希土類蛍光体・セラミック蛍光体の基礎、特性と効率の支配因子と物性評価法

白色LEDの高出力化と一般照明への展開において、波長変換と演色性向上を担っている希土類蛍光体が重要であり、より高い耐熱性、発光効率を有する蛍光体開発への期待が高まっている。 　本講演では、蛍光体変換型白色LEDに用いられる代表的な希土類蛍光体、セラミック蛍光体について、固体と発光中心の電子構造、発光機構、発光波長、効率の支配因子と特性評価法について解説する。

1. 固体照明と白色LED
   1. 照明の歴史と光源効率
   2. 白色LEDの種類
   3. 蛍光体変換型LEDと希土類蛍光体
2. 希土類添加蛍光体材料における光学遷移
   1. 元素の周期律と電子軌道
   2. 4f、5d電子軌道の特徴
   3. 多電子系電子状態のRussel-Saunders表記
   4. f-d電子遷移とその応用
   5. 輻射、無輻射遷移確率と蛍光寿命、量子効率
   6. 蛍光減衰、測定法と解析法
   7. 配位座標モデル
      1. Franck-Condonの原理
      2. 振動準位とスペクトル線幅
      3. 消光失活過程
   8. エネルギー移動と増感現象
      1. 多極子相互作用機構
      2. 原子価間電荷移動IVCT機構
      3. 金属間電荷移動MMCT機構
      4. 交差緩和失活確率と温度依存性
   9. 熱イオン化過程と光伝導
3. 蛍光寿命、量子効率、その温度依存性
   1. 蛍光減衰曲線
      1. 測定法の実際,寿命算出で気をつけるべきこと
      2. 減衰曲線に立ち上がりがある場合の理由と解析法
      3. 無輻射遷移確率と量子効率の評価法
   2. 蛍光寿命と量子効率の関係
   3. 多フォノン放出過程と確率
      1. エネルギーギャップ則
      2. フォノンエネルギー依存性とホスト選択
      3. 多フォノン緩和確率の温度依存性とそのエネルギーギャップ依存性
   4. エネルギー移動と蛍光減衰曲線
      1. ドナーの蛍光減衰曲線からエネルギー移動効率を求める
      2. エネルギー移動効率と蛍光寿命の関係
   5. 蛍光体量子収率とLED光源効率
4. Ce (III) ガーネット蛍光体
   1. Ce3+の電子準位とガーネット結晶ホスト
   2. ガーネットにおけるCe3+:5d軌道分裂と波長シフト
   3. 発光量子効率の支配因子:組成、電子構造
   4. 高出力化に向けたセラミック蛍光体
   5. 発光効率の温度消光とその原因
5. 色覚のメカニズムと色度座標
   1. ヤングーヘルムホルツの3色説と等色実験
   2. 三刺激値とXYZ表色系
   3. 色度座標と相関色温度
6. Eu (II) 蛍光体
   1. Eu2+の電子準位と結晶場分裂、波長シフト
   2. BOSE系 (ケイ酸塩) 蛍光体
   3. 結晶化ガラス蛍光体
   4. 還元焼成条件とMӧssbauer分光法による価数評価
7. 絶対量子効率:積分球測定の実際
   1. 全光束、全放射束測定の重要性
   2. 誤差の原因と留意点
   3. 自己吸収補正とは?
   4. 蛍光体の量子収率の求め方
• 質疑応答