CN101324524B - 测量装置 - Google Patents

Abstract

一种测量装置，包括一发光元件、一设置有基材的透镜组件及一检测元件，通过该发光元件产生光源投射至该透镜组件，并通过该检测元件接收、检测经由该透镜组件入射的光线，以计算具有阻挡材料的基材的透光率，进而得知该基材的阻挡率，另外，该基材可通过一受力件提供一应力，使其可于不同曲率形变下测量其透气率。

Description

测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，更具体地，涉及测量基材透气率的测量装置。

背景技术

由于有机发光二极管(Organic Light-emmitting Diodes，OLED)材料于含有氧化的环境(如：水气、氧气等)甚为敏感，因此，作为该有机发光二极管的阻挡层材料的阻挡率必须小于1×10^-5克/平方米/天(g/m²/day)。

然而，目前应用于该有机发光二极管的阻挡层材料的阻挡率测量是以钙测试(Ca testing)法最为方便，请参阅图5，是已知的测量装置的结构示意图。如图所示，该钙测试法采用激光(Laser)光源，并以设于光学导轨上的电荷耦合元件(Charged Coupled Device，CCD)40搭配光学显微镜装置50，用以观测含有金属(Ca)薄膜的基板30(与背光装置搭配)，于含有氧化的环境下与水氧氧气反应生成氧化钙(CaO)、或氢氧化钙(Ca(OH)₂)时的透光率变化，从而计算该有机发光二极管的阻挡层材料的阻挡率，对本领域的技术人员而言，当透光性下降时，即代表气体通过的阻挡增加，使得透气性降低，进而提升阻挡率。

虽上述的钙测试法采用激光光源，以电荷耦合元件40搭配光学显微镜装置50观察该基板30的局部图案穿透变化，其灵敏度可达1×10^-6克/平方米/天(g/m²/day)，也即可解析1×10^-6克/平方米/天以下的透气量，但由于该钙测试法所采用的测量装置的零件昂贵，所解析的面积受限，且无法测量具有阻挡层材料的基板于受外力挠曲下的阻挡率。

因此，如何设计一种具简易方式及低成本进行测量，且可于受外力挠曲下测量其阻挡率的测量装置，确为相关领域上所需迫切解决的课题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种结构简单且设备成本低的测量装置。

本发明的另一目的在于提供一种使基材可于不同曲率形变下测量其透气率的测量装置。

为达上述目的，本发明提供一种测量装置，包括用以产生光源的发光元件；用以接收光线并取得该光线的透光变化量的检测元件；透镜组件，配置于该发光元件与该检测件的光路间，用以接收该光源及投射光线至该检测元件，且具有多个用以调整焦距的透镜；以及配置于该透镜组件的多个透镜之间的载件，该载件用以设置该基材，并使光线可穿透该基材。

另外，该测量装置还可包括一受力件及一计算器(如：电脑)，该受力件用以提供该基材一应力，使其可于不同曲率形变下测量其透气率，而该计算器用以计算对应光线的透光变化量的透光率，且该检测元件与该计算器可组成一检测单元。

上述的该透镜组件是配置于该发光元件与该检测件的光路间，且具有多个透镜及一载件，该多个透镜用以接收经由该发光元件产生的光源并投射光线至该检测元件，该载件配置于该透镜组件的多个透镜，用以设置该基材，并使光线穿透该基材，而该检测元件可为电荷耦合元件(Charged Coupled Device，CCD)、或光二极管检测器(PhotodiodeDetector)，其解析度可达1×10^-6克/平方米/天(g/m²/day)，可降低透气率测量的误差。

本发明的测量装置的结构简单，使其设备成本低，且由于该基材的弯曲程度由该载件的透镜曲率半径不同而改变，并可通过该受力件提供应力，使基材可于不同曲率形变下测量其透气率。

附图说明

图1A至1C是本发明的测量装置的结构示意图；

图2A至2C是本发明的测量装置的第一实施例结构示意图；

图3A至3B是为本发明的测量装置的第二实施例结构示意图；

图4是本发明的测量装置的第三实施例结构示意图；

图5是已知的测量装置的结构示意图；以及

图6至7是本发明的基材的阻气材料数据值示意图。

主要元件符号说明

11    发光元件

12    透镜组件

121   透镜

122   载件

122a  第一表面

122b  第二表面

13    检测元件

14    受力件

15    分光件

16    对照组件

161   对照透镜

162   对照载件

20    基材

30    基板

40    电荷耦合元件

50    光学显微镜装置

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

请参阅图1A至1B所示，是本发明的测量装置的结构示意图。如图所示，本发明的测量装置主要包括发光元件11、透镜组件12及一检测元件13，用以测量设置于该透镜组件12的基材20的透气率。该基材20为含有因氧化而造成透光率变化的金属材料(如：钙、钡或铝)，以及可保护有机发光二极管(Organic Light-emmitting Diodes，OLED)以避免氧化的阻挡材料，该阻挡材料为在可见光区的透明度高，且不随时间而改变的无机材料(如：氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、氧化硅(SiO₂)、氮化铝(AlN)或氧化铝(Al₂O₃))、陶瓷材料、或有机材料(如：聚对二甲苯(Parylene))、或无机材料及有机材料组合。

