JP2014149194A - 測定装置および測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蛍光体の光学的な性能を測定するための測定装置が提供される。測定装置は、蛍光体に励起光を照射するための光源と、励起光のうち蛍光体を透過した光、および、励起光によって蛍光体で発生する蛍光を受光するための受光部と、受光部によって受光された光を検出するための検出部と含む。受光部は、励起光の照射方向に所定の長さを有する筺体と、筺体の蛍光体の側に配置された光拡散部と、筺体の光拡散部とは反対側に配置され、入射した蛍光を検出部へ導くための窓を含む。
【選択図】図1
Description
好ましくは、光拡散部は、窓からの視野を包含する範囲に配置される。
まず、本実施の形態に従う測定装置の概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に従う測定装置1の全体構成を示す模式図である。測定装置1は、蛍光体の光学的な性能を測定する。測定対象の蛍光体を、以下「サンプル2」とも称す。
(1:背景およびニーズ)
上述したように、蛍光体は、発光デバイスや表示デバイスの製造に欠かせない材料である。典型的な蛍光体の製造ラインでは、蛍光体は、シート状で製造され、その状態で品質管理も行われる。このような品質管理の一部として、蛍光体シートの光学的な性能の面内分布測定が要求される。このような蛍光体シートの生産効率を向上させるためには、迅速な測定(検査)が要求される。つまり、製造ラインにおいて、蛍光体シート上の設定される複数の測定点をより短時間で測定したいというニーズが高まっている。また、測定の迅速化とともに、長期的に安定した測定ができるように、より簡素化された手順で測定装置を校正できる機能についてもニーズが高まっている。
図4は、シート状のサンプル2における蛍光の発生を説明するための模式図である。図4に示すように、シート状のサンプル2に対して励起光を照射することで発生する蛍光の配光パターンは、サンプル2(蛍光体)の種類および測定位置に応じて変化する。さらに、蛍光の配光パターンは、波長によっても異なる。そのため、シート状のサンプル2の光学的な性能を測定することは容易ではない。
まず、関連技術として、積分球を用いてシート状のサンプル2の光学的な性能を測定するための構成について説明する。
次に、半球型積分球を用いてシート状のサンプル2の光学的な性能を測定するための構成について説明する。図7は、半球型積分球80を用いてシート状のサンプル2の光学的な性能を測定するための構成を示す模式図である。図7を参照して、半球型積分球80は、内面に拡散反射層を設けた半球と、内面に鏡面反射層を設けた円板とを組み合わせた積分装置である。このような半球型積分球80の詳細については、例えば、特開2009−103654号公報などを参照されたい。図7に示す半球型積分球80では、円板に設けられた試料窓86を介してサンプル2からの透過光および蛍光を受光し、その受光した光を半球型積分球80の内部で積分(均一化)した上で、受光窓84において分光放射照度などを測定する。なお、受光窓84の前段には、入射した光が受光窓84へ直接到達することを抑制するための反射板(バッフル)82が設けられている。
(1:構成)
図8は、本実施の形態に従う測定装置1を用いてシート状のサンプル2の光学的な性能を測定するための構成を示す模式図である。図1を参照して説明したように、受光部10は、励起光の照射方向に所定の長さを有する筺体12と、筺体12のサンプル2側に配置された光拡散部14とを含む。ここで、受光部10は、サンプル2から所定距離だけ離して配置される。図8に示すサンプル2と受光部10との距離dは、励起光のスポットである投光径φ0と筺体12の受光径φ1との関係、および、光拡散部14の透過率などを考慮して最適化される。
本実施の形態に従う測定装置1では、入射光特性の劣化を抑制できる。図9は、本実施の形態に従う測定装置1の受光部10の余弦特性の一例を示す図である。すなわち、図9に示す余弦特性は、受光部10の光拡散部14から見た入射光の斜め特性(入射の角度と光拡散部14における相対強度との関係)を示す。図9に示すように、受光部10の入射光の斜め特性は、理想的な余弦特性にほぼ一致しており、積分球90を用いる場合に比較して、測定精度をより高めることができる。
