JP3266046B2 - 蛍光体の量子効率測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプやプラ
ズマディスプレイなどに用いられる、蛍光体の量子効率
を測定する量子効率測定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
光体やプラズマディスプレイ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
測定法と相対値測定法の２種類の量子効率測定法が用い
られている。

【０００３】この内、絶対値測定法は、蛍光体に吸収さ
れる励起光の光量子数（吸収光量子数）と、蛍光発光に
より得られる光量子数（蛍光光量子数）とを個別に測定
し、吸収光量子数と蛍光光量子数との比から量子効率を
求める方法である。

【０００４】この方法では蛍光体に吸収される励起光の
吸収光量子数を、以下の方法で求める。まず、単一波長
の励起光に対して、サーモパイルなどの熱形放射検出器
や絶対放射計を使って、蛍光体に照射される励起光の光
量子数（励起光量子数）を測定し、絶対反射率が既知
の、例えば硫酸バリウムなどを反射率標準として、蛍光
体から反射される反射光量子数（反射光量子数）を測定
し、先に求めた励起光量子数から反射光量子数を減算す
ることにより、吸収光量子数を求める。

【０００５】次に、蛍光体からの蛍光発光スペクトルを
分光器で測定し、その絶対量を前記熱形放射検出器や絶
対放射計の前面に、励起光のみを除去する光学フィルタ
を装着して求め、蛍光発光スペクトルと絶対量とからそ
の蛍光発光の光量子数（蛍光光量子数）を導き、先に求
めた吸収光量子数と、この蛍光光量子数との比から、蛍
光体の量子効率を求める方法である。

【０００６】この方法では、励起光の吸収光量子数と蛍
光光量子数がいずれも微弱であり、これをすべて取り込
むための積分球が必要となる。この対策として、励起光
用光源の光出力を高めたり、高感度の熱形放射検出器や
絶対放射計、分光器などを用いる必要があった。また、
積分球と反射率標準を使用するため、量子効率測定装置
の構成が複雑で、かつ精度を要した。

【０００７】これらの課題を解決する手段として、我々
は先に、光量不足の一要因となる積分球や、吸収光量子
数を求める際に必要となる反射率標準を用いることな
く、蛍光体の量子効率測定ができる簡便な量子効率測定
方法を提案している（特願平８−３０１４７８号）。

【０００８】図２に、我々が提案した前記蛍光体の量子
効率測定方法、および測定装置の概要を示す。

【０００９】この方法は、まず、測定（１）として紫外
域から真空紫外域における、特定波長λ１（以下、波長
λ１と呼ぶ）での蛍光体への励起光の光量子数（波長λ
１での励起光量子数）を測定し、次に、測定（２）とし
て特定波長λ２（以下、波長λ２と呼ぶ）での蛍光体へ
の励起光量子数（波長λ２での励起光量子数）を測定す
る。

【００１０】次に、測定（３）として波長λ１の蛍光体
から反射される反射光量子数（波長λ１での反射光量子
数）を測定し、測定（４）として波長λ２の蛍光体から
反射される反射光量子数（波長λ２での反射光量子数）
を測定する。

【００１１】次に、測定（５）として、波長λ１の蛍光
体から蛍光発光される蛍光光量子数（波長λ１での蛍光
光量子数）を測定し、測定（６）として波長λ２の蛍光
体から蛍光発光される蛍光光量子数（波長λ２での蛍光
光量子数）を測定する。

【００１２】以上、測定（１）から測定（６）までの測
定で得られた各々の光量子数を演算し、最終的に、波長
λ１の励起光量子数，反射光量子数，蛍光光量子数か
ら、波長λ２おける蛍光体の量子効率を求める方法であ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で蛍
光体の量子効率を測定する場合、波長λ１と波長λ２の
切り替え時や、蛍光体と前記蛍光体への入射光量を測定
する受光器の切り替え時などにおいて、その都度、真空
雰囲気を形成するための真空チャンバの蓋を開閉する必
要があった。

【００１４】そのため、前記測定手順および測定項目に
応じて、繰り返して真空チャンバを大気雰囲気にした
り、真空雰囲気にするなど、何度も真空排気することに
なり、量子効率の測定時間がかかるばかりでなく、蛍光
体の励起用光源（紫外線発生用光源）の点滅回数が多く
なり、励起用光源への負担が大きくなるという課題があ
った。

