蛍光体開発の最前線
～白色LEDの高出力化、量子ドット蛍光体の安定性の改善策～
★2024年8月22日WEBでオンライン開講。新潟大学 戸田 健司 氏、京都大学大学院 田部 勢津久 氏、慶應義塾大学 磯部 徹彦 氏が蛍光体開発の最前線～白色LEDの高出力化、量子ドット蛍光体の安定性の改善策～について解説する講座です。
■注目ポイント
★現行の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の状況を幅広く紹介！
- 第1部 新潟大学 研究推進機構 / 研究教授 戸田 健司 氏
- 第2部 京都大学大学院 地球環境学堂 資源循環学廊 親環境フォトセラミック材料化学論分野 (人間・環境学研究科 物質科学講座(兼担)） / 教授 田部 勢津久 氏
- 第3部 慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 磯部 徹彦 氏
【1名の場合】49,500円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。
定員：30名
※ お申し込み後、受講票と請求書のURLが自動で返信されます。基本的にはこちらで受付完了です。開催前日16：00までに再度最終のご連絡をいたしますので、しばらくお待ちください。請求書と受講票は郵送ではないため必ずダウンロードください。また、同時に送られるWEBセミナー利用規約・マニュアルを必ずご確認ください。
※ セミナー前日夕方16：00までにWEB会議のURL、事前配布資料のパスワードについては、別途メールでご案内いたします。基本的には、事前配布資料はマイページからのダウンロードの流れとなります。なお、事前配布資料については、講師側の作成完了次第のお知らせになりますので、この点、ご理解のほどお願い申し上げます。
※ 請求書の宛名の「株式会社」や「(株)」の「会社名の表記」は、お客様の入力通りになりますので、ご希望の表記で入力をお願いします。
※ お支払いは銀行振込、クレジット決済も可能です。銀行振込でお支払いの場合、開催月の翌月末までにお支払いください。お支払いの際は、社名の前に請求書番号をご入力ください。
※ 領収書のご要望があれば、お申込み時、領収書要にチェックを入れてください。
※ 2名以上でお申し込みをされた場合は、受講票と請求書を代表者様にご連絡します。
※ 当講座では、同一部署の申込者様からのご紹介があれば、何名でもお1人につき16,500円で追加申し込みいただけます (申込者様は正規料金、お2人目以降は16,500円となります)。追加の際は、申し込まれる方が追加の方を取りまとめいただくか、申込時期が異なる場合は紹介者様のお名前を備考欄にお書きくださいますようお願いいたします。
※ なお、ご参加手続きの際、自宅住所やフリーアドレス、個人携帯番号のみで登録された場合は、ご所属確認をさせいただくことがございます。
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【本セミナーの主題および状況・本講座の注目ポイント】
■本セミナーの主題
★蛍光体はディスプレイや照明で使用され、色と効率を決める最も重要な材料でありながら、現在のマーケットサイズは小さく、ビジネスには多くの問題があります。
★白色LEDの高出力化と一般照明への展開に伴い、高い耐熱性、発光効率を有する無機蛍光体への期待が高まっています。
★量子ドット（Quantum Dots）は、原子や分子レベルで制御された半導体素材から作られ、その極小さゆえに量子力学的効果が支配的な特性を持つことがあり、これにより特異な光学的、電子的、および電気的特性を示すことがあります。
■注目ポイント
★近年報告されている新材料とその蛍光特性および実用化の可能性について最新の未公開情報に基づき解説！
★蛍光体変換型白色LEDに用いられる代表的な希土類蛍光体、セラミック蛍光体について解説！
★蛍光体の常識を覆した量子ドット（QDs）蛍光体の基礎（ホットインジェクション法による合成・コア／シェル構造による効果・量子サイズ効果・励起子ボーア半径・有効質量近似法など）とQDsの課題を解説！
講座担当：牛田孝平
≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫
【第1講】 蛍光体の基礎知識と分子設計、新規蛍光体の開発状況と市場の展望
【時間】 10:30-11:45
【講師】新潟大学 研究推進機構 / 研究教授 戸田 健司 氏
【講演主旨】
ディスプレイや照明で使用されている蛍光体は色と効率を決める最も重要な材料でありながら、現在のマーケットサイズは小さく、ビジネスには多くの問題がある。そのため、新しい材料の開発も、企業だけでなく国研や大学にも分散しており、新規材料の開発状況を学術会議や書籍だけでフォローすることは難しい。レーザープロジェクタ、レーザー照明、マイクロLED、太陽電池用波長変換材料のような新しい応用展開について、本講演では現行の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の状況を幅広く紹介する。また、近年報告されている新材料とその蛍光特性―本当に実用化可能か？―について講師が得た最新の未公開情報に基づき解説する。
