研究シーズ：「超低コスト酸化亜鉛ナノ粒子塗布型紫外線LEDの開発」

http://www.ij2012.net/innovation-japan2012/ij/exhibitor_detail.php?id=10064

技術の概要

発光ダイオードは照明装置の代替えとして期待されていますが，単結晶基板上のエピタキシャル薄膜を用いるためコストが高いことが一般用照明装置として普及させるための最大の問題でした。島根大学ではアクセプタとして働く窒素をドープしp型の特性を示す酸化亜鉛ナノ粒子を独自に開発しました。これをn型酸化亜鉛薄膜上に塗布することにより紫外線発光する塗布型発光ダイオードを世界で初めて開発しました。ガラス基板上に窒素ドープZnOナノ粒子を塗布する構造のため，単結晶基板やエピタキシャル成長が不要で，素子部のコストは1/100以下となります。これにより蛍光灯より低コストな固体照明装置の実現が期待できます。

技術の特徴

減圧空気中でガス中蒸発法を用いアクセプタである窒素をドープした酸化亜鉛ナノ粒子を発光ダイオードのp型層として用います。従来の発光ダイオードは高価な単結晶基板上のエピタキシャル成長薄膜を用いる必要がありましたが，本技術では単結晶基板が不要でナノ粒子を塗布して発光層を形成することができます。ガラス基板やプラスチック基板を用いることができるため発光ダイオードの低コスト化が可能です。また，光取り出し効率が高いこと，分散化で放熱で有利であること，面発光が可能なことなどの特徴もあります。

企業に期待するもの

粒子製造の歩留り向上や電極抵抗の低減など本技術の実用化に必用な共同研究を期待します。

展示の見どころ

一窒素ドープ酸化亜鉛は亜鉛を空気中でアーク放電により加熱させて蒸発させる方法で生成します。低純度の亜鉛と部屋の空気からも生成できる安価な材料です。この窒素ドープ酸化亜鉛ナノ粒子の製造法から，ナノ粒子塗布型LEDの作製法までビデオで紹介します。また，窒素ドープ酸化亜鉛ナノ粒子と塗布型LEDの実物を展示し，発光の様子をご覧いただきます。

マッチングを想定する業界

素材，化学，デバイス，電気機器，各種アプリケーション，研究機関など

産業界へのアピールポイント

本技術は，高品質な単結晶薄膜を必用とした従来の発光ダイオードの常識を覆したものです。イノベーションの可能性をもった技術です。

想定される用途

一般照明装置，表示機器，バックライト，電飾，光触媒用光源など

関係する助成制度(採択済み）

文部科学省 地域イノベーション戦略支援プログラム（都市エリア型）(H21〜23年度)

従来技術に対する新規性・優位性する

従来型ＬＥＤによる白色照明における高コスト，低光取り出し効率，放熱，指向性の問題を解決できます。また，面上発光やフィルム状の発光素子など新しい機能を発揮できます。

実用化に向けた課題

発光する粒子は高輝度ですが，発光する粒子が少ないため，全体の発光強度が強くありません。粒子の特性の均一性を上げることが課題です。

新技術に関する知的財産権