【００１５】本発明は、このような蛍光体の量子効率測
定方法および装置において、測定方法を簡略化するとと
もに、測定時における真空雰囲気を形成する回数を低減
させ、かつ励起用光源の点滅回数を低減させることを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の蛍光体の量子効率測定装置は、紫外域から
真空紫外域までの放射束を発生する光源と、前記光源か
らの放射束を、少なくとも２つ以上の波長域に分光する
ための分光手段と、前記分光手段により複数の波長域に
分光された第１の波長域おいて、前記第１の波長域での
放射束に対する吸収率と量子効率が既知で、複数の波長
域のうち前記第１の波長域とは別の分光された１つ以上
の測定波長域における量子効率を測定する被測定蛍光体
と、前記光源および前記分光手段から照射される放射束
をモニターし、前記被測定蛍光体と同一位置に交互に設
定されたモニター受光器と、前記被測定蛍光体と前記モ
ニター受光器とを測定条件に応じて、交互に切り替える
蛍光体切り替え手段と、前記被測定蛍光体の近傍でか
つ、前記光源および前記分光手段から前記被測定蛍光体
に対して照射される放射束を遮らない位置に配置され、
前記光源および前記分光手段から前記被測定蛍光体に照
射された放射束のうち、被測定蛍光体で反射された放射
束と、前記被測定蛍光体からの蛍光発光を受光する反射
光受光器と、前記被測定蛍光体の近傍に配置し、前記光
源および前記分光手段から照射された放射束により、被
測定蛍光体が蛍光発光し、その蛍光発光の発光スペクト
ルを分光測定する発光スペクトル測定手段と、前記光源
の出射側，分光手段，被測定蛍光体，モニター受光器，
蛍光体切り替え手段，反射光受光器，発光スペクトル測
定手段の入射側を同一の容器内に収容し、真空雰囲気に
するための真空容器と、前記真空容器内の雰囲気を真空
雰囲気に保つための真空排気手段と、前記光源の点灯用
制御および消灯用制御、前記分光手段の分光用制御、前
記蛍光体切り替え手段の駆動−停止用制御、前記真空排
気手段の駆動および停止用制御を含む機構手段を制御す
るとともに、前記モニター受光器や前記反射光受光器か
らの光電変換信号、前記発光スペクトル測定手段からの
分光データ信号から、量子効率を演算する演算制御手段
とから構成し、前記第１の波長域および前記１つ以上の
測定波長域において、前記モニター受光器から得られ
る、前記被測定蛍光体に入射する前記光源および前記分
光手段からの放射束の測定値と、前記反射光受光器から
得られる、前記被測定蛍光体からの反射光と蛍光発光の
測定値と、前記発光スペクトル測定手段から得られる、
前記被測定蛍光体からの蛍光発光の発光スペクトル値と
から、前記被測定蛍光体の量子効率を求めるようにした
ものである。

【００１７】また、前記光源を重水素ランプとするとと
もに、前記分光手段を、少なくとも２つ以上の狭帯域透
過フィルタとし、これを相互に選択するようにしたもの
である。さらに、モニター受光器と、反射光受光器をシ
リコンホトダイオードとするとともに、前記反射光受光
器を２つの受光器とし、いずれかの一方の受光器の受光
面に、前記光源および前記分光手段から前記被測定蛍光
体に照射される放射束のうち、被測定蛍光体からの反射
光を遮光し、蛍光発光のみを透過させるバンドパスフィ
ルタとしたものである。

【００１８】加えて、発光スペクトル測定手段を、複数
の波長域の発光スペクトルを同時に測定するポリクロメ
ータとしたものである。

【００１９】また、前記分光手段により選択分光され
る、複数の波長域の中心波長が、１４７ｎｍ，１７２ｎ
ｍ，１８５ｎｍ，２５４ｎｍのいずれかの組み合わせと
したものである。

【００２０】また、前記光源と前記被測定蛍光体とのな
す光軸上に、前記光源からの放射束を照射または遮光さ
せるシャッタを配置したものである。

【００２１】また、本発明の蛍光体の量子効率測定方法
は、被測定蛍光体の周囲雰囲気を真空雰囲気にする工程
と、真空雰囲気としたあとで、前記第２の励起光を前記
被測定蛍光体に照射して、前記第２の励起光における前
記被測定蛍光体の発光スペクトル，反射光量と蛍光発光
量および、前記第２の励起光の紫外線量の測定を行う工
程と、前記第１の励起光における前記被測定蛍光体の発
光スペクトル，反射光量と蛍光発光量および、第１の励
起光の紫外線量の測定を行う工程と、前記各測定を行う
工程で得られたデータを演算して、前記被測定蛍光体の
前記第２の励起光での量子効率を算出する工程とを少な
くとも含み、前記測定を行う工程における測定開始から
終了までの間、１回の真空雰囲気を形成したままの状態
で測定を行うことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１を用いて説明する。図１は、紫外域から真空紫
外域における蛍光体の量子効率を測定するための、量子
効率測定装置の概要を示す構成図である。

