TWI458959B - LED fluorescent material light color and spectral detection method - Google Patents
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Description
本發明為提供一種LED螢光材料光色與光譜檢測方法,尤指一種直接測試非破壞性及不改變任何LED螢光測試樣品型態,LED螢光材料轉換效率及光色特性定量光譜及光色檢測方式,且取樣快速,不消耗多餘的材料及製作樣品之人力,以及,有效過濾不良LED螢光材料進入生產,以減少不良光色產品產出的LED螢光材料光色與光譜檢測方法。
按,先前LED業界在檢測LED螢光材料需要在接近實際產品結構下發光,才能去做進一步的分析。因此在樣品的測試光學路徑(Optical Path)必須與白光LED的發光路徑相同,並且其螢光的誘發光光譜也必須與白光LED的藍光晶片光譜近似。再以傳統的螢光光譜系統,是無法吻合以上光學環境要求,主要原因有二個:第一、傳統分析化學用的螢光光譜系統,主要在偵測螢光材料可誘發的光譜波長及受誘發後產生的螢光光譜波長訊號。化學的螢光光譜分析:主要是針對廣泛性螢光材料的螢光光譜分析,與白光LED的目的不相同。此其系統的光學路徑也不一樣;化學分析用的螢光光譜必須要將誘發光譜訊號與螢光光譜訊號完全分離,避免干擾。因此要採用90度誘發的光學路徑設計,讓螢光光譜訊號與誘發光的訊號成90度角,各自行進的方向前進,並只讓螢光訊號進入光譜儀處理其光譜訊號產出;第二、傳統化學分析用螢光光譜系統,主要功能是在於測試螢光材料與誘發光波長的關係,因此需要與偏紫外寬波長的高壓氙氣燈作為其誘發螢光產生的光源,並且須經過色散分光,將其誘發光源其光波寬變窄進行誘發。因此傳統化學螢光光譜系統,其誘發光源的光譜條件與白光LED螢光誘發條件有很大的差異。
再者,以往螢光樣品無法取材料直接檢驗,一直是白光LED品保檢驗上最大的困擾,主要是螢光材料無法直接取樣檢測。在檢測的過程中,需要搭配其它的材料:如矽膠(Silicon)或是樹酯(Epoxy)再加上晶片(Diode Chip)如此測出的螢光材料已受到其它材料的光學定性干擾,對於做出的樣品,其實已無法清楚的判定:單純的螢光材料,其光色品質不良的差異,這種樣品處理方式,不但本身所測出的光色數據因其它材料干擾的因素下數據變的完全沒有意義以外,也因樣品處裡的方式會導致材料及時間過於繁瑣,也造成人力物力與時間上的浪費。
又者,在取樣進行測試的過程中,必須要搭配其他材料,如上所述:會有材料在光學定性的干擾,另外最大的干擾是光學定量上的干擾,造成這種干擾的因素不外乎是材料本身在混合調整的過程裡面,會有各項材料相混濃度不均勻的困擾,因為各自材料其提供的濃度控制上就相當困難,而且很難保證在單一採樣上面其濃度會一致,甚至螢光材料是屬於無機結晶粉體的固態樣品,且不會均勻溶解在矽膠及樹酯等成型材料裡。一般其粉體就有粒徑大小不同的分布,約有5~20um的粉體粒徑,在膠體內呈現不均勻懸浮分布,須借用部分外力不斷均勻攪拌,如此就極有可能將空氣拌入到膠體裡面形成氣泡,這樣方式雖然使粉體會形成均勻的布郎運動狀態,但是卻有將空氣導入膠體內產生氣泡的風險,同樣的,這種方式因螢光粉體呈現分布狀態,其受藍光誘發也會無法有效均勻的與螢光材料作用,產生穩定的螢光訊號。
另外,當欲進行測試的過程中,必須將LED螢光材料與其它材料進行混合(即稱為破壞),才能進行測試,並當使用過後,則無法再次利用,意謂必須丟棄,非常不環保。
是以,要如何解決上述習用之問題與缺失,即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。
