JIS R 1698:2015 ファインセラミックス薄膜の湿度環境下における分光反射率の測定方法

                                                                                   R 1698 : 2015

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 測定室環境・・・・[2]
•  5 試料・・・・[2]
•  6 測定原理・・・・[3]
•  7 測定装置・・・・[3]
•  7.1 装置の構成・・・・[3]
•  7.2 装置の校正・・・・[4]
•  8 測定条件・・・・[4]
•  8.1 測定部位・・・・[4]
•  8.2 測定環境・・・・[4]
•  8.3 分光反射率の測定・・・・[4]
•  9 測定手順・・・・[4]
•  9.1 ミニチャンバーの光軸合わせ・・・・[4]
•  9.2 ベースライン補正・・・・[4]
•  9.3 分光反射率の測定・・・・[4]
•  9.4 分光反射率の0 %補正・・・・[5]
•  9.5 絶対反射率の算出・・・・[5]
•  10 測定結果の表し方・・・・[5]
•  11 測定結果の報告・・・・[7]
•  附属書A(規定)反射率校正用試料及び反射率の校正・・・・[8]
•  附属書B(参考)ミニチャンバーの構造及び機能・・・・[9]

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――――― [JIS R 1698 pdf 1] ―――――

R 1698 : 2015

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づき,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本
工業規格である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              R 1698 : 2015

ファインセラミックス薄膜の湿度環境下における分光反射率の測定方法

Measurement of spectral reflectance of fine ceramics thin films under humid condition

序文

  ファインセラミックス薄膜は,光学用途で反射防止膜,赤外線センサ用カットフィルタ,X線センサ用
カットフィルタ,医療分析装置用バンドパスフィルタなどの多くの分野で使用されている。これら薄膜の
分光特性は,商取引での仕様として扱われるようになっているが,薄膜に水分などが吸着すると屈折率が
変化して光学特性が変化することがある。このため,過酷な環境下,広い温湿度範囲での信頼性を評価で
きる規格が求められている。この規格は,湿度環境の影響に対する光学用ファインセラミックス薄膜の信
頼性を正確かつ簡単に評価できる測定方法を提供し,測定方法の速やかな普及を通じて,産業発展に資す
ることを目的に制定された。
  なお,対応国際規格は現時点で制定されていない。

1 適用範囲

  この規格は,干渉フィルタ,反射防止膜などの光学部品として使用する光学用ファインセラミックス薄
膜の分光反射率を,環境の相対湿度を変化させて,分光光度計によって測定する方法について規定する。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS K 0115 吸光光度分析通則
    JIS Z 8105 色に関する用語
    JIS Z 8120 光学用語
    JIS Z 8701 色の表示方法−XYZ表色系及びX10Y10Z10表色系
    JIS Z 8730 色の表示方法−物体色の色差

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS Z 8105及びJIS Z 8120によるほか,次による。
3.1
1/2反射率波長[λR1/2]
  ある評価波長範囲において,分光反射率がある極大値とある極小値の中間値となる波長。一般的には隣
接する二つの極値間の中間値を用いる。

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R 1698 : 2015
3.2
極大反射率
  ある評価波長範囲における分光反射スペクトルの最大の分光反射率。
3.3
ミニチャンバー
  真空中又は高湿度・低湿度環境で試料を保持した状態において試料の分光反射率を測定するための密閉
用容器。
3.4
ダブルビーム方式分光光度計
  分光光度計のうち,更に光源からの光を試料側と参照側とに分岐させる光学系をもち,反射率測定に用
いる光を参照用及び試料用の2光線として,参照光を基準光として試料により反射された試料光の強度を
参照光の強度に対する相対値として反射率を測定する方式をもつ装置。
3.5
積分球
  分光光度計の測光部に用いられ,検出器が設置された球の内面に硫酸バリウムなどの拡散反射性の白色
物質を塗布し試料物質の反射光を立体角内全体にわたって集光し検出することができる装置。
3.6
単層膜
  基板上に形成された単一の層だけから構成される薄膜。
3.7
多層膜
  基板上に形成された複数の層から構成される薄膜。
3.8
4層反射防止光学薄膜
  基板上に形成された,高屈折層,低屈折層,高屈折層及び低屈折層の4層から構成され,光学反射率を
低減する薄膜。

4 測定室環境

  測定室環境は,次に示す環境条件で行うことが望ましい。
a) 温度 23±2 ℃。
b) 相対湿度 70 %以下。
    注記 測定室の環境温度が低いと,高湿度測定時において恒温恒湿槽からミニチャンバーを取り出し
          た際にミニチャンバー内が結露するので注意を要する。

5 試料

  試料は,基板又は基材の平たんな表面上に形成されたセラミックスの単層又は多層薄膜とする。基板の
材質は金属,シリコンウェハー,ガラス,高分子材料などであり,セラミックス薄膜がコーティングされ
た面が平たんであれば制限はない。ミニチャンバー内に設置できれば,基板又は基材の寸法及び形状は任
意とする。

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6 測定原理

  セラミックス薄膜は微細な柱状構造をもつことが多いため,柱状組織の隙間に大気中の水分が吸着する。
水分の吸着によって薄膜の屈折率が変化して,光反射・透過特性が変化するので,この影響が分光反射率
の変化に現れる。この水分の吸脱着は急激に起こるとともに,水分の吸脱着による屈折率の変化はセラミ
ックス薄膜試料の環境履歴によって影響される。したがって,セラミックス薄膜試料における水分吸脱着
による分光特性の変化を評価するためには,真空環境下において吸着水分を脱離することによって履歴の
影響を低減するとともに,当該試料を所定の湿度環境を維持した状態において測定することが必要となる。
得られた分光反射率データから1/2反射率波長[λR1/2]のシフトなどを算出するとともに,真空環境下にお
ける測定から得られた値と比較することによって,雰囲気湿度に対するセラミックス薄膜試料の安定性を
定量的に求められる。

7 測定装置

7.1 装置の構成

  装置の構成は,次による。また,分光反射率測定の装置構成を,図1に示す。
a) 分光光度計 ダブルビーム方式分光光度計で,波長正確さは紫外可視域±0.2 nm以下,近赤外域±1.0
    nm以下,波長設定繰返し精度は紫外可視域±0.1 nm以下,近赤外域±0.5 nm以下,8.3で規定する波
    長範囲で測定できる分光光度計を用いる。分光光度計は測光部に積分球を搭載したものが望ましい。
b) ミニチャンバー 試料を内部に固定した状態で分光反射率を測定するための透明な石英ガラス製窓を
    1か所設ける。また,吸気口及び排気口を設け,それぞれにバルブを設ける。バルブを閉じた状態で,
    容器は真空も(洩)れのないことが必要である。ミニチャンバーの構造例を,附属書Bに示す。
                                 図1−分光反射率測定の装置構成

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