(57)【要約】      （修正有）【課題】白色ＬＥＤをモジュール化する前に、蛍光体が同じ輝度・色味で蛍光発光するかどうか、高精度かつ迅速に検査する装置を提供する。【解決手段】基板上に検査対象となる蛍光体を有するワークＷを保持するワーク保持部２と、蛍光体の厚みを測定する厚み測定部３と、蛍光体の色味を測定する色味測定部４と、厚み測定部で測定した厚み及び色味測定部で測定した色味に基づいて蛍光体の厚み及び色味が基準範囲内にあるかどうかを判定する検査部５とを備えた、蛍光体の検査装置１である。【選択図】図２
2016045053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に検査対象となる蛍光体を有するワークを保持するワーク保持部と、
前記蛍光体の厚みを測定する厚み測定部と、
前記蛍光体の色味を測定する色味測定部と、
前記厚み測定部で測定した厚み及び前記色味測定部で測定した色味に基づいて、前記蛍光体の厚み及び色味が基準範囲内にあるかどうかを判定する検査部とを備えた、
蛍光体の検査装置。
【請求項２】
前記色味測定部は、
前記蛍光体に向けて評価光を照射する評価光照射部と、
前記蛍光体を挟んで前記評価光照射部と対向する位置に配置された色温度測定受光部とを備え、
前記色温度測定受光部は、
前記評価光照射部から照射されて前記蛍光体が蛍光発光した光を受光し、当該蛍光体が蛍光発光した光の色温度を測定することを特徴とする、
請求項１に記載の蛍光体の検査装置。
【請求項３】
前記評価光照射部から照射される評価光は青色の可視光であり、
前記色温度測定部では、前記蛍光体から発せられた蛍光成分の光を含めた色温度を測定することを特徴とする、
請求項２に記載の蛍光体の検査装置。
【請求項４】
前記厚み測定部は、青色の可視光を用いて非接触で前記蛍光体の厚みを測定することを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光特性を有する材料が含有されたシートやチップなどの部品（つまり、蛍光体）について、厚み及び色味を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせて構成されており、青色ＬＥＤから発せられる青色の光と、当該青色ＬＥＤから発せられた光が蛍光体に照射されて蛍光発光した黄色の光とが混色されることで、白く発光している様に見える（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
そして、当該白色ＬＥＤの蛍光体として、蛍光体を含有する接着性シリコーンなどの薄膜蛍光シートを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００４】
さらに近年は、省エネや長寿命化の観点から白色ＬＥＤチップを用いた照明器具類等の普及が進む一方で、発光輝度や色味の均一化に対する要求が高まってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９９３４５号公報
【特許文献２】特表２００５−５２４７３７号公報
【特許文献３】特開２００９−２３５３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、白色ＬＥＤのモジュールやチップは、一見正常に点灯しているように見えても、個々に比較すれば、発光する輝度や色味にむらがある。この輝度むらや色むらは、蛍光体の厚みや色味のバラツキに起因すると考えられる。そのため、多数の白色ＬＥＤを組み込んで大面積の照明ユニットを構成する場合、照度むらや色むらが生じてしまう。
【０００７】
また、モジュール化された多数の白色ＬＥＤを、同じ輝度や色調で発光するもの同士を仕分けることは、時間と労力を要し困難である。さらに、モジュール化された後、検査に不合格となり規格外となったものを廃棄することは、環境負荷の観点からも推奨されない。
【０００８】
そこで、本発明は、白色ＬＥＤをモジュール化する前に、蛍光体が同じ輝度・色味で蛍光発光するかどうか、高精度かつ迅速に検査する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
