JP5090837B2 - Spectrometer, spectroscopic method, and spectroscopic program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積分球を備える分光測定装置、及び分光測定装置を用いて実行される分光測定方法、分光測定プログラムに関するものである。 The present invention relates to a spectroscopic measurement apparatus including an integrating sphere, a spectroscopic measurement method executed using the spectroscopic measurement apparatus, and a spectroscopic measurement program.
試料から発せられる光の強度を測定するために積分球が用いられている。積分球の内壁は、高い反射率を有しかつ拡散性に優れたコーティングまたは材料からできており、内壁面に入射した光は多重拡散反射される。そして、この拡散された試料からの光が、積分球の所定位置に設けられた出射開口部を介して光検出器に入射されて検出され、それによって試料における発光の強度などの情報を、試料での発光パターン、発光の角度特性などに依存することなく高精度で取得することができる(例えば、特許文献1〜3参照)。 An integrating sphere is used to measure the intensity of light emitted from the sample. The inner wall of the integrating sphere is made of a coating or material having a high reflectivity and excellent diffusibility, and light incident on the inner wall is subjected to multiple diffuse reflection. Then, the diffused light from the sample is detected by being incident on the photodetector through the exit opening provided at a predetermined position of the integrating sphere, thereby obtaining information such as the intensity of light emission in the sample. Can be obtained with high accuracy without depending on the light emission pattern and the angle characteristics of light emission (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
積分球を用いた測定の対象となる試料の一例として、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子がある。有機EL素子は、一般に、ガラスや透明な樹脂材料からなる基板上に陽極、発光層を含む有機層、及び陰極が積層された構造を有する発光素子である。陽極から注入される正孔と陰極から注入される電子とが発光層において再結合することで光子が発生し、発光層が発光する。 An example of a sample to be measured using an integrating sphere is an organic EL (electroluminescence) element. An organic EL element is generally a light emitting element having a structure in which an anode, an organic layer including a light emitting layer, and a cathode are laminated on a substrate made of glass or a transparent resin material. The holes injected from the anode and the electrons injected from the cathode recombine in the light emitting layer, so that photons are generated and the light emitting layer emits light.
有機EL素子の発光特性の測定、評価においては、注入された電子数に対する素子外部に放出された光子数の割合で定義される外部量子効率などが重要となる。また、有機EL素子で使用される発光材料の測定、評価においては、試料が吸収する励起光の光子数に対する試料からの発光の光子数の割合で定義される発光量子収率(内部量子効率)が重要となる。積分球を用いた光測定装置は、このような有機EL素子における量子効率の評価にも好適に用いることができる。
近年、次世代ディスプレイや次世代照明の研究開発において、低消費電力化という観点で有機EL素子などの発光素子の発光効率を上げるため、発光素子に用いられる発光材料の発光量子収率(内部量子効率)の評価の重要性が増してきている。このような発光材料の発光量子収率の評価方法として、上記した積分球を備える光測定装置を用い、フォトルミネッセンス(PL)法によって発光材料の絶対発光量子収率を測定する方法がある。 In recent years, in the research and development of next-generation displays and next-generation lighting, in order to increase the light-emitting efficiency of light-emitting elements such as organic EL elements from the viewpoint of reducing power consumption, the light-emitting quantum yield (internal quantum yield) The importance of evaluating (efficiency) is increasing. As a method for evaluating the light emission quantum yield of such a light emitting material, there is a method of measuring the absolute light emission quantum yield of the light emitting material by a photoluminescence (PL) method using the above-described light measuring device including an integrating sphere.
具体的には、PL法による発光量子収率の評価では、積分球内に配置された発光材料の試料に対して所定波長の励起光を照射し、試料が吸収する励起光の光子数に対する試料からの発光の光子数の割合で定義される発光量子収率を測定する。この場合、試料からの発光は、例えば励起光の照射によって励起された試料から発せられる蛍光であり、通常、励起光よりも長波長の光となる。 Specifically, in the evaluation of the light emission quantum yield by the PL method, the sample of the light emitting material arranged in the integrating sphere is irradiated with excitation light of a predetermined wavelength, and the sample with respect to the number of photons of the excitation light absorbed by the sample The quantum yield of light emission defined by the ratio of the number of photons emitted from is measured. In this case, the light emitted from the sample is, for example, fluorescence emitted from the sample excited by irradiation with excitation light, and is usually light having a longer wavelength than the excitation light.
また、このようなPL法による発光量子収率の測定においては、試料からの発光に加えて、試料で散乱、反射等された励起光成分が被測定光として検出される場合がある。これに対して、積分球から出射された被測定光の検出において、分光器を用いて被測定光の波長スペクトルを測定する方法を用いることにより、励起光と試料からの発光とを分離することができる(特許文献1参照)。 In addition, in the measurement of the light emission quantum yield by such a PL method, in addition to light emission from the sample, an excitation light component scattered or reflected by the sample may be detected as light to be measured. On the other hand, in detecting the light to be measured emitted from the integrating sphere, the excitation light and the light emission from the sample are separated by using a method of measuring the wavelength spectrum of the light to be measured using a spectroscope. (See Patent Document 1).
ここで、積分球を用いた光測定装置で測定対象となる発光材料としては、近年、様々な種類の材料が開発されており、その目的や用途等に応じて励起光波長、及び蛍光波長(発光波長)も異なるものとなる。また、発光材料を用いた発光素子についても、様々な構成を有する発光素子の開発が進められつつある。 Here, various kinds of materials have been developed in recent years as light emitting materials to be measured by an optical measuring device using an integrating sphere, and the excitation light wavelength and fluorescence wavelength ( The emission wavelength is also different. In addition, as for light-emitting elements using a light-emitting material, development of light-emitting elements having various structures is being promoted.
そのような発光素子として、次世代照明として有望視されている白色LEDがある。白色LEDの構成の一例では、波長465nmの光などの青色光を発するLEDの上に黄色光を発する蛍光材料を載せ、LEDからの青色光と、LEDからの光で励起された蛍光材料からの黄色光とを混合することで白色光を得る構成が用いられている(例えば、特許文献4参照)。このような白色LEDに用いられる発光材料を評価する場合、試料からの発光を励起光から分離して測定する上記方法では、目的とする発光材料の使用状態での発光特性を充分に評価することができないという問題がある。 As such a light emitting element, there is a white LED which is considered promising as next generation illumination. In an example of the configuration of the white LED, a fluorescent material that emits yellow light is placed on an LED that emits blue light such as light having a wavelength of 465 nm, and the blue light from the LED and the fluorescent material excited by the light from the LED The structure which obtains white light by mixing yellow light is used (for example, refer patent document 4). When evaluating a light emitting material used for such a white LED, the above-mentioned method for measuring the light emission from the sample separately from the excitation light sufficiently evaluates the light emission characteristics in the usage state of the target light emitting material. There is a problem that can not be.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、様々な構成の発光素子に用いられる発光材料の評価に好適に用いることが可能な分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a spectroscopic measurement apparatus, a spectroscopic measurement method, and a spectroscopic method that can be suitably used for evaluating a light emitting material used in light emitting elements having various configurations. The purpose is to provide a measurement program.
