(57)【要約】【課題】蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価すること。【解決手段】蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する混練ムラ評価装置１００は、透光板上の互いに独立した複数の位置に蛍光体樹脂を塗布する塗布部１０と、透光板上に塗布された蛍光体樹脂に対して光を照射する面光源ユニット２１と、光が照射された各位置の蛍光体樹脂からの出射光をそれぞれ検出する二次元輝度計２３と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する混練ムラ評価装置であって、
透光板上の互いに独立した複数の位置に該蛍光体樹脂を塗布する塗布手段と、
該透光板上に塗布された蛍光体樹脂に対して光を照射する光源と、
該光が照射された各位置の蛍光体樹脂からの出射光をそれぞれ検出する検出手段と、
を備えていることを特徴とする混練ムラ評価装置。
【請求項２】
上記検出手段は、上記出射光の色度を測定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の混練ムラ評価装置。
【請求項３】
上記検出手段は、各位置の蛍光体樹脂からの出射光における色度のばらつきを算出するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の混練ムラ評価装置。
【請求項４】
上記透光板における上記蛍光体樹脂が塗布される面には、撥水膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の混練ムラ評価装置。
【請求項５】
上記光源は、上記蛍光体樹脂に対して青色光を照射するようになっており、
該青色光が照射された上記蛍光体樹脂からの出射光が白色光であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の混練ムラ評価装置。
【請求項６】
上記検出手段が、上記透光板に対して、上記光源とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の混練ムラ評価装置。
【請求項７】
蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する混練ムラ評価方法であって、
該蛍光体樹脂を、透光板上にドット状に複数箇所塗布する塗布工程と、
該透光板上に塗布された蛍光体樹脂に対して光を照射する照射工程と、
該光が照射された各位置の蛍光体樹脂からの出射光をそれぞれ検出する検出工程と、
を包含していることを特徴とする混練ムラ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練ムラを評価する技術に関するものであり、特に、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護、省エネの観点から光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた商品が注目を集めており、照明分野のみならず液晶テレビのバックライトに適応される等、様々な分野への適応が検討されている。このため、ＬＥＤ商品に搭載されるＬＥＤパッケージの製造に関しても、より信頼性が高く、安価な材料の適応や安価な製造方法等、様々な項目が検討されている。
【０００３】
一般に、照明分野や液晶テレビのバックライトに適応されるＬＥＤパッケージは、青色ＬＥＤと、この青色ＬＥＤの青色光を吸収してより長波長の光を発光する蛍光体とを組み合わせて、疑似白色光を出射できるようにしたものである。上記蛍光体の材料や配合比を調整することにより、目的に応じた色度の疑似白色光を得ることができることから、青色ＬＥＤ周りを、蛍光体粉末を含有した樹脂材料で覆うパッケージが採用されている。
【０００４】
上記パッケージを作製する方法としては、樹脂材料に蛍光体粉末を混練し、この混練したものをディスペンサ等の塗布手段で青色ＬＥＤ周りに配置した後、樹脂材料を硬化させる方法、樹脂材料に蛍光体粉末を混練した後、シート化してシートを青色ＬＥＤに張り付ける方法等がある。
【０００５】
上記蛍光体粉末および樹脂材料の混練方法としては、容器に入れた蛍光体粉末および樹脂材料をへら等で攪拌する方法があったが、個人差が発生するため、ＬＥＤパッケージのデバイス特性の中で色度のばらつきが大きいと問題になっていた。自転公転方式の混練装置などを用いることで、混練状態を安定化させることができ、色度ばらつきを抑えることができる。
【０００６】
自転公転式の混練装置において、混練時間が短い場合は十分に均一分散に至っていないことがあり、逆に、長すぎる場合には、混練装置からの熱や材料同士の摩擦により発生する熱の影響を受け、樹脂の粘度が低下し、蛍光体粉末と樹脂が分離を始めて蛍光体粉末の分散状態が不均一になる等の問題がある。樹脂中に蛍光体粉末を均一分散させるためには、最適な撹拌条件（回転数、時間）を選択する必要がある。