検査対象となる蛍光体を有するワークを保持するワーク保持部と、
前記蛍光体の厚みを測定する厚み測定部と、
前記蛍光体の色味を測定する色味測定部と、
前記厚み測定部で測定した厚み及び前記色味測定部で測定した色味に基づいて、前記蛍光体の厚み及び色味が基準範囲内にあるかどうかを判定する検査部とを備えた、
蛍光体の検査装置である。
【００１０】
この構成によれば、検査対象となる蛍光体について、正常発光する厚み及び色味の範囲を予め規定しておき、白色ＬＥＤをモジュール化する前段階の部品形態で、これら厚みと色味を測定し、これらが予め規定された範囲内であるかどうか（つまり、正常品かどうか）について検査することができる。
【発明の効果】
【００１１】
白色ＬＥＤをモジュール化する前に、蛍光体が同じ輝度・色味で蛍光発光するかどうか、高精度かつ迅速に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の検査対象となる蛍光体の一例を示す概略図である。
【図２】本発明を具現化する形態の一例の全体を示す概略図である。
【図３】本発明を具現化する形態の別の一例の全体を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための具体的な形態について、図を用いながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の検査対象となる蛍光体の一例を示す概略図である。
図１には、検査対象となる蛍光体の一例として、矩形状の透明な基板Ｓ（例えば、ガラス板）の表面上に蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍが形成されたものを例示する（以下、単にワークＷと呼ぶ）。このワークＷは、本願発明に係る検査の後に所定の大きさに個片化（いわゆる、ダイシング）され、個片化された薄膜ｆｃがマウンターと呼ばれる装置を用いて基板ＳからピックアップされＬＥＤとしてモジュール化される。
【００１５】
なお、各図においては、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。また、説明の便宜上、Ｘ方向は、矢印の方向を右、その逆方向を左と表現する。また、Ｙ方向は、矢印の方向を奥、その逆方向を手前と表現する。また、Ｚ方向は、矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。
【００１６】
図２は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。
図２には、本発明に係る蛍光体の検査装置１を用いて、ワークＷを検査する様子が示されている。蛍光体の検査装置１は、ワーク保持部２と、厚み測定部３と、色味測定部４と、検査部５を備えて構成されている。蛍光体の検査装置１は、外部から人手や移載ロボットなどで運ばれてきたワークＷを、ワーク保持部２にて保持して所定の場所に移動・静止させて、厚み測定部３により蛍光体の厚みを測定し、色味測定部４により蛍光体の色味を測定し、これらの測定値に基づいて検査部５にて蛍光体の厚み及び色味が基準範囲内にあるかどうかを判定するものである。そして、所定の検査が済んだワークＷは、人手や移載ロボットなどで下流工程の装置に運ばれ、基準範囲内にあると判定された蛍光体が選別されて、ＬＥＤとしてモジュール化される。
【００１７】
ワーク保持部２は、検査対象となる蛍光体を保持するものであり、後述する厚み測定部３及び色味測定部４に対して、ワークＷとの相対距離（ワーキングディスタンスともいう）を一定に保ちつつ、ワークＷを水平方向に移動ないし静止させても位置がずれない様に保持するものである。具体的には、ワーク保持部２は、テーブル２１と、テーブル２２とを備えている。
【００１８】
各テーブル２１，２２は、ワークＷの基板Ｓと接する面（つまり、上面）が平坦であり