このような目的を達成するために、本発明による分光測定装置は、(1)測定対象の試料が内部に配置され、試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、(2)積分球の出射開口部から出射された被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段と、(3)分光手段によって取得された波長スペクトルに対してデータ解析を行うデータ解析手段とを備え、(4)データ解析手段は、波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、励起光に対応する第1対象領域、及び試料からの発光に対応し第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定手段と、第1対象領域内の波長スペクトル、及び第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定手段と、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析して、試料についての情報を取得する試料情報解析手段と、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the spectroscopic measurement apparatus according to the present invention includes: (1) a sample to be measured is disposed inside, an entrance opening for entering excitation light irradiated on the sample, and the sample; An integrating sphere having an exit opening for emitting the measured light; and (2) a spectroscopic means for obtaining a wavelength spectrum by splitting the measured light emitted from the exit opening of the integrating sphere; 3) Data analysis means for performing data analysis on the wavelength spectrum acquired by the spectroscopic means, (4) The data analysis means is a first corresponding to excitation light as a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum. Target region setting means for setting a target region, a second target region corresponding to light emission from the sample and a wavelength region different from the first target region, a wavelength spectrum in the first target region, and a second target region A weight coefficient setting means for variably setting a weight coefficient for weighting the wavelength spectrum in data analysis, a first target area, a second target area, and a weight coefficient for at least one of the wavelength spectra Analyzing the spectrum and analyzing the wavelength spectrum using the sample information analysis means for acquiring information about the sample , the first target region, the second target region, and the weighting factor, and from the analysis result, the excitation light and And color information analysis means for obtaining color information obtained from a wavelength spectrum including an excitation light spectrum and an emission spectrum at a predetermined ratio when light emission from the sample is mixed at a predetermined ratio .
また、本発明による分光測定方法は、(1)測定対象の試料が内部に配置され、試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、(2)積分球の出射開口部から出射された被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置を用い、(3)分光手段によって取得された波長スペクトルに対してデータ解析を行う分光測定方法であって、(4)波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、励起光に対応する第1対象領域、及び試料からの発光に対応し第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定ステップと、第1対象領域内の波長スペクトル、及び第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定ステップと、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析して、試料についての情報を取得する試料情報解析ステップと、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析ステップとを備えることを特徴とする。 In addition, the spectroscopic measurement method according to the present invention is (1) the sample to be measured is disposed inside, the incident opening for entering the excitation light irradiated on the sample, and the measured light from the sample are emitted. (3) using a spectroscopic measurement device comprising: an integrating sphere having a plurality of output apertures; and (2) a spectroscopic unit that splits the light to be measured emitted from the output aperture of the integrating sphere and obtains its wavelength spectrum ) A spectroscopic measurement method for performing data analysis on a wavelength spectrum acquired by a spectroscopic means, and (4) from a first target region corresponding to excitation light and a sample as a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum A target region setting step for setting a second target region that is a wavelength region different from the first target region corresponding to light emission of the light source, a wavelength spectrum in the first target region, and a wavelength spectrum in the second target region. The wavelength spectrum is analyzed using a weighting factor setting step for variably setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in data analysis, and the first target region, the second target region, and the weighting factor for at least one of the data And analyzing the wavelength spectrum using the sample information analysis step for obtaining information about the sample , the first target region, the second target region, and the weighting coefficient, and from the analysis result, from the excitation light and the sample And a color information analyzing step of acquiring color information obtained from a wavelength spectrum including the excitation light spectrum and the light emission spectrum at a predetermined ratio when the light emission is mixed at a predetermined ratio .
また、本発明による分光測定プログラムは、(1)測定対象の試料が内部に配置され、試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び試料からの被測定光を出射するための出射開口部を有する積分球と、(2)積分球の出射開口部から出射された被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段とを備える分光測定装置に適用され、(3)分光手段によって取得された波長スペクトルに対するデータ解析をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、(4)波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、励起光に対応する第1対象領域、及び試料からの発光に対応し第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定処理と、第1対象領域内の波長スペクトル、及び第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定処理と、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析して、試料についての情報を取得する試料情報解析処理と、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。 In addition, the spectroscopic measurement program according to the present invention is (1) a sample to be measured is arranged inside, an entrance opening for entering excitation light irradiated on the sample, and light to be measured from the sample are emitted. And (2) a spectroscopic device that splits the light to be measured emitted from the exit aperture of the integrating sphere and obtains its wavelength spectrum. 3) A program for causing a computer to perform data analysis on the wavelength spectrum acquired by the spectroscopic means, (4) a first target region corresponding to excitation light as a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum, and A target region setting process for setting a second target region that corresponds to light emission from the sample and is a wavelength region different from the first target region; a wavelength spectrum in the first target region; And a weighting factor setting process for variably setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in the data analysis for at least one of the wavelength spectra in the second target region, a first target region, a second target region, and a weight Analyzing the wavelength spectrum using the coefficient to obtain information about the sample, analyzing the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting factor, and analyzing the result In addition, when the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio, a color information analysis process for acquiring color information obtained from a wavelength spectrum including the excitation light spectrum and the emission spectrum at a predetermined ratio is performed on a computer. It is made to perform.
上記した分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムにおいては、励起光入射用の開口部、及び被測定光出射用の開口部が設けられてフォトルミネッセンス法による試料の発光特性の測定が可能に構成された積分球と、励起光及び試料からの発光を波長スペクトルによって区別可能なように被測定光を分光測定する分光手段とを用いて分光測定装置を構成する。 In the above-described spectroscopic measurement apparatus, spectroscopic measurement method, and spectroscopic measurement program, an excitation light incident opening and a measured light emission opening are provided, and the light emission characteristics of the sample can be measured by the photoluminescence method. The spectroscopic measurement apparatus is configured using the integrating sphere configured as described above and the spectroscopic means for spectroscopically measuring the light to be measured so that the excitation light and the light emission from the sample can be distinguished by the wavelength spectrum.
そして、分光手段によって取得された波長スペクトルに対して実行されるデータ解析について、波長スペクトルにおけるデータ解析の対象領域として、励起光に対応する波長領域と、試料からの発光に対応する波長領域との2つの対象領域を設定する。さらに、それらの対象領域の少なくとも一方に対し、対象領域内の波長スペクトルに重み付けするための重み係数を設定して、試料情報を取得するための波長スペクトルの解析を行っている。このような構成の分光測定装置等によれば、例えば有機EL素子や白色LEDなどの様々な構成の発光素子に用いられる発光材料を、その目的や用途等に応じて好適に評価することが可能となる。 Then, for data analysis performed on the wavelength spectrum acquired by the spectroscopic means, as a target region for data analysis in the wavelength spectrum, a wavelength region corresponding to excitation light and a wavelength region corresponding to light emission from the sample Two target areas are set. Furthermore, a wavelength spectrum for obtaining sample information is analyzed by setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in the target region for at least one of those target regions. According to the spectroscopic measurement apparatus or the like having such a configuration, it is possible to suitably evaluate a light emitting material used for a light emitting element having various configurations such as an organic EL element and a white LED according to the purpose and application. It becomes.
ここで、上記構成を有する分光測定装置は、データ解析手段が、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報を取得する色情報解析手段をさらに有することが好ましい。 Here, in the spectroscopic measurement apparatus having the above configuration, the data analysis means analyzes the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting coefficient, and from the analysis result, the excitation light and the sample are analyzed. It is preferable to further include color information analysis means for acquiring color information obtained when the light emission is mixed at a predetermined ratio.
同様に、分光測定方法は、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報を取得する色情報解析ステップをさらに備えることが好ましい。 Similarly, in the spectroscopic measurement method, the wavelength spectrum is analyzed using the first target region, the second target region, and the weighting coefficient, and the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio based on the analysis result. It is preferable to further include a color information analysis step for obtaining color information obtained in the case of the above.
同様に、分光測定プログラムは、第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料からの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報を取得する色情報解析処理をコンピュータにさらに実行させることが好ましい。 Similarly, the spectroscopic measurement program analyzes the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting coefficient, and from the analysis result, the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio. It is preferable to cause the computer to further execute a color information analysis process for obtaining the color information obtained in the case of an error.