【０００７】
蛍光体粉末の分散状態の評価方法は、目視での簡易的な評価を行う場合があるが、細かな濃度差を見分ける困難である。
【０００８】
そこで、液中における粉体の分散状態の評価方法として、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、電極活物質を含む複数の構成物質が溶媒に分散した電極スラリーの混ざり具合を検査する電極スラリーの検査方法であって、前記溶媒に対して相溶性を有する蛍光物質を電極スラリーに含ませる蛍光物質含有工程と、前記蛍光物質含有工程で生成された電極スラリーに光を照射して、前記電極スラリーに含まれる蛍光物質を発光させる発光工程と、前記発光工程で発光した蛍光物質の光に基づいて電極スラリーの混ざり具合を検査する検査工程と、を備えた、電極スラリーの検査方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２７７８２１号公報（２０１０年１２月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電極スラリーが貯められた容器の最表面の混練ムラしか検査することができない。ゆえに、電極スラリー全体の混練ムラを適切に評価することができない。
【００１１】
ここで、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂は、例えば、所望の色の光源を作製するために好適に用いることができる。このような用途に用いる場合、蛍光体樹脂の混練ムラは全体的に僅かであることが求められる。ゆえに、蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価するための技術が求められている。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価するための技術を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る混練ムラ評価装置は、上記課題を解決するために、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する混練ムラ評価装置であって、透光板上の互いに独立した複数の位置に該蛍光体樹脂を塗布する塗布手段と、該透光板上に塗布された蛍光体樹脂に対して光を照射する光源と、該光が照射された各位置の蛍光体樹脂からの出射光をそれぞれ検出する検出手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、互いに独立した複数の位置に該蛍光体樹脂が塗布された透光板を作製することができる。そして、光源から各位置の蛍光体樹脂に対して光を照射した状態で、各位置の蛍光体樹脂からの出射光を検出することができる。これにより、各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態を判断することができる。
【００１５】
ここで、透光板上の各位置には、評価すべき蛍光体樹脂全体の異なる部分がそれぞれ塗布されている。そのため、上記のように、透光板上の各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態を判断することにより、評価すべき蛍光体樹脂全体の様々な部分について蛍光体の含有状態を判断することができるため、蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価することができる。
【００１６】
本発明に係る混練ムラ評価装置では、上記検出手段は、上記出射光の色度を測定するようになっていることが好ましい。
【００１７】
蛍光体樹脂に含有される蛍光体は、照射された光のうち一部を吸収して異なる色の光に変換するため、蛍光体樹脂に含有される蛍光体の種類および量によって、蛍光体樹脂から出射される光の色度が変化する。特に、複数種類の蛍光体が混練されている場合には、蛍光体同士のバランスによって蛍光体樹脂から出射される出射光の色度が変化する。したがって、上記の構成によれば、各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態を好適に判断することができる。
【００１８】
本発明に係る混練ムラ評価装置では、上記検出手段は、各位置の蛍光体樹脂からの出射光における色度のばらつきを算出するようになっていることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、各位置の蛍光体樹脂からの出射光における色度のばらつきを算出するため、各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態のばらつきを容易に判断することができる。各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態のばらつきとは、すなわち混練ムラに他ならないため、上記の構成によれば、蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価することができる。