故,本發明之發明人有鑑於上述缺失,乃蒐集相關資料,經由多方評估及考量,並以從事於此行業累積之多年經驗,經由不斷試作及修改,始設計出此種直接測試非破壞性及不改變任何LED螢光測試樣品型態,並且可完全模擬白光LED光學與光譜結構,並將測試樣品的白光LED光譜進行完整無缺的光譜分離,形成各自獨立的誘發藍光光譜及螢光光譜,又可以有效取代傳統化學檢測螢光光譜系統及相關之LED螢光材料檢測功能,且具有速度快、取樣方便、及操作容易的LED螢光材料光色與光譜檢測方法的發明專利者。
本發明之主要目的在於測試光學路徑與白光LED光學路徑一致,方便實際光色效果模擬,且為一種非破壞性檢測方式,確保樣品材料測試前後性質一致不變,更以固態LED光源誘發螢光材料產生螢光,以便模擬與白光LED相近似的白光、藍光及螢光光譜。
本發明之次要目的在於LED螢光材料180度垂直受光(反射或穿透樣品)誘發,與白光LED百分百相近似的光學路徑,並以外置式樣品槽測試,可確保LED螢光材料有較大方便性的置換空間。
本發明再一目的在於得以運算出光及色的比例,及得以判斷藍光晶片該有的大小,以及,可以選擇LED螢光材料於製造成品實驗做樣品的時候,可看出濃度的差異,來判定LED螢光材料之多寡。
為達上述優勢,本發明主要結構包括一檢測裝置,係藉由一起始光源及一光學積分球之配合予以檢測該LED螢光材料之光色與光譜,並經一分析裝置進行光譜分析,而主要分析係透過一分析模組進行操作,其分析模組包括一光譜載入單元、一光譜合成單元、一光譜計算單元、一光譜儲存單元及一色度座標產生單元;當起始光源(固態LED光源)照射出一誘發藍色光源並經過光學積分球時亦產生一初始誘發藍光光譜,並以180度垂直受光誘發LED螢光材料,形成與白光LED相同路徑,進而產生一個被LED螢光材料所吸收的被吸收藍光光譜,而後初始誘發藍光光譜及被吸收藍光光譜則由光譜載入單元顯示於光譜顯示單元上,同時將被吸收誘發藍光光譜所產生的螢光光譜顯示於光譜顯示單元上,此時透過光譜合成單元將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行合成以產生一白光光譜並顯示於光譜顯示單元上,而後即由光譜計算單元進行光譜加、減、乘、除之運算,首先將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行相加合成運算以產生一合成白光光譜並顯示於光譜顯示單元上,再將初始誘發藍光光譜及被吸收誘發藍光光譜進行相減運算以產生一螢光吸收量光譜並顯示於光譜顯示單元上,再將合成白光光譜進行光譜乘法倍率運算以產生一縮小倍率合成白光光譜並顯示於光譜顯示單元上,再將螢光光譜除上螢光吸收量光譜以產生該LED螢光材料之輻射轉換效率值,此後將合成白光光譜、螢光吸收量光譜、縮小倍率合成白光光譜及輻射轉換效率值儲存於一光譜儲存單元內,藉此即完成初步的檢測,而當完成上述步驟後,可藉由一色度座標產生單元將初始誘發藍光光譜、螢光光譜、合成白光光譜等經色彩函數轉換後分別產生誘發藍光光譜色度座標、螢光光譜色度座標及合成白光光譜色度座標,並將其顯示於螢幕上,進而產生補色線結構圖或色彩區域結構圖。
另外,光譜計算單元更得以進一步計算出其亮度與色彩的比例,及LED晶片的亮度與螢光濃度的倍率,俾讓使用者更可清楚掌握製造LED各個相關的參考參數。
藉由上述技術,可針對習用LED螢光材料檢測技術所存在之LED螢光材料需要在接近實際產品結構下發光,才能去做一步的分析,而螢光材料無法直接取樣檢測,因此測出的螢光材料亦受到其它材料的光學定性干擾,對於做出的樣品,其實無法清楚的判定,另外所測出的光色數據因其它材料干擾的因素下數據變的完全沒有意義以外,也因樣品處裡的方式會導致材料及時間過於繁瑣,也造成人力物力與時間上的浪費,更重要的一點,習用技術必須先行破壞LED螢光材料(即跟其它材料進行混合)才能進行測試,且並不環保,使用過後即不能回收再利用的問題點加以突破,達到本發明如上述優點之實用進步性。
為達成上述目的及功效,本發明所採用之技術手段及構造,茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下,俾利完全了解。