【プログラム】
１．蛍光体の基礎知識と設計
1.1. 発光イオン (不純物) 型蛍光体と半導体 (自発光) 型蛍光体
1.2. DOEの勧告に基づきナローバンド (狭帯域発光) 化に!日本はガラパゴス化?
1.3. 白色LED中の青色光が危険という嘘
２．実用蛍光体の長所と欠点
2.1. 黄色(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce(日亜化学) 優れた熱特性と特許問題
2.2. 赤色(Ca,Sr)AlSiN3:Eu リモートフォスファーへの対応と特許問題
2.3. 赤色K2SiF6:Mn 狭帯域発光で高い輝度を実現
2.4. 緑色β-サイアロン:Eu バックライト用の狭帯域発光
2.5. 黄色La3Si6N11:Ce YAGとの違いと最近の採用状況
３．蛍光体メーカーおよびビジネスの状況
3.1. 蛍光体マーケットの見積もり
3.2. 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?
3.3. 世界における蛍光体企業
3.3.1. 日亜化学
3.3.2. 三菱ケミカル
3.3.3. 東京化学研究所
3.3.4. 根本特殊化学
3.3.5. デンカ
3.3.6. Daejoo Electronic Materials（韓国）
3.3.7. LWB
3.3.8. Intematix
3.3.9. 北京有色金属研究総院
3.3.10. 北京宇極科技発展有限会社
3.3.11. あまり知られていない台湾の蛍光体メーカー
3.3.12. サムスンの蛍光体内製中止と蛍光体事業を引き継いだ会社
4．Phosphor in Glass、セラミックスプレート、リモートフォスファーやChip Scale Packageのような新しい部材構成の利用
4.1. レーザー励起に向けての単結晶や焼結体の利用
4.2. 窒化物、フッ化物蛍光体合成のノウハウ、何が一番重要なファクターか？
4.3. マイクロLEDに適した最新の低温合成法
5．太陽電池用波長変換膜
5.1 太陽電池用波長変換膜がなぜ必要か?
5.2 蛍光ナノ粒子の必要性とコストの要求
5.3 市場の予測
６．植物工場用波長変換膜
6.1 植物に必要な赤色は人とは異なる
6.2 なぜ赤色LEDではだめなのか?
6.3 レタスを作るだけでは未来はない
7．その他の最新情報
7.1 バイオ関連の発光材料の用途は?
