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測量裝置以及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠在更短時間內(nèi)測量熒光體的光學(xué)性能的測量裝置以及測量方法。測量裝置(1)具備：光源(52)，其用于對熒光體照射激勵光；受光部(10)，其用于接收激勵光中的透過了熒光體的光以及通過激勵光而由熒光體產(chǎn)生的熒光；以及檢測部(200)，其用于檢測由受光部接收到的光。受光部包括：殼體(12)，其在激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度；光漫射部(14)，其被配置在殼體的熒光體一側(cè)；以及窗(18)，其被配置在殼體的與光漫射部相反一側(cè)，用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部。
【專利說明】測量裝置以及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量熒光體的光學(xué)性能的測量裝置以及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，包含熒光物質(zhì)的各種熒光體使用于各種用途。近年來，廣泛應(yīng)用于使用了LED (Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)等的發(fā)光設(shè)備、液晶顯示器或有機(jī)EL (ElectroLuminescence:電致發(fā)光)顯示器等的顯示設(shè)備等。這樣的突光體控制發(fā)光設(shè)備、顯示設(shè)備的性能，因此需要適當(dāng)?shù)卦u價(jià)其光學(xué)性能。
[0003]作為與這種熒光體的評價(jià)有關(guān)的結(jié)構(gòu)，在日本特開2012-208024號公報(bào)中公開了對分散至密封材料中來使用于發(fā)光裝置的熒光體的熒光光譜進(jìn)行測量的結(jié)構(gòu)。
[0004]上述日本特開2012-208024號公報(bào)所公開的結(jié)構(gòu)面向測量使熒光體分散至密封材料中所得到的式樣(樣品)的熒光體光譜，基本上被設(shè)想為要測量每個式樣的熒光光譜。
[0005]另一方面，在熒光體的制造生產(chǎn)線等中，存在想要在更短時間內(nèi)測量作為檢查對象的多個熒光體這種需求。例如，在整面為熒光體的薄片的狀態(tài)下進(jìn)行制造、檢查。對于這樣的整面為熒光體的薄片，需要尺寸的區(qū)域被切出而作為產(chǎn)品來使用。在日本特開2012-208024號公報(bào)所公開的結(jié)構(gòu)中，需要使積分球與板狀的式樣接觸來進(jìn)行測量。因此，在對處于同一面內(nèi)的多個測量點(diǎn)的熒光光譜進(jìn)行測量的情況下，需要反復(fù)進(jìn)行積分球的移動和與式樣的接觸，難以縮短測量所需的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決這種問題而完成的，其目的在于提供一種能夠在更短時間內(nèi)測量熒光體的光學(xué)性能的測量裝置和測量方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的某一方面的用于測量熒光體的光學(xué)性能的測量裝置包括:光源，其用于對熒光體照射激勵光；受光部，其用于接收激勵光中的透過了熒光體的光以及通過激勵光而由熒光體產(chǎn)生的熒光；以及檢測部，其用于檢測由受光部接收到的光。受光部包括:殼體，其在激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度；光漫射部，其被配置在殼體的熒光體一側(cè)；以及窗，其被配置在殼體的與光漫射部相反一側(cè)，用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部。
[0008]優(yōu)選從熒光體離開規(guī)定距離地配置受光部。
[0009]優(yōu)選光漫射部被配置在包含從窗起的視場的范圍內(nèi)。
[0010]優(yōu)選測量裝置還具備移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)用于變更來自光源的激勵光入射到熒光體的位置。
[0011]優(yōu)選對于熒光體，按照規(guī)定規(guī)則配置有多個受光部，檢測部并行測量由多個受光部分別接收到的熒光。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的用于測量熒光體的光學(xué)性能的測量方法具備以下步驟:從光源對熒光體照射激勵光；由受光部接收激勵光中的透過了熒光體的光以及通過激勵光而由熒光體產(chǎn)生的熒光；以及由檢測部檢測由受光部接收到的光。受光部包括:殼體，其在激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度；光漫射部，其被配置在殼體的熒光體一側(cè)；以及窗，其被配置在殼體的與光漫射部相反一側(cè)，用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠在更短時間內(nèi)測量熒光體的光學(xué)性能。
[0014]根據(jù)與附圖相關(guān)聯(lián)地理解的、與本發(fā)明相關(guān)的以下詳細(xì)說明可清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本實(shí)施方式的測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖2是表示本實(shí)施方式的檢測部的結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0017]圖3是表示本實(shí)施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0018]圖4是用于說明薄片狀的樣品中的熒光的產(chǎn)生的示意圖。