請參閱第一圖及第二圖所示,係為本發明較佳實施例之方塊示意圖一及二,由圖中可清楚看出本發明檢測系統主要包括:一檢測裝置1,係藉由一供發射出藍色光源的起始光源裝置2及一光學積分球3之配合予以檢測該LED螢光材料4(黃色螢光材料)之光色與光譜(藍光光譜、螢光光譜或白光光譜);一分析裝置5,係藉由一分析模組6與該檢測裝置1資訊連結,該分析模組6包括:一光譜載入單元61,係供載入各種被LED螢光材料4吸收或未被吸收的光譜檔案,並予以顯示光譜波形於一光譜顯示單元62上;一光譜合成單元63,係用於將各種顯示於光譜顯示單元62上的光譜波形進行合成並予以顯示於該光譜顯示單元62上;一光譜計算單元64,係用於將各種顯示於光譜顯示單元62上之光譜進行加法、減法、乘法或除法的數學式合成運算;一光譜儲存單元65,係將經光譜計算單元64合成運算的光譜進行儲存;一色度座標產生單元66,係將上述各種光譜以座標方式顯示於一色度座標顯示單元67上。
再者,上述的LED螢光材料4係由一為直接採樣非破壞性之盒體所收容(盒體未顯示於圖示中),且該盒體表面係設有一高穿透率之石碤玻璃,而於底部處則由一高反射率漫射性材料為主。
請參閱第三圖所示,係為本發明較佳實施例之方塊流程圖,由圖中可清楚看出,其檢測步驟為樣品光譜訊號擷取A,定量校正轉換光譜訊號或呼叫定量光譜檔案B,轉換定量光譜為輻射功率參數及視覺光色參數C,光譜四則運算分析及模擬光色運算,或直接存入光色光譜資料庫建檔D,將分析與模擬完成的光譜及視覺光色資料存入光譜檔案資料庫E。(光譜可為藍光光譜、螢光光譜或白光光譜)
請同時參閱第四圖~第十三圖所示,係為本發明較佳實施例之光源路徑示意圖一、二及系統畫面示意圖一~八,其檢測方法同時參閱圖示,詳細步驟如下:
(a)透過一為藍色光源之起始光源照射出一誘發藍色光源並經過一光學積分球而產生一初始誘發藍光光譜7;(參閱第四圖)
(b)經過光學積分球之誘發藍色光源照射於一為黃色螢光材料之LED螢光材料上,再180度反射回光學積分球內,而產生一被吸收誘發藍光光譜71;(參閱第五圖)
(c)其初始誘發藍光光譜7及被吸收誘發藍光光譜71由一分析裝置所接收,並透過一內建於內之分析模組進行分析;
(d)藉由一包含於分析模組內的光譜載入單元61將初始誘發藍光光譜7及被吸收誘發藍光光譜71顯示於一光譜顯示單元62上;(參閱第六圖)
(e)再透過光譜載入單元61將被吸收誘發藍光光譜71所產生的螢光光譜72顯示於光譜顯示單元62上;(參閱第七圖)
(f)透過光譜合成單元將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行合成以產生一白光光譜73並顯示於光譜顯示單元62上;(參閱第八圖)
(g)透過一光譜計算單元將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行相加合成運算以產生一合成白光光譜74並顯示於光譜顯示單元62上;(參閱第九圖)
(h)再透過光譜計算單元將初始誘發藍光光譜7及被吸收誘發藍光光譜71進行相減運算以產生一螢光吸收量光譜75並顯示於光譜顯示單元62上;(參閱第十圖)
(i)再一次透過光譜計算單元將合成白光光譜74進行光譜乘法倍率運算以產生一縮小倍率合成白光光譜76並顯示於光譜顯示單元62上;(參閱第十一圖)
(j)再一次透過光譜計算單元將螢光光譜72除上螢光吸收量光譜75以產生該LED螢光材料之輻射轉換效率值77;(參閱第十二圖)
(k)將合成白光光譜、螢光吸收量光譜、縮小倍率合成白光光譜及輻射轉換效率值儲存於一光譜儲存單元78內。(參閱第十三圖)
再者,其上述的光譜運算,其係以絕對光譜輻射功率校正與定量技術為技術基礎,將LED螢光材料及誘發藍光所偵測到的光譜訊號轉換為定量的絕對光譜輻射功率,如此將光譜轉換後就可進行相關的運算分析,例如:白光光譜分離或是合成誘發藍光與LED螢光材料之螢光等。