【００２３】図１において、１は紫外域から真空紫外域
までの放射束（以下励起光と呼ぶ）を発生する光源で、
好ましくは重水素ランプである。２は光源１を点灯する
光源用電源、３は光源１からの励起光を照射または遮断
させるシャッタ、４はシャッタ３を開閉させるシャッタ
駆動手段で、電磁ソレノイドである。５は光源１から照
射される励起光を集光するための集光手段で、サファイ
アレンズである。

【００２４】６は光源１からの励起光を任意の波長域に
分光するための分光手段で、複数の狭帯域透過フィルタ
７である。狭帯域透過フィルタ７は好ましくは金属多層
膜からなる干渉フィルタで、中心波長が１４７ｎｍ，１
７２ｎｍ，１８５ｎｍ，２５４ｎｍなどが用意されてい
る。８は分光手段６により、特定の波長域を選定するた
めに、狭帯域透過フィルタ７の中から、特定のフィルタ
を切り替えるフィルタ切り替え手段で、モータである。

【００２５】９は分光手段６により複数の波長域に分光
された波長域の１つにおいて、その波長域での励起光に
対する吸収率と量子効率が既知で、複数の波長域のうち
前記既知の波長域とは別の波長域における量子効率を測
定するための被測定蛍光体、１０は光源１からの励起光
をモニターするモニター受光器で、受光面の前面に波長
感度の依存性がないサリチル酸ナトリウムの膜を形成
（図示せず）したシリコンホトダイオードである。

【００２６】１１は被測定蛍光体９とモニター受光器１
０とを測定条件に応じて、交互に切り替える蛍光体切り
替え手段で回転機構からなる。被測定蛍光体９とモニタ
ー受光器１０のいずれも、同一の蛍光体切り替え手段１
１にそれぞれ配置している。

【００２７】１２は蛍光体切り替え手段１１を回転させ
るための回転駆動手段で、モータである。１３ａと１３
ｂはいずれも被測定蛍光体９の近傍でかつ、光源１およ
び分光手段６から被測定蛍光体９に対して照射される励
起光を遮らない位置に配置され、光源１および分光手段
６から被測定蛍光体９に照射された励起光のうち、被測
定蛍光体９で反射された励起光と、被測定蛍光体９から
の蛍光発光を受光する反射光受光器で、いずれも受光面
の前面に波長感度の依存性がないサリチル酸ナトリウム
の膜を形成（図示せず）したシリコンホトダイオードで
ある。

【００２８】１４は反射光受光器１３ｂの前面に配置さ
れ、被測定蛍光体９からの反射光と蛍光発光のうち、反
射光（光源１からの励起光のうち、被測定蛍光体９によ
り反射される励起光）を遮光し、蛍光発光のみを選択透
過させる励起光カットフィルタで、バンドパスフィルタ
である。１５ａはモニター受光器１０からの光電流を電
圧信号に変換する電圧変換手段、１５ｂは反射光受光器
１３ａからの光電流を電圧信号に変換する電圧変換手
段、１５ｃは反射光受光器１３ｂからの光電流を電圧信
号に変換する電圧変換手段で、電圧変換手段１５ａ，１
５ｂ，１５ｃはいずれもデジタルボルトメータである。

【００２９】１６は被測定蛍光体９の近傍に配置し、光
源１と集光手段５および分光手段６から照射された励起
光により、被測定蛍光体９が蛍光発光し、その蛍光発光
を後記の発光スペクトル測定手段１７に導くための導光
手段で、光学ファイバーである。１７は導光手段１６を
介して被測定蛍光体９からの蛍光発光を分光測定するた
めの発光スペクトル測定手段で、ポリクロメータ（マル
チチャンネル分光器など）である。