另外，本发明的测量装置还可包括受力件14，用以提供一应力，使该基材20受到该应力而弯曲。

另外，本发明的测量装置还可包括计算器(图中未示)，用以计算对应光线的透光变化量的透光率，且该检测元件13与该计算器可组成一检测单元。

该测量装置通过该发光元件11产生光源，并投射至该透镜组件12，该发光元件11为强度波形分布均匀，且输出光稳定的卤素灯、发光二极管或其他灯源，该透镜组件12配置于该发光元件11与该检测元件13的光路间，且具有用以接收该光源并投射光线至该检测元件13的多个透镜121、及一载件122，该载件122配置于该透镜组件12的多个透镜之间，用以设置该基材20，并使光线可穿透该基材20，该基材20为通过机械力、物理作用力或化学作用力设置于该载件122上，而该检测元件13可为电荷耦合元件(Charged Coupled Device，CCD)、或光二极管检测器(Photodiode Detector)，用以接收经由该透镜组件12所投射的光线，从而获得该光线的透光变化量，再通过该计算器(如：电脑)计算对应该光线的透光变化量的透光率，从而测量该基材20的透气率，其解析度可达1×10^-6克/平方米/天(g/m²/day)，用以降低透气率测量的误差。

于本实施中，该测量装置所用以测量的基材系由含有因氧化而造成透光率变化的金属材料(如：钙)、以及可保护有机发光二极管以避免氧化的阻挡材料组成，并藉由发光组件投射光源至透镜组件，令光线可穿透配置于该透镜组件上的基材，再通过检测器接收经由该透镜组件所投射的光线，以得该光线的透光变化量，并藉由计算器(如：计算机)以莲花(Lotu)电子表格计算对应该光线的透光变化量的透光率，以得到其透光度(Transmission)变化及零敏度(如图6及7所示)，而计算其阻挡材料的阻挡率的公式如下：

·钙：面积(Area＝A)；厚度＝L；密度＝1.55g/cm³

＝>钙＝1.55×A×L

·Ca+2H₂O->Ca(OH)₂+H₂

＝>H₂O＝1.55AL/40+2+(18)＝1.395AL

同时由图6及7可知经由该测量装置所的天数(Day)＝7.5天，亦即

1.395/7.5g/cm³-day＝0.186g/cm³-day＝5.58×10^-3g/m²-day

经该公式及图6及7的数据值可得该基材的阻气材料的阻挡率为5.58×10-3g/m2-day。这也表示若要测得透气率为5.58×10-5g/m2-day的阻挡材料，需花费750天。当透光度变化的零敏度为1％时，该基材的钙于氧化前后的光穿透度对比为80％(亦即由钙(Ca)的不透光到氢氧化钙(Ca(OH)2)的透光)，其所需天数与光穿透度对比的比值如下：

750：80％＝9.375：1％

即表示需要约9.375天的时间来测得透气率为5.58×10-5g/m2-day的阻挡层材料；当透光度变化的灵敏度提高至0.5％时，则仅需4.7天即可测出透气率为5.58×10-5g/m2-day的阻挡层材料。

由上可知，本申请通过发光组件投射光源至设置具有阻挡材料的基材的透镜组件中，并藉由检测组件以接收、计算经由该透镜组件入射的光线，藉以计算基材的透光率，并依据上述的公式计算得知该基材的透气率，进而得出该具有阻挡材料的基材的阻挡率。

如图1C所示，本发明的测量装置还可包括一分光件15及一对照组件16，通过该发光元件11产生光源，并藉该分光件15投射至该透镜组件12及该对照组件16，该对照组件16具有用以接收该光源并投射光线至该检测元件13的多个对照透镜161、及一对照载件162，该对照载件162配置于该多个对照透镜161间。该对照组件16用以接收经由该发光元件11所投射的光源，并投射至该对照透镜161，使经由该对照透镜161的光线可穿透该对照载件162，从而得该光线的基准透光量，再通过该计算器(如：电脑)计算对应该光线的基准透光量的透光率，用以与该透镜组件12所测得的透光变化量的透光率相比较。

另外，应注意到，该透镜组件的透镜及载件不以图示为限，而可因应实际应用需求而进行变化，是可选自凸透镜、凹透镜、双凸透镜、或双凹透镜、任二者或二者以上的透镜组合等。

请参阅图2A至2C所示，是本发明的测量装置的第一实施例结构示意图，该基材于该压应力状态下的测量装置实施例。

如图2A至2B所示，以卤素灯的发光元件11提供一光源投射至该透镜组件12的多个透镜121，该透镜121为凸透镜，通过该透镜121发散经由该发光元件11提供的光源至设置有该基材的载件122，且该基材设置于该载件122的第一表面122a上，使该光线先穿透该基材后，再透射至该载件122上，且该基材受到该受力件14所提供的应力而弯曲，该载件122可为凸透镜，用以将经由该透镜121投射的光线聚焦至可为光二极管检测器的检测元件13，从而接收、计算经由该载件122入射的光线，从而计算具有阻挡材料的基材的透光率，从而得知该具有阻挡材料的基材的透气率，进而得知该具有阻挡材料的基材的阻挡率。

