JPH10142152A

JPH10142152A - 蛍光体の量子効率測定方法および装置

Info

Publication number: JPH10142152A
Application number: JP30147896A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishiura; 毅西浦; Kazuaki Okubo; 和明大久保; Teruaki Shigeta; 照明重田; Shigeru Horii; 堀井　　滋; Tomizo Matsuoka; 富造松岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-11-13
Also published as: JP3247845B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光体の量子効率の簡易で精度よい測定。【解決手段】特定波長λ1の放射に対する吸収率と量子
効率が既知の測定対象蛍光体と、波長λ1の放射を発する
光源1と、波長λ2の放射を発する光源2と、波長λ1とλ2
の放射を蛍光体に導き、波長λ1とλ2に対し波長選択性
を持たない光学系と、波長λ1とλ2の放射量と反射量を
測定する検出器と、蛍光体のスヘ゜クトルを測定する分光測定
器を有し、波長λ2の放射と波長λ1の放射の蛍光体面で
の入射量を検出器で測定し、波長λ2での放射と波長λ1
での放射の光源1又は光源2の光軸と、検出器の入射面の
法線あるいは蛍光体面の法線とのなす入射角θ1と反射
角θ2の反射量を検出器で測定し、波長λ1とλ2の蛍光体
への入射量と、反射角θ2方向への反射量と、波長λ1にお
ける吸収率とから、蛍光体の波長λ2に対する放射の吸収
率を求め、波長λ1とλ2の入射量と吸収率から吸収量を
求め、波長λ1とλ2のスヘ゜クトルから発光量を求め、吸収量の
光量子と発光量の光量子を除算し、波長λ1の量子効率と
比較して、波長λ2の蛍光体の量子効率を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体の量子効率
を測定する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体の量子効率は、例えばランプ用蛍
光体が到達し得る効率の極限を知る尺度として極めて重
要で、主として絶対値法と相対値法の二種類の測定方法
が用いられてきた。

【０００３】絶対値法は、蛍光体に吸収される励起光の
光量子数（フォトン数）と蛍光の光量子数（フォトン
数）とを独立に測定し、その比から量子効率を求める方
法である。この方法では蛍光体に吸収される励起光のフ
ォトンの数は、以下の方法で求める。まず、単一波長の
励起放射に対して、サーモパイルなどの熱型放射検出器
や絶対放射計を使って、蛍光体面での放射照度を測定
し、絶対反射率が値付けされた硫酸バリウムなどを反射
率標準として、蛍光体面の反射率を測定して（１−反射
率）から吸収率を求め、両者の値から励起光の吸収エネ
ルギーのフォトン数を求める。次に、蛍光体からの相対
蛍光分光スペクトルを分光測光器で測定し、その絶対量
を、前述の熱型放射検出器や絶対放射計の前面に、励起
光を除去する光学フィルタを装着して、求め、相対蛍光
スペクトルと絶対量とからその蛍光フォトン数を導き、
吸収エネルギーのフォトン数との比から蛍光体の量子効
率を求める方法である。この方法では、励起光の吸収フ
ォトン数と蛍光フォトン数を定量的に測定する熱形放射
検出器や絶対放射計の感度が低いため、十分な測定精度
が得られない問題があった。

【０００４】この問題を解決する手段として、図８に示
すような方法が提案されている。この方法は、まず、測
定しようとする蛍光体１２の蛍光体面が積分球１３の第
１の窓１４に装着し、積分球１３の第２の窓１５から、
光源１６、光学系１７、光学フィルタ１８から照射され
た蛍光体１２の励起光１９を入射させ、蛍光体１２の蛍
光体面に前記励起光１９を照射する。蛍光体１２の蛍光
体面から発する励起光１９の反射スペクトルと蛍光スペ
クトルを前記積分球１３で積分し、積分球１３の第３の
窓２０に装着した分光測定器２１で測定する。このとき
の分光測定器２１の出力をそれぞれＲ（λ）、Ｐ（λ）
とする。このとき、積分球１３の積分効率をη、分光測
定器２１の効率の補正係数をＫ・ｆ（λ）とすると、蛍
光体１２の蛍光体面での励起光１９の反射スペクトルは
η・Ｋ・ｆ（λ）・Ｒ（λ）、蛍光スペクトルは、η・
Ｋ・ｆ（λ）・Ｐ（λ）となる。次に、蛍光体１２の代
わりに、反射率が既知の反射率標準２２を積分球１３の
第１の窓１４に装着して前記と同様の測定を行なうこと
により、蛍光体１２の蛍光体面に入射した励起光１９の
分光放射照度η・Ｋ・ｆ（λ）・１／α（λ）・Ｅ
（λ）が得られる。このとき、α（λ）は、反射率標準
２２の分光反射率、Ｅ（λ）は、このときの分光測定器
２１の読みである。この結果から、蛍光体１２に吸収さ
れる励起光１９の分光エネルギー分布は、