【００３０】１８は光源１の出射側、シャッタ３、集光
手段５，分光手段６，被測定蛍光体９，モニター受光器
１０，蛍光体切り替え手段１１，反射光受光器１３ａ，
１３ｂ、励起光カットフィルタ１４，導光手段１６の入
射側を真空雰囲気にするための真空容器で、真空チャン
バである。

【００３１】１９は真空容器内の雰囲気を、１０ー2〜１
０ー6Ｔｏｒｒ程度の真空に保つための真空排気手段で、
ロータリポンプとオイルディフュージョンポンプの組み
合わせである。

【００３２】２０は光源用電源２の駆動−停止用制御信
号、シャッタ駆動手段４の駆動−停止用制御信号、フィ
ルタ切り替え手段８の駆動−停止用制御信号、回転駆動
手段１２の駆動−停止用制御信号、光電変換手段１５
ａ，１５ｂ，１５ｃからの電気信号、発光スペクトル測
定手段１７からの分光データ信号、真空排気手段１９の
駆動−停止用制御信号などを後記の演算制御手段２１に
伝達するための信号伝達系（ＧＰ−ＩＢバスなど）、２
１は前記各種の機構手段を制御し、電気信号や分光デー
タ信号から量子効率を演算させるための演算制御手段
で、コンピュータから構成される。

【００３３】以上のように構成された、蛍光体の量子効
率測定装置について、以下、その動作を述べる。なお、
本実施の形態の説明では、一例として被測定蛍光体９の
波長２５４ｎｍでの励起光に対する吸収率と量子効率が
既知で、波長１４７ｎｍにおける蛍光体の量子効率を、
前記の量子効率測定装置を用いて測定する方法について
説明する。

【００３４】まず、真空容器１８の上蓋（図示せず）を
開け、蛍光体切り替え手段１１に、量子効率を測定しよ
うとする被測定蛍光体９を固定する。この被測定蛍光体
９は蛍光体切り替え手段１１に着脱可能な蛍光体ホルダ
ー（図示せず）内に一定の圧力で押圧して充填されてお
り、被測定蛍光体９の押圧した蛍光体面と、光源１から
シャッタ３、集光手段５、分光手段６を介して被測定蛍
光体９に照射される励起光の光軸Ａとのなす角度αは約
４５゜に設定されている。

【００３５】この被測定蛍光体９の固定が完了した後、
真空容器１８の上蓋を閉じて、真空容器１８が密閉され
た状態で、演算制御手段２１であるコンピュータからの
指令により、真空排気手段１９であるロータリポンプと
ディフュージョンポンプを稼働させ、真空容器１８の雰
囲気（大気）を排気し、真空容器１８内を１０ー2〜１０
ー6Ｔｏｒｒの真空に保つように制御する。

【００３６】上記の動作と並行して、演算制御手段２１
からの指令により、光源用電源２を介して光源１を点灯
させ、約３０分程度、励起光が安定するまで待つ。な
お、光源１から照射される励起光が安定するまでの間
は、シャッタ３はシャッタ駆動手段４である電磁ソレノ
イドを制御手段２１からの指令により閉じており、集光
手段５側に励起光が照射されないようにしている。

【００３７】光源１の励起光が安定した後、集光手段５
であるサファイアレンズの出射側に設けた分光手段６で
ある、狭帯域透過フィルタ７のうち、波長１４７ｎｍの
特定波長域を透過させるフィルタを、演算制御手段２１
からの指令により、フィルタ切り替え手段８を介して選
定し、光軸Ａ上に設定する。

【００３８】このような状態において、まず、１４７ｎ
ｍの特定波長域における被測定蛍光体９の発光スペクト
ルを測定する。

【００３９】具体的には、演算制御手段２１からの指令
により、シャッタ駆動手段４を介して、シャッタ３を開
ける。この時、被測定蛍光体９には、光源１からの励起
光が集光手段５で集光され、分光手段６を介して狭帯域
透過フィルタ７により、１４７ｎｍの特定波長光（１４
７ｎｍ紫外光）として照射される。

【００４０】この１４７ｎｍ紫外光が被測定蛍光体９に
照射されると可視光として蛍光発光し、この蛍光発光を
被測定蛍光体９の近傍に配置した導光手段１６である光
学ファイバーに導き、発光スペクトル測定手段１７であ
るポリクロメータにより、被測定蛍光体９の発光スペク
トルデータとして信号伝達系２０を介して演算制御手段
２１であるコンピュータに取り込む。なお、被測定蛍光
体９と導光手段１６である光学ファイバーの入射側との
なす光軸Ｂは、光軸Ａに対して角度βに設定しており、
具体的には角度βは約９０゜である。