[0019]圖5是表示用于使用積分球來測量薄片狀的樣品的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020]圖6是表示積分球的余弦特性的一例的圖。
[0021]圖7是表示用于使用半球型積分球來測量薄片狀的樣品的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0022]圖8是表示用于使用本實(shí)施方式的測量裝置來測量薄片狀的樣品的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]圖9是表示本實(shí)施方式的測量裝置的受光部的余弦特性的一例的圖。
[0024]圖10是表示使用了本實(shí)施方式的測量裝置的受光部的色度的測量結(jié)果的一例的圖。
[0025]圖11是表示將圖10示出的測量結(jié)果與樣品和受光部之間的距離相關(guān)地繪出的曲線圖。
[0026]圖12是表示對于圖10示出的測量結(jié)果、與樣品和受光部之間的距離相關(guān)地繪出色度X和色度y的差的曲線圖。
[0027]圖13是表示使用了本實(shí)施方式的測量裝置的受光部的光譜的測量結(jié)果的一例的圖。
[0028]圖14是用于說明本實(shí)施方式的受光部中的受光角的示意圖。
[0029]圖15是表示在本實(shí)施方式的受光部中在維持受光徑而改變投光徑的情況下的受光角的變化的曲線圖。
[0030]圖16是表示在本實(shí)施方式的受光部中在維持投光徑而改變受光徑的情況下的受光角的變化的曲線圖。
[0031]圖17是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置的檢查裝置的一例的示意圖。
[0032]圖18是表示使用圖17示出的檢查裝置來測量樣品的光學(xué)性能的過程的流程圖。
[0033]圖19是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置的檢查裝置的一例的示意圖。
[0034]圖20是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置的檢查裝置的另一例的示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記說明
[0036]1:測量裝直；2:樣品；10:受光部；12:殼體；14:光漫射部;16:內(nèi)表面；18:窗；20,66:光纖；22:連接端；24:視場；50、60:照射部；52:光源；54:聚光透鏡；56:電源裝置；62:激勵光源；64:波長選擇部；80:半球型積分球；84、94:受光窗；86:式樣窗；90:積分球；92:反射板；96:入射窗；200:檢測部；202:衍射光柵；204:檢測元件；206:快門；208:狹縫；220:多輸入分光光度計(jì)；300:處理裝置；302:CPU ；304 =RAM ；306:硬盤；307:計(jì)測程序；308:光盤驅(qū)動器；309:光盤；310:輸入部；312:顯示部；314:輸入輸出接口 ；316 --總線;400、402、500:檢查裝置；410:測量用暗箱；412:樣品臺；414:位置控制器；420:校正用暗箱；422:標(biāo)準(zhǔn)光源；424:標(biāo)準(zhǔn)光源用電源；440:樣品保持件；450:盒；460:輸送機(jī)械臂；462:臂；464:面?zhèn)鞲衅鳎?70:支承部件；490:樣品收納部。
【具體實(shí)施方式】
[0037]參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，在圖中對相同或者相當(dāng)部分附加相同的附圖標(biāo)記而不反復(fù)進(jìn)行其說明。
[0038]〈A.測量裝置的概要結(jié)構(gòu)>
[0039]首先，說明本實(shí)施方式的測量裝置的概要結(jié)構(gòu)。圖1是表示本實(shí)施方式的測量裝置I的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。測量裝置I測量熒光體的光學(xué)性能。以下，還將測量對象的熒光體稱為“樣品2”。
[0040]參照圖1，測量裝置I對樣品2照射激勵光，對該激勵光中的透過了熒光體的光以及通過該激勵光而由樣品2產(chǎn)生的熒光進(jìn)行檢測。典型地，測量裝置I為透過型的熒光測
量裝置。
[0041]圖1示出的測量裝置I包括:照射部50，其用于對樣品2照射激勵光；受光部10，其用于接收激勵光中的透過了熒光體的光以及通過激勵光而由樣品2產(chǎn)生的熒光；檢測部200，其用于檢測由受 光部10接收的光；以及處理裝置300。
[0042]照射部50包括:光源52，其用于產(chǎn)生激勵光；聚光透鏡54，其被配置在激勵光的光軸上；以及電源裝置56，其用于驅(qū)動光源52。光源52被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生包含與樣品2的特性相應(yīng)的波長頻帶的激勵光。更具體地說，采用藍(lán)色LED等作為光源52?；蛘?，作為光源52，也可以采用帶分光器的鹵素?zé)艄庠?、氙氣燈光源、水銀燈等。通過采用這些光源，能夠產(chǎn)生包含特定波長的激勵光。聚光透鏡54包含用于將來自光源52的激勵光變換為平行光的光學(xué)系統(tǒng)。電源裝置56提供與光源52的種類相應(yīng)的電力。
