課題番号                            ：S-17-TU-0004

利用形態                            ：機器利用

利用課題名（日本語）          ：酸化亜鉛を主体としたレアアースフリー青色蛍光体の開発

Program Title (English)   ：Development of ZnO-based rare earth-free blue phosphors

利用者名（日本語）          ：川島知之

Username (English)         ：T. Kawashima

所属名（日本語）                 ：東北大学大学院工学研究科

Affiliation (English)         ：Graduate School of Engineering, Tohoku University

検索キーワード                 ：蛍光体、酸化亜鉛、薄膜

１．概要（Summary ）

白色LEDやディスプレイにおいて重要な役割を果たす紫外励起型蛍光体の希土類フリー化が求められている。これまでにフリップチップ型LED向け蛍光体薄膜の進めてきており、既に高量子効率の黄色蛍光体薄膜の膜状合成に成功している。同様に、RFマグネトロンスパッタ法と急速熱酸化処理を用いた紫外励起型W-Zn-O青色蛍光体（WZO）の膜状合成を試みる。膜組成や熱処理条件が発光特性に及ぼす効果を絶対PL量子収率測定装置を用いて評価した。

２．実験（Experimental）

蛍光体薄膜の内部量子効率評価には浜松ホトニクス製の絶対PL量子収率測定装置C9920-02Gを用いた。薄膜は石英基板上にRFマグネトロンスパッタ法を用いて堆積する。ターゲットにはタングステン金属チップをエロージョン領域上に配置した酸化亜鉛焼結体を用いる。この膜はランプ加熱によって酸化した。

３．結果と考察（Results and Discussion）

薄膜の金属組成と熱処理温度を制御し、ZnWO₄とWO₃からなる薄膜を形成した。金属組成によって蛍光体薄膜中のZnWO₄/WO₃混合比率は変わり、この組成が量子効率を大きく左右することが分かった。内部量子効率は最大で40%に達した。蛍光色は色度座標で表現すると(x, y) = (0.21, 0.29)であった。

４．その他・特記事項（Others）

本研究はJSPS科研費17K14806の助成を受けている。

図：WZO青色蛍光体薄膜の励起・蛍光スペクトル

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）

(1) 川島知之,鷲尾勝由, 第78回応用物理学会秋季学術講演会, 6p-C17-14, 平成29年9月6日.

(2) T. Kawashima, K. Washio, 11th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics, I-12,平成30年2月24日(招待講演).

(3) 木村惇志, 川島知之,鷲尾勝由, 第65回応用物理学会春季学術講演会, 18p-E201-12, 平成30年3月18日.

(4) 川島知之,木村惇志, 鷲尾勝由, 第65回応用物理学会春季学術講演会, 18p-E201-13,平成30年3月18日.

６．関連特許（Patent）

なし。