當上述步驟完成後,即可透過一色度座標產生單元將其進行顯示出補色線結構圖或色彩區域結構,請參閱第十四圖~第十八圖所示,係為本發明較佳實施例之色度座標圖一~五,由圖中可清楚看出,其欲顯示色度座標圖之方法為:
(l)透過一色度座標產生單元79將初始誘發藍光光譜7經色彩函數轉換後產生一誘發藍光光譜色度座標80;(參閱第十四圖)
(m)再透過色度座標產生單元79將螢光光譜72經色彩函數轉換後產生一螢光光譜色度座標81;(參閱第十五圖)
(n)再透過色度座標產生單元79將合成白光光譜74經色彩函數轉換後產生一合成白光光譜色度座標82;(參閱第十六圖)
(o)再將誘發藍光光譜色度座標80、螢光光譜色度座標81及合成白光光譜色度座標82共同載入以產生一補色線結構圖或色彩區域結構圖。(參閱第十七及第十八圖)
更重要的一點,本發明測試系統及其方法係以建構在普郎克量子轉換定則(Planck‘s law;波長越短,能量越高)下其螢光材料吸收能量較高的光譜波長,轉換成能量較低的光譜波長,依此定則所形成的螢光光譜定量檢測技術基礎,並需經過國際追朔標準校正(朔源:National Institute Technology Standard,NIST),除做樣品的定性檢測外,也可以快速定量樣品濃度大小作為定量之用。系統中相關的光譜參數皆已經過分光輻射光功率校正,以標準的校正技術方法進行。
可見光(Visible)光譜數據可以透過系統軟件進行相關的定量算術運算,並可以定量光譜運算調整透過C.I.E.(視覺人眼照明協會)所制定的人眼三刺激值函數(1931 Color Matching Functions,Tristimulus values)轉換至C.I.E1931色度座標(C.I.E. 1931 Chromaticity Diagram)相關色彩參數(色度座標、色溫、演色指數、主域波長色相及彩純度)及視覺流明(Luminous Flux,lumen)亮度參數,藉此可設計出不同LED的視覺光色。此方法基礎運算方式,技術領域在絕對分光輻射光譜功率整合C.I.E.視覺色彩函數的轉換為技術基礎。並藉此引導使用者以絕動光譜的輻射強度及光譜波長的變化,作為其視覺光色特性改變的線性當量變化參數。
請同時參考第十九圖及第二十圖所示,係為本發明CIE三刺激值函數之示意圖及1931色度座標之示意圖,由圖可看出如上述人眼三刺激值函數(1931Color Matching Functions,Tristimulus values)與C.I.E1931色度座標(C.I.E. 1931Chromaticity Diagram)。
又者,螢光光譜資料庫的材料可於抽樣測量完後跟光譜資料庫內的標準樣品光譜作定性與定量的比對,另外可以三種三組螢光效率(量子(光子)轉換效率、輻射(光譜)轉換效率、視覺(流明或其他視覺光度單位)轉換效率)值作參考指標,同時一併注意LED螢光材料的吸收誘發藍光光譜的吸收收量及吸收率參考LED螢光材料吸收藍光光譜與產出螢光之定量光譜變化。若在成品與半成品品質管控上,其主要在LED螢光材料與其他成型材料混合,其LED螢光材料的絕對光譜強度會與LED螢光材料濃度大小成一正比線性關係,可由此一正比變化作為LED螢光材料濃度控制的參數,以穩定製程材料在成型過程與LED螢光材料保持穩定的濃度。同理烘烤完成的成品其LED螢光材料的濃度,也會隨其螢光光譜強度大小與濃度大小一致成正比。
若以產品研發來說,目標規格視覺光色為參考基準,再配合晶片相對應的誘發藍光光譜在螢光光譜資料庫內的螢光光譜配合:找出最接近其光色的補色線色彩結構,其第十四圖~第十八圖進一步說明補色線色彩結構與光譜變化組合。在LED的螢光材料並非可線性找到對應的補色結構時,可以找到相近的二種LED螢光材料(二種以上)去合成最接近的LED螢光光譜,與目標規格的LED光色接近。新合成的LED螢光光譜座標可以調整LED螢光光譜的絕對強度比例去調整,會產生最佳的螢光色度座標點。這方式也適用在補色線上合成白光,其白光的光色條件也會隨螢光與誘發藍光光譜的強度不同在補色線上移動,變化出最接近模擬的LED白光光色參數。
