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カーボンナノチューブを使用した平面発光照明デバイスが開発 さらに高効率化へ

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東北大学大学院環境科学研究科とDOWAホールディングスは、カーボンナノチューブを応用した冷陰極電界電子放出型(フィールドエミッション)低消費電力発光デバイスの共同開発に成功したと発表した。発光デバイスとして材料にカーボンナノチューブを本格的に使用した初の試みとなる。

本デバイスの発光メカニズムは、冷陰極として使用したカーボンナノチューブから放出された電子が陽極の電子線励起蛍光体を発光させる方式を取る。

今回、両者の共同研究により、核心技術であるカーボンナノチューブ冷陰極の形成プロセスについてブレークスルーに成功し、平面発光デバイス作製の基本技術を完成させた。このメカニズムにより、少ない電力で長時間、安定して高い輝度効率で発光する省エネ照明デバイスが実現できる。

また、発光面をフラットな面形状にできることから、将来的には点光源であるLEDなどとは異なる大面積平面照明デバイスの用途展開を図ることにより、従来の「照明」の概念を変え得る平面照明器具としての商品化が期待される。

両者は2004年4月に包括的研究協力協定を締結するとともに、DOWAが同研究科に寄附講座として環境物質制御学講座を設置し、協力関係を築き上げてきた。今回の平面発光デバイスの研究成果は、これらを基盤とした両者の共同研究成果の一つ。現在は、この成功に引き続き、本デバイスの実用化に向けた技術開発に着手している。

なお、今回の平面発光デバイスの研究成果は、1月16日から東京ビックサイトにて開催される「ライティングジャパン2013」の次世代照明技術展にて、展示・発表される。

カーボンナノチューブは、炭素でできたグラファイトシートを円筒状に巻いた構造をもつ筒で、直径は数nm(10億分の1メートル)。電界放出(フィールドエミッション)は、外部から強い電界を加えて与えることにより、固体表面から電子が放出する現象をいう。この放出した電子を蛍光面に照射することにより、フラットパネルディスプレイ等への応用が期待されている。カーボンナノチューブは、電界電子放出を起こしやすいなどの特長を有することから、省エネルギーで高輝度の大面積平面照明デバイスを実現できる冷陰極電子源の材料として注目されている。

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