【０００５】

【数１】 η・Ｋ・ｆ（λ）・（１／α（λ））・Ｅ（λ）−η・Ｋ・ｆ（λ）・Ｒ（λ）＝η・Ｋ｛ｆ（λ）・（１／α（λ））・Ｅ（λ）−ｆ（λ）・Ｒ（λ）｝＝η・Ｋ・Ａ（λ）但し、Ａ（λ）＝｛ｆ（λ）・（１／α（λ））・Ｅ（λ）−ｆ
（λ）・Ｒ（λ）｝となるため、量子効率εは

【０００６】

【数２】

【０００７】λ3，λ4：蛍光スペクトルが存在する波長
範囲 λ5，λ6：励起スペクトルの波長範囲で与えられ、η、Ｋを絶対放射計などで求める必要がな
く、相対分光分布から高精度に蛍光体の量子効率を求め
ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、特定波長λ1で
の量子効率が既知の蛍光体について別の波長λ2での量
子効率を求める場合が多い。例えば、蛍光灯などで使用
されている２５４ｎｍからプラズマディスプレイで使用
されている１４７ｎｍの量子効率を求める場合などがあ
る。このような場合、波長λ2に対し、前記量子効率測
定方法を用いる必要がある。この方法では、積分球が必
要になり、このため、光量が不足しがちであり、強力な
励起光や高精度の分光器が必要であった。また、積分球
と分光反射率標準を使用するため、測定系が複雑であ
る。

【０００９】本発明は、上述した方法の課題を考慮し、
蛍光体の量子効率を簡易な構成で精度よく測定すること
ことができる蛍光体の量子効率測定方法および装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】特定波長λ1での放射に
対する吸収率と量子効率が既知の測定しようとする蛍光
体と、波長λ1の放射束を発生する光源１と、波長λ2の
放射を発生する光源２と、前記波長λ2の放射束を前記
蛍光体に導き波長λ1とλ2に対し波長選択性を持たない
光学系と、前記波長λ1とλ2の放射量と反射量を測定す
る放射検出器と、前記蛍光体の発光スペクトルを測定す
る分光測定器とからなり、前記蛍光体の波長λ2の放射
束と波長λ1の放射束の蛍光体面での入射量を放射検出
器で測定し、前記蛍光体の波長λ2での放射束と波長λ1
での放射束の光源１あるいは光源２の光軸と、放射検出
器の入射面の法線あるいは蛍光体面の法線とのなす入射
角θ１と反射角θ２の反射量を放射検出器で測定し、波
長λ1とλ2の前記蛍光体への入射量と、反射角θ２方向
への反射量と、波長λ1における吸収率とから、前記蛍
光体の波長λ2に対する放射束の吸収率を求め、波長λ1
とλ2の入射量と吸収率から吸収量を求め、波長λ₁とλ
₂の発光スペクトルから発光量を求め、吸収量の光量子
と発光量の光量子を除算し、さらに波長λ1の量子効率
と比較して、波長λ2の蛍光体の量子効率を求める。

【００１１】また、波長λ1とλ2が紫外域の波長であ
り、測定雰囲気が窒素または真空である。

【００１２】さらに、波長λ1が２５４ｎｍの紫外光で
あり、波長λ2が波長２００ｎｍ以下の真空紫外域であ
り、波長λ2の測定雰囲気が窒素または真空である。

【００１３】加えて、入射角θ１が０゜、反射角θ２が
４５゜である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】本実施の形態における測定方法は、図１に
示すように、測定１から測定６までの６つの測定と、こ
れらの測定結果を用いた量子効率算出過程からなる。図
２から図７は測定１から測定６の具体的な実施の形態を
示すもので、波長λ1は２５４ｎｍ、波長λ2は１４７ｎ
ｍとし、光源の光軸と放射検出器の入射面の法線あるい
は蛍光体面の法線とのなす入射角θ１は０゜、反射角θ
２は４５゜とし、光源には重水素ランプ、光学系には１
４７ｎｍと２５４ｎｍに対して透過特性に波長依存性が
ないフッ化マグネシウムレンズ、放射検出器にはシリコ
ンホトダイオード、分光器としてマルチチャンネル分光
装置を用いた。