另外以光譜計算單元為例,其得以運算出亮度及色彩的比例,及得以判斷藍光晶片該有的亮度大小,以及,可以選擇LED螢光材料於製造成品實驗做樣品的時候,可看出濃度的差異,來判定LED螢光材料之多寡,而為達成該些優勢,請同時參閱第二十一圖~二十三圖所示,係為本發明藍光光譜及螢光光譜之波形圖一、二、三,其主要之計算方式如下:
一、先假設一標準色度為0.33,而光譜合成後為140流明(如二十二圖),而某一產品之亮度為7流明(亮度),換言之,欲算出其該產品亮度色彩比例則如下述公式可算出(同時參閱二十一及二十二圖):
(B×1/20)+(Y×1/20)=(W×1/20)
(B/140)+(Y/140)=140
其(B/140)=3%,(Y/140)=97%其中,先將藍光B及螢光Y各縮小1/20,同時合成光譜W也縮小1/20;藉此3%即為第一個藍光條件,97%即為第二個藍光條件而3%+97%即為達到的亮度及色彩比例為100%倘若假使另一產品之亮度非140流明,但想要上述之色彩值,即可按照前述的百分比去製造。
因此,使用者只須按照上述的百分比例即可得到前述之色彩。
二、當選擇LED晶片時亦得以透過一參考值來選擇欲想使用的LED晶片,而該參考值即由下列公式算出(請同時參閱第一圖):(BB-B)×1/20=AB/20(被吸收後)
(B×1/20)+(AB×1/20)=C(晶片亮度)
其中,BB為未被螢光吸收前之藍光光譜,B為被螢光吸收後之藍光光譜,Y為螢光光譜;因此,即可將原本(B×1/20)加上被吸收掉的(AB×1/20),即可得到晶片所須的亮度功率及波長“C”藉此使用者即可自行挑選欲製作的LED晶片。
三、此時欲求螢光粉之濃度時,首先欲挑選一個LED晶片(請同時參閱第二十三圖),倘若假設其螢光粉濃度太濃或太淡時,即會產生藍光強度B跟螢光粉W之高度無法相配,因此得以由先前所算出的螢光粉基準值WS為基準,再行假設濃度過淡的螢光粉為W1,即可將(WS÷W1)而得知螢光濃度相差之倍數,以供使用者進行修正。
是以,本發明之LED螢光材料光色與光譜檢測方法為可改善習用之技術關鍵在於:
一、測試光學路徑與白光LED光學路徑一致,方便實際光色效果模擬。
二、本發明與習知技術不同地方在於係採用非破壞性檢測方式,確保樣品材料測試前後性質一致不變。
三、以固態LED光源誘發螢光材料產生螢光,以便模擬與白光LED相近似的白光、藍光及螢光光譜。
四、樣品180度垂直受光(反射或穿透樣品)誘發,與白光LED百分百相近似的光學路徑。並以外置式樣品槽測試;可確保樣品有較大方便性樣品置換空間。
五、白光光譜分解(Curve Fittng)以便白光做色彩結構分解及白光調色模擬在其色彩結構補色線上變化。
六、可取得量子(光子)轉換效率、輻射(光譜)轉換效率及視覺(流明或其他視覺光度單位)轉換效率。
七、可將白光、藍光及螢光光譜定量化數位儲存,建立數位光譜資料庫。
八、定量光譜運算:可計算出LED螢光材料對應誘發藍光的絕對吸收量及相對吸收率。
九、提供絕對定量光譜算術運算,作為定量光譜資料庫的視覺光色模擬效果運算。
十、確保誘發光源光功率穩定,以確保螢光光譜功率穩定一致。
十一、使用與與藍光LED晶片相同之光譜,直接誘發螢光材料產生與實際白光LED相同之結構的螢光光譜。
十二、以光譜定量運算為基礎,可將數種不同螢光材料在光譜資料庫運算模式下,直接在分析軟件上混合各自光譜模擬特定光色之光譜。
十三、不同誘發波長之晶片藍光光譜與LED螢光材料光譜,也可建立光譜資料庫做為LED光色調整模擬之用。
十四、利用螢光光譜參數與誘發藍光光譜相互比配之光色,可在完全不浪費任何材料的條件下判定其LED螢光材料適合表現的光色特性。
十五、直接取樣螢光樣品測試載具:需具備高穿透性及高耐磨石英玻璃及固定量的樣品放置區,並配合測試光學路徑,樣品載具表面需可做漫射反射之白色表面。