ワークＷと接する一部分に細孔や細溝が設けられている。そして、これら細孔や細溝は、切り替えバルブなどを介して、外部の負圧発生手段と接続されている。この負圧発生手段は、ワークＷが載置されたテーブル２１，２２の細孔や細溝に負圧を発生させるためのものであり、真空ポンプやエジェクタなどが例示できる。テーブル２１，２２は、この様な構成をしているため、個片化前又は個片化後のワークＷを、平坦な状態で保持することができる。なお、テーブル２１の材質としては、アルミや鉄などの金属や、プラスチック樹脂などが例示できる。また、テーブル２１は、上述の細孔や細溝を備えた構造に限らず、多孔質材料を用いてワークＷを負圧吸引できる構成しても良い。一方、テーブル２２の材質としては、ガラスやアクリルなどの透明なものが例示できる。或いは、テーブル２２は、ワークＷの基板Ｓの外縁と接しつつワークＷを保持する、額縁状（フォトフレーム状）の枠体で構成しても良く、この場合の枠体の材質は、ガラスやアクリルなどの透明なものに限らず、アルミや鉄などの金属や不透明のプラスチック樹脂などで構成しても良い。
【００１９】
さらに、ワーク保持部２は、ベース部材２４と、スライダー２５と、レール２６を備えている。レール２６は、Ｘ方向に延びる一対の棒状のもので、装置フレーム１１の上に取り付けられている。スライダー２５は、レール２６の上に移動可能な状態で取り付けられており、ボールネジ（不図示）を介して回転モータ（不図示）と接続されている。ベース部材２４は、テーブル２１，２２を固定するものであり、スライダー２５の上に取り付けられている。そのため、この回転モータを外部機器（不図示）により制御することで、スライダー２５並びにテーブル２１，２２等を矢印２７の方向（つまり、Ｘ方向）に所定の速度で移動させ、任意の場所で静止させることができる。なお、スライダー２５は、回転モータによる駆動方式に限らず、リニアモータによる駆動方式であっても良い。
【００２０】
ワーク保持部２は、各テーブル２１，２２の上面が、スライダー２５の移動方向（つまり、レール２６の延びる方向）と平行に取り付けられており、後述の厚み測定部３及び色味測定部４とワークＷとの相対距離を一定に保ちつつ、ワークＷを所定の速度で水平方向に移動させ、所定の場所で静止させることができる。
【００２１】
厚み測定部３は、検査対象となる蛍光体の厚みを測定するものであり、ワークＷの内、蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍの厚みを測定するものである。具体的には、厚み測定部３は、蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍの表面までの距離と、基板Ｓの表面までの距離を測定し、これら距離の差を薄膜ｆｍの厚みとして計測（いわゆる、段差測定）するものである。より具体的には、厚み測定部３は、テーブル２１と対向配置させた、非接触方式のレーザ変位計３１が例示できる。このレーザ変位計３１は、例えば、装置フレーム１１に支柱１２，１３を介して取り付けられたベースプレート１４の上に取り付けられたＹ軸アクチュエータ３５のスライダー３６に取り付けておく。このＹ軸アクチュエータ３５は、外部機器（不図示）からの制御信号に基づいて、スライダー３６を矢印３７の方向（つまり、Ｙ方向）に所定の速度で移動させ、任意の場所で静止させるものである。
【００２２】
なお、上述では、厚み測定部３に非接触方式のレーザ変位計３１を備える構成を示したが、この構成に限らず、接触式ゲージや、蛍光体の表面と裏面との反射光の干渉を利用した干渉式膜厚計などを備えた構成としても良い。
【００２３】
色味測定部４は、検査対象となる蛍光体が蛍光発光する際の色味を測定するものであり、ワークＷの内、蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍの色味を測定するものである。ここで言う色味とは、検査対象となる蛍光体の外観上の色合い又は特定波長を照射して蛍光発光する際の色合いを意味し、色相、色温度、分光輝度特性などで定量化することができる。具体的には、色味測定部４は、テーブル２２と対向配置させた、色味測定器４０が例示できる。この色味測定器４０は、例えば、装置フレーム１１に支柱１２，１３を介して取り付けられたベースプレート１４の上に取り付けられたＹ軸アクチュエータ４５のスライダー４６に取り付けておく。このＹ軸アクチュエータ４５は、外部機器（不図示）からの制御信号に基づいて、スライダー４６をＹ方向に所定の速度で移動させ、任意の場所で静止させるものである。