【００１６】（Ｉ）まず、図２に示す測定１の構成によ
り、波長２５４ｎｍの光の、測定しようとする蛍光体面
での入射量を測定する。図２における測定１は、重水素
ランプ１と、重水素ランプ１からの放射束を検出するた
め、光軸上に入射角０゜で置き、あらかじめ波長毎の絶
対入射量の値をつけたシリコンホトダイオード２と、シ
リコンホトダイオード２に重水素ランプ１からの放射束
を導くフッ化マグネシウムレンズ３と、波長２５４ｎｍ
のみを波長選択する干渉フィルタ４と、シリコンホトダ
イオード２に接続され、その出力信号を読み取るデジタ
ルマルチメータ５とから構成される。このとき、重水素
ランプ１とシリコンホトダイオード２との距離をＬ１と
する。ここで、重水素ランプ１と干渉フィルタ４が請求
項の光源１を、フッ化マグネシウムレンズが光学系を、
シリコンホトダイオード２とデジタルマルチメータ５が
放射検出器にそれぞれ対応する。

【００１７】このように構成された測定１の動作を以下
説明する。重水素ランプ１を点灯し、安定するのを待
つ。重水素ランプ１から発せられた連続スペクトル光
は、干渉フィルタ４で主波長が２５４ｎｍの照射光とな
ってフッ化マグネシウムレンズ３で集光された後、シリ
コンホトダイオード２に入射する。このとき、シリコン
ホトダイオード２の出力信号をデジタルマルチメータ５
で読み取る。シリコンホトダイオード２は波長毎にあら
かじめ入射量の値が付けられており、デジタルマルチメ
ータ５の読取値から２５４ｎｍに対するシリコンホトダ
イオード２の位置における入射量Ｅ_in(254)が測定でき
る。

【００１８】次に、図３に示す測定２の構成で、波長１
４７ｎｍの、測定しようとする蛍光体面での入射量を測
定する。図３において、測定２は、重水素ランプ１と、
重水素ランプ１からの放射束を検出するため、光軸上に
入射角０゜で置いたシリコンホトダイオード２と、重水
素ランプ１からの放射をシリコンホトダイオード２に導
くフッ化マグネシウムレンズ３と、１４７ｎｍのみを波
長選択する干渉フィルタ６と、測定雰囲気を真空に保つ
真空チャンバ７と、真空チャンバ７に接続された真空ポ
ンプ８と、シリコンホトダイオード２に接続され、その
出力信号を読み取るデジタルマルチメータ５とから構成
される。このとき、重水素ランプ１とシリコンホトダイ
オード２との距離は測定１のＬ１と等しくする。なお、
真空紫外域での放射量を測定するため、重水素ランプ１
の出射窓（図示せず）、フッ化マグネシウムレンズ３、
干渉フィルタ６、およびシリコンホトダイオード２は真
空チャンバ７内に設置する。ここで、重水素ランプ１と
干渉フィルタ６が請求項の光源２を、フッ化マグネシウ
ムレンズ３が光学系を、シリコンホトダイオード２とデ
ジタルマルチメータ５が放射検出器にそれぞれ対応す
る。なお、光学系にフッ化マグネシウムレンズ３を用い
ているので、２５４ｎｍと１４７ｎｍで透過特性に波長
選択性はない。

【００１９】このように構成された測定系２の動作を以
下に示す。まず、真空ポンプ８を動作させ、真空チャン
バ７内を１０^ー3〜１０^ー4Ｔｏｒｒ程度の真空に保つ。次
に、重水素ランプ１を点灯し、重水素ランプ１が安定点
灯するのを待って、測定１と同様の方法で１４７ｎｍに
対するシリコンホトダイオード２の入射量Ｅ_in(147)を
測定する。このとき、測定１と異なるのは１４７ｎｍの
光のみを照射するように、干渉フィルタ６を１４７ｎｍ
を透過させるものに変更している点と、１４７ｎｍ紫外
光の大気中での吸収減衰を防止するために、測定光学系
を真空チャンバ７内に設置している点である。