惟,以上所述僅為本發明之較佳實施例而已,非因此即拘限本發明之專利範圍,故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化,均應同理包含於本發明之專利範圍內,合予陳明。
綜上所述,本發明之LED螢光材料光色與光譜檢測方法於使用時,為確實能達到其功效及目的,故本發明誠為一實用性優異之發明,為符合發明專利之申請要件,爰依法提出申請,盼 審委早日賜准本發明,以保障發明人之辛苦發明,倘若 鈞局審委有任何稽疑,請不吝來函指示,發明人定當竭力配合,實感公便。
1...檢測裝置
2...起始光源裝置
3...光學積分球
4...LED螢光材料
5...分析裝置
6...分析模組
61...光譜載入單元
62...光譜顯示單元
63...光譜合成單元
64...光譜計算單元
65...光譜儲存單元
66...色度座標產生單元
67...色度座標顯示單元
7...初始誘發藍光光譜
71...被吸收誘發藍光光譜
72...螢光光譜
73...白光光譜
74...合成白光光譜
75...螢光吸收量光譜
76...縮小倍率合成白光光譜
77...輻射轉換效率值
78...光譜儲存單元
79...色度座標產生單元
80...誘發藍光光譜色度座標
81...螢光光譜色度座標
82...合成白光光譜色度座標
第一圖 係為本發明較佳實施例之方塊示意圖一。
第二圖 係為本發明較佳實施例之方塊示意圖二。
第三圖 係為本發明較佳實施例之方塊流程圖。
第四圖 係為本發明較佳實施例之光源路徑示意圖一。
第五圖 係為本發明較佳實施例之光源路徑示意圖二。
第六圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖一。
第七圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖二。
第八圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖三。
第九圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖四。
第十圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖五。
第十一圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖六。
第十二圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖七。
第十三圖 係為本發明較佳實施例之系統畫面示意圖八。
第十四圖 係為本發明較佳實施例之色度座標圖一。
第十五圖 係為本發明較佳實施例之色度座標圖二。
第十六圖 係為本發明較佳實施例之色度座標圖三。
第十七圖 係為本發明較佳實施例之色度座標圖四。
第十八圖 係為本發明較佳實施例之色度座標圖五。
第十九圖 係為本發明CIE三刺激值函數之示意圖。
第二十圖 係為本發明1931色度座標之示意圖。
第二十一圖 係為本發明藍光光譜及螢光光譜之波形圖一。
第二十二圖 係為本發明藍光光譜及螢光光譜之波形圖二。
第二十三圖 係為本發明藍光光譜及螢光光譜之波形圖三。
1...檢測裝置
6...分析模組
61...光譜載入單元
62...光譜顯示單元
63...光譜合成單元
64...光譜計算單元
65...光譜儲存單元
66...色度座標產生單元
67...色度座標顯示單元
Claims (4)