【００２４】
より具体的には、色味測定器４０として、分光放射輝度計を用いる。分光放射輝度計は、受光した光を波長毎に分光し、分光波長毎に輝度を測定するものであり、光のスペクトル（つまり、分光分布）特性に対応した信号やデータが外部に出力される。なお、図２には、色味測定器４０にてワークＷの測定エリアＲから放出される反射光４１を受光し、色味を測定する様子が示されている。
【００２５】
なお、色味測定器４０として、上述の分光放射輝度計を用いる構成に限らずに、分光測色計、色彩輝度計などを用いた構成としても良い。
分光測色計は、受光した光を波長毎に分光し、分光波長毎に輝度を測定するものであり、、色味に対応した信号やデータが外部に出力される。
【００２６】
色彩照度計は、相関色温度（Ｔｃｐ、単位はＫ：ケルビン）、色度（ｘｙ）、照度（ｌｘ）等を測定するものであり、これら相関色温度、色度、照度等に対応した信号やデータが外部に出力される。
【００２７】
色彩輝度計は、相関色温度（Ｔｃｐ、単位はＫ：ケルビン）、色度（ｘｙ）、輝度（ｃｄ／ｍ２）等を測定するものであり、これら相関色温度、色度、輝度等に対応した信号やデータが外部に出力される。なお、色彩照度計及び色彩輝度計は、単に色温度計とも呼ばれる。
【００２８】
なお、色味測定部４が透過式であれば、ワークＷの下方から上方に向けて測定用の光を照射させて、ワークＷを透過した光を受光する構成としておく。
【００２９】
検査部５は、厚み測定部で測定した蛍光体の厚み及び色味測定部で測定した蛍光体の色味に基づいて、前記蛍光体の厚み及び色味が基準範囲内にあるかどうかを判定するものである。具体的には、検査部５は、測定した蛍光体の厚み及び色味に対して、予め登録しておいた、ＬＥＤへのモジュール化に適した基準範囲の上限値および下限値と比較し、この基準範囲内であれば正常又は合格とし、基準範囲外であれば異常又は不合格と判定する。
【００３０】
なお、この検査部５での判定については、厚み及び色味を別々に出力しても良いし、双方が基準範囲内である場合のみ正常又は合格とし、それ以外（つまり、どちらか一方が基準範囲外）であれば、異常又は不合格として一括して出力しても良い。具体的には、検査部５は、数値演算や数値比較など処理機能を備えた数値処理装置，コンピュータ５０，プログラマブルロジックコントローラなどを用いて構成する。
【００３１】
また、検査部５での判定結果（つまり、検査結果）は、表示モニタ５１などに表示する形態を例示することができる。このとき、測定した厚みや色味を数値化したものを表示しても良い。また、検査結果の出力は、表示モニタ５１に限らず、ランプによる表示（例えば、正常であれば青色や緑色のランプを点灯又は点滅させたり、異常であれば赤色や黄色のランプを点灯又は点滅させたりする）や、ブザー音や音声、音楽による発報（例えば、正常時と異常時で音を変える）や、信号出力などにより行っても良い。
【００３２】
また、検査結果は、上述の様に正常か異常かの結果を出力する形態に限定されず、測定した厚みや色味に対応するデータを外部へ出力する形態であっても良いし、これらを併用する形態であっても良い。
【００３３】
なお、ワークＷをテーブル２１に載置したり、テーブル２１から取り出したり、テーブル２２に載置したり、テーブル２２から取り出したりする作業は、人手で行っても良いし、搬送ロボットなどを用いて行っても良い。
【００３４】