【００２０】次に、図４に示す測定３の構成で、波長２
５４ｎｍに対する、測定しようとする蛍光体の蛍光体面
での反射率を測定する。図４において、測定３は、重水
素ランプ１と、光軸上に入射角０゜で設置した蛍光体９
と、重水素ランプ１からの波長２５４ｎｍの放射を光軸
上の測定しようとする蛍光体９に導くフッ化マグネシウ
ムレンズ３と、２５４ｎｍのみを波長選択する干渉フィ
ルタ４と、反射角θ２＝４５゜の方向の光軸上に置いた
シリコンホトダイオード２と、シリコンホトダイオード
２に接続され、その出力信号を読み取るデジタルマルチ
メータ５とから構成される。このとき、重水素ランプ１
の照射光光軸上で、重水素ランプ１から蛍光体９までの
距離をＬ２とする。距離Ｌ２は図２および図３で重水素
ランプ１とシリコンホトダイオード２までの距離Ｌ１に
対し、同一であっても、異なってもかわまわない。

【００２１】このように構成された測定３の動作を以下
に示す。重水素ランプ１から発せられた連続スペクトル
光は、干渉フィルタ４で２５４ｎｍのみの照射光とな
り、フッ化マグネシウムレンズ３で集光された後、測定
しようとする蛍光体９に入射する。２５４ｎｍの照射光
は測定しようとする蛍光体９の表面で大部分吸収され、
残りの拡散反射された照射光の一部は反射角４５゜方向
に反射され、その光軸上に設置したシリコンホトダイオ
ード２に入射する。シリコンホトダイオード２への入射
量を反射量Ｅ_out(254)としてデジタルマルチメータ５で
測定する。

【００２２】同様に、図５に示す測定４の構成で、波長
１４７ｎｍに対する、測定しようとする蛍光体９の蛍光
体面での反射率を測定する。図５では、測定４は、重水
素ランプ１と、１４７ｎｍのみの照射を決定する干渉フ
ィルタ６と、重水素ランプ１からの波長１４７ｎｍの放
射を、光軸上の測定しようとする蛍光体９に導くフッ化
マグネシウムレンズ３と、測定雰囲気を真空に保つ真空
チャンバ７と、真空チャンバ７に接続された真空ポンプ
８と、反射角４５゜の方向の光軸上に置いたシリコンホ
トダイオード２と、シリコンホトダイオード２に接続さ
れ、その出力信号を読み取るデジタルマルチメータ５と
から構成される。このとき、重水素ランプ１の照射光光
軸上で、重水素ランプ１から蛍光体９までの距離Ｌ２
が、図２および図３で重水素ランプ１とシリコンホトダ
イオード２までの距離Ｌ１に対し、同一であっても、異
なっても問題はない。

【００２３】このように構成された測定４の動作を以下
に示す。まず、真空ポンプ８を動作させ、真空チャンバ
８内を１０^ー3〜１０^ー4Ｔｏｒｒ程度の真空に保つ。つぎ
に、重水素ランプ１を点灯し、安定するのを待って、測
定３と同様の方法で１４７ｎｍに対する蛍光体９の反射
角４５゜方向の反射量Ｅ_out(147)を測定する。

【００２４】次に、図６に示す測定５の構成で波長２５
４ｎｍに対する、測定しようとする蛍光体９の発光スペ
クトルを測定する。図６では、測定５は、重水素ランプ
１と、２５４ｎｍのみを波長選択する干渉フィルタ４
と、重水素ランプ１からの波長２５４ｎｍの放射を、光
軸上の測定しようとする蛍光体９に導くフッ化マグネシ
ウムレンズ３と、蛍光体９の蛍光体面の法線から４５゜
方向の光軸上に設置した光ファイバ１０と、光ファイバ
１０に接続されたマルチチャンネル分光装置１１とから
構成される。このとき、重水素ランプ１からの照射光軸
上で重水素ランプ１から蛍光体９までの距離Ｌ３が、図
４および図５で重水素ランプ１と蛍光体９までの距離Ｌ
２と等しく（Ｌ３＝Ｌ２）なるように蛍光体９を配置す
る。