【００２０】
本発明に係る混練ムラ評価装置において、上記透光板における上記蛍光体樹脂が塗布される面には、撥水膜が設けられていることが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、撥水膜上に蛍光体樹脂を塗布するため、各位置の蛍光体樹脂の液高さを高くすることができる。これにより、各位置に塗布される蛍光体樹脂の面積当たりの量を多くして、各蛍光体樹脂からの蛍光の強度を大きくし、検出精度を向上させることができる。
【００２２】
本発明に係る混練ムラ評価装置では、上記光源は、上記蛍光体樹脂に対して青色光を照射するようになっており、該青色光が照射された上記蛍光体樹脂からの出射光が白色光であることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、白色光源を製造するための蛍光体樹脂の混練ムラの評価を好適に行うことができる。
【００２４】
本発明に係る混練ムラ評価装置では、上記検出手段が、上記透光板に対して、上記光源とは反対側に配置されていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、蛍光体樹脂への光の照射、および蛍光体樹脂からの出射光の検出を好適に行うことができる。
【００２６】
本発明に係る混練ムラ評価方法は、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂の混練ムラを評価する混練ムラ評価方法であって、該蛍光体樹脂を、透光板上にドット状に複数箇所塗布する塗布工程と、該透光板上に塗布された蛍光体樹脂に対して光を照射する照射工程と、該光が照射された各位置の蛍光体樹脂からの出射光をそれぞれ検出する検出工程と、を包含していることを特徴としている。
【００２７】
上記の方法によれば、本発明に係る混練ムラ評価装置と同等の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂全体の混練ムラを適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置を用いた混練ムラ評価方法の塗布工程を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置を用いた混練ムラ評価方法の測定工程を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置を用いた混練ムラ評価方法の結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置１００の概略構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、混練ムラ評価装置１００は、塗布部（塗布手段）１０、測定部２０および解析部（検出手段）４０を備えている。測定部２０は、サンプル配置部２２を有する面光源ユニット（光源）２１、および二次元輝度計（検出手段）２３を備えている。なお、混練ムラ評価装置１００は、一体型の装置であってもよいし、各部に対応する独立した装置群から構成される装置（システム）であってもよい。
【００３１】
混練ムラ評価装置１００は、蛍光体と樹脂とが混練されてなる蛍光体樹脂、言い換えれば、蛍光体が分散された樹脂の混練ムラを評価するための装置である。混練とは、複数の物質を混ぜ合わせることを指す。混練ムラとは、混練物において混ぜ合わせが不十分であることを指し、混練ムラの評価とは、混練物における混練ムラの程度を評価することを指す。
【００３２】
混練ムラ評価装置１００が評価する蛍光体樹脂に含まれる蛍光体は、特に限定されず、蛍光体樹脂の用途に合わせて適宜公知の蛍光体を用いることができる。また、蛍光体樹脂に含まれる樹脂は、特に限定されないが、光を透過する透明樹脂であることが好ましい。また、蛍光体樹脂は、蛍光体および樹脂の他、用途に合わせて他の物質をさらに含んでいてもよい。
【００３３】
本実施形態に係る混練ムラの評価方法では、まず、塗布部１０を用いて、評価サンプル１を作製する。評価サンプル１は、透光板４上の互いに独立した複数の位置に蛍光体樹脂２が塗布されてなるものであり、好ましくは、図２（ｃ）に示すように、蛍光体樹脂２はドット状に塗布される。また、透光板４上の蛍光体樹脂２の配置は、例えば、図２（ｃ）に示すように碁盤目状とすることができるが、これに限定されない。
【００３４】
塗布部１０は、透光板４上の互いに独立した複数の位置に蛍光体樹脂２を塗布し得るようになっていればよく、例えば、蛍光体樹脂２を任意の位置に任意の量塗布し得る公知のディスペンサ等を備えていればよい。
【００３５】
