Laser Focus World JAPAN　レーザーフォーカスワールドジャパン

November 7, 2013, Santa Barbara--UCサンタバーバラの固体照明&エネルギーセンタ(SSLEC)は、白色LED照明の重要成分である蛍光体を最適化することで照明の輝度と効率を向上させた。
同大学の材料、化学と生物化学学部のRam Seshadri教授によると、固体照明の最近の進歩の全てがGaN LEDデバイスからのものである。固体白色照明技術では、蛍光体をLEDチップに塗布して青色GaN LEDからのフォトンが蛍光体を透過するようにしている。これによって青色光が緑-黄-オレンジと混ざり変換される。青と均一に混ざるときに緑-黄-オレンジの光が白色光を生成する。
Seshadri氏は、「これまで、ある蛍光体が効率的であり、別のものがそうでないかについては完璧な理解はなかった。適切でないホストの場合、フォトンの一部が熱として消費される。重要な問題は、適切なホストをどのように選択するかと言うことだった」とコメントしている。
密度関数理論をベースにした計算を使って研究チームは、結晶ホスト構造の剛性が蛍光体の効率の主因であることを突き止めた。より良い蛍光体は高剛性構造を持っている。さらに、密度関数理論を使うと構造剛性の指標を計算することができ、材料を用意してテストする前にスクリーニングすることが可能になる。
このブレイクスルーは、高効率、高輝度の固体照明への取り組みを成功に導くことになり、効率の悪い白熱電球や蛍光灯は過去のものとなる、と研究チームは考えている。
「われわれの目標は90％の効率、300ルーメン/Wだ」と電気・コンピュータ工学教授Steven DenBaars氏は語っている。現在、白熱電球の効率は5％、蛍光灯は約20％。「われわれはすでに60％の効率を実験室で実証した」と同氏は話している。