【００２５】このように構成された測定５の動作を以下
に示す。重水素ランプ１から発せられた連続スペクトル
光は、干渉フィルタ４で２５４ｎｍのみの照射光となっ
てフッ化マグネシウムレンズ３で集光された後、測定し
ようとする蛍光体９に入射する。２５４ｎｍの照射光
（励起光）は測定しようとする蛍光体９に大部分吸収さ
れる。吸収された励起光により蛍光体９は特有の蛍光発
光スペクトル分布Ｐ(λ)(254)を持った拡散発光を示
す。蛍光体９からの蛍光発光は光ファイバ１０に入射
し、光ファイバ１０に接続されたマルチチャンネル分光
装置１１で蛍光体９の発光スペクトル分布Ｐ(λ)(254)
を測定する。

【００２６】同様に図７に示す構成の測定６で、波長１
４７ｎｍに対する、測定しようとする蛍光体９の発光ス
ペクトルを測定する。図７では、測定６は、重水素ラン
プ１と、１４７ｎｍのみを波長選択する干渉フィルタ６
と、重水素ランプ１からの波長１４７ｎｍの放射を、光
軸上の測定しようとする蛍光体９に導くフッ化マグネシ
ウムレンズ３と、測定雰囲気を真空に保つ真空チャンバ
７と、真空チャンバ７に接続された真空ポンプ８と、蛍
光体９の蛍光体面の法線から反射角４５゜方向の光軸上
に設置した光ファイバ１０と、光ファイバ１０に接続さ
れたマルチチャンネル分光装置１１とから構成される。
このとき、重水素ランプ１からの照射光軸上で重水素ラ
ンプ１から蛍光体９までの距離Ｌ３が、図４および図５
で重水素ランプ１と蛍光体９までの距離Ｌ２と等しく
（Ｌ３＝Ｌ２）なるように蛍光体９を配置する。

【００２７】このように構成された測定６の動作を以下
に示す。重水素ランプ１から発せられた連続スペクトル
光は干渉フィルタ６で１４７ｎｍのみの照射光となって
フッ化マグネシウムレンズ３で集光された後、測定しよ
うとする蛍光体９に入射する。１４７ｎｍの照射光（励
起光）は、測定しようとする蛍光体９に大部分吸収され
る。吸収された励起光により、蛍光体９は特有の蛍光発
光スペクトル分布Ｐ(λ)(147)を持つ拡散発光を示す。
蛍光体９からの蛍光発光は光ファイバ１０に入射し、光
ファイバ１０に接続されたマルチチャンネル分光装置１
１で測定する。

【００２８】以上、測定１から測定６の波長２５４ｎｍ
における蛍光体９の入射量Ｅ_in(254)、蛍光体９の反射
量Ｅ_out(254)、蛍光体９の発光スペクトルＰ(λ)(254)
と、波長１４７ｎｍにおける蛍光体９の入射量Ｅ_in(14
7)、蛍光体９の反射量Ｅ_out(147)蛍光体９の発光スペク
トルＰ(λ)(147)が求まる。

【００２９】なお、本発明において光源に重水素ランプ
を使用したが、キセノンランプなどの紫外放射光源を使
用しても構わない。

【００３０】また、本発明において、波長λ1に２５４
ｎｍ、波長λ2に１４７ｎｍを例として挙げたが、特定
波長の吸収率と量子効率が既知であれば他の任意の波長
でも構わない。

【００３１】更に、放射検出器にシリコンホトダイオー
ドを使用したが、熱形放射検出器を使用しても構わな
い。

【００３２】なお、本発明において、入射角θ１を０
゜、反射角θ２を４５゜としたが、入射角が４５゜な
ど、任意の角度に設定しても構わない。

【００３３】なお、本発明において、フッ化マグネシウ
ムレンズを光学系に用いたが、測定しようとする波長に
対し、波長選択性を持たない光学素子、例えばサファイ
アレンズなどを光学系に用いてもよい。

【００３４】また、本発明において、２５４ｎｍの測定
時に、測定雰囲気を大気中で行なったが、真空中もしく
は窒素中でもさしつかえない。

【００３５】（ＩＩ）次に、これらの測定値を用いて、
１４７ｎｍにおける量子効率ε₁₄₇を求める過程につい
て説明する。

【００３６】まず、測定１で測定した２５４ｎｍに対す
る、測定しようとする蛍光体面の入射量Ｅ_in(254)は、
測定１での入射光学系の測定値と真値との差を補正する
補正係数をＫ１とし、重水素ランプ１からの２５４ｎｍ
の照射量（干渉フィルタ５で２５４ｎｍのみを透過）を
Ｐ₂₅₄とすると

