東北大，青色光励起により強い赤色発光を示す蛍光体の開発に成功

東北大学の研究グループは，青色光励起により強い赤色発光を示すシリケート系酸化物蛍光体を開発した（ニュースリリース）。これまで緑色蛍光体として知られてきた Eu²⁺賦活カルシウムシリケートに対して，「結晶サイト工学」の概念に基づいて Eu²⁺置換サイトを制御することで，酸化物としては初めてとなる実用的な青色光励起・赤色蛍光体を実現した。

青色LEDに緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせた三波長型白色LED は，青色LEDと黄色蛍光体を組み合わせた二波長型に比べ高い演色性を実現できる。しかし，青色光照射で強い緑色発光を示す蛍光体は多数報告されているが，実用的な赤色蛍光体は数種類の窒化物のみで，さらにその合成には特殊な製造工程が必要だった。

今回研究グループは，青色光励起により深赤色（650nm）で発光するシリケート系酸化物蛍光体 Ca_1.2Eu_0.8SiO₄を開発した。この蛍光体の母体となる物質は，アルカリ土類金属-シリコン複合酸化物であり，古くからセメント材料の主成分として使用されてきた。

この物質に発光イオンである 2 価のユーロピウム（Eu²⁺）を高濃度賦活した場合，青色光励起において波長650nmを中心とする深赤色発光を示し，市販のYAG:Ce³⁺とほぼ同等の発光強度を得ることができた。

また， Ca_1.2Eu_0.8SiO₄蛍光体は，波長 350~500nmの範囲に強い励起バンドを有しており，市販の紫外および青色LEDによって効率よく励起することができるため，白色LED用に適している。さらに，現在市販されている窒化物系赤色蛍光体の製造において不可欠とされる高圧焼成炉のような特殊な設備を必要とせずに合成できる。

ただし，今回開発した赤色発光酸化物蛍光体 Ca_1.2Eu_0.8SiO₄ではレアメタルであるEuを高濃度に使用している。研究グループは今後，「結晶サイト工学」を駆使した材料設計を行なうことで，Eu 使用量の低減を実現したいとしている。