再者，由于该基材为紧密的贴合于该载件122上，因此，该基材的弯曲程度由该载件122的透镜曲率半径不同而改变，并可通过该受力件14提供该基材一应力，使该基材可于不同压应力状态下测量透气率。

如图2C所示，该检测元件13为电荷耦合元件，是于该检测元件13前设置另一为凹透镜的透镜121，用以使透射该基材的光线平行输出，通过该检测元件13撷取信号，也即可得知该基材的透气率。

另外，应注意到，该透镜组件的透镜及载件不以图示为限，而可因应实际应用需求而进行变化，是可选自凸透镜、凹透镜、双凸透镜、或双凹透镜、任二者或二者以上的透镜组合等。

请参阅图3A至3B所示，是本发明的测量装置的第二实施例结构示意图。

本实施例的测量装置与第一实施例大致相同，但其主要差异在于将该基材设置于该载件的第二表面上，使该基材于该张应力状态下测量其透气率。

如图3A至3B所示，将该基材设置于该载件122的第二表面122b上，通过该透镜121发散经由该发光元件11提供的光源至设置有该基材的载件122，且该基材受到该受力件14所提供的应力而弯曲，并于该检测元件13前设置一为凹透镜的透镜121，使经透射该基材的光线平行输出至该检测元件13，从而接收、计算经由该载件122入射的光线，以得知该具有阻挡材料的基材的透气率，进而得知该具有阻挡材料的基材的阻挡率。

还请参阅图3C所示，是本发明的测量装置的第三实施例结构示意图。

本实施例的测量装置与第二实施例大致相同，但是其主要差异在于将该基材设置于该载件122的第一表面122a上，该载件122为双凹透镜，并于该载件122与该检测元件13间设置另一为凸透镜的透镜121，使经透射该基材的光线投射至该检测元件13，从而得知该具有阻挡材料的基材的透气率，且该基材可通过该受力件14提供一应力，使该基材可于张应力状态下测量透气率。

本发明的测量装置是通过一发光元件产生光源，并投射至一设置有基材的透镜组件中，并通过一检测元件从而接收、计算经由该透镜组件入射的光线，从而计算具有阻挡材料的基材的透光率，即可得知该具有阻挡材料的基材的透气率，进而得出该具有阻挡材料的基材的阻挡率，该测量装置的结构简单，设备成本低，且由于可配合电荷耦合元件、或光二极管检测器使用，使其解析度可达1×10^-6克/平方米/天(g/m²/day)，可降低透气率测量的误差。

再者，由于该基材的弯曲程度由该载件的透镜曲率半径不同而改变，并可通过一受力件提供该基材一应力，使该基材可于不同曲率形变下测量其透气率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求所列。

Claims (12)

1.一种测量装置，用以测量基材的透气率，该测量装置至少包括：

发光元件，用以产生光源；

检测元件，用以接收光线，并从而取得该光线的透光变化量；

透镜组件，配置于该发光元件与该检测件的光路间，用以接收该光源及投射光线至该检测元件，且具有一个以上用以调整焦距的透镜；

载件，配置于该透镜组件的透镜间，用以设置该基材，并使光线可穿透该基材与该载件，使该检测元件接收、计算经由该载件入射的光线；以及

受力件，配置于该透镜组件的透镜与该载件间，用以提供一应力，并使该基材受到该应力并依据该载件的曲率半径而弯曲。

2.根据权利要求1所述的测量装置，还包括计算器，用以利用该光线的透光变化量计算该基材的透气率光变化量的透光率。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，该计算器为电脑。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其中，该发光元件选自具稳定光通量输出特性的卤素灯及发光二极管的其中之一。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其中，该透镜组件是选自凹透镜、凸透镜及其二者的透镜组合的其中之一。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其中，该凹透镜包括双凹透镜。

7.根据权利要求5所述的测量装置，其中，该凸透镜包括双凸透镜。

8.根据权利要求1所述的测量装置，其中，该基材通过选自机械力、物理作用力及化学作用力的其中之一设置于该载件上。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其中，该基材包括金属材料及阻挡材料。

10.根据权利要求9所述的测量装置，其中，该金属材料选自钙、钡及铝的其中之一。

11.根据权利要求9所述的测量装置，其中，该阻挡材料选自无机材料、有机材料、及无机材料与有机材料的组合的其中之一。

12.根据权利要求1所述的测量装置，其中，该检测元件选自电荷耦合元件及光二极管检测器的其中之一。

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