- 一種LED螢光材料光色與光譜檢測方法,其檢測方法為:(a)透過一起始光源照射出一誘發藍色光源並經過一光學積分球而產生一初始誘發藍光光譜;(b)經過光學積分球之誘發藍色光源照射於一LED螢光材料上,再180度反射回光學積分球內,而產生一被吸收誘發藍光光譜;(c)其初始誘發藍光光譜及被吸收藍光光譜由一分析裝置所接收,並透過一內建於內之分析模組進行分析;(d)藉由一包含於分析模組內的光譜載入單元將初始誘發藍光光譜及被吸收誘發藍光光譜顯示於一光譜顯示單元上;(e)再透過光譜載入單元將被吸收誘發藍光光譜所產生的螢光光譜顯示於光譜顯示單元上;(f)透過光譜合成單元將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行合成以產生一白光光譜並顯示於光譜顯示單元上;(g)透過一光譜計算單元將被吸收誘發藍光光譜及螢光光譜進行相加合成運算以產生一合成白光光譜並顯示於光譜顯示單元上;(h)再透過光譜計算單元將初始誘發藍光光譜及被吸收誘發藍光光譜進行相減運算以產生一螢光吸收量光譜並顯示於光譜顯示單元上;(i)再一次透過光譜計算單元將合成白光光譜進行光譜乘法倍率運算以產生一縮小倍率合成白光光譜並顯示於光譜顯示單元上;(j)再一次透過光譜計算單元將螢光光譜除上螢光吸收量光譜以產生該LED螢光材料之輻射轉換效率值;(k)將合成白光光譜、螢光吸收量光譜、縮小倍率合成白光光譜及輻射轉換效率值儲存於一光譜儲存單元內。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED螢光材料光色與光譜檢測方法,其中檢測方法更包括: (l)透過一色度座標產生單元將初始誘發藍光光譜經色彩函數轉換後產生一誘發藍光光譜色度座標;(m)再透過色度座標產生單元將螢光光譜經色彩函數轉換後產生一螢光光譜色度座標;(n)再透過色度座標產生單元將合成白光光譜經色彩函數轉換後產生一合成白光光譜色度座標;(o)再將誘發藍光光譜色度座標、螢光光譜色度座標及合成白光光譜色度座標共同載入以產生一補色線結構圖或色彩區域結構圖。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED螢光材料光色與光譜檢測方法,其中該起始光源係為藍色光源。
- 如申請專利範圍第1項所述之LED螢光材料光色與光譜檢測方法,其中該LED螢光材料係為黃色螢光材料。
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TW201319546A TW201319546A (zh) | 2013-05-16 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5636015A (en) * | 1995-05-17 | 1997-06-03 | Minolta Co., Ltd. | Measuring apparatus for measuring an optical property of a fluorescent sample |
CN2504616Y (zh) * | 2001-11-08 | 2002-08-07 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 光谱色度测量仪 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5636015A (en) * | 1995-05-17 | 1997-06-03 | Minolta Co., Ltd. | Measuring apparatus for measuring an optical property of a fluorescent sample |
CN2504616Y (zh) * | 2001-11-08 | 2002-08-07 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 光谱色度测量仪 |
JP2009074866A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラム |
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