白色光を得るために青、緑、黄色等の他色の蛍光体と混合したとき、他の蛍光を再吸収しないため、色ずれを起こさず、安定した色度の白色光が得られます。
従来の白色 LED は、赤成分の不足により十分な演色性が得られませんでした。そこで赤色蛍光体を追加実装し、高演色化を図っております。現在白色 LED に使われている赤色蛍光体は、紫や青だけでなく、黄色領域までの可視光を赤色光に変換してしまうため、色ずれの原因になっていました。これに対し、今回開発した FOLP:Eu2+は、特異な結晶構造により、その問題を払拭することができる蛍光体です。

今回の論文の主な内容:
【結晶構造】 FOLP:Eu2+は、K2CaPO4F:Eu2+の組成で、新しい結晶構造を持つ新物質。その結晶構造はイオン結合性の化合物に発光元素ユーロピウムが微量添加(ドープ)されており、ユーロピウム周りには、フッ素と酸素イオンが配位した混合配位子場を形成している。

【発光性能】 紫外~紫光を吸収し、赤色光に変換する。一方、青~黄色の波長域の光は変換せず、大きなストークスシフトを示し、可視光下では白色粉末であるが、紫光の下では赤色
発光する(図1)。

【メカニズム】FOLP:Eu2+が示す大きなストークスシフトのメカニズムを密度汎関数理論の応用により解明した。

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