7.2 偽造防止用蛍光体に大きなマーケットはない
【質疑応答】
【習得できる知識】
・応用分野別の蛍光体の設計手法
・蛍光体の合成および評価
・蛍光体の開発動向
【第2講】 白色LEDの高出力化に向けた高耐熱性・高発光効率を有する蛍光体開発の動向～希土類蛍光体・セラミック蛍光体の基礎、特性と効率の支配因子と物性評価法～
【時間】 12:45-14:00
【講師】京都大学大学院 地球環境学堂 資源循環学廊 親環境フォトセラミック材料化学論分野 (人間・環境学研究科 物質科学講座(兼担)） / 教授 田部 勢津久 氏
【講演主旨】
・InGaN系LEDとLDを利用した固体照明の中でも蛍光体変換型白色光源の高性能化には著しいものがあり、今後ますます用途に応じた新規蛍光体材料の開発が進むと期待される。
・ 本講座では、その中核をなす希土類付活蛍光体の発光機構の基本とその光物性の支配因子、光物性の精密評価の実際について、具体的な蛍光体材料を取り上げながら解説する。
【プログラム】
１．固体照明と白色LED
1.1. 照明の歴史と光源効率
1.2. 白色LEDの種類
1.3. 蛍光体変換型LEDと希土類蛍光体
２. 希土類添加蛍光体材料における光学遷移
2.1. 元素の周期律と電子軌道
2.2. 4f,5d電子軌道の特徴
2.3. 多電子系電子状態のRussel-Saunders表記
2.4. f-d電子遷移とその応用
2.5．配位座標モデル
2.5.1．Franck-Condonの原理
3．Ce(III)ガーネット蛍光体
3.1.Ce3+の電子準位とガーネット結晶ホスト
3.2.ガーネットにおけるCe3+:5d軌道分裂と波長シフト
3.3.発光量子効率の支配因子：組成，電子構造
3.4.高出力化に向けたセラミック蛍光体
3.5.発光効率の温度消光とその原因
4．色覚のメカニズムと色度座標
4.1. ヤングーヘルムホルツの3色説と等色実験
4.2. 三刺激値とXYZ表色系
4.3. 色度座標と相関色温度
5．Eu(II)蛍光体
5.1.Eu2+の電子準位と結晶場分裂,波長シフト
5.2.BOSE系（ケイ酸塩）蛍光体
6. 積分球測定の実際
6.1. 全光束測定の重要性
6.2. 誤差の原因と留意点
6.3. 自己吸収補正とは？
6.4. 蛍光体の量子収率の求め方
【質疑応答】
【第3講】 量子ドット（QDs）蛍光体の基礎、QDsプレート・QDsシートの開発およびペロブスカイトQDs・カーボンQDsへの展開
【時間】 14:10-15:25
【講師】慶應義塾大学 理工学部 応用化学科 磯部 徹彦 氏
【講演主旨】
本講座では、蛍光体の常識を覆した量子ドット（QDs）蛍光体の基礎（ホットインジェクション法による合成・コア／シェル構造による効果・量子サイズ効果・励起子ボーア半径・有効質量近似法など）とQDsの課題を解説します。さらに、QDsの安定性の改善策としてシリカコートQDs分散液、QDsプレートおよびQDsシートの開発について説明します。最後に、CsPbX3 (X=Cl, Br, I) ペロブスカイトQDsおよびカーボンQDsについて紹介します。
【プログラム】
1. 量子ドット（QDs）蛍光体の基礎
1.1 蛍光体の常識を覆した量子ドット
1.2 ホットインジェクション法
1.3 コア／シェル構造による効果
1.4 量子サイズ効果
1.5 励起子ボーア半径
1.6 有効質量近似法
1.7 CdSe/ZnS QDsの蛍光スペクトル
1.8 色変換による量子ドットディスプレイ
1.9 QDsの課題
2. QDsへのコーティングおよびマトリクスへのQDsの分散
2.1 シリカコートQDs分散液
2.2 QDsシリカプレート
2.3 UV硬化インクおよびQDsプレート
2.4 QDsシート
3. CsPbX3 (X=Cl, Br, I) ペロブスカイトQDs蛍光体
3.1 CsPbX3 (X=Cl, Br, I) QDs
3.2 表面リガンドの役割
3.3 QDs分散液の蛍光特性の向上
3.4 QDs分散液の安定性（耐熱性）の向上
3.5 QDs分散液での光劣化
3.6 耐光性改善の方策
3.7 QDs固体の光劣化と自己回復
4. カーボン量子ドット蛍光体
【質疑応答】
【キーワード】
蛍光体、量子ドット、ペロブスカイト量子ドット、カーボン量子ドット
【講演のポイント】
講演者の実体験に基づき、その研究成果を中心に説明を行いますので、聴講者の方にも実感いただける講習となると思います。スライドには、講演者が発表した論文やその他の参考文献を明記していますので、詳しい内容を知りたい場合は、その論文を参照できます。
【習得できる知識】
・量子ドット蛍光体の基礎と課題
・量子ドット蛍光体の安定性の改善策
・量子ドットのプレート・シートの作製と応用
・ペロブスカイト量子ドット蛍光体の基礎
・カーボン量子ドット蛍光体の基礎と応用