次に、サンプル2と受光部との距離dについて説明する。上述したように、図7に示す半球型積分球80を用いてサンプル2の光学的な性能を測定することで、積分球90を用いた場合に比較して測定精度を高めることができる。そのため、以下の検討では、半球型積分球80を用いた場合に得られる測定結果を基準値とみなす。
次に、受光部10における受光角について説明する。図14は、本実施の形態に従う受光部10における受光角を説明するための模式図である。
(1:全体構成)
次に、本実施の形態に従う測定装置1の応用例について説明する。図17は、本実施の形態に従う測定装置1を含む検査装置400の一例を示す模式図である。検査装置400は、蛍光体シートの光学的な性能の面内分布を測定する。より具体的には、検査装置400は、測定用暗箱410と、校正用暗箱420とを含む。サンプル2は、測定用暗箱410内に配置され、励起光源62からの励起光が照射される。この励起光の照射によって発生する蛍光が受光部10および光ファイバー20を介して、検出部200によって測定される。
次に、図17に示す検査装置400を用いてサンプル2の光学的な性能を測定する手順について説明する。図18は、図17に示す検査装置400を用いてサンプル2の光学的な性能を測定する手順を示すフローチャートである。図18に示す演算処理については、典型的には、処理装置300がプログラムを実行することで実現される。
(3:変形例)
図17には、代表的に、1つのサンプル2に対する測定を行う場合について示したが、実際の製造ラインでは、多数のサンプル2を効率的に測定する必要がある。このような場合には、例えば、以下に示すような構成を採用できる。
上述の説明では、サンプル2に励起光を照射するための照射部50と、励起光によってサンプル2で発生する透過光および蛍光を受光するための受光部10との一対のみが配置される構成を例示したが、これらの照射部50と受光部10との対を複数配置してもよい。
本実施の形態によれば、蛍光体の光学的な性能の測定に際して、積分球を用いる場合のようなサンプルとの接触は必要なく、サンプルから所定距離だけ離れた位置に受光部を配置して測定できるので、面内分布測定をより短時間で行うことができる。また、サンプルとの接触がないので、サンプルを誤って損傷させることを回避できる。
Claims (6)
- 蛍光体の光学的な性能を測定するための測定装置であって、
前記蛍光体に励起光を照射するための光源と、
前記励起光のうち前記蛍光体を透過した光、および、前記励起光によって前記蛍光体で発生する蛍光を受光するための受光部と、
前記受光部によって受光された光を検出するための検出部とを備え、
前記受光部は、
前記励起光の照射方向に所定の長さを有する筺体と、
前記筺体の前記蛍光体の側に配置された光拡散部と、
前記筺体の前記光拡散部とは反対側に配置され、入射した蛍光を検出部へ導くための窓を含む、測定装置。 - 前記受光部は、前記蛍光体から所定距離だけ離して配置される、請求項1に記載の測定装置。
- 前記光拡散部は、前記窓からの視野を包含する範囲に配置される、請求項1または2に記載の測定装置。
- 前記光源からの励起光が前記蛍光体に入射する位置を変更する移動機構をさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記蛍光体に対して、前記受光部が所定規則に従って複数配置されており、
前記検出部は、複数の受光部によってそれぞれ受光された蛍光を並列的に測定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の測定装置。 - 蛍光体の光学的な性能を測定するための測定方法であって、
光源から前記蛍光体に励起光を照射するステップと、
前記励起光のうち前記蛍光体を透過した光、および、前記励起光によって前記蛍光体で発生する蛍光を受光部で受光するステップと、
前記受光部によって受光された光を検出部で検出するステップとを備え、
前記受光部は、
前記励起光の照射方向に所定の長さを有する筺体と、
前記筺体の前記蛍光体の側に配置された光拡散部と、
前記筺体の前記光拡散部とは反対側に配置され、入射した蛍光を検出部へ導くための窓を含む、測定方法。
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