なお、上述の説明では、ワーク保持部２には、テーブル２１，２２をＸ方向に移動させ任意の位置で静止させるスライダー２５が備えられ、厚み測定部３には、レーザ変位計３１をＹ方向に移動させ任意の位置で静止させるＹ軸アクチュエータ３５を備えられ、色味測定部４には、色味測定器４０をＹ方向に移動させ任意の位置で静止させるＹ軸アクチュエータ４５が備えられた構成を示した。この様な構成であれば、可動部のイナーシャを小さくすることができ、ワークＷ全面を複数のエリアに細分化してステップ・アンド・リピート方式で検査したり、スキャン方式で検査し立ちする際に、次の検査位置に移動させるまでの待ち時間や検査のための静定時間を短くできるので好ましい。
【００３５】
しかし、この様な構成に限らず、厚み測定部３及び色味測定部４を固定してワークＷ側をＸ方向及びＹ方向に移動させたり、ワークＷ側を固定して厚み測定部３及び色味測定部４をＸ方向及びＹ方向に移動させたりする構成であっても良い。また、ワークＷをＸ方向又はＹ方向に移動させることなく厚み測定や色味測定が可能であれば、これらＸ方向又はＹ方向に移動させる機構を備えない構成としても、本発明を適用することができる。
【００３６】
このような構成をしているため、蛍光体の検査装置１は、検査対象となる蛍光体について、正常発光する厚み及び色味の範囲を予め規定しておき、白色ＬＥＤをモジュール化する前段階の部品形態で、これら厚みと色味を測定し、これらが予め規定された範囲内であるかどうか（つまり、正常品かどうか）について検査することができる。
【００３７】
［別の形態］
図３は、本発明を具現化する形態の別の一例の全体構成を示す概略図である。
図３には、本発明に係る蛍光体の検査装置１Ｂを用いて、ワークＷを検査する様子が示されている。蛍光体の検査装置１Ｂは、上述の蛍光体の検査装置１と同じ構成の厚み測定部３を備え、異なる構成のワーク保持部２Ｂと、色味測定部４Ｂと、検査部５Ｂとを備えて構成されている。なお、ワーク保持部２と、厚み測定部３とについては、上述と同じ構成であるため詳細な説明は省略し、ここでは、異なる構成の色味測定部４Ｂと、検査部５Ｂについて説明する。
【００３８】
ワーク保持部２Ｂは、上述と同じ構成のテーブル２１と、異なる構成のテーブル２２Ｂとを備えている。テーブル２２Ｂは、天板が透明なガラス基板で構成された中空のフレーム構造体であり、当該天板でワークＷを保持する。
【００３９】
色味測定部４Ｂは、評価光照射部４２と、色温度測定受光部４０ｂとを備えて構成されている。評価光照射部４２は、検査対象となる蛍光体に向けて評価光を照射するものである。評価光照射部４２は、照射光が上向きに放出される状態で、ワークＷを保持するテーブル２２Ｂの天面の下方に配置されている。
【００４０】
温度測定受光部４０ｂは、検査対象となる蛍光体を挟んで評価光照射部４２と対向する位置に配置され、評価光照射部４２から照射されて検査対象となる蛍光体が蛍光発光した光を受光し、当該検査対象となる蛍光体が蛍光発光した光の色温度を測定するものである。
【００４１】
具体的には、テーブル２２Ｂの天板の下方に評価光照射部４２を配置し、評価光照射部４２から上方（つまり、ワークＷの測定エリアＲ）に向けて評価光４３を照射させる。そして、評価光４３を受光してワークＷの蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍが蛍光発光した光４４を、テーブル２２の上方に配置した色温度測定受光部４０ｂで受光する。このとき、評価光照射部４２から照射される評価光４３は、検査対象となる蛍光体が白色ＬＥＤとして組み込まれるときに、一緒に組み込まれる青色ＬＥＤと同じ波長スペクトルにしておく。
【００４２】
色温度測定受光部４０ｂには、上述の色彩照度計又は色彩輝度計を用いる。
【００４３】
そうすることで、検査対象となる蛍光体が白色ＬＥＤとして実際のモジュールに組み込まれて使用される状態と同じ環境に予め設定して検査ができるので、高精度で蛍光発光する際の色温度を検査することができる。
【００４４】
