(57)【要約】【課題】発光体の検知手段に対する配置角度に関わらず正確な光放射パターン（配光パターン）を測定できる測定装置を提供する。【解決手段】暗室１１４内に配置された発光体１５０の光を検知するためのポリクロメータ１０８と、ポリクロメータ１０８に対する発光体１５０の配置角度を変位可能なθステージ１２４と、を備えた発光体の光放射パターン測定装置であって、発光体１５０の配置角度に関わらず、常に、ポリクロメータ１０８による検知域が発光体１５０の発光部分全体を含んでいるように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験空間内に配置された発光体の光を検知するための検知手段と、該検知手段に対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた発光体の光放射パターン測定装置であって、
前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記検知手段による検知域が前記発光体の発光部分全体を含んでいる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
更に、前記試験空間内に配置された前記発光体の光を受光して、前記検知手段へと導く光ファイバを備え、
前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記光ファイバによる受光域が前記発光体の発光部分全体を含んでいる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検知手段がポリクロメータである
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記発光体が有機エレクトロルミネッセンス素子である
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。
【請求項５】
試験空間内に配置された発光体の光を受光して前記試験空間外部へと導く光ファイバと、該光ファイバにより導かれた光を検知するための検知手段と、前記光ファイバに対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた測定装置を用いた発光体の光放射パターン測定方法であって、
測定中常に、前記光ファイバによる受光域内に前記発光体の発光部分全体が含まれるように前記発光体の配置角度を変位させる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体の光放射パターン測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子等の面発光デバイスの場合、通常、その光放射パターン（配光パターン）が、ランバーシアン分布に近似されることが広く知られている。
【０００３】
この分布は、発光面の法線方向（正面方向とも称する）からの角度（放射角度と称する）θで定義できるため、例えばθ＝０の法線方向のみに配置した検出器で発光面の輝度を測定した上で、次に示す分布式（１）に当て嵌めることにより、角度θにおける輝度（Ｉ）や、その空間的総和である光束の値の推定が可能であり、このような装置は、既に市販されている。
【０００４】
Ｉ＝Ｉｏ  ｃｏｓθ          …（１）
【０００５】
ここで、Ｉｏは、法線方向（正面方向：θ＝０）への発光強度である。
【０００６】
近年、発光素子は、そのエネルギー効率を改善するために、素子構造や素子で使用している材料に工夫が加えられ、光放射パターンが、ランバーシアン分布から外れて、例えば指向性が正面方向に強くなったり、或いは正面方向に弱くなったりする場合がある。このような場合、ランバーシアン分布を前提として推定した値は必ずしも正確な値を示さないことになる。
【０００７】
一方、発光素子の光放射パターンを直接測定する方法も提案されている。例えば特許文献１には、図３に示すように、集光レンズ６側（即ち検知部側）を固定しておき、電気的発光素子３の発光部４を回転ステージ２で回転させて集光レンズ６に対する発光部４の配置角度を変位させつつ測定を行なうことが記載されており、このような装置も市販されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０７２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図３から明らかなように、特許文献１に記載されている測定装置を含め、従来は、電気的発光素子３における発光部４のうち一部のみを検知（測定）していた。しかしながらこの方法は、後述する理由により測定結果が必ずしも正確な値とならない（同一条件下での比較ができない）という問題が存在することが判明した。
【００１０】