なお、一実施形態において、図２（ｃ）に示すように、透光板４における蛍光体樹脂２が塗布される面には、撥水膜３が設けられている。撥水膜３は、蛍光体樹脂２に対する撥水性を示す材料であり、撥水膜３上に塗布された蛍光体樹脂２の形状はドーム型となる。これにより、透光板４上に直接、蛍光体樹脂２を塗布したときに比べ、同じ直径のままで、液高さを高く積むことができる。これにより、各位置に塗布される蛍光体樹脂２の面積当たりの量を多くして、各蛍光体樹脂２からの蛍光の強度を大きくし、後述する検出精度を向上させることができる。但し、透光板４は、撥水膜３を備えていなくともよく、透光板４上に直接蛍光体樹脂２を塗布してもよい。
【００３６】
そして、作製した評価サンプル１を、面光源ユニット２１のサンプル配置部２２に、透光板４がサンプル配置部２２側になるように載置する。面光源ユニット２１は、図３に示すように、サンプル配置部２２に載置された評価サンプル１の裏面（面光源ユニット２１側）に光を照射するようになっている。
【００３７】
詳細に述べれば、面光源ユニット２１は、一実施形態において、図３に示すように、アルミ定盤２５上に、同波長かつ同輝度のＬＥＤパッケージ２４が複数個配置され、ＬＥＤパッケージ２４から放たれた光を均一分散させるために、アルミ定盤２５側から、支柱２６、テクスチャガラス２８、拡散フィルム２９、スペーサ２７、透明ガラス板３０、プリズムシート３１およびガラス３２がこの順に配置されてなる。なお、均一な面光源とするために、ＬＥＤパッケージ２４の指向特性によって、隣接するＬＥＤパッケージ２４同士の間隔（ピッチ）および、ＬＥＤパッケージ２４からテクスチャガラス２８までの距離を調整することが好ましい。ＬＥＤパッケージ２４からテクスチャガラス２８までの距離は、支柱２６によって調整することができる。但し、面光源ユニット２１の構成は、この構成に限定されず、評価サンプル１上の蛍光体樹脂２に対して光を照射し得る構成であれば特に限定されない。
【００３８】
面光源ユニット２１が照射する光は、蛍光体樹脂２が含有する蛍光体が吸収し得る波長を有するものであればよい。一実施形態において、面光源ユニット２１は、蛍光体樹脂２に対して青色光を照射するようになっており、蛍光体樹脂２は、青色光が照射されたときに白色光を出射するようになっている。このように構成することにより、白色光源を製造するための蛍光体樹脂の混練ムラの評価を好適に行うことができる。
【００３９】
そして、本実施形態に係る混練ムラ評価装置１００では、二次元輝度計２３が、評価サンプル１（または透光板４）に対して、面光源ユニット２１とは反対側に配置されている。これにより、面光源ユニット２１から評価サンプル１上の蛍光体樹脂２に対して光を照射している状態で、二次元輝度計２３によって、蛍光体樹脂２から出射された出射光を首尾よく検出することができる。面光源ユニット２１から放たれた出射光は、評価サンプル１の蛍光体樹脂２に含まれる蛍光体に吸収され、波長変換された後、蛍光体樹脂２から出射され、二次元輝度計２３に入光する。したがって、二次元輝度計２３によって各蛍光体樹脂２から出射された出射光を検出することにより、各蛍光体樹脂２における蛍光体の含有状態（どのような蛍光体をどれだけ含有しているか）を首尾よく判断することができる。
【００４０】
例えば、解析部４０は、二次元輝度計２３が取り込んだ画像データから、評価サンプル１上の蛍光体樹脂２の色度を測定し得るようになっていればよい。蛍光体樹脂２に含有される蛍光体は、上述したように、照射された光のうち一部を吸収して異なる色の光に変換するため、蛍光体樹脂２に含有される蛍光体の種類および量によって、蛍光体樹脂２から出射される出射光の色度が変化する。したがって、各蛍光体樹脂２からの出射光の色度を測定することにより、各蛍光体樹脂２における蛍光体の含有状態を首尾よく判断することができる。
【００４１】
そして、解析部４０が、各蛍光体樹脂２の色度のばらつきを算出することにより、混練ムラを適切に評価することができる。各位置の蛍光体樹脂における蛍光体の含有状態のばらつきとは、すなわち混練ムラに他ならないためである。言い換えれば、一実施形態において、色度ばらつきを、混練ムラの指標として用いることができる。
【００４２】
ここで、評価サンプル１において透光板４上の各位置には、評価すべき蛍光体樹脂２全体の異なる部分が塗布されている。そのため、上記のように、透光板４上の各位置の蛍光体樹脂２における蛍光体の含有状態を判断することにより、評価すべき蛍光体樹脂２全体の様々な部分について蛍光体の含有状態を判断することができるため、蛍光体樹脂２全体の混練ムラを適切に評価することができる。
【００４３】
なお、二次元輝度計２３が、各位置の蛍光体樹脂２からの出射光における特定波長の強度を検出するようになっていてもよい。このような構成でも、各位置の蛍光体樹脂２における蛍光体の含有状態を首尾よく判断することができる。ただし、蛍光体樹脂２に複数種類の蛍光体が混練されている場合には、蛍光体同士のバランスによって蛍光体樹脂２から出射される出射光の色度が変化するため、色度を検出することによって、好適に混練ムラを評価することができる。