[0043]當(dāng)來自照射部50的激勵光入射到樣品2時，與樣品2的成分、組成相應(yīng)的波長成分被吸收而產(chǎn)生熒光。激勵光中的沒被吸收且也沒被反射的光成為透過光而被輸出。受光部10接收所產(chǎn)生的該熒光和透過光并引導(dǎo)到檢測部200。
[0044]受光部10不直接接收來自樣品2的熒光和透過光，而是接收透過了光漫射部14之后的光。即，受光部10包括:殼體12,其在激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度；光漫射部
14,其被配置在殼體12的樣品2側(cè)；以及窗18,其被配置在殼體12的樣品2相反側(cè),用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部200。
[0045]殼體12構(gòu)成為為了使從窗18起的視場范圍(截面面積)盡可能大而在激勵光的照射方向(光軸方向)上具有規(guī)定長度。典型地，優(yōu)選圓筒狀的殼體12,但是殼體12的截面形狀并不限定于圓形。例如，也可以采用具有六角形、八角形的多角形截面形狀的筒狀結(jié)構(gòu)。也就是說，如果從窗18起的視場范圍(截面面積)不受殼體12的內(nèi)表面16限制，則也可以采用任意的形狀。并且，作為殼體12，還能夠采用光漫射部14側(cè)的截面面積更大且窗18 —側(cè)的截面面積更小的圓錐或者圓錐臺那樣的形狀。[0046]光漫射部14用于對來自樣品2的向各方向發(fā)光的熒光進(jìn)行積分(均勻化)。典型地，用具有規(guī)定透光性的漫射薄片來實(shí)現(xiàn)光漫射部14。光漫射部14不需要覆蓋殼體12的開口部整體，但是優(yōu)選覆蓋經(jīng)由窗18被引導(dǎo)到檢測部200的光的整體。也就是說，光漫射部14被配置在包含從窗18起的視場24的范圍內(nèi)。通過這樣的光漫射部14，能夠得到與實(shí)質(zhì)上使用積分球?qū)晒膺M(jìn)行積分(均勻化)同樣的效果。
[0047]在窗18插入了用于將受光部10與檢測部200光學(xué)連接的光纖20的連接端22，入射到受光部10的光經(jīng)由光纖20被引導(dǎo)到檢測部200。作為光纖20，也可以采用由多個線材構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，在該情況下，在連接端22中多個線材集合。在使用這樣的連接端22的情況下，根據(jù)光纖20的數(shù)值孔徑來確定視場24。或者，作為窗18，也可以采用狹縫。在該情況下，根據(jù)狹縫寬度等來確定視場24。另外，也可以不使用光纖20而直接將檢測部200與受光部10連接。
[0048]檢測部200檢測由受光部10接收的光。典型地，檢測部200測量所入射的光的分光放射照度。作為這樣的檢測部200的一例，使用能夠按波長來測量熒光所包含的特性值的分光光度計(jì)。作為分光光度計(jì)，可以采用測量單一波長下的特性值的單色儀，也可以采用同時測量某一波長范圍內(nèi)的特性值(光譜)的多色儀。在作為樣品2的特性值不需要光譜而僅需要色度的情況下，也可以采用色度傳感器。根據(jù)對樣品2要求的評價(jià)項(xiàng)目等來選擇適當(dāng)?shù)臋z測部200。
[0049]圖2是表示本實(shí)施方式的檢測部200的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖2示出使用分光光度計(jì)(多色儀)來實(shí)現(xiàn)檢測部200的例子。更具體地說，檢測部200包括衍射光柵202、檢測元件204、快門206以及狹縫208。經(jīng)由光纖20入射的光通過狹縫208之后在衍射光柵202被反射。在衍射光柵202處,對于光所包含的各波長成分,與其波長相應(yīng)地向各個方向反射。而且，對于已反射的各波長成分，入射到檢測元件204的與波長對應(yīng)的區(qū)域。檢測元件204的表面區(qū)域被分割為規(guī)定的單位區(qū)域，根據(jù)各單位區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)度值來檢測受光光譜。
[0050]快門206在進(jìn)行暗校正等的情況下等遮斷入射到檢測部200內(nèi)部的光。并且，為了減小雜散光成分等，也可以在快門206的后級配置對測量波長范圍外的波長的光進(jìn)行遮斷的截止濾光片。
[0051]再次參照圖1，處理裝置300根據(jù)從檢測部200輸出的檢測信號，計(jì)算和輸出樣品2的光學(xué)性能。樣品2的光學(xué)性能除了分光特性(分光放射照度)以外，還包括明亮度、色調(diào)這種評價(jià)值。在此，明亮度是指樣品2的亮度、光度等，色調(diào)是指樣品2的色度坐標(biāo)、主波長、刺激純度以及相關(guān)色溫等。
[0052]圖3是表示本實(shí)施方式的處理裝置300的結(jié)構(gòu)例的示意圖。如圖3所示，典型地，用通用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)處理裝置300。更具體地說，處理裝置300包括CPU (CentralProcessing Unit:中央處理器)302、作為主存儲器的RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲器)304、硬盤(HDD) 306、光盤驅(qū)動器308、輸入部310、顯示部312以及輸入輸出接口314。這些部件經(jīng)由總線316相互連接。
[0053]在硬盤306中安裝有用于實(shí)現(xiàn)后述的測量處理的計(jì)測程序307。計(jì)測程序307被加載到RAM304等，由CPU302執(zhí)行。這樣的程序保存到光盤309等記錄介質(zhì)或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)等來流通。對于被光盤309等記錄介質(zhì)保存而流通的程序,被光盤驅(qū)動器308等從記錄介質(zhì)讀取出并安裝到硬盤306。[0054]輸入部310包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸面板等，接收來自用戶的指令、操作。顯示部312包括顯示器、各種指示器，輸出由處理裝置300計(jì)算出的測量結(jié)果。