【００４１】次に、１４７ｎｍの特定波長域における被
測定蛍光体９の、反射光量と蛍光発光量を測定する。

【００４２】具体的には、前記の配置において、演算制
御手段２１からの指令により、被測定蛍光体９の近傍に
設けた反射光受光器１３ａで、被測定蛍光体９からの蛍
光発光（可視光）と１４７ｎｍ紫外光の反射光を受光す
るとともに、反射光受光器１３ｂと励起光カットフィル
タ１４で、被測定蛍光体９からの蛍光発光（可視光）の
みを受光する。なお、被測定蛍光体９と反射光受光器１
３ａ，１３ｂ，励起光カットフィルタ１４とのなす光軸
Ｃは、光軸Ａに対して角度γに設定しており、具体的に
は角度γは約４５゜である。

【００４３】反射光受光器１３ａ，１３ｂからの光電流
を、演算制御手段２１からの指令により、電圧変換手段
１５ｂ，１５ｃであるデジタルボルトメータで電圧信号
に変換し、信号伝達系２０を介して反射光データおよび
蛍光発光データとして、演算制御手段２１であるコンピ
ュータに取り込む。

【００４４】次に、１４７ｎｍの特定波長域における被
測定蛍光体９に照射される、励起光の紫外線量を測定す
る。

【００４５】具体的には、演算制御手段２１からの指令
により、蛍光体切り替え手段１１である回転機構を、回
転駆動手段１２であるモータにより回転駆動させ、蛍光
体切り替え手段１１に配置した被測定蛍光体９に代えて
モニター受光器１０を、光軸Ａ上において光源１側に対
向させ、狭帯域透過フィルタ７により、１４７ｎｍ紫外
光となった励起光の直射光をモニター受光器１０で受光
する。この時、モニター受光器１０の受光面（図示せ
ず）は光軸Ａに対して、法線（９０゜）になるように配
置している。

【００４６】モニター受光器１０からの光電流を、演算
制御手段２１からの指令により、電圧変換手段１５ａで
あるデジタルボルトメータで電圧信号に変換し、信号伝
達系２０を介して１４７ｎｍ紫外光の励起光データとし
て演算制御手段２１であるコンピュータに取り込む。

【００４７】以上の動作により、１４７ｎｍの特定波長
域における被測定蛍光体９の発光スペクトル，反射光量
と蛍光発光量および、１４７ｎｍの特定波長域における
被測定蛍光体９に照射される励起光の紫外線量の測定を
完了し、演算制御手段２１からの指令により、シャッタ
駆動手段４を介して、シャッタ３を閉じる。

【００４８】次に、２５４ｎｍ特定波長域における被測
定蛍光体９の発光スペクトル，反射光量と蛍光発光量お
よび、２５４ｎｍの特定波長域における被測定蛍光体９
に照射される励起光の紫外線量の測定を行う。

【００４９】測定方法および手順としては、前記１４７
ｎｍの特定波長域で行った測定方法および手順とほぼ同
様であり、以下にその概要を説明する。

【００５０】まず分光手段６である、狭帯域透過フィル
タ７のうち、波長２５４ｎｍの特定波長域を透過させる
フィルタを、演算制御手段２１からの指令により、フィ
ルタ切り替え手段８を介して選定し、光軸Ａ上に設定す
る。

【００５１】このような状態において、２５４ｎｍの特
定波長域における被測定蛍光体９の発光スペクトルを測
定する。

【００５２】具体的には、演算制御手段２１からの指令
により、シャッタ駆動手段４を介して、蛍光体切り替え
手段１１である回転機構を、回転駆動手段１２であるモ
ータにより回転駆動させ、蛍光体切り替え手段１１に配
置したモニター受光器１０に代えて被測定蛍光体９を配
置した後、シャッタ３を開ける。

【００５３】この時、被測定蛍光体９には、光源１から
の励起光が集光手段５で集光され、分光手段６を介して
狭帯域透過フィルタ７により、２５４ｎｍの特定波長光
（２５４ｎｍ紫外光）として照射される。この２５４ｎ
ｍ紫外光が被測定蛍光体９に照射されると可視光として
蛍光発光し、この蛍光発光を被測定蛍光体９の近傍に配
置した導光手段１６である光学ファイバーに導き、発光
スペクトル測定手段１７であるポリクロメータにより、
被測定蛍光体９の発光スペクトルデータとして信号伝達
系２０を介して演算制御手段２１であるコンピュータに
取り込む。

