蛍光体 合成応用とビジネス

第1部 LED用蛍光体の分子設計および合成のノウハウと今後のビジネス展望

(2013年5月15日　11:00～(途中昼休憩)～14:00)

新潟大学大学院自然科学研究科 博士 (学術) 准教授 戸田 健司 氏

　LED照明で使用されているLED用蛍光体は重要な部材でありながら、現在の小さなマーケットサイズと将来性のアンバランスから、開発研究は、企業だけでなく国研や大学にも分散している。そのため、新規材料の開発状況やリモートフォスファーなどの新しい構成部材についての幅広い取り組みを、現状から数年は遅れて報告される学会や執筆活動のみからすべてをフォローすることは難しい。 　本講演では、現行の白色LED 用蛍光体の長所と欠点だけでなく、それを解決するための新規蛍光体への取り組みを自身のグループだけでなく世界的な動向も含めて幅広く解説する。特に重要な蛍光体の分子設計-すなわち、どのようにすれば青色光励起で赤や黄色に発光するのか-について実例に基づいて詳細に述べる。また、材料探索に適した並列合成による実際の材料探索例を紹介する。

1. 蛍光体合成の基本と分子設計
   1. 蛍光体の歴史 なぜ電気化学の学問分野に分類される?
   2. LED用蛍光体の特徴 バンド構造を持つ半導体との違いとは
   3. 蛍光体における発光の見え方
   4. 白色LED中の青色光が危険視される理由とは
   5. Mn4+蛍光体を植物工場と太陽電池で利用する
   6. 希土類発光の特徴 なぜLED用蛍光体の母体はケイ酸塩と窒化物で、発光イオンはEu2+とCe3+ばかりなのか?
   7. Eu2+を青色励起で赤色に発光、および紫外励起で黄色に発光させるために必要な分子設計とその実例
   8. 新しい合成法の長所と問題
      1. 水溶性シリコン化合物を用いた溶液法
      2. 一酸化ケイ素を用いた気相法
      3. 数秒で完了するメルト合成
      4. 硫化物および窒化物の合成法 量産のノウハウ
2. 実用LED用蛍光体の長所と欠点
   1. 黄色 (Y,Gd) 3 (Al,Ga) 5O12:Ce (日亜化学) 優れた熱特性と特許問題
   2. 黄色 (Ba,Sr) 2SiO4:Eu (豊田合成) 化学的安定性はコーティングで解決したが熱特性は?
   3. 黄色α-Caサイアロン:Eu 苦戦している理由は?
   4. 燈色 (Ba,Sr) 3SiO5:Eu 劣化の克服で色を改善する利用法はあるか?
   5. 赤色 (Ca,Sr) 2Si5N8:Eu カズンに匹敵する優れた蛍光特性とその将来性
   6. 赤色 (Ca,Sr) AlSiN3:Eu リモートフォスファーに対する対応は?
   7. 青緑-黄色 (Ba,Sr,Ca) Si2O2N2:Eu 魅力的な色に対して、安定性の低さを改善する手段は?
   8. 緑色β-サイアロン:Eu 思ったほど色が良くないのに使われる理由は?
   9. 緑色Ca3Sc2Si3O12:Ce 新しい照明用緑蛍光体に対する逆風とは?
   10. 緑色CaSc2O4:Ce 価格の問題はあるのか?
   11. 黄色Li2SrSiO4:Eu 新しい黄色蛍光体のビジネス的な問題点
   12. 緑色Ba3Si6O12N2:Eu バックライトなのか?照明なのか?
   13. 黄色La3Si6N11:Ce YAGとの違いは?
   14. その他の蛍光体
       1. 東北大学の青色励起可能な赤色蛍光体とは? その組成となぜ今まで見つからなかったか?
       2. 北海道大学の耐熱性有機蛍光体とは? 無機蛍光体の100倍の明るさとは?
       3. レンゴーのガイアフォトン (銀発光ゼオライト) とは?
       4. 宇部興産のMelt Growth Composite蛍光体ゼブライトとは?
       5. 小糸のクルムス蛍光体とは?
3. LED用蛍光体のビジネス状況
   1. 1kg何十万円から何百万円以上の高価なLED用蛍光体がなぜビッグビジネスにならないのか?
   2. LED用蛍光体のマーケットの見積もり なぜ大きくバラついているか?
   3. 世界における蛍光体企業
      1. 日亜化学 蛍光体分野の大巨人
      2. 三菱化学 LED用蛍光体に特化
      3. 東京化学研究所 ランプ用蛍光体からの展開は?
      4. 根本特殊化学 中国での強い基盤
      5. 電気化学工業 新しい窒化物の開発状況は?
      6. Daejoo Electronic Materials (韓国) 高い開発能力を持つ新しい参入メーカー
      7. LWB シリケート蛍光体の老舗
      8. Intematix 特許紛争での苦しみ
      9. 北京有色金属研究総院 強い基礎科学のバックグラウンド
      10. 北京宇極科技発展有限会社 中国での主軸になるか?
      11. その他

• 質疑応答・名刺交換

第2部 蛍光体応用技術と展望　～応用を見据えた評価・設計とデバイスへの展開～

(2013年5月15日 14:15～16:30)

鳥取大学大学院工学研究科 情報エレクトロニクス専攻 教授 博士 (工学) 大観 光徳 氏

　電子ディスプレイや白色LED照明等に蛍光体を用いる上で、考慮すべき特性評価技術や応用技術を、実データを示しながら詳説する。 　蛍光体の発光特性を最大限に引き出すための蛍光体の材料設計、デバイス構造について述べる。今後、注目される蛍光体の応用技術についても紹介・提案する。

1. 蛍光体の波長変換膜としての性能評価と効率改善の指針
   1. 内部・外部量子効率、吸収率を評価する上で考慮すべき点
   2. 蛍光体膜中で何が起こっているのか?
      • 散乱
      • 吸収
      • 発光の実際
   3. 光変換効率の改善指針
2. 蛍光体の材料設計
   1. モンテカルロ法による蛍光体膜の発光シミュレーション
   2. 発光効率を最大限に高めるための材料設計
3. 今後注目される蛍光体の応用技術
   1. 電子ディスプレイ ; 液晶ディスプレイはどこまで改善可能か?
   2. 照明用蛍光体の今後
   3. その他応用技術

• 質疑応答・名刺交換