[0055]輸入輸出接口 314對測量裝置I所包含的部件輸出指令，并且接收來自檢測部200等的輸入信號。作為輸入輸出接口 314，也可以采用USB (Universal Serial Bus:通用串行總線)等通用接口。并且，根據(jù)需要也可以在輸入輸出接口 314上連接打印機(jī)等輸出裝置。
[0056]在本實(shí)施方式的測量裝置I的處理裝置300中，說明了通過由通用的處理器(CPU302)執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)后述的測量處理的例子，但是也可以使用專用的處理器或者ICdntegrated Circuit:集成電路)等來實(shí)現(xiàn)該測量處理的全部或者一部分。或者,也可以使用ASIC (Application Specific Integrated Circuit:專用集成電路)等專用的硬件電路來實(shí)現(xiàn)。
[0057]〈B.背景和關(guān)聯(lián)技術(shù)〉
[0058](1:背景和需求)
[0059]如上所述，熒光體是制造發(fā)光設(shè)備、顯示設(shè)備不可缺少的材料。在典型的熒光體的制造生產(chǎn)線中，對于熒光體，是以薄片狀進(jìn)行制造的，還以該狀態(tài)進(jìn)行品質(zhì)管理。作為這樣的品質(zhì)管理的一部分，要求熒光體薄片的光學(xué)性能的面內(nèi)分布測量。另一方面，為了提高熒光體薄片的生產(chǎn)效率，要求快速的測量(檢查)。也就是說，在制造生產(chǎn)線中，想要在更短時間內(nèi)測量設(shè)定于熒光體薄片上的多個測量點(diǎn)這種需求高漲。另外，對于能夠通過更簡化的過程來校正測量裝置以能夠?qū)崿F(xiàn)測量的迅速化且長期穩(wěn)定的測量的功能，需求也高漲。
[0060](2:熒光的產(chǎn)生)
[0061]圖4是用于說明薄片狀的樣品2中的熒光的產(chǎn)生的示意圖。如圖4所示，通過對薄片狀的樣品2照射激勵光而產(chǎn)生的熒光的配光圖案與樣品2 (熒光體)的種類和測量位置相應(yīng)地發(fā)生變化。并且，熒光的配光圖案根據(jù)波長不同也不同。因此，不容易測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能。
[0062](3:使用積分球的測量)
[0063]首先，作為關(guān)聯(lián)技術(shù)，說明用于使用積分球測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)。
[0064]圖5是表示用于使用積分球測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖5，在對樣品2照射激勵光并且用積分球90對通過照射該激勵光而產(chǎn)生的透過光和熒光進(jìn)行積分(均勻化)之后，在受光窗94中測量分光放射照度等。此外，在受光窗94附近設(shè)置有反射板(擋板)92，該反射板(擋板)92用于抑制所入射的光直接到達(dá)受光窗94。
[0065]積分球90為球體，因此與樣品2接觸的范圍也為曲面狀。因此，在積分球90內(nèi)在與樣品2接觸的范圍內(nèi)設(shè)置有包含接口的入射窗96。S卩，形成于平面上的接口的表面與樣品2接觸，在積分球90內(nèi)接收來自樣品2的熒光。在此，作為接口需要大約IOmm?15mm左右的厚度，有時受到該厚度的影響而無法準(zhǔn)確地測量熒光的光學(xué)性能。也就是說，根據(jù)來自樣品2的熒光的配光圖案不同有時接口的厚度會妨礙熒光的放射而無法進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。
[0066]另外，需要使積分球90與樣品2接觸來進(jìn)行測量，當(dāng)對熒光體薄片進(jìn)行面內(nèi)分布的測量時，需要在積分球90與樣品2之間反復(fù)進(jìn)行接觸與分離，從而無法提高測量效率。
[0067]并且，在使用積分球90的情況下，也有時由于其內(nèi)部的反射板92的影響而入射光特性劣化。[0068]圖6是表示積分球的余弦特性的一例的圖。即，圖6示出的余弦特性示出從積分球90的入射窗96觀察的入射光的傾斜特性(入射的角度與入射窗中的相對強(qiáng)度的關(guān)系)。圖6分別示出積分球的直徑為2英寸和4英寸的例子。如余弦特性的名稱所示，入射光的傾斜特性優(yōu)選要與余弦函數(shù)(cose) —致。然而，積分球90現(xiàn)實(shí)的余弦特性與理想的特性
廣生偏差。
[0069](4:使用半球型積分球的測量)
[0070]接著，說明用于使用半球型積分球來測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)。圖7是表示用于使用半球型積分球80來測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖7可知，半球型積分球80是將內(nèi)表面設(shè)置了漫反射層的半球與內(nèi)表面設(shè)置了鏡面反射層的圓板進(jìn)行組合得到的積分裝置。關(guān)于這樣的半球型積分球80的詳細(xì)情況，例如請參照日本特開2009-103654號公報(bào)等。在圖7示出的半球型積分球80中，經(jīng)由設(shè)置于圓板的式樣窗86接收來自樣品2的透過光和突光,在半球型積分球80的內(nèi)部對接收到的該光進(jìn)行積分(均勻化)之后，在受光窗84中測量分光放射照度等。此外，在連結(jié)受光窗84與式樣窗86的線上設(shè)置有反射板(擋板)82，該反射板(擋板)82用于抑制所入射的光直接到達(dá)受光窗84。