このように、試料の発光特性の情報として、その波長スペクトルから色情報を取得することにより、例えば、試料の発光材料が白色LEDに用いられた場合に得られる白色光についての評価を行うなど、試料に関する様々な測定、評価を行うことが可能となる。 Thus, by obtaining color information from the wavelength spectrum as information on the light emission characteristics of the sample, for example, evaluation of white light obtained when the light emitting material of the sample is used in a white LED, etc. Various measurements and evaluations on the sample can be performed.
また、波長スペクトルに対する対象波長領域の設定については、分光測定装置は、対象領域設定手段が、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、波長スペクトルに含まれる強度ピークでのピーク波長、及び強度ピークを含むスペクトル部分でのピーク波形に基づいて、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 As for the setting of the target wavelength region for the wavelength spectrum, the spectroscopic measurement device is configured such that the target region setting means has a peak at an intensity peak included in the wavelength spectrum for each of the first target region and the second target region. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region based on the wavelength and the peak waveform in the spectral portion including the intensity peak.
同様に、分光測定方法は、対象領域設定ステップにおいて、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、波長スペクトルに含まれる強度ピークでのピーク波長、及び強度ピークを含むスペクトル部分でのピーク波形に基づいて、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 Similarly, in the target region setting step, the spectroscopic measurement method uses a peak wavelength at the intensity peak included in the wavelength spectrum and a spectrum portion including the intensity peak for each wavelength region of the first target region and the second target region. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region based on the peak waveform.
同様に、分光測定プログラムは、対象領域設定処理が、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、波長スペクトルに含まれる強度ピークでのピーク波長、及び強度ピークを含むスペクトル部分でのピーク波形に基づいて、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 Similarly, the spectroscopic measurement program is configured such that the target region setting process includes a peak wavelength at the intensity peak included in the wavelength spectrum and a spectrum portion including the intensity peak for each wavelength region of the first target region and the second target region. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region based on the peak waveform.
このように、波長スペクトル上で特定された強度ピークでのピーク波長及びピーク波形に基づいて各波長領域の両側の領域端を設定することにより、励起光と試料からの発光とにそれぞれ対応する第1、第2対象領域のそれぞれを好適かつ確実に設定することができる。また、このような波長領域の設定方法では、強度ピークの特定結果に基づいて第1、第2対象領域の設定を自動で実行することも可能である。 In this way, by setting the region ends on both sides of each wavelength region based on the peak wavelength and peak waveform at the intensity peak specified on the wavelength spectrum, the first corresponding to the excitation light and the light emission from the sample, respectively. Each of the first and second target areas can be set suitably and reliably. Further, in such a wavelength region setting method, it is possible to automatically execute the setting of the first and second target regions based on the result of specifying the intensity peak.
この場合、分光測定装置は、対象領域設定手段が、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、試料に対して取得された波長スペクトル、及び試料とは別に取得された参照波長スペクトルの少なくとも一方を参照して、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 In this case, the spectroscopic measurement apparatus is configured such that the target region setting unit acquires the wavelength spectrum acquired for the sample for each wavelength region of the first target region and the second target region, and the reference wavelength acquired separately from the sample. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region with reference to at least one of the spectra.
同様に、分光測定方法は、対象領域設定ステップにおいて、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、試料に対して取得された波長スペクトル、及び試料とは別に取得された参照波長スペクトルの少なくとも一方を参照して、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 Similarly, in the target region setting step, the spectroscopic measurement method includes a wavelength spectrum acquired for the sample for each wavelength region of the first target region and the second target region, and a reference wavelength acquired separately from the sample. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region with reference to at least one of the spectra.
同様に、分光測定プログラムは、対象領域設定処理が、第1対象領域及び第2対象領域のそれぞれの波長領域について、試料に対して取得された波長スペクトル、及び試料とは別に取得された参照波長スペクトルの少なくとも一方を参照して、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 Similarly, the spectroscopic measurement program is configured such that the target region setting processing is performed for each wavelength region of the first target region and the second target region, the wavelength spectrum acquired for the sample, and the reference wavelength acquired separately from the sample. It is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the wavelength region with reference to at least one of the spectra.
このように、対象領域の設定において試料に対して取得された波長スペクトルとは別に取得された参照波長スペクトルを追加的に用いる場合、具体的な参照波長スペクトルとしては、例えば、所定の反射率で励起光を反射する標準反射試料を用いて取得された波長スペクトルを好適に使用することができる。あるいは、参照波長スペクトルとして、試料を収容する試料容器のみを積分球内に配置した状態で取得された波長スペクトルを好適に使用することができる。 As described above, when the reference wavelength spectrum acquired separately from the wavelength spectrum acquired for the sample in the setting of the target region is additionally used, the specific reference wavelength spectrum is, for example, a predetermined reflectance. A wavelength spectrum acquired using a standard reflection sample that reflects excitation light can be suitably used. Or the wavelength spectrum acquired in the state which has arrange | positioned only the sample container which accommodates a sample in an integrating sphere can be used suitably as a reference wavelength spectrum.
また、このような参照波長スペクトルを用いる場合、対象領域の設定において、この参照波長スペクトルを参照して励起光に対応する第1対象領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定するとともに、試料に対して取得された波長スペクトルを参照して試料からの発光に対応する第2対象領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。 When such a reference wavelength spectrum is used, in setting the target region, the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the first target region corresponding to the excitation light are set with reference to the reference wavelength spectrum. In addition, it is preferable to set the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the second target region corresponding to light emission from the sample with reference to the wavelength spectrum acquired for the sample.
本発明の分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムによれば、積分球と、被測定光を分光測定して波長スペクトルを取得する分光手段とを用いて分光測定装置を構成し、波長スペクトルに対するデータ解析について、励起光に対応する第1対象領域と、試料からの発光に対応する第2対象領域との2つの波長領域を設定するとともに、それらの対象領域の少なくとも一方に対し、対象領域内の波長スペクトルに重み付けするための重み係数を設定することにより、様々な構成の発光素子に用いられる発光材料を、その目的や用途等に応じて好適に評価することが可能となる。 According to the spectroscopic measurement apparatus, spectroscopic measurement method, and spectroscopic measurement program of the present invention, the spectroscopic measurement apparatus is configured using an integrating sphere and spectroscopic means for spectroscopically measuring the light to be measured to obtain a wavelength spectrum. For data analysis on the spectrum, two wavelength regions, a first target region corresponding to excitation light and a second target region corresponding to light emission from the sample, are set, and at least one of those target regions By setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in the region, it is possible to suitably evaluate the light emitting materials used for the light emitting elements having various configurations according to the purpose, application, and the like.