検査部５Ｂは、上述の検査部５と概ね同様の構成をしているが、色温度測定受光部４０ｂで測定した、検査対象となる蛍光体が蛍光発光した色温度について、予め登録しておいた、ＬＥＤへのモジュール化に適した基準範囲の上限値および下限値と比較し、この基準範囲内にあるかどうかを判定するものである。なお、ここでは検査部５Ｂの具体例として、上述のコンピュータ５０と同様のコンピュータ５０Ｂを例示するが、これ以外の数値処理装置等であっても良い。そして、検査部５Ｂでの判定結果（つまり、検査結果）は、上述の表示モニタ５１と同様の表示モニタ５１Ｂに表示する形態を例示することができる。また、必要に応じて測定した色温度に対応するデータを外部へ出力させても良い。
【００４５】
このような構成をしているため、蛍光体の検査装置１Ｂは、検査対象となる蛍光体について、正常発光する厚み及び色温度の範囲を予め規定しておき、白色ＬＥＤをモジュール化する前段階の部品形態で、これら厚みと色温度を測定し、これらが予め規定された範囲内であるかどうか（つまり、正常品かどうか）について検査することができる。そのため、白色ＬＥＤをモジュール化する前に、蛍光体が同じ輝度・色温度で蛍光発光するかどうか、高精度かつ迅速に検査することができるという効果を奏する。
【００４６】
［別の形態］
なお、本発明に係る蛍光体の検査装置１Ｂにおいて、色味測定部４Ｂの評価光照射部４２から照射される評価光は、種々選択し設定することが可能であるが、中でも青色の可視光とすることが好ましい。これは、検査対象となる蛍光体が、青色の可視光を発するＬＥＤと共に、白色ＬＥＤとして実際のモジュールに組み込まれるからである。つまり、この様にすることで、検査対象となる蛍光体について、実際の使用形態に近い状態に予め設定して蛍光発光する際の色温度を測定し、検査が可能となるからである。
【００４７】
［別の形態］
なお、本発明に係る蛍光体の検査装置１，１Ｂにおいて、厚み測定部３は、検査対象となる蛍光体の厚みを、赤色や緑色等の可視光を用いて測定しても良いが、より好ましくは、青色の可視光を用いて非接触で測定するものが好ましい。これは、赤色や緑色等の可視光よりも、青色の可視光の方が波長が短く、薄膜の厚みを測定するための分解能が向上するからである。
【００４８】
［別の形態］
なお、上述の説明では、検査対象となる蛍光体の一例として、矩形状の透明な基板Ｓの表面上に蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍが形成されたものを例示した。しかし、検査対象となる蛍光体は、この様な形態に限らず、蛍光体を含有する基板又はフィルムであっても良い。また、検査対象となる蛍光体を含有する基板又はフィルムをグリップフィーダなどで直接保持・搬送し、検査する形態であっても良い。
【００４９】
また、上述では、蛍光体材料を含有する薄膜ｆｍが、ダイシング後にダイシングされてＬＥＤにモジュール化される形態を例示して説明した。しかし、本発明を具現化する上では、基板Ｓ上の薄膜が予めダイシングされた状態（つまり、ハーフカット状態）でも適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１    蛍光体の検査装置
１Ｂ  蛍光体の検査装置
２    ワーク保持部
３    厚み測定部
４    色味測定部
４Ｂ  色味測定部
５    検査部
５Ｂ  検査部
１１    装置フレーム
２１    テーブル（厚み測定部側）
２２    テーブル（色味測定部側）
２２Ｂ  テーブル（色温度測定受光部側）
２５    スライダー
２６    レール
２７    矢印（移動方向）
３１    レーザ変位計
３５    Ｙ軸アクチュエータ
３６    スライダー
３７    矢印
４０    色味測定器
４０ｂ  色温度測定受光部
４１    反射光
４２    評価光照射部
４３    評価光
４４    蛍光発光した光（透過光）
４５    Ｙ軸アクチュエータ
４６    スライダー
４７    矢印
５０    コンピュータ
５０Ｂ  コンピュータ
５１    表示モニタ
５１Ｂ  表示モニタ
Ｒ    測定エリア
Ｗ    ワーク
Ｓ    基板
ｆｍ  蛍光体材料を含有する薄膜
ｆｃ  個片化された薄膜
【図１】
2016045053.tif 000003
【図２】
2016045053.tif 000004
【図３】
2016045053.tif 000005