[0071 ] 與使用圖5示出的積分球90的情況不同，在半球型積分球80中，與樣品2接觸的部分(式樣窗86)為平面狀。因此，與樣品2的接觸部分不會阻礙來自樣品2的熒光的照射。也就是說，通過使用半球型積分球80，不依賴于來自樣品2的熒光的配光圖案而能夠接收所照射的該熒光的全 部，從而能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的測量。
[0072]但是，與使用圖5示出的積分球90的情況相同，即使在使用半球型積分球80的情況下，也需要使半球型積分球80與樣品2接觸來進(jìn)行測量。因此，當(dāng)要對熒光體薄片進(jìn)行面內(nèi)分布的測量時，需要在半球型積分球80與樣品2之間反復(fù)進(jìn)行接觸與分離，無法提高測量效率。
[0073]〈C.本實(shí)施方式的測量裝置>
[0074](1:結(jié)構(gòu))
[0075]圖8是表示用于使用本實(shí)施方式的測量裝置I來測量薄片狀的樣品2的光學(xué)性能的結(jié)構(gòu)的示意圖。如參照圖1說明的那樣，受光部10包括殼體12和光漫射部14，該殼體12在激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度，該光漫射部14被配置在殼體12的樣品2側(cè)。在此，從樣品2離開規(guī)定距離來配置受光部10?？紤]作為激勵光的斑點(diǎn)的投光彳:φ0與殼體12的受光徑φ?的關(guān)系和光漫射部14的透過率等來優(yōu)化圖8示出的樣品2與受光部10之間的距離d。
[0076]此外，為了提高測量靈敏度和測量精度，優(yōu)選縮小樣品2與受光部10之間的距離d，并且擴(kuò)大受光部10的口徑(受光枰φ?)。另外，優(yōu)選將受光徑φ?設(shè)為與投光徑φΟ比充分大(φ1?φ0)。
[0077]通過采用圖8示出那樣的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行測量時，不需要使受光部10與樣品2接觸，因此能夠縮短對熒光體薄片進(jìn)行面內(nèi)分布的測量所需的時間。另外，光學(xué)路徑較短即可，因此能夠提高受光靈敏度，能夠?qū)崿F(xiàn)更高吞吐量。例如，當(dāng)對使用相同檢測部200并使用本實(shí)施方式的受光部10來測量熒光的情況下以及使用半球型積分球80來測量熒光的情況下各自測量所需的曝光時間進(jìn)行比較時，在使用半球型積分球80的情況下需要5500ms，與此相對，在使用由厚度15mm的光漫射部14構(gòu)成的檢測部200的情況下為450ms。也就是說，通過使用本實(shí)施方式的受光部10，能夠使曝光時間為大約1/10。換言之，通過使用本實(shí)施方式的受光部10，入射到受光部10的熒光的明亮度成為大約10倍，能夠使吞吐量成為大約10倍。通過這樣提高吞吐量，能夠縮短制造生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間。
[0078]并且，與使用積分球的情況相比，能夠使裝置結(jié)構(gòu)簡化，因此能夠更小型化并且還能夠降低成本。
[0079](2:測量性能)
[0080]在本實(shí)施方式的測量裝置I中，能夠抑制入射光特性的劣化。圖9是示出本實(shí)施方式的測量裝置I的受光部10的余弦特性的一例的圖。即，圖9示出的余弦特性表示從受光部10的光漫射部14觀察的入射光的傾斜特性(入射的角度與光漫射部14中的相對強(qiáng)度的關(guān)系)。如圖9所示，受光部10的入射光的傾斜特性與理想的余弦特性大致一致，與使用積分球90的情況相比，能夠進(jìn)一步提高測量精度。
[0081](3:樣品與受光部之間的距離)
[0082]接著，說明樣品2與受光部之間的距離d。如上所述，通過使用圖7示出的半球型積分球80來測量樣品2的光學(xué)性能，與使用積分球90的情況相比能夠提高測量精度。因此，在以下研究中，將在使用半球型積分球80的情況下得到的測量結(jié)果視為基準(zhǔn)值。
[0083]圖10是表示使用了本實(shí)施方式的測量裝置I的受光部10的色度的測量結(jié)果的一例的圖。圖10示出使樣品2與受光部10之間的距離d不同而進(jìn)行測量的結(jié)果。在圖10示出的測量結(jié)果中，示出在相同樣品2和檢測部200的條件下與使用圖7示出的半球型積分球80測量得到的色度(色度X和色度y)的基準(zhǔn)值的差。也就是說，圖10示出的Λχ和Ay分別表示色度X和色度y的測量結(jié)果的差，色差表示ΛΧ和Ay的平方和的平方根
(色差+ Ay2 )。
[0084]圖11是表示將圖10示出的測量結(jié)果與樣品2和受光部10之間的距離d相關(guān)地繪出的曲線圖。圖12是表示對于圖10示出的測量結(jié)果、與樣品2和受光部10之間的距離d相關(guān)地繪出色度X和色度y的差的曲線圖。
[0085]如圖10?圖12所示，可知通過改變樣品2與受光部10之間的距離d能夠使色差、即與使用半球型積分球80的測量結(jié)果(基準(zhǔn)值)的差(誤差)最小化。換言之，通過優(yōu)化樣品2與受光部10之間的距離d，能夠提高測量精度。更具體地說，使用圖11示出的將樣品2與受光部10之間的距離d和色差分別作為軸的坐標(biāo)系或者使用圖12示出的將色度X的差和色度I的差分別設(shè)為軸的坐標(biāo)系，能夠決定距離d的最佳值。根據(jù)圖10?圖12示出的結(jié)果可知，優(yōu)選將樣品2與受光部10之間的距離d設(shè)為IOmm左右。
[0086]圖13是表示使用本實(shí)施方式的測量裝置I的受光部10的光譜測量結(jié)果的一例的圖。圖13示出使樣品2與受光部10之間的距離d不同來進(jìn)行測量的結(jié)果。此外，將光譜的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化，以相對強(qiáng)度來表現(xiàn)。