【００３７】

【数３】Ｅ_in(254)＝Ｋ１・Ｐ₂₅₄ となる。

【００３８】次に、測定３の入射光学系の補正係数をＫ
２、反射光学系の補正係数をＫ３とすると、蛍光体面へ
の入射量Ｘは

【００３９】

【数４】Ｘ＝Ｋ２・Ｐ₂₅₄ となり、測定３で測定した、２５４ｎｍに対する蛍光体
９の反射量Ｅ_out(254)は、反射量をＹとすると

【００４０】

【数５】Ｅ_out(254)＝Ｋ３・Ｙと表わせる。

【００４１】ここで、２５４ｎｍに対する蛍光体の反射
率をβ、吸収率をρとすると（数４）、（数５）式より

【００４２】

【数６】

【００４３】となる。（数３）、（数６）式からＰ₂₅₄
を消去して

【００４４】

【数７】

【００４５】となり、

【００４６】

【数８】

【００４７】と表わせる。

【００４８】（数８）式ではρは蛍光体の２５４ｎｍに
対する吸収率であり、あらかじめわかっている量であ
り、Ｅ_in(254)、Ｅ_out(254)とも、測定１、測定３での
測定値であるので、（数８）式より放射量測定系の補正
係数Ｋ１と反射量測定系の補正係数Ｋ２、Ｋ３の合成値
（Ｋ１／（Ｋ２・Ｋ３））が求まる。

【００４９】さらに、２５４ｎｍにおける蛍光体の量子
効率ε₂₅₄は測定５で求めた分光スペクトル分布Ｐ(λ)
(254)を用い、マルチチャンネル分光装置の入射光学系
の補正係数Ｋ４とすると、

【００５０】

【数９】

【００５１】で表わせる。（数９）式から、

【００５２】

【数１０】

【００５３】となり、マルチチャンネル分光装置の入射
光学系の補正係数Ｋ４が求まる。

【００５４】次に、測定２で測定した１４７ｎｍに対す
る蛍光体面の入射量Ｅ_in(147)は測定光学系に波長選択
性がないので、重水素ランプの１４７ｎｍの照射量をＰ
₁₄₇とすると、

【００５５】

【数１１】Ｅ_in(147)＝Ｋ１・Ｐ₁₄₇ となる。さらに測定４で測定した１４７ｎｍに対する蛍
光体面の反射量Ｅ_out(147)とすると、測定４でも測定光
学系に波長選択性をもたないものを用いているので、蛍
光体の１４７ｎｍに対する反射率γは２５４ｎｍの場合
と同様に、

【００５６】

【数１２】

【００５７】と表わせる。ここで、（数１２）式に（数
８）式を代入して

【００５８】

【数１３】

【００５９】となり、蛍光体の１４７ｎｍに対する反射
率γが求まる。

【００６０】さらに、１４７ｎｍにおける蛍光体の量子
効率ε₁₄₇は、測定６で測定した分光スペクトル分布Ｐ
(λ)(254)を用い、マルチチャンネル分光装置の入射光
学系の補正係数Ｋ４が波長選択性を持たないとすると、

【００６１】

【数１４】

【００６２】となり、（数１４）式に（数１０）式およ
び（数１３）式を代入して、

【００６３】

【数１５】

【００６４】となる。

【００６５】（数１５）式で、２５４ｎｍに対する蛍光
体の量子効率ε₂₅₄と蛍光体の２５４ｎｍに対する吸収
率ρは既知であり、また、２５４ｎｍに対する蛍光体へ
の入射量Ｅ_in(254)と蛍光体からの反射量Ｅ_out(254)、
分光スペクトルＰ(λ)(254)および１４７ｎｍに対する
蛍光体への入射量Ｅ_in(147)と反射量Ｅ_out(147)、分光
スペクトルＰ(λ)(147)は、測定１から測定６の測定で
求まる。したがって、式（数１５）を用いれば、１４７
ｎｍに対する蛍光体の量子効率ε₁₄₇を求めることがで
きる。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、積分球と分光反射率標準を用いないで、簡素
な構成で光源からの放射の絶対量の測定をせずに、波長
λ1で量子効率が既知の蛍光体の波長λ2での量子効率の
測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の測定過程を示す測定流
れ図である。