【００５４】次に、２５４ｎｍの特定波長域における被
測定蛍光体９の、反射光量と蛍光発光量を測定する。

【００５５】具体的には、前記の配置において、演算制
御手段２１からの指令により、被測定蛍光体９の近傍に
設けた反射光受光器１３ａで、被測定蛍光体９からの蛍
光発光（可視光）と２５４ｎｍ紫外光の反射光を受光す
るとともに、反射光受光器１３ｂと励起光カットフィル
タ１４で、被測定蛍光体９からの蛍光発光（可視光）の
みを受光する。

【００５６】反射光受光器１３ａ，１３ｂからの光電流
を、演算制御手段２１からの指令により、電圧変換手段
１５ｂ，１５ｃであるデジタルボルトメータで電圧信号
に変換し、信号伝達系２０を介して反射光データおよび
蛍光発光データとして演算制御手段２１であるコンピュ
ータに取り込む。

【００５７】次に、２５４ｎｍの特定波長域における被
測定蛍光体９に照射される、励起光の紫外線量を測定す
る。

【００５８】具体的には、演算制御手段２１からの指令
により、蛍光体切り替え手段１１である回転機構を、回
転駆動手段１２であるモータにより回転駆動させ、蛍光
体切り替え手段１１に配置した被測定蛍光体９に代えて
モニター受光器１０を、光軸Ａ上において光源１側に対
向させ、狭帯域透過フィルタ７により、２５４ｎｍ紫外
光となった励起光の直射光をモニター受光器１０で受光
する。

【００５９】モニター受光器１０からの光電流を、演算
制御手段２１からの指令により、電圧変換手段１５ａで
あるデジタルボルトメータで電圧信号に変換し、信号伝
達系２０を介して２５４ｎｍ紫外光の励起光データとし
て演算制御手段２１であるコンピュータに取り込む。

【００６０】以上の動作により、２５４ｎｍの特定波長
域における被測定蛍光体９の発光スペクトル，反射光量
と蛍光発光量および、２５４ｎｍの特定波長域における
被測定蛍光体９に照射される励起光の紫外線量の測定を
完了し、演算制御手段２１からの指令により、シャッタ
駆動手段４を介して、シャッタ３を閉じる。

【００６１】以上が、本発明である蛍光体の量子効率測
定装置の動作である。これらの動作を行った後、被測定
蛍光体９の１４７ｎｍ励起光における量子効率を求める
ため、演算制御手段２１であるコンピュータにより、以
下の演算を行わせる。

【００６２】すなわち、１４７ｎｍ励起光における被測
定蛍光体９の発光スペクトルから求まる蛍光光量子数を
Ｒｐ147、２５４ｎｍ励起光における被測定蛍光体９の
発光スペクトルから求まる蛍光光量子数をＲｐ254、両
者の比から求まる蛍光光量子数をＲｐとすると、Ｒｐは
（数１）式より求まる。

【００６３】

【数１】

【００６４】また、１４７ｎｍ励起光における被測定蛍
光体９に照射される励起光の紫外線量から求まる励起光
量子数をＲｅ147、２５４ｎｍ励起光における被測定蛍
光体９に照射される励起光の紫外線量から求まる励起光
量子数をＲｅ254、両者の比から求まる励起光量子数を
Ｒｅとすると、Ｒｅは（数２）式より求まる。

【００６５】

【数２】

【００６６】次に、１４７ｎｍ励起光における被測定蛍
光体への励起光の紫外線量、および反射光量と蛍光発光
量とから求まる吸収光量子数をε147、２５４ｎｍ励起
光における被測定蛍光体への励起光の紫外線量、および
反射光量と蛍光発光量とから求まる吸収光量子数をε25
4とし、被測定蛍光体９の２５４ｎｍ励起光における量
子効率η254（これは既知である）とすると、最終的に
求めようとする被測定蛍光体９の、１４７ｎｍ励起光に
おける量子効率η147は（数３）式より求めることがで
きる。

【００６７】

【数３】

【００６８】以上の一連の演算は、被測定蛍光体９の２
５４ｎｍ励起光における量子効率が既知で、一例として
１４７ｎｍ励起光における量子効率を求めるものである
が、特定波長域（１４７ｎｍ）以外の量子効率を求める
場合においても、前記の動作および方法と同様にして求
めることができるものである。