[0087]在圖13示出的光譜中的、最接近在相同樣品2和檢測部200的條件下使用圖7示出的半球型積分球80進(jìn)行測量得到的光譜的光譜是將樣品2與受光部10之間的距離d設(shè)定為IOmm左右的情況下的光譜。也就是說，與根據(jù)圖10?圖12示出的測量結(jié)果而決定的距離d—致。
[0088]這樣，優(yōu)選預(yù)先獲取作為基準(zhǔn)的測量值，優(yōu)化樣品2與受光部10之間的距離d以與該基準(zhǔn)值最匹配。
[0089](4.受光部中的受光角)
[0090]接著，說明受光部10中的受光角。圖14是用于說明本實(shí)施方式的受光部10中的受光角的示意圖。
[0091]如圖14所示，受光部10的受光角Θ被定義為從樣品2產(chǎn)生的熒光能夠入射到受光部10的最大角度。該受光角θ基本上依賴于樣品2與受光部10之間的距離d、投光徑
φΟι (激勵光的斑點(diǎn)徑)以及受光徑φ? (受光部10的口徑)這三個參數(shù)而發(fā)生變化。因
此，例如，在變更樣品2與受光部10之間的距離d的情況下，優(yōu)選還調(diào)整其它參數(shù)使得該受光角Θ在距離d變更前后相同。
[0092]圖15是表示在本實(shí)施方式的受光部10中在維持受光彳φ?而改變投光徑CpO的情況下的受光角的變化的曲線圖。圖16是表示在本實(shí)施方式的受光部10中在維持投光徑CpO而改變受光徑φ?的情況下的受光角的變化的曲線圖。
[0093]如圖15所示，當(dāng)改變投光徑CpO時受光角θ發(fā)生變化，因此為了在投光徑CpO變更前后使受光角Θ維持為相同，還需要調(diào)整樣品2與受光部10之間的距離d。另一方面，如圖16所示，即使改變受光 徑φ0受光角Θ也發(fā)生變化。該受光角Θ的變化程度與改變投
光徑φ0酌情況相比大。因此，為了在受光徑φ?變更前后將受光角θ維持為相同，需要調(diào)整
樣品2與受光部10之間的距離d，其調(diào)整量與改變投光徑φ0的情況相比大。
[0094]<D.應(yīng)用例 1>
[0095](1:整體結(jié)構(gòu))
[0096]接著，說明本實(shí)施方式的測量裝置I的應(yīng)用例。圖17是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置I的檢查裝置400的一例的示意圖。檢查裝置400測量熒光體薄片的光學(xué)性能的面內(nèi)分布。更具體地說，檢查裝置400包括測量用暗箱410和校正用暗箱420。樣品2被配置在測量用暗箱410內(nèi)，被照射來自激勵光源62的激勵光。通過照射該激勵光而產(chǎn)生的熒光經(jīng)由受光部10和光纖20被檢測部200測量。
[0097]更具體地說，由激勵光源62產(chǎn)生的激勵光經(jīng)由光纖66被引導(dǎo)到照射部60。從照射部60照射的激勵光向樣品2傳播。由于激勵光的入射而從樣品2產(chǎn)生的透過光和熒光被受光部10接收，經(jīng)由光纖20被引導(dǎo)到檢測部200。在此，為了變更樣品2上的激勵光入射的位置，在測量用暗箱410內(nèi)設(shè)置有樣品臺412。即，樣品臺412相當(dāng)于移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)用于變更來自激勵光源62的激勵光入射到樣品2 (熒光體)的位置。樣品臺412能夠按照來自位置控制器414的指示移動到任意的位置。
[0098]在激勵光源62的照射側(cè)設(shè)置有波長選擇部64，構(gòu)成為能夠選擇適合于測量的波長。作為波長選擇部64，能夠采用利用了分光器的濾光片。并且，也可以準(zhǔn)備多個不同種類的光源，能夠與測量對象的樣品2相應(yīng)地適當(dāng)進(jìn)行選擇。當(dāng)激勵光的波長發(fā)生變化時，透過光量和熒光量發(fā)生變化，因此在透過型的熒光測量裝置中，將激勵光的波長控制為固定很重要。
[0099]此外，也可以搭載對激勵光源62進(jìn)行調(diào)光的功能。作為該調(diào)光功能，在移動樣品臺412使得在激勵光的路徑上不存在樣品2的狀態(tài)下照射激勵光，根據(jù)此時的測量結(jié)果來調(diào)整激勵光源62的發(fā)光強(qiáng)度。當(dāng)激勵光的波長發(fā)生變化時，透過光量和熒光量發(fā)生變化，因此在透過型的熒光測量裝置中，將激勵光的波長控制為固定很重要。
[0100]檢測部200測量經(jīng)由受光部10和光纖20入射的光的光譜。處理裝置300將檢測部200的測量結(jié)果與對應(yīng)的樣品2的位置(坐標(biāo)值)相關(guān)聯(lián)地依次存儲。作為該測量結(jié)果，包含CIE表色系的色度(色度X和色度y)、相關(guān)色溫等。作為樣品2的位置(坐標(biāo)值)，使用位置控制器414的位置信息。
[0101]并且，處理裝置300還能夠根據(jù)測量得到的面內(nèi)分布來判斷對象的樣品2的好壞。對于樣品2不良，例如可舉出光學(xué)性能在面內(nèi)不均勻(偏差超過規(guī)定閾值)的情況、測量得到的色度超過規(guī)定閾值范圍的情況等。
[0102]在圖17示出的檢查裝置400中還安裝了校正功能。更具體地說，在校正用暗箱420內(nèi)配置有校正用的標(biāo)準(zhǔn)光源422。在進(jìn)行校正時，受光部10被配置在校正用暗箱420內(nèi)，并且用標(biāo)準(zhǔn)光源用電源424來點(diǎn)亮標(biāo)準(zhǔn)光源422。對此時的檢測部200的測量值進(jìn)行校正(附加值)。此外，在檢測部200和/或處理裝置300中執(zhí)行校正所需的校正計(jì)算。
[0103](2:處理過程)