【図２】本発明の一実施の形態の測定１を示す図であ
る。

【図３】本発明の一実施の形態の測定２を示す図であ
る。

【図４】本発明の一実施の形態の測定３を示す図であ
る。

【図５】本発明の一実施の形態の測定４を示す図であ
る。

【図６】本発明の一実施の形態の測定５を示す図であ
る。

【図７】本発明の一実施の形態の測定６を示す図であ
る。

【図８】従来の量子効率測定方法を示す図である。

【符号の説明】

１重水素ランプ２シリコンホトダイオード３フッ化マグネシウムレンズ４干渉フィルタ（２５４ｎｍ）５デジタルマルチメータ６干渉フィルタ（１４７ｎｍ）７真空チャンバ８真空ポンプ９蛍光体１０光ファイバ１１マルチチャンネル分光装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀井滋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者松岡富造大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定波長λ1での放射に対する吸収率と量
子効率が既知の、測定しようとする蛍光体と、波長λ1
の放射束を発生する光源（１）と、波長λ2の放射束を
発生する光源（２）と、前記波長λ1とλ2の放射束を前
記蛍光体に導き波長λ1とλ2に対し、波長選択性を持た
ない光学系と、前記波長λ1とλ2の放射量と反射量を測
定する放射検出器と、前記蛍光体の発光スペクトルを測
定する分光測定器とを備え、前記蛍光体の波長λ2の放
射束と波長λ1の放射束の蛍光体面での入射量を前記放
射検出器で測定し、前記蛍光体の波長λ2での放射束と
波長λ1での放射束の光源（１）あるいは光源（２）の
光軸と、前記放射検出器の入射面の法線あるいは蛍光体
面の法線とのなす入射角θ１と反射角θ２の反射量を前
記放射検出器で測定し、波長λ1とλ2の前記蛍光体への
入射量と、反射角θ２方向への反射量と、波長λ1にお
ける吸収率とから、前記蛍光体の波長λ2に対する放射
束の吸収率を求め、波長λ1とλ2の入射量と吸収率から
吸収量を求め、波長λ1とλ2の発光スペクトルから発光
量を求め、吸収量の光量子と発光量の光量子を除算し、
さらに波長λ1の量子効率と比較して、波長λ2の蛍光体
の量子効率を求めることを特徴とする蛍光体量子効率測
定装置。
【請求項２】波長λ1とλ2が紫外域の波長であり、測定
雰囲気が窒素または真空である請求項１記載の蛍光体量
子効率測定装置。
【請求項３】波長λ1が２５４ｎｍの紫外光であり、波
長λ2が波長２００ｎｍ以下の真空紫外域であり、波長
λ2の測定雰囲気が窒素または真空である請求項１記載
の蛍光体量子効率測定装置。
【請求項４】入射角θ１が０゜、反射角θ２が４５゜で
ある請求項１または２記載の蛍光体量子効率測定装置。
【請求項５】特定波長λ1での放射に対する吸収率と量
子効率が既知の、測定しようとする蛍光体と、波長λ1
の放射束を発生する光源（１）と、波長λ2の放射束を
発生する光源（２）と、前記波長λ1とλ2の放射束を前
記蛍光体に導き波長λ1とλ2に対し、波長選択性を持た
ない光学系と、前記波長λ1とλ2の放射量と反射量を測
定する放射検出器と、前記蛍光体の発光スペクトルを測
定する分光測定器とを用いて蛍光体の量子効率を測定す
る方法であって、前記蛍光体の波長λ2の放射束と波長
λ1の放射束の蛍光体面での入射量を前記放射検出器で
測定し、前記蛍光体の波長λ2での放射束と波長λ1での
放射束の光源（１）あるいは光源（２）の光軸と、前記
放射検出器の入射面の法線あるいは蛍光体面の法線との
なす入射角θ１と反射角θ２の反射量を前記放射検出器
で測定し、波長λ1とλ2の前記蛍光体への入射量と、反
射角θ２方向への反射量と、波長λ1における吸収率と
から、前記蛍光体の波長λ2に対する放射束の吸収率を
求め、波長λ1とλ2の入射量と吸収率から吸収量を求
め、波長λ1とλ2の発光スペクトルから発光量を求め、
吸収量の光量子と発光量の光量子を除算し、さらに波長
λ1の量子効率と比較して、波長λ2の蛍光体の量子効率
を求めることを特徴とする蛍光体量子効率測定方法。