【００４４】
なお、二次元輝度計２３は、各位置の蛍光体樹脂２からの出射光をそれぞれ検出するようになっていればよく、例えば、公知の二次元輝度計または二次元色彩計等を用いればよい。
【００４５】
また、解析部４０は、二次元輝度計２３が検出した各位置の蛍光体樹脂２からの出射光に基づいて、上述したように、色度のばらつき等を算出するようになっていればよく、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。後者の場合、解析部４０は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。解析部４０は、例えば、公知の画像ムラ検出プログラムを備えたパーソナルコンピュータ等であり得る。
【実施例】
【００４６】
撹拌時間の条件出しを目的として、本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置を用いて、蛍光体樹脂の撹拌ムラの評価を行った。
【００４７】
まず、ＹＡＧ蛍光体、透明樹脂（信越化学製、ＫＥＲ−２５００−Ａ／Ｂ）、およびフュームドシリカ（ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ８１２）をそれぞれ所定量計量し、ディスポカップ１２に入れた。そして、自公転式撹拌脱泡機（ＥＭＥ製、Ｖ−ｍｉｎｉ３００）を用いて、ディスポカップ１２内の物質を撹拌し、蛍光体樹脂２を得た（図２（ａ））。
【００４８】
自公転式撹拌脱泡機の回転数としては、自転７５０ｒｐｍおよび公転１５００ｒｐｍを用いた。また、真空度は−９０ｋＰａに固定した。そして、回転時間としては、２分（条件１）、５分（条件２）および１０分（条件３）の三つの条件を用いた。条件１〜３の各条件で得られた蛍光体樹脂２を、それぞれ、ニードル１４を有するシリンジ１３に移し替えた（図２（ｂ））。
【００４９】
また、透光板４（透明ガラス板）上に、撥水剤（菱江化学製、マーベルコートＲＦＨ−０２）をスピンコートすることにより、撥水膜３を形成した。
【００５０】
そして、撥水膜３を形成した透光板４上に、エア式ディスペンサ（武蔵エンジニアリング製、ＳｕｐｅｒΣＸ−Ｖ７）を用いて、シリンジ１３内の蛍光体樹脂２を等間隔にドット状に塗布した（図２（ｃ）（ｄ））。これにより、条件１〜３に対応する評価サンプル１をそれぞれ作製した。
【００５１】
次に、各評価サンプル１を、青色光を照射する面光源ユニット２１上に載せ、評価サンプル１の裏面から青色光を当てた後、二次元輝度計２３（ＴＯＰＣＯＮ製、ＵＡ−１０００）により、評価サンプル１上の各ドットの色度データを取得した。
【００５２】
そして、二次元輝度計２３が取得した色度データを、解析ソフト（ＴＯＰＣＯＮ製、ＵＡ−１０００  Ｖｉｅｗ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）にて解析し、色度ばらつきを算出して、混練ムラを評価した。評価方法としては、例えば、図４に示すように、透光板４上の蛍光体樹脂のドット毎の色度をプロットし、色度ばらつきを定量化して評価した。図４は、横軸が各位置の蛍光体樹脂の塗布順序（当該位置のドットが塗布されたのは何滴目か）を示しており、縦軸は色度ｙを示している。
【００５３】
表１は、条件１〜３における色度ばらつき（色度ｙの標準偏差σ）の算出結果である。表１に示すように、条件２が最も色度ばらつきが小さい条件であることが分かった。これにより、条件２の混練ムラが最も小さいと評価した。
【００５４】
【表１】
2013250099.tif 000003
【００５５】
以上のように、本発明の一実施形態に係る混練ムラ評価装置を用いた場合、透光板上の各位置の蛍光体樹脂の色度ばらつきをそれぞれ定量化して比較することにより、蛍光体樹脂全体の混練ムラを認識する事ができ、混練ムラの評価を適切に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、蛍光体樹脂を使用する工業製品の製造分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１        評価サンプル
２        蛍光体樹脂
３        撥水膜
４        透光板
１０      塗布部（塗布手段）
２０      測定部
２１      面光源ユニット（光源）
２２      サンプル配置部
２３      二次元輝度計（検出手段）
４０      解析部（検出手段）
１００    混練ムラ評価装置
【図１】
2013250099.tif 000004
【図２】
2013250099.tif 000005
【図３】
2013250099.tif 000006
【図４】
2013250099.tif 000007