【００６９】本発明は、前記の蛍光体の量子効率測定方
法および装置において、最小１回の真空雰囲気の形成
で、すべての測定が行えるとともに、励起用光源も点灯
させたままで、量子効率の測定を行うことができるた
め、測定方法が簡略化されるとともに測定時間が短縮さ
れ、かつ励起用光源の点滅による負担が軽減できる。

【００７０】なお、以上の説明では、光源１を重水素ラ
ンプで構成した例で説明したが、重水素ランプ以外の光
源として、キセノンランプ、水銀ランプ、メタルハライ
ドランプなど紫外域から真空紫外域における励起光を発
生する光源であればよい。

【００７１】また、分光手段６として、複数の狭帯域透
過フィルタ７をフィルタ切り替え手段８で切り替えるこ
とにより、特定の波長域を選定したが、分光光度計（モ
ノクロメータなど）を用いたり、重水素ランプの代わり
に狭帯域発光が可能なエキシマランプなどを、特定の波
長域ごとに複数用いて、これを切り替えて特定の波長域
の放射束（励起光）を照射させてもよい。

【００７２】加えて、シャッタ駆動手段４に電磁ソレノ
イドを、またフィルタ切り替え手段８と回転駆動手段１
２にモータをそれぞれ用いて、切り替えや駆動を行った
が、これらに代えて、カムやレバー、回転軸などを組み
合わせて、真空容器１８の外部より、手動により切り替
えや駆動を行ってもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、量子効
率の測定開始時から終了までの間、最小１回の真空雰囲
気を形成するのみでよく、何度も真空排気を行うことに
よる時間的なロスを低減することができる。

【００７４】また、量子効率の測定開始から終了までの
間、励起用光源を点灯させたままの状態で、量子効率の
測定を行うことができるため、励起用光源の数度の点滅
による励起光の光量不安定や、点滅による負担が軽減で
きる。

【００７５】加えて、測定方法が簡略化されるととも
に、測定時間が短縮されるという顕著な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す構成図

【図２】蛍光体の量子効率測定方法の測定過程を示す測
定流れ図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光源用電源 ３ シャッタ ４ シャッタ駆動手段 ５ 集光手段 ６ 分光手段 ７ 狭帯域透過フィルタ ８ フィルタ切り替え手段 ９ 被測定蛍光体 １０ モニター受光器 １１ 蛍光体切り替え手段 １２ 回転駆動手段 １３ａ，１３ｂ 反射光受光器 １４ 励起光カットフィルタ １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 電圧変換手段 １６ 導光手段 １７ 発光スペクトル測定手段 １８ 真空容器 １９ 真空排気手段 ２０ 信号伝達系 ２１ 演算制御手段