以下、図面とともに本発明による分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, preferred embodiments of a spectroscopic measurement apparatus, a spectroscopic measurement method, and a spectroscopic measurement program according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1は、本発明による分光測定装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。本実施形態による分光測定装置1Aは、励起光供給部10と、積分球20と、分光分析装置30と、データ解析装置50とを備え、発光材料などの試料Sに対して所定波長の励起光を照射し、フォトルミネッセンス法によって試料Sの蛍光特性などの発光特性を測定、評価することが可能なように構成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment of a spectroscopic measurement apparatus according to the present invention. A spectroscopic measurement apparatus 1A according to the present embodiment includes an excitation
励起光供給部10は、測定対象の試料Sに対して、その発光特性を測定するための励起光を照射する励起光供給手段である。図1に示す構成例では、励起光供給部10は、励起光源11と、励起光源11から供給された光を積分球20へと導光するライトガイド12と、励起光源11からの光のうちで所定の波長成分を選択して試料Sへと照射する励起光とする干渉フィルタなどの光フィルタ13とによって構成されている。
The excitation
積分球20は、測定対象の試料Sが内部に配置されて試料Sの発光特性の測定に用いられるものであり、試料Sに照射される励起光を積分球20内に入射するための入射開口部21と、試料Sからの被測定光を外部へと出射するための出射開口部22と、積分球20の内部に試料Sを導入する試料導入用の開口部23とを有して構成されている。また、試料導入開口部23には試料ホルダ24が固定されており、この試料ホルダ24上に試料Sが載置されている。
The integrating
積分球20の入射開口部21には、励起光入射用のライトガイド12の出射端部が固定されるとともに、ライトガイド12に対して励起光照射方向の前方側に光フィルタ13が設置されている。このライトガイド12としては、例えば光ファイバを用いることができる。また、積分球20の出射開口部22には、試料Sからの被測定光を後段の分光分析装置30へと導光するライトガイド25の入射端部が固定されている。このライトガイド25としては、例えばシングルファイバ、またはバンドルファイバを用いることができる。
The exit end of the
分光分析装置30は、積分球20の出射開口部22からライトガイド25を介して出射された試料Sからの被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得するための分光手段である。本構成例においては、分光分析装置30は、分光部31と、分光データ生成部32とを有するマルチチャンネル分光器として構成されている。
The
分光部31は、積分球20から分光分析装置30へと入射された被測定光を波長成分に分解する分光器と、分光器からの光を検出する光検出器とによって構成されている。光検出器としては、例えば分光器によって分解された被測定光の各波長成分を検出するための複数チャンネル(例えば1024チャンネル)の画素が1次元に配列されたCCDリニアセンサを用いることができる。また、分光部31による測定波長領域は、具体的な構成、用途等に応じて適宜に設定して良いが、例えば300nm〜950nmである。
The
分光データ生成部32は、分光部31を構成している光検出器の各チャンネルから出力される検出信号に対して必要な信号処理を行って、被測定光の分光データである波長スペクトルのデータを生成する分光データ生成手段である。分光データ生成部32で生成、取得された波長スペクトルのデータは、後段のデータ解析装置50へと出力される。
The spectral
データ解析装置50は、測定対象の試料Sに関して分光分析装置30によって取得された波長スペクトルに対して必要なデータ解析を行って、試料Sについての情報を取得するデータ解析手段である。データ解析装置50における具体的なデータ解析の内容については後述する。また、このデータ解析装置50には、データ解析等についての指示の入力、あるいは解析条件の入力等に用いられる入力装置61と、得られたデータ解析結果の表示等に用いられる表示装置62とが接続されている。
The
図2及び図3は、図1に示した分光測定装置1Aに用いられる積分球20の構成の一例を示す図であり、図2は、積分球20の励起光の照射光軸Lに沿った縦断面図を示し、図3は、照射光軸Lに沿うとともに図2の断面図とは直交する方向での縦断面図をそれぞれ示している。ここで、本構成例においては、架台201によって支持された積分球20における垂直軸が、励起光の照射光軸Lとして設定されている。
2 and 3 are diagrams showing an example of the configuration of the integrating
本構成例における積分球20は、取付ねじ202によって架台201に取り付けられた積分球本体200を備えている。また、この積分球本体200には、図1に関して上述した入射開口部21、出射開口部22、及び試料導入開口部23が設けられている。入射開口部21は、励起光の照射光軸Lの一方側である積分球本体200の上部に設けられている。試料導入開口部23は、照射光軸Lの他方側であって入射開口部21と対向する積分球本体200の下部に設けられている。
The integrating
また、出射開口部22は、図2に示すように、積分球本体200の中心位置を通り照射光軸Lに垂直な面上の所定位置に設けられている。また、試料導入開口部23と出射開口部22との間の所定位置には、積分球本体200の内部へと突出する遮光板205が設けられている。この遮光板205は、試料Sからの被測定光が直接、被測定光出射用のライトガイド25に入射するのを防止するためのものである。
Further, as shown in FIG. 2, the
積分球本体200の入射開口部21には、励起光入射用のライトガイド12を接続するためのライトガイドホルダ210が挿入されて取り付けられている。また、出射開口部22には、被測定光出射用のライトガイド25を接続するためのライトガイドホルダ220が挿入されて取り付けられている。また、試料導入開口部23には、試料Sを載置するための試料ホルダ24が挿入されて取り付けられている。なお、図2及び図3においては、ライトガイド12の図示を省略している。
A
励起光入射用のライトガイド12は、ライトガイドホルダ210のライトガイド保持部211によって位置決めされた状態で保持されている。励起光源11(図1参照)からの励起光は、ライトガイド12によって積分球20へと導光され、ライトガイドホルダ210内に設置された集光レンズ212によって集光されつつ、試料ホルダ24上に載置された試料Sに照射される。また、被測定光出射用のライトガイド25は、ライトガイドホルダ220によって位置決めされた状態で保持されている。
The
励起光が照射された試料Sからの光は、積分球本体200の内壁に塗布された高拡散反射粉末によって多重拡散反射される。この拡散反射された光は、ライトガイドホルダ220に接続されたライトガイド25に入射され、ライトガイド25を介して被測定光として分光分析装置30へと導かれる。これによって、試料Sからの被測定光について分光測定が行われる。被測定光となる試料Sからの光としては、励起光の照射によって試料Sで生じた蛍光などの発光、及び励起光のうちで試料Sで散乱、反射等された光成分がある。
The light from the sample S irradiated with the excitation light is subjected to multiple diffuse reflection by the high diffuse reflection powder applied to the inner wall of the integrating
図4は、図1に示した分光測定装置1Aに用いられるデータ解析装置50の構成の一例を示すブロック図である。本構成例におけるデータ解析装置50は、分光データ入力部51と、試料情報解析部52と、色情報解析部55と、解析データ出力部56とを有して構成されている。また、このデータ解析装置50では、試料情報解析部52に対して、対象領域設定部53と、重み係数設定部54とが設けられている。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the
分光データ入力部51は、分光分析装置30によって取得された試料Sについての分光データである波長スペクトルのデータを入力する入力手段である。分光データ入力部51から入力された波長スペクトルのデータは、試料情報解析部52へと送られる。試料情報解析部52は、入力された波長スペクトルを解析して、試料Sについての情報を取得する試料情報解析手段である。また、分光データ入力部51から入力された波長スペクトルのデータは、必要に応じて色情報解析部55へも送られる。色情報解析部55は、入力された波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料Sからの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報を取得する色情報解析手段である。
The spectroscopic
対象領域設定部53は、測定対象の試料Sに関して取得された波長スペクトルに対し、波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域である対象領域を設定する対象領域設定手段である。具体的には、対象領域設定部53は、試料Sからの被測定光に、励起光(試料Sで散乱、反射等された励起光成分)と試料Sからの蛍光などの発光とが含まれていることに対応して、波長スペクトルにおける対象領域として、励起光に対応する短波長側の第1対象領域と、試料Sからの発光に対応し第1対象領域とは異なる波長領域である長波長側の第2対象領域とを設定する。
The target
また、重み係数設定部54は、励起光に対応する第1対象領域内の波長スペクトル、及び試料Sからの発光に対応する第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、重み係数を可変に設定する。この重み係数は、データ解析において対象領域内の波長スペクトルに重み付けを行うための係数として用いられる。
In addition, the weighting
これらの対象領域設定部53による対象領域の設定、及び重み係数設定部54による重み係数の設定は、所定の設定アルコリズムによって自動で、または操作者による入力装置61からの入力内容に基づいて手動で実行される。また、このような構成に対応して、試料情報解析部52及び色情報解析部55は、それぞれ、対象領域設定部53において設定された第1対象領域、第2対象領域、及び重み係数設定部54において設定された重み係数を用いて、分光分析装置30で取得された波長スペクトルの解析を行う。
The setting of the target region by the target
解析データ出力部56は、試料情報解析部52、色情報解析部55において解析が行われた試料情報、色情報についての解析結果を示すデータを出力する出力手段である。解析部52、55による解析結果のデータが出力部56を介して表示装置62へと出力されると、表示装置62は、その解析結果を操作者に対して所定の表示画面によって表示する。また、この出力部56による解析結果の出力先については、表示装置62に限らず、その他の装置にデータを出力しても良い。図4においては、解析データ出力部56に対して、表示装置62に加えて外部装置63が接続された構成を示している。このような外部装置63としては、例えば印刷装置、外部記憶装置、他の端末装置などが挙げられる。
The analysis
図1及び図4に示したデータ解析装置50において実行される分光測定方法に対応する処理は、分光手段の分光分析装置30によって取得された波長スペクトルに対するデータ解析をコンピュータに実行させるための分光測定プログラムによって実現可能である。例えば、データ解析装置50は、分光測定の処理に必要な各ソフトウェアプログラムを動作させるCPUと、上記ソフトウェアプログラムなどが記憶されるROMと、プログラム実行中に一時的にデータが記憶されるRAMとによって構成することができる。このような構成において、CPUによって所定の分光測定プログラムを実行することにより、上記したデータ解析装置50、及び分光測定装置1Aを実現することができる。
The processing corresponding to the spectroscopic measurement method executed in the
また、分光測定のための各処理をCPUによって実行させるための上記プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録して頒布することが可能である。このような記録媒体には、例えば、ハードディスク及びフレキシブルディスクなどの磁気媒体、CD−ROM及びDVD−ROMなどの光学媒体、フロプティカルディスクなどの磁気光学媒体、あるいはプログラム命令を実行または格納するように特別に配置された、例えばRAM、ROM、及び半導体不揮発性メモリなどのハードウェアデバイスなどが含まれる。 Further, the above-described program for causing the CPU to execute each process for spectroscopic measurement can be recorded on a computer-readable recording medium and distributed. In such a recording medium, for example, a magnetic medium such as a hard disk and a flexible disk, an optical medium such as a CD-ROM and a DVD-ROM, a magneto-optical medium such as a floppy disk, or a program instruction is executed or stored. For example, hardware devices such as RAM, ROM, and semiconductor non-volatile memory are included.
