スマートフォンや有機ELテレビ、自動車のヘッドライトなど、さまざまな製品に微小な発光粒子が使用されている。産業界にとって、発光効率を正確に把握することは非常に重要である。そのため 連邦材料試験研究所(BAM) は、そのための信頼性の高い測定方法を開発し、標準化における重要なギャップを解消しています。
発光材料は、日常生活の中でますます多くの用途が見つかっている。医療技術における診断、太陽光発電、紙幣のセキュリティコード、LEDや有機ELテレビ、スマートフォンや電子書籍リーダーのディスプレイ、そして照明技術などに使用されている。
この傾向は、マイクロメートルサイズの粒子から、特に有利な散乱特性を持ち、高い発光収率を示すことができるナノメートルサイズの粒子に移行している。このような材料の応用の決め手となるのが、フォトルミネッセンスの効率、つまり発光効率である。発光効率とは、粒子が吸収する光量子に対して放出する光量子の数を直接測定するものである。発光量子収率とも呼ばれる。
この重要なパラメータは、物質の輝度を決定する。従って、このような材料を製造または使用する企業にとって、異なる発光粒子の品質、性能、適性を評価し、比較するための決定的な指標となる。しかし、量子収率は温度や周囲の媒質など多くの外的要因に左右されるため、現在までのところ、国際標準は一つしかない。これは、比較的容易に測定できる透明な（非散乱）試料のみを対象としている。
散乱粒子の複雑な測定は対象外である。しかし、特にこれらの材料は、産業用途への応用がますます重要になってきています。このため、典型的な蛍光体やいわゆるコンバーター材料などの発光機能材料を製造したり、照明やディスプレイ技術の分野でそれらを使用したりする企業にとって、問題がますます大きくなっています。品質管理や製品管理のために、信頼性の高い量子収率測定法が必要とされているのだ。このような手法を自前で開発することは、大企業であっても非常に面倒なことである。
ドイツの産業振興を使命とするBAMは、長年にわたって発光材料の研究を行い、生命科学や材料科学のための参照方法や材料を開発し、参照データを提供してきた。このたびBAMは、科学的成果を迅速に標準化し、応用につなげることを目的とした共同プロジェクトを立ち上げることになりました。このプロジェクトは、連邦経済省の資金援助プログラム「特許と規格による知識・技術移転」の枠内で実施されるものです。
BAMは、100年以上にわたって光学材料を製造してきたSchott AGの協力のもと、散乱発光粒子および材料の量子収率を決定するための信頼性の高い方法を開発します。特に、経済的に注目されている材料に焦点を当てます。例えば、青色レーザーやLEDの光と組み合わせることで、車のヘッドライトを人間にとってより快適な黄色い光にする、新しい変換材料があります。これらの材料は、さまざまな用途で産業界から高い需要があります。
Schott AGは、アプリケーションから直接発光材料を提供し、BAMと共同で工業プロセス制御に適した測定手順を開発する予定です。これらの測定方法は、最終的に標準化され、国際標準化へタイムリーに移行する予定です。「この共同プロジェクトにより、中期的にこの分野におけるドイツ企業の市場ポジションを強化するための重要なギャップを埋めたいと考えています」と、プロジェクトを主導するBAMのUte Resch-Gengerは述べています。
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