[0104]接著，說明用于使用圖17示出的檢查裝置400來測量樣品2的光學(xué)性能的過程。圖18是表示使用圖17示出的檢查裝置400來測量樣品2的光學(xué)性能的過程的流程圖。典型地，通過用處理裝置300執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)圖18示出的演算處理。
[0105]參照圖18，首先，執(zhí)行對由檢測部200檢測出的分光放射照度的校正。更具體地說，用戶將受光部10配置在校正用暗箱420內(nèi)，點(diǎn)亮標(biāo)準(zhǔn)光源422 (步驟S2)。處理裝置300將對標(biāo)準(zhǔn)光源422附加值得到的基準(zhǔn)光譜與檢測部200的測量值進(jìn)行比較，來決定校正系數(shù)(步驟S4)。
[0106]接著，執(zhí)行對照射到樣品2的激勵光的調(diào)光。即，測量來自激勵光源62的激勵光的分光放射照度，調(diào)整激勵光源62的發(fā)光強(qiáng)度使得所測量的該分光放射照度處在預(yù)定的規(guī)定范圍內(nèi)。當(dāng)激勵光的光量發(fā)生變化時，透過熒光的值發(fā)生變化，因此對于相同品種的樣品的測量，需要使激勵光的光量固定。
[0107]更具體地說，用戶將受光部10配置在測量用暗箱410內(nèi)，并且將樣品臺412移動至規(guī)定位置使得在激勵光的光路上不存在樣品2，之后控制波長選擇部64而設(shè)定波長，點(diǎn)亮激勵光源62 (步驟S6)。接著，處理裝置300判斷由檢測部200測量得到的分光放射照度是否處在規(guī)定范圍內(nèi)以及峰波長是否沒有從設(shè)定波長偏離(步驟S8)。在由檢測部200測量得到的分光放射照度不在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下和/或峰波長從設(shè)定波長偏離的情況下(在步驟S8中“否”的情況下)，處理裝置300對激勵光源62輸出用于調(diào)整激勵光的強(qiáng)度的指令(步驟S10)。然后，反復(fù)進(jìn)行步驟S8的處理。
[0108]與此相對，在由檢測部200測量得到的分光放射照度處在規(guī)定范圍內(nèi)且峰波長沒有從設(shè)定波長偏離的情況下(在步驟S8中“是”的情況下)，開始對樣品2進(jìn)行測量處理。具體地說，處理裝置300輸出用于移動樣品臺412的指令，使樣品2的測量點(diǎn)與激勵光的光路一致(步驟S12)。檢測部200測量由受光部10接收的、接收激勵光從樣品2產(chǎn)生的透過光和熒光的分光放射照度(步驟S14)。然后，處理裝置300將檢測部200的測量結(jié)果與當(dāng)前的樣品2 (或者樣品臺412)的位置(坐標(biāo))相關(guān)聯(lián)地存儲(步驟S16)。
[0109]此外，在對樣品2的面內(nèi)分布的測量中，可以從激勵光源62始終照射激勵光，也可以在樣品2的定位完成的時間點(diǎn)以斑點(diǎn)的方式照射激勵光。
[0110]接著，處理裝置300判斷樣品2的所有測量點(diǎn)的測量是否完成(步驟S18)。在樣品2的測量點(diǎn)中存在沒有完成測量的測量點(diǎn)的情況下(在步驟S18中“否”的情況下)，處理裝置300輸出用于移動樣品臺412的指令，使樣品2的下一測量點(diǎn)與激勵光的光路一致(步驟S20)。然后，執(zhí)行步驟S14以后的處理。
[0111]與此相對，在樣品2的所有測量點(diǎn)的測量完成的情況下(在步驟S18中“是”的情況下)，處理裝置300輸出所存儲的測量結(jié)果(步驟S22)。此時，也可以附加進(jìn)行計(jì)算各種光學(xué)特性的處理、判斷是否存在異常的處理等。
[0112]通過上述過程，完成對一個樣品2的測量。
[0113](3:變形例)
[0114]在圖17中代表性地示出了對一個樣品2進(jìn)行測量的情況，但是在實(shí)際的制造生產(chǎn)線中，需要有效率地測量多個樣品2。在這種情況下，例如，能夠采用以下示出的結(jié)構(gòu)。
[0115]圖19是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置I的檢查裝置402的一例的示意圖。圖19的(a)示出檢查裝置402的俯視圖，圖19的(b)示出檢查裝置402的側(cè)視圖。在檢查裝置402中，多個薄片狀的樣品2按照規(guī)定規(guī)則被配置在樣品保持件。在圖19的(a)示出的例子中，示出在一個樣品保持件440上配置四個樣品2的例子。在一個樣品2的面內(nèi)設(shè)定有多個(在圖19中為九個)測量點(diǎn)，對各測量點(diǎn)測量光學(xué)性能。當(dāng)根據(jù)任意測量點(diǎn)的測量結(jié)果判斷為不良時，對包含該測量點(diǎn)的樣品2(由未圖示的標(biāo)記裝置)實(shí)施表示不良的標(biāo)記。
[0116]配置了多個樣品2的各樣品保持件440被安裝于盒450。盒450構(gòu)成為能夠在重力方向上堆疊。這樣堆疊的多個盒450被收納于樣品收納部490。輸送機(jī)械臂460將臂462依次插入到盒450的各槽，將處于對象槽的樣品保持件440輸送至樣品臺412。用設(shè)置于樣品臺412的前級的面?zhèn)鞲衅?64來檢測該樣品保持件440的移動。對放置在樣品臺412上的樣品保持件440內(nèi)的樣品2，按照上述過程執(zhí)行所需的光學(xué)性能的測量。
[0117]此外，照射部60和受光部10被固定在配置于樣品臺412的上下方向的支承部件470。
[0118]通過采用圖19示出的結(jié)構(gòu)，能夠連續(xù)地進(jìn)行對多個樣品2的測量。優(yōu)選配置多個樣品收納部490。通過配置多個樣品收納部490，能夠在對一個樣品收納部490內(nèi)收納的多個盒450執(zhí)行測量處理的期間，對其它樣品收納部490進(jìn)行新的多個盒450的安裝或者完成測量的多個盒450的取出。