上記実施形態による分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムの効果について説明する。 The effects of the spectroscopic measurement apparatus, spectroscopic measurement method, and spectroscopic measurement program according to the above embodiment will be described.
図1〜図4に示した分光測定装置1A、分光測定方法、及び分光測定プログラムにおいては、励起光入射用の開口部21、及び被測定光出射用の開口部22が設けられてPL法による試料Sの発光特性の測定が可能に構成された積分球20と、励起光及び試料Sからの発光を波長スペクトルによって区別可能なように被測定光を分光測定する分光分析装置30とを用いて分光測定装置1Aを構成する。
In the spectroscopic measurement apparatus 1A, the spectroscopic measurement method, and the spectroscopic measurement program shown in FIGS. 1 to 4, an excitation light incident opening 21 and a measured
そして、分光分析装置30によって取得された波長スペクトルに対してデータ解析装置50で実行されるデータ解析について、対象領域設定部53において、波長スペクトルにおけるデータ解析の対象領域として、励起光に対応する波長領域と、試料Sからの発光に対応する波長領域との2つの対象波長領域を設定する。さらに、重み係数設定部54において、それらの対象領域の少なくとも一方に対し、対象領域内の波長スペクトルに重み付けするための重み係数を設定している。
For the data analysis performed by the
このような構成では、例えば有機EL素子に用いられる発光材料を試料Sとし、その発光特性を測定、評価する場合、励起光に対応する第1対象領域で重み係数を0(減衰率100%)に設定し、試料Sからの発光に対応する第2対象領域で重み係数を1(減衰率0%)に設定する。これにより、試料Sからの発光スペクトルを励起光スペクトルから分離して、発光材料の発光強度ピークなどの情報を高精度で取得することができる。
In such a configuration, for example, when the light emitting material used for the organic EL element is the sample S and the light emission characteristics are measured and evaluated, the weighting factor is 0 (
また、例えば白色LEDに用いられる発光材料を試料Sとし、その発光特性を評価する場合、励起光に対応する第1対象領域で重み係数を可変に設定し、試料Sからの発光に対応する第2対象領域で重み係数を固定で1に設定する。これにより、白色LEDの構成や動作条件等に応じて、発光材料の発光特性の情報を好適に取得することができる。このように、上記構成の分光測定装置1A等によれば、様々な構成の発光素子に用いられる発光材料を、その目的や用途等に応じて好適に評価することが可能となる。なお、このように励起光の第1対象領域で重み係数を可変にして励起光スペクトルの強度調整を行う場合、重み係数を励起光ピークの減衰率等によって定義しても良い。 For example, when the light emitting material used for the white LED is the sample S and the light emission characteristic is evaluated, the weighting coefficient is variably set in the first target region corresponding to the excitation light, and the light emission material corresponding to the light emission from the sample S is used. 2 The weighting factor is fixed and set to 1 in the target area. Thereby, according to a structure, operating conditions, etc. of white LED, the information of the luminescent property of a luminescent material can be acquired suitably. As described above, according to the spectroscopic measurement apparatus 1A and the like having the above-described configuration, it is possible to suitably evaluate the light-emitting material used for the light-emitting elements having various configurations depending on the purpose and application. When the intensity of the excitation light spectrum is adjusted by changing the weighting coefficient in the first target region of the excitation light as described above, the weighting coefficient may be defined by the attenuation factor of the excitation light peak.
また、図4に示した構成例では、データ解析装置50において、試料情報解析部52に加えて、波長スペクトルの解析結果から、励起光と試料Sからの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報を取得する色情報解析部55を設けている。このように、試料Sの発光特性の情報として、励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから色情報を取得することにより、例えば、試料Sの発光材料が白色LEDに用いられた場合に全体として得られる白色光についての評価を行うなど、試料に関する様々な測定、評価を行うことが可能となる。
Further, in the configuration example shown in FIG. 4, in the
特に、上記構成の分光測定装置1Aでは、重み係数設定部54において励起光の第1対象領域及び試料Sからの発光の第2対象領域に対する重み係数を変えながら、それによる色情報の変化を調べるなど、色情報についての様々の有益な情報を取得することが可能となる。このような試料Sについての解析結果は、例えば、試料Sの発光材料を用いた白色LEDを設計する際に、励起光と試料Sからの発光との混合比などについての有益な参照情報とすることができる。
In particular, in the spectroscopic measurement apparatus 1A having the above-described configuration, the weighting
すなわち、試料Sの蛍光材料を用いて白色LEDを構成する場合、蛍光材料からの蛍光と、蛍光材料を透過した励起光の一部とが混合されることで白色光が生成される。一方、上記のように積分球20を用いた分光測定では、検出される励起光成分は励起光のうちで試料Sで散乱、反射等された光成分であり、白色LEDの場合とは励起光、及び試料Sからの発光の混合条件が異なる。また、白色LEDの設計においては、励起光波長及び試料Sの蛍光波長の組合せ、LED光源上に塗布される蛍光材料の塗布量など、様々な設計条件についての検討が必要となる。これに対して、上記のように第1、第2対象領域で波長スペクトルに重み付けしながら解析を行う方法によれば、このような白色LEDの設計についても、様々な情報を取得することが可能となる。
That is, when the white LED is configured using the fluorescent material of the sample S, white light is generated by mixing the fluorescence from the fluorescent material and a part of the excitation light transmitted through the fluorescent material. On the other hand, in the spectroscopic measurement using the integrating
重み係数設定部54による第1、第2対象領域への重み係数の設定については、具体的には様々な方法を用いることができる。例えば、発光に対応する第2対象領域については重み係数を1に固定しておき、励起光に対応する第1対象領域についての重み係数のみを可変に設定する構成を用いることができる。あるいは、第1、第2対象領域についての重み係数をそれぞれ可変に設定可能な構成としても良い。一般には、第1、第2対象領域の少なくとも一方について重み係数が可変に設定可能な構成であれば良い。また、対象領域設定部53による対象領域の設定については、例えば試料Sからの発光に対して複数の波長領域を対象領域とするなど、必要に応じて3つ以上の対象領域を設定しても良い。
Specifically, various methods can be used for setting the weighting factor to the first and second target areas by the weighting
また、波長スペクトルに対する第1、第2対象領域の設定については、試料Sに対して取得された波長スペクトルに加えて、試料Sとは別に取得された参照波長スペクトルを併せて用いても良い。この場合の参照波長スペクトルとしては、例えば、試料Sとは別に参照試料(リファレンスサンプル)に対して取得された波長スペクトルを用いることができる。 For setting the first and second target regions for the wavelength spectrum, in addition to the wavelength spectrum acquired for the sample S, a reference wavelength spectrum acquired separately from the sample S may be used together. As the reference wavelength spectrum in this case, for example, a wavelength spectrum obtained for a reference sample (reference sample) separately from the sample S can be used.