本発明はかかる問題点を解消し、発光体の配置角度に関わらず正確な光放射パターンを測定できる測定装置及びその方法を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、試験空間内に配置された発光体の光を検知するための検知手段と、該検知手段に対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた発光体の光放射パターン測定装置であって、前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記検知手段による検知域が前記発光体の発光部分全体を含むような構成とすることによって、上記課題を解決するものである。
【００１２】
発明者は、従来例のように電気的発光素子３における発光部４のうち一部のみを検知（測定）している場合に、回転ステージ２によって発光部４を有する電気的発光素子３を回転させると、配置角度によって実質的に検知（測定）している面積（発光部４の面積）が異なる（Ｓ５＜Ｓ６＜Ｓ７）ということを見出した。
【００１３】
そこで発明者は、上記のような構成を採用することによって、発光体の配置角度が変位した場合でも、常に発光体（の発光部分）全体を検知できるようにして、配置角度によって実質的な検知範囲（検知面積）が変化してしまうことを防止している。
【００１４】
更に、前記試験空間内に配置された前記発光体の光を受光して、前記検知手段へと導く光ファイバを備え、前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記光ファイバによる受光域が前記発光体の発光部分全体を含んでいるような構成とすれば、試験空間と検知手段とを分離することが可能となる。これにより、例えば、試験空間内を特殊な条件下（暗室、高温・高圧等）にすることが容易となる。
【００１５】
又、前記検知手段をポリクロメータで構成すれば、発光体のスペクトルの放射角度依存性の測定が可能で、正確な輝度・色度座標の放射パターン特性の測定が可能になる。
【００１６】
又、発光体として有機エレクトロルミネッセンス素子を測定すれば、有機エレクトロルミネッセン素子の特徴である視野角の広さ（光放射パターン特性）を簡易且つ正確に測定することが可能となる。
【００１７】
又、本発明は、見方を変えれば、試験空間内に配置された発光体の光を受光して前記試験空間外部へと導く光ファイバと、該光ファイバにより導かれた光を検知するための検知手段と、前記光ファイバに対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた測定装置を用いた発光体の光放射パターン測定方法であって、測定中常に、前記光ファイバによる受光域内に前記発光体の発光部分全体が含まれるように前記発光体の配置角度を変位させることを特徴とする発光体の光放射パターン測定方法として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用することにより、発光体の検知手段に対する配置角度に関わらず、光放射パターン（配光パターン）を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の一例である光放射パターン測定装置１００の全体構成図であり、図２は、本発明にかかる光放射パターン測定装置１００の撮像域と発光体との関係を示した図である。
【００２１】
光放射パターン測定装置１００は、試験空間としての暗室１１４と、該暗室１１４内から外部へと光を導くことができる光ファイバ１０２と、当該光ファイバ１０２によって暗室１１４の外部へと導かれた光を検知するための検知手段（詳細は後述）と、当該測定装置全体を制御する制御ＰＣ１４０とを備えている。
【００２２】
試験空間である暗室１１４の内部には、試験対象となる発光体１５０が配置される。この発光体１５０は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（以下単に「有機ＥＬ」という）素子を始め、ＬＥＤなど、様々な発光体が想定できる。有機ＥＬ素子の場合であれば、有機ＥＬ素子の特徴である視野角の広さ（光放射パターン特性）を簡易且つ正確に測定することが可能となる。暗室１１４内に配置される発光体は、Ｚステージ１２０及びＸＹステージ１２２によって正確な測定位置へと調整することが可能である。又、θステージ１２４によって、発光体の配置角度θ（後述する検知手段に対する配置角度θ）を自由に変位させることが可能となっている。又、暗室１１４の外部には直流電源１３０が設けられ、当該直流電源１３０から発光体１５０に対して電力が供給可能とされている。又、前述したＺステージ１２０、ＸＹステージ１２２、θステージ１２４は、ステージコントローラ１２６によって正確にコントロールされている。
【００２３】
暗室１１４内に配置された発光体１５０の発光面に対向するように、光ファイバ１０２が配設されている。この光ファイバ１０２は、例えば図示せぬホルダによって正確に位置決めされた上で固定されている。この光ファイバ１０２は、必要に応じて光学レンズなどを介して、暗室１１４内に配置された発光体１５０の発光部１５１全体を捉えることが可能とされている（図２参照）。即ち、発光体１５０の発光部１５１全体が光ファイバ１０２の受光域内となるように光ファイバ１０２が配置されている。