[0119]〈E.應(yīng)用例 2>
[0120]在上述說明中，例示了僅配置一對用于對樣品2照射激勵光的照射部50以及用于接收通過激勵光而由樣品2產(chǎn)生的透過光和熒光的受光部10的結(jié)構(gòu)，但是也可以配置多個這些照射部50和受光部10的對。
[0121]圖20是表示包含本實(shí)施方式的測量裝置I的檢查裝置500的另一例的示意圖。在圖20示出的檢查裝置500中，示出與設(shè)定于樣品2的多個測量點(diǎn)對應(yīng)地配置多個照射部50與受光部10的對的結(jié)構(gòu)例。即，在檢查裝置500中，對樣品2 (熒光體)按照規(guī)定規(guī)則配置多個受光部10，檢測部并行地測量用多個受光部10分別接收的透過光和熒光。
[0122]在圖20示出的結(jié)構(gòu)中，作為檢測部，能夠使用多輸入分光光度計(jì)220。多輸入分光光度計(jì)220例如使用并行地配置的多個行傳感器等，能夠并行地同時測量多個熒光的分光放射照度。通過使用多輸入分光光度計(jì)220，能夠進(jìn)一步縮短測量所需的時間，并且能夠?qū)崿F(xiàn)使樣品臺412的結(jié)構(gòu)簡化或者不使用樣品臺412的結(jié)構(gòu)。此外，代替多輸入分光光度計(jì)220，也可以將色度傳感器安裝到受光部10而并行地同時測量透過熒光色度。
[0123]圖20示出矩陣狀地配置照射部50與受光部10的對的結(jié)構(gòu)，但是并不必須配置成矩陣狀，也可以僅配置一列。并且，在將測量點(diǎn)設(shè)定為鋸齒狀的情況下，在與這樣的設(shè)定為鋸齒狀的測量點(diǎn)分別對應(yīng)的位置配置照射部50與受光部10的對即可。
[0124]〈F.優(yōu)點(diǎn)〉
[0125]根據(jù)本實(shí)施方式，在測量熒光體的光學(xué)性能時，不需要如使用積分球的情況下那樣與樣品接觸，能夠在從樣品離開規(guī)定距離的位置配置受光部來進(jìn)行測量，因此能夠在更短時間內(nèi)進(jìn)行面內(nèi)分布測量。另外，不與樣品接觸，因此能夠避免錯誤地?fù)p傷樣品。
[0126]根據(jù)本實(shí)施方式，能夠安裝校正功能，能夠?qū)κ芄獠康墓饴洳康姆止夥派湔斩冗M(jìn)行校正。通過安裝這樣的校正功能，能夠使測量本身長期穩(wěn)定化。
[0127]根據(jù)本實(shí)施方式，還能夠安裝對激勵光源的調(diào)光功能，能夠通過該調(diào)光功能來將激勵光的光量維持為固定。通過安裝這樣的調(diào)光功能，能夠使測量本身長期穩(wěn)定化。
[0128]在上述說明中主要以廣泛應(yīng)用于發(fā)光設(shè)備、顯示設(shè)備等的熒光材料為測量對象進(jìn)行了說明，但是測量對象的熒光并不限定于這些。例如，還能夠應(yīng)用于從LangmuirBlodgett(LB)膜、功能性分子膜產(chǎn)生的熒光、從生物體細(xì)胞、蛋白質(zhì)產(chǎn)生的熒光等的測量。
[0129]根據(jù)上述說明，可以清楚本實(shí)施方式的測量裝置所涉及的除此以外的優(yōu)點(diǎn)。
[0130]詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是這僅是用于例示，并不是進(jìn)行限定，應(yīng)清楚地理解發(fā)明的范圍由添付的權(quán)利要求來解釋。
【權(quán)利要求】
1.一種測量裝置，用于測量熒光體的光學(xué)性能，具備: 光源，其用于對上述熒光體照射激勵光； 受光部，其用于接收上述激勵光中的透過了上述熒光體的光以及通過上述激勵光而由上述熒光體產(chǎn)生的熒光；以及 檢測部，其用于檢測由上述受光部接收到的光， 其中，上述受光部包括: 殼體，其在上述激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度； 光漫射部，其被配置在上述殼體的上述熒光體一側(cè)；以及 窗，其被配置在上述殼體的與上述光漫射部相反一側(cè)，用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于， 從上述熒光體離開規(guī)定距離地配置上述受光部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的測量裝置，其特征在于， 上述光漫射部被配置在包含從上述窗起的視場的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的測量裝置，其特征在于， 還具備移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)用于變更來自上述光源的激勵光入射到上述熒光體的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的測量裝置，其特征在于， 對于上述熒光體，按照規(guī)定規(guī)則配置有多個上述受光部， 上述檢測部并行測量由多個受光部分別接收到的熒光。
6.一種測量方法，用于測量熒光體的光學(xué)性能，具備以下步驟: 從光源對上述熒光體照射激勵光； 由受光部接收上述激勵光中的透過了上述熒光體的光以及通過上述激勵光而由上述熒光體產(chǎn)生的熒光；以及 由檢測部檢測由上述受光部接收到的光， 其中，上述受光部包括: 殼體，其在上述激勵光的照射方向上具有規(guī)定長度； 光漫射部，其被配置在上述殼體的上述熒光體一側(cè)；以及 窗，其被配置在上述殼體的與上述光漫射部相反一側(cè)，用于將所入射的熒光引導(dǎo)到檢測部。
【文檔編號】G01N21/64GK103969230SQ201410040012
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】白巖久志, 鐮田剛史, 三島俊介 申請人:大塚電子株式會社