また、このように参照試料を用いる場合、具体的な参照試料としては、例えば所定の反射率で励起光を反射する標準反射試料を用いることができる。また、参照試料としては、試料Sを収容するための試料容器(例えば合成石英セル)を用いることができる。あるいは、標準反射試料などの参照試料を用いず、試料Sや参照試料等が載置されていない状態の試料ホルダ24自体を参照試料として機能させ、試料ホルダ24に対して取得された波長スペクトルを参照波長スペクトルとして用いても良い。この場合、試料ホルダ24としては、その表面が拡散反射材等で覆われた試料ホルダを用いることが好ましい。
Moreover, when using a reference sample in this way, as a specific reference sample, for example, a standard reflection sample that reflects excitation light with a predetermined reflectance can be used. As a reference sample, a sample container (for example, a synthetic quartz cell) for storing the sample S can be used. Alternatively, without using a reference sample such as a standard reflection sample, the
また、このように参照試料、試料容器、あるいは試料ホルダ24について取得された励起光の波長スペクトルである参照波長スペクトルをデータ解析に用いる場合、試料Sについて取得された励起光+発光の波長スペクトルに対する第1対象領域での励起光スペクトルの重み付けについては、参照波長スペクトルにおける励起光スペクトルを用いたスペクトルの減算によって行っても良い。
Further, when the reference wavelength spectrum, which is the wavelength spectrum of the excitation light acquired for the reference sample, the sample container, or the
図5は、第1、第2対象領域、及び重み係数を用いた波長スペクトルの解析の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は分光分析装置30において分解、検出された被測定光の各成分の波長(nm)を示し、縦軸は各波長での発光強度(被測定光の検出強度、a.u.)を示している。
FIG. 5 is a graph showing an example of wavelength spectrum analysis using the first and second target regions and the weighting factor. In this graph, the horizontal axis indicates the wavelength (nm) of each component of the measured light decomposed and detected by the
本解析例では、試料Sについて分光分析装置30で取得された波長スペクトルに対し、励起光(試料Sで散乱、反射等された励起光成分)に対応する短波長(高エネルギー)側の第1対象領域R1と、試料Sからの発光に対応する長波長(低エネルギー)側の第2対象領域R2とを設定している。また、発光の第2対象領域R2内の波長スペクトルについては重み係数を1(減衰率0%)に固定するとともに、励起光の第1対象領域R1内の波長スペクトルについて重み係数を可変(減衰率0%〜100%)に設定している。
In this analysis example, the first wavelength on the short wavelength (high energy) side corresponding to the excitation light (excitation light component scattered or reflected by the sample S) with respect to the wavelength spectrum acquired by the
具体的には図5においては、励起光に対する重み係数を1.0(減衰率0%)とした場合の波長スペクトルをグラフA1に、励起光に対する重み係数を0.5(減衰率50%)とした場合の波長スペクトルをグラフA2に、励起光に対する重み係数を0.0(減衰率100%)とした場合の波長スペクトルをグラフA3にそれぞれ示している。
Specifically, in FIG. 5, the wavelength spectrum when the weighting factor for the excitation light is 1.0 (
なお、図5の例においては、第1対象領域R1内の励起光スペクトルに対する重み付けについて、上記したように参照波長スペクトルにおける励起光スペクトルを用いたスペクトルの減算によって行っている。例えば、励起光の減衰率100%のグラフA3の場合、参照波長スペクトルでの励起光ピークを試料Sの波長スペクトルでの励起光ピークに合わせ、その状態でスペクトルの減算を行えば良い。また、励起光の減衰率50%のグラフA2の場合、参照波長スペクトルでの励起光ピークを試料Sの波長スペクトルでの励起光ピークの50%の強度に合わせ、その状態でスペクトルの減算を行えば良い。 In the example of FIG. 5, the weighting for the excitation light spectrum in the first target region R1 is performed by subtracting the spectrum using the excitation light spectrum in the reference wavelength spectrum as described above. For example, in the case of the graph A3 with an excitation light attenuation rate of 100%, the excitation light peak in the reference wavelength spectrum may be matched with the excitation light peak in the wavelength spectrum of the sample S, and the spectrum may be subtracted in that state. In the case of the graph A2 where the excitation light attenuation is 50%, the excitation light peak in the reference wavelength spectrum is matched with the intensity of 50% of the excitation light peak in the wavelength spectrum of the sample S, and the spectrum is subtracted in that state. Just do it.
図6は、第1、第2対象領域、及び重み係数を用いた波長スペクトルの解析の他の例を示す図である。ここで、図6(a)は、波長スペクトルを色情報について解析して得られる色度座標情報を含むxy色度図を示している。また、図6(b)は、図6(a)に示したxy色度図の各解析点について具体的なデータの内容を示す表である。本解析例においても、対象領域及び重み係数の設定方法については、図5に示した例と同様である。 FIG. 6 is a diagram illustrating another example of wavelength spectrum analysis using the first and second target regions and the weighting factor. Here, FIG. 6A shows an xy chromaticity diagram including chromaticity coordinate information obtained by analyzing a wavelength spectrum for color information. FIG. 6B is a table showing specific data contents for each analysis point in the xy chromaticity diagram shown in FIG. Also in this analysis example, the method of setting the target region and the weighting factor is the same as the example shown in FIG.
具体的には図6においては、励起光に対する重み係数を1.0(減衰率0%)とした場合の色情報を解析点P1に、励起光に対する重み係数を0.5(減衰率50%)とした場合の色情報を解析点P2に、励起光に対する重み係数を0.0(減衰率100%)とした場合の色情報を解析点P3にそれぞれ示している。これらの解析点P1、P2、P3は、それぞれ図5におけるグラフA1、A2、A3に対応している。
Specifically, in FIG. 6, the color information when the weighting factor for the excitation light is 1.0 (
また、これらの測定対象の試料Sに対して取得された解析点P1〜P3に加えて、図6では、試料Sとは別に取得された参照波長スペクトルについての解析点P0を併せて示している。この解析点P0は、青色光である励起光の色情報に対応している。また、解析点P1〜P3に示すように、励起光を含む波長領域に対する重み係数を変えることにより、励起光と試料Sからの発光とを混合して得られる光の色情報(色度座標x、y)が変化していることがわかる。なお、xy色度図において、その左下の領域は青色光に対応しており、中心付近の領域が白色光に対応している。 In addition to the analysis points P1 to P3 acquired for the sample S to be measured, FIG. 6 also shows the analysis point P0 for the reference wavelength spectrum acquired separately from the sample S. . This analysis point P0 corresponds to the color information of the excitation light that is blue light. Further, as indicated by the analysis points P1 to P3, color information (chromaticity coordinates x) of light obtained by mixing the excitation light and the light emission from the sample S by changing the weighting factor for the wavelength region including the excitation light. , Y) change. In the xy chromaticity diagram, the lower left region corresponds to blue light, and the region near the center corresponds to white light.