【００２４】
光ファイバ１０２は、シャッタ１０４を介してポリクロメータ１０８に接続されており、発光体１５０のスペクトル特性を制御ＰＣ１４０に伝達可能とされている。又、シャッタ１０４にはＩ／Ｏユニット１０６が接続されており、シャッタ１０４の開閉が制御されている。更にこのＩ／Ｏユニット１０６は、制御ＰＣ１４０によってコントロールされている。なお、前述したステージコントローラ１２６も当該制御ＰＣ１４０によってコントロールされている。
【００２５】
なお、本実施形態では、検知手段であるポリクロメータ１０８に加えて、シャッタ１０４、Ｉ／Ｏユニット１０６が一体となって全体として検知機構を構成している。
【００２６】
次に光放射パターン測定装置１００の作用について説明する。
【００２７】
測定対象である発光体１５０を暗室１１４内に設置した後、Ｚステージ１２０及びＸＹステージ１２２によって発光体１５０を正確な測定位置へと調整する。又、θステージ１２４によって、光ファイバ１０２の入力側端面に対しての配置角度θが９０°となるように（即ち、発光体１５０の真正面に光ファイバ１０２の入力側端面が存在するように）調整する。
【００２８】
次に、直流電源１３０から発光体１５０に対して電力を供給し、当該発光体１５０を発光させる。この段階では、シャッタ１０４は閉じられている。続いてシャッタ１０４を開くと共に、θステージ１２４を稼動させることによって発光体１５０の配置角度θを徐々に変位させつつ（例えば±９０°）、所定の配置角度θ（例えば１°ずつ）毎に発光体１５０の発光強度を測定する。全ての配置角度θにおいて発光強度を測定すれば、発光体１５０の光放射パターン（配光パターン）としてのデータを取得することができる。
【００２９】
このとき、当該光放射パターン測定装置１００においては、光ファイバ１０２の受光域（ポリクロメータ１０８の検知域）αが、常に、発光体１５０の発光部１５１全体を捉えている。即ち、図２（Ａ）に示したように、発光体１５０の発光部１５１の配置角度θが０°の状態で、発光部１５１全体が光ファイバ１０２の受光域α内に収まっている。又、図２（Ｂ）に示すように、発光部１５１の配置角度θが４５°である場合にも、受光域αの中に発光部１５１全体が収まっている。更に図２（Ｃ）に示すように、発光部１５１の配置角度θが６０°の場合にも、受光域α内に発光部１５１全体が収まっている。
【００３０】
このように、発光体１５０（の発光部１５１）の配置角度θに関わらず、常に、発光体１５０の発光部１５１が受光域α内に存在していることによって、実質的に測定している発光部１５１の面積が変化することはなく（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３）、同一条件下での正確な測定が可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、試験空間と検知手段とを光ファイバによって接続することで、物理的に分離して構成していた。このような構成を採用することによって、試験空間内を特殊な条件下（暗室、高温・高圧等）にすることが容易となっていた。又、試験空間や検知手段のそれぞれの設計自由度が大きくなるというメリットも備えている。もちろん、光ファイバを用いずに試験空間と検知手段とが一体的な構成を採用することを可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、有機ＥＬをはじめ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等の所謂フラットディスプレイパネル等の発光体の光放射パターンの測定はもちろん、その他にも、指向性の強い発光体（例えばＬＥＤなど）の光放射パターン測定装置として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の一例である光放射パターン測定装置１００の全体構成図
【図２】本発明にかかる光放射パターン測定装置１００の撮像域（光ファイバ受光域）と発光体との関係を示した図
【図３】特許文献１に記載される測定装置の全体構成図
【図４】特許文献１に記載される測定装置の撮像域と発光部（発光体）との関係を示した図
【符号の説明】
【００３４】
１００…光放射パターン（配光パターン）測定装置
１０２…光ファイバ
１０４…シャッタ
１０６…Ｉ／Ｏユニット
１０８…ポリクロメータ（検知手段）
１１４…暗室（試験空間）
１２０…Ｚステージ
１２２…ＸＹステージ
１２４…θステージ
１２６…ステージコントローラ
１３０…直流電源
１４０…制御用ＰＣ
１５０…発光体（有機ＥＬ素子）
θ…配置角度
【図１】
2008070198.tif 000003
【図２】
2008070198.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008070198.tif 000006