【納米新技術】建材篇：形狀和色彩自由操控【2】

利用激光使照明器具小型化

東芝正在嘗試如何使體育場等室外設施和攝影棚等使用的照明器具實現低耗電量化和小型化。在用LED替換現有HID燈（高壓氣體放電燈）時，為了確保散熱部會導致燈的體積變大。對此，東芝通過分離照明器具的散熱部和發光部解決了這個問題。

具體做法是，在光纖的一個端面設置會產生高熱的藍色激光二極管發光部，在另一個端面配置熒光材料。藍色激光二極管發射出的藍色光通過光纖照射到熒光材料上，一部分藍色光在熒光材料中進行波長轉換並再次與藍色光混合，從而混合出白色光。

這種方法可縮小產生照明用白色光的部分，並制成多種形狀。東芝在演示中展示了圓環狀照明燈，以及白熾燈泡形狀的照明燈（圖2）。藍色激光器的輸入功率為5W，構成白色光源的熒光材料從日亞化學工業採購。

圖2：使用藍色激光的新照明器具 東芝開發出了利用以藍色激光二極管、光纖、熒光材料構成的白色光源而形成的照明模塊。計劃用於室外設施和攝影棚等的照明用途。

改變室內裝飾和窗玻璃

此外，展會上還展示了控制顏色的“電致變色（electrochromic：EC）”和“氣致變色（gaschromic：GC）”技術的應用示例（圖3）。

圖3：通過電壓和氣體改變特性的技術受到關注 產綜研納米系統研究部門展示了通過加載電壓可改變顏色的玻璃（a）。產綜研可再生材料研究部門公開了通過注入和析出氫氣在透明玻璃和鏡子之間切換的技術（b）。此外，理光開發出了採用EC技術的彩色電子紙用面板（c）。

日本產業技術綜合研究所（產綜研）納米系統研究部門及東和制作所展出了設想用於室內裝飾和調光玻璃的“EC玻璃”。EC技術利用向材料施加電壓時，材料的光學特性隨著可逆氧化還原反應而變化的現象。EC玻璃採用在兩塊玻璃間夾著ITO/EC材料等的構造。

EC材料採用普魯士藍（PB）及其類似材料，可在藍色和黃色之間切換。加載電壓為1.2V。據稱在切換100多萬次以后，性能也不會變差。

產綜研可再生材料研究部門展示了將鏡子變為透明狀態的玻璃。利用了根據氣體的注入與析出控制材料光特性的GC技術。該研究小組事先在兩塊玻璃之間加入了鎂鈣合金（Mg-Ca），以及鈀（Pd）作為催化劑，這樣就能使玻璃像鏡子一樣反射光﹔而如果再加入氫氣（H2），鎂會與之反應而變成氫化鎂（MgH2），使玻璃變回透明狀態。此次通過電解空氣中的水來獲得H2，能像EC那樣進行電氣切換。

除此之外，理光還展示了電子紙用顯示屏的應用示例，即EC方式的彩色電子紙用面板。該面板採用涂布工藝在PET薄膜上層疊三層對應色光三原色的三種材料，能夠向各層單獨施加電壓。理光利用試制的3.5英寸113ppi面板進行了演示，切換顯示了多幅圖像。（日經技術在線！ 供稿）