ここで、図1に示した分光測定装置1Aでは、試料Sに所定波長の励起光を供給する励起光供給部10を、励起光源11と、光フィルタ13とを用いて構成しているが、励起光供給部10の構成については、具体的には様々な構成を用いて良い。図7は、分光測定装置の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。
Here, in the spectroscopic measurement apparatus 1A shown in FIG. 1, the excitation
本実施形態による分光測定装置1Bでは、励起光源11と、励起光源11からの光のうちで所定の波長成分を選択して励起光とする分光器14と、分光器で波長成分が選択された励起光を積分球20へと導光するライトガイド12とによって励起光供給部10を構成している。このように、励起光の波長選択に分光器14を用いる構成によれば、励起光の波長を可変に設定して、試料Sに対する様々な分光測定に対応することが可能となる。なお、図7においては、分光分析装置30及びデータ解析装置50等について図示を省略している。また、図1に示した構成においても、光フィルタ13を交換することにより、励起光の波長を可変に設定することが可能である。
In the
また、分光測定装置を用いて白色LEDについての評価を行う場合には、励起光供給部10において、励起光源として、白色LEDで使用される蛍光材料を励起するためのLEDあるいはレーザ光源等を用いても良い。この場合、蛍光材料とそれを励起する励起光源との組合せについて、実デバイスに近い状態で発光量子収率の評価、及び重み付けによる色情報の評価を行うことが可能となる。
Moreover, when evaluating about white LED using a spectrometer, in excitation
データ解析装置50の対象領域設定部53における第1対象領域(励起光)、及び第2対象領域(発光)の設定方法について説明する。対象領域設定部53において実行される波長スペクトルに対する対象領域の設定については、第1、第2対象領域のそれぞれの波長領域について、波長スペクトルに含まれる強度ピークを特定するとともに、その強度ピークでのピーク波長、及び強度ピークを含むスペクトル部分でのピーク波形に基づいて、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。
A method for setting the first target region (excitation light) and the second target region (light emission) in the target
このように、波長スペクトル上で特定された強度ピークでのピーク波長及びピーク波形(スペクトル波形)に基づいて各波長領域の両側の領域端を設定することにより、励起光と試料Sからの発光とに対応する第1、第2対象領域のそれぞれを好適かつ確実に設定することができる。この場合の具体的な対象領域の設定方法としては、操作者が表示装置62に表示された波長スペクトルを確認し、波長スペクトルに含まれる強度ピークでのピーク波長、及びピーク波形を参照しつつ、領域端を示すカーソルを表示されたグラフ中で操作して対象領域を設定する構成を用いることができる。
Thus, by setting the region ends on both sides of each wavelength region based on the peak wavelength and the peak waveform (spectrum waveform) at the intensity peak specified on the wavelength spectrum, the excitation light and the emission from the sample S Each of the first and second target areas corresponding to can be suitably and reliably set. As a specific method of setting the target region in this case, the operator confirms the wavelength spectrum displayed on the
あるいは、上記した対象領域の設定方法では、強度ピークの特定、及び第1、第2対象領域の設定を、波長スペクトルに含まれる強度ピークでのピーク波長、及びピーク波形に基づいて自動で実行する構成とすることも可能である。この場合、試料Sに対する分光測定を全体として効率化することができる。 Alternatively, in the target region setting method described above, the specification of the intensity peak and the setting of the first and second target regions are automatically executed based on the peak wavelength and the peak waveform at the intensity peak included in the wavelength spectrum. A configuration is also possible. In this case, the spectroscopic measurement on the sample S can be made efficient as a whole.
また、波長スペクトル上で特定された強度ピークを参照して波長領域を設定する上記構成では、対象領域設定部53において、第1、第2対象領域のそれぞれの波長領域について、試料Sに対して取得された励起光+発光の波長スペクトル、及び試料Sとは別に取得された励起光についての参照波長スペクトルの少なくとも一方を参照して、波長領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定する方法を用いても良い。これにより、励起光に対応する第1対象領域の設定等を好適に実行することができる。ただし、参照波長スペクトルを用いずに、試料Sに対して取得された励起光+発光の波長スペクトルのみから第1、第2対象領域を設定する構成としても良い。
In the above configuration in which the wavelength region is set with reference to the intensity peak specified on the wavelength spectrum, the target
また、上記のように励起光についての参照波長スペクトルを用いる場合、対象領域の設定において、参照波長スペクトルを参照して励起光に対応する第1対象領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定するとともに、試料Sに対して取得された波長スペクトルを参照して試料Sからの発光に対応する第2対象領域の短波長側領域端、及び長波長側領域端を設定することが好ましい。また、具体的な参照波長スペクトルについては、上述したように、標準反射試料などの参照試料に対して取得された波長スペクトル、試料容器のみに対して取得された波長スペクトル、あるいは試料Sや参照試料等を載置していない試料ホルダ24自体に対して取得された波長スペクトルを用いることが可能である。
When the reference wavelength spectrum for the excitation light is used as described above, in setting the target region, the short wavelength side region end of the first target region corresponding to the excitation light with reference to the reference wavelength spectrum, and the long wavelength side Setting the region end and setting the short wavelength side region end and the long wavelength side region end of the second target region corresponding to light emission from the sample S with reference to the wavelength spectrum acquired for the sample S Is preferred. As for the specific reference wavelength spectrum, as described above, the wavelength spectrum acquired for the reference sample such as the standard reflection sample, the wavelength spectrum acquired only for the sample container, or the sample S or the reference sample. It is possible to use the wavelength spectrum acquired with respect to the
図8は、波長スペクトルに対する対象領域の設定の例を示すグラフであり、図8のグラフ(a)はリニアスケールでの波長スペクトルを示し、図8のグラフ(b)はログスケールでの波長スペクトルを示している。図8のグラフ(a)、(b)において、グラフB0は、励起光について取得された参照波長スペクトルを示している。また、グラフB1は、測定対象の試料Sである発光材料に対して取得された励起光+発光の波長スペクトルを示している。ここでは、参照波長スペクトルとして、試料を収容していない状態の試料容器に対して取得された波長スペクトルを用いている。 FIG. 8 is a graph showing an example of setting of a target region with respect to a wavelength spectrum. Graph (a) in FIG. 8 shows a wavelength spectrum on a linear scale, and graph (b) in FIG. 8 shows a wavelength spectrum on a log scale. Is shown. In the graphs (a) and (b) of FIG. 8, a graph B0 shows the reference wavelength spectrum acquired for the excitation light. Moreover, graph B1 has shown the wavelength spectrum of excitation light + light emission acquired with respect to the luminescent material which is the sample S to be measured. Here, the wavelength spectrum acquired with respect to the sample container in the state which does not accommodate the sample is used as a reference wavelength spectrum.
また、グラフ中において、励起光に対応する短波長側の第1対象領域R1について、その短波長側領域端をC1、長波長側領域端をC2として示している。また、試料Sからの発光に対応する長波長側の第2対象領域R2について、その短波長側領域端をC3、長波長側領域端をC4として示している。なお、図8において、グラフ(a)とグラフ(b)とでは、第2対象領域R2の短波長側領域端C3の設定方法、及び設定された領域端の波長位置が異なるものとなっている。 Further, in the graph, for the first target region R1 on the short wavelength side corresponding to the excitation light, the short wavelength side region end is shown as C1, and the long wavelength side region end is shown as C2. Further, regarding the second target region R2 on the long wavelength side corresponding to the light emission from the sample S, the short wavelength side region end is indicated as C3, and the long wavelength side region end is indicated as C4. In FIG. 8, the graph (a) and the graph (b) differ in the setting method of the short wavelength side region end C3 of the second target region R2 and the wavelength position of the set region end. .