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 (56)参考文献 特開 平３−138538（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−73486（ＪＰ，Ａ) ＡＤＶ．ＭＡＴＥＲ．９［３ ］（1997），ｐ230−232 ＭＯＬ．ＣＲＹＳＴ．ＬＩＱ．ＣＲＹ ＳＴ．，ＶＯＬ．283（1996），ｐ51− 56 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 3/00 - 3/52 G01N 21/62 - 21/65 G01J 1/00 - 1/60 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外域から真空紫外域までの放射束を発
   生する光源と、 前記光源からの放射束を、少なくとも２つ以上の波長域
   に分光するための分光手段と、 前記分光手段により複数の波長域に分光された第１の波
   長域において、前記第１の波長域での放射束に対する吸
   収率と量子効率が既知で、複数の波長域のうち前記第１
   の波長域とは別の分光された１つ以上の測定波長域にお
   ける量子効率を測定する被測定蛍光体と、 前記光源および前記分光手段から照射される放射束をモ
   ニターし、前記被測定蛍光体と同一位置に交互に設定さ
   れたモニター受光器と、 前記被測定蛍光体と前記モニター受光器とを測定条件に
   応じて、交互に切り替える蛍光体切り替え手段と、 前記被測定蛍光体の近傍でかつ、前記光源および前記分
   光手段から前記被測定蛍光体に対して照射される放射束
   を遮らない位置に配置され、前記光源および前記分光手
   段から前記被測定蛍光体に照射された放射束の内、被測
   定蛍光体で反射された放射束と前記被測定蛍光体からの
   蛍光発光とを受光する反射光受光器と、前記被測定蛍光
   体の近傍に配置し、前記光源および前記分光手段から照
   射された放射束により、被測定蛍光体が蛍光発光し、そ
   の蛍光発光の発光スペクトルを分光測定する発光スペク
   トル測定手段と、 前記光源の出射側，分光手段，被測定蛍光体，モニター
   受光器，蛍光体切り替え手段，反射光受光器，発光スペ
   クトル測定手段の入射側を同一の容器内に収容し、真空
   雰囲気にするための真空容器と、 前記真空容器内の雰囲気を真空雰囲気に保つための真空
   排気手段と、 前記光源の点灯用制御および消灯用制御、前記分光手段
   の分光用制御、前記蛍光体切り替え手段の駆動−停止用
   制御、前記真空排気手段の駆動および停止用制御を含む
   機構手段を制御するとともに、前記モニター受光器や前
   記反射光受光器からの光電変換信号、前記発光スペクト
   ル測定手段からの分光データ信号から、量子効率を演算
   する演算制御手段とから構成し、前記第１の波長域および前記１つ以上の測定 波長域にお
   いて、前記モニター受光器から得られる、前記被測定蛍
   光体に入射する前記光源および前記分光手段からの放射
   束の測定値と、前記反射光受光器から得られる、前記被
   測定蛍光体からの反射光と蛍光発光の測定値と、前記発
   光スペクトル測定手段から得られる、前記被測定蛍光体
   からの蛍光発光の発光スペクトル値とから、前記被測定
   蛍光体の量子効率を求めることを特徴とする蛍光体の量
   子効率測定装置。
2. 【請求項２】光源が重水素ランプであることを特徴とす
   る請求項１記載の蛍光体の量子効率測定装置。
3. 【請求項３】分光手段が、少なくとも２つ以上の狭帯域
   透過フィルタであり、前記狭帯域透過フィルタを相互に
   選択するように構成したことを特徴とする請求項１記載
   の蛍光体の量子効率測定装置。
4. 【請求項４】モニター受光器と、反射光受光器がシリコ
   ンホトダイオードであることを特徴とする請求項１記載
   の蛍光体の量子効率測定装置。
5. 【請求項５】反射光受光器が２つの受光器からなり、い
   ずれかの一方の受光器の受光面に、前記光源および前記
   分光手段から前記被測定蛍光体に照射される放射束のう
   ち、被測定蛍光体からの反射光を遮光し、蛍光発光のみ
   を透過させるバンドパスフィルタ装着したことを特徴と
   する請求項１記載の蛍光体の量子効率測定装置。
6. 【請求項６】発光スペクトル測定手段が、複数の波長域
   の発光スペクトルを同時に測定するポリクロメータであ
   ることを特徴とする請求項１記載の蛍光体の量子効率測
   定装置。
7. 【請求項７】分光手段により選択分光される、複数の波
   長域の中心波長が、１４７ｎｍ，１７２ｎｍ，１８５ｎ
   ｍ，２５４ｎｍのいずれかの組み合わせであることを特
   徴とする請求項１または３記載の蛍光体の量子効率測定
   装置。
8. 【請求項８】光源と被測定蛍光体とのなす光軸上に、前
   記光源からの放射束を照射または遮光させるシャッタを
   配置したことを特徴とする請求項１記載の蛍光体の量子
   効率測定装置。
9. 【請求項９】第１の励起光と、前記第１の励起光とは異
   なる第２の励起光とを用い、前記第２の励起光における
   蛍光体の量子効率を測定する方法であって、 被測定蛍光体の周囲雰囲気を真空雰囲気にする工程と、 真空雰囲気としたあとで、前記第２の励起光を前記被測
   定蛍光体に照射して、前記第２の励起光における被測定
   蛍光体の発光スペクトル，反射光量と蛍光発光量およ
   び、前記第２の励起光の紫外線量の測定を行う工程と、 前記第１の励起光における前記被測定蛍光体の発光スペ
   クトル，反射光量と蛍光発光量および、第１の励起光の
   紫外線量の測定を行う工程と、 前記各測定を行う工程で得られたデータを演算して、前
   記被測定蛍光体の前記第２の励起光での量子効率を算出
   する工程とを少なくとも含み、 前記測定を行う工程における測定開始から終了までの
   間、１回の真空雰囲気を形成したままの状態で測定を行
   うことを特徴とする蛍光体の量子効率測定方法。