励起光に対応する第1対象領域R1の設定では、参照波長スペクトルB0を参照し、波長スペクトルB0をスキャンして励起光の強度ピークを検出して、そのピーク波長を決定する。一方、想定される励起光ピークのピーク波形に基づいて、対象領域R1の波長幅をあらかじめ決めておく。そして、求められたピーク波長に対してその波長幅を適用して、第1対象領域R1の領域端C1、C2を設定する。図8のグラフ(a)、(b)に示す例では、励起光のピーク波長に対して、波長幅を±10nmとして第1対象領域R1の領域端C1、C2を設定している。 In setting the first target region R1 corresponding to the excitation light, the reference wavelength spectrum B0 is referred to, the wavelength spectrum B0 is scanned to detect the intensity peak of the excitation light, and the peak wavelength is determined. On the other hand, the wavelength width of the target region R1 is determined in advance based on the peak waveform of the assumed excitation light peak. Then, by applying the wavelength width to the obtained peak wavelength, the region ends C1 and C2 of the first target region R1 are set. In the examples shown in the graphs (a) and (b) of FIG. 8, the region ends C1 and C2 of the first target region R1 are set with a wavelength width of ± 10 nm with respect to the peak wavelength of the excitation light.
なお、このような励起光の第1対象領域R1の設定については、参照波長スペクトルを用いずに、測定対象の試料Sについて取得された波長スペクトルB1のみを用いて対象領域R1の設定を行っても良い。また、励起光のピーク波長に対する対象領域R1の領域端C1、C2の設定方法については、上記のようにあらかじめ決められた波長幅±Δλnmを適用する方法以外にも様々な方法を用いて良い。そのような方法としては、例えば励起光の強度ピークから短波長側、及び長波長側でそれぞれ強度変化をスキャンし、ピークに対して所定割合まで強度が低下した波長位置を領域端C1、C2に設定する方法がある。 In addition, about setting of such 1st object area | region R1 of excitation light, setting of object area | region R1 is performed only using wavelength spectrum B1 acquired about the sample S to be measured, without using a reference wavelength spectrum. Also good. In addition, as a method for setting the region ends C1 and C2 of the target region R1 with respect to the peak wavelength of the excitation light, various methods may be used other than the method of applying the predetermined wavelength width ± Δλnm as described above. As such a method, for example, an intensity change is scanned from the intensity peak of the excitation light on the short wavelength side and the long wavelength side, and the wavelength position where the intensity is reduced to a predetermined ratio with respect to the peak is set to the region ends C1, C2. There is a way to set.
また、試料Sからの発光に対応する第2対象領域R2の設定では、試料Sの波長スペクトルB1を参照し、波長スペクトルB1をスキャンして発光の強度ピークを検出して、そのピーク波長を決定する。この際、決定されたピーク波長が励起光のピーク波長近傍でないかどうかを確認し、励起光のピーク波長近傍であれば励起光の強度ピークを誤って検出したものとして、あらためて、さらに長波長側において発光の強度ピークの検出を行う。 In setting the second target region R2 corresponding to the light emission from the sample S, the wavelength spectrum B1 of the sample S is referred to, the wavelength spectrum B1 is scanned to detect the intensity peak of light emission, and the peak wavelength is determined. To do. At this time, it is confirmed whether the determined peak wavelength is not in the vicinity of the peak wavelength of the excitation light. If it is in the vicinity of the peak wavelength of the excitation light, it is assumed that the intensity peak of the excitation light has been erroneously detected. The intensity peak of light emission is detected at.
また、求められた発光のピーク波長に対して、励起光に関して上記したように、所定の波長幅を適用する方法、あるいはピークに対して所定割合まで強度が低下した波長位置を領域端に設定する方法等を用いて、第2対象領域R2の領域端C3、C4を設定する。なお、第2対象領域R2の長波長側の領域端C4については、発光の強度ピークが複数存在する可能性を考慮して、波長スペクトルでの強度変化を逆に長波長側からスキャンし、一定以上の強度に達した波長位置を領域端C4に設定する方法を用いても良い。 In addition, as described above for the excitation light with respect to the peak wavelength of the obtained light emission, a method of applying a predetermined wavelength width, or a wavelength position where the intensity is reduced to a predetermined ratio with respect to the peak is set at the end of the region. Using the method or the like, the region ends C3 and C4 of the second target region R2 are set. In addition, for the region end C4 on the long wavelength side of the second target region R2, in consideration of the possibility that there are a plurality of emission intensity peaks, the intensity change in the wavelength spectrum is scanned from the long wavelength side on the contrary. A method of setting the wavelength position that has reached the above intensity at the region end C4 may be used.
また、第2対象領域R2の短波長側の領域端C3については、励起光ピーク及び発光ピークの境界に位置することを考慮して領域端の設定を行う方法を用いても良い。そのような例として、図8のグラフ(b)では、参照試料についての励起光の波長スペクトルB0と、試料Sについての励起光+発光の波長スペクトルB1とを所定条件で重ね合わせ、2つのスペクトルB0、B1の交点によって第2対象領域R2の短波長側の領域端C3を設定する方法を示している。なお、このような領域端の設定方法については、第1対象領域R1の長波長側の領域端C2に対しても同様に適用しても良い。この場合、領域端C2、C3を同一の波長位置に設定しても良い。 In addition, for the region end C3 on the short wavelength side of the second target region R2, a method of setting the region end may be used in consideration of being located at the boundary between the excitation light peak and the emission peak. As an example of this, in the graph (b) of FIG. 8, the wavelength spectrum B0 of the excitation light for the reference sample and the excitation light + emission wavelength spectrum B1 for the sample S are superposed under a predetermined condition to obtain two spectra. This shows a method of setting the region end C3 on the short wavelength side of the second target region R2 by the intersection of B0 and B1. Note that such a region edge setting method may be similarly applied to the region end C2 on the long wavelength side of the first target region R1. In this case, the region ends C2 and C3 may be set at the same wavelength position.
また、この場合の波長スペクトルB0、B1の重ね合わせについては、例えば、マルチチャンネル分光器である分光分析装置30においてその露光時間を固定しておき、同じ条件下で試料Sの波長スペクトル及び参照波長スペクトルをそれぞれ取得する方法を用いることができる。この場合、図8に示すように、試料Sに対して取得された波長スペクトルB1では、励起光ピークの強度が参照波長スペクトルB0よりも小さくなる。これは、試料Sによって励起光の一部が吸収されるためである。あるいは、波長スペクトルB0、B1の重ね合わせの他の例として、波長スペクトルB0での励起光ピークのピーク強度が、波長スペクトルB1での励起光ピークのピーク強度の所定倍(例えば2倍)となるように重ね合わせる条件を用いても良い。
In addition, for the superposition of the wavelength spectra B0 and B1 in this case, for example, the exposure time is fixed in the
また、上記したように波長スペクトルをスキャンして強度ピークの特定、あるいは領域端の設定等を行う場合、分光分析装置30で取得される波長スペクトルの短波長側、及び長波長側で検出感度の補正係数が大きく検出精度が低い領域があれば、そのような領域を除外して波長スペクトルのスキャンを行うことが好ましい。
Further, as described above, when the wavelength spectrum is scanned and the intensity peak is specified or the region end is set, the detection sensitivity of the short wavelength side and the long wavelength side of the wavelength spectrum acquired by the
次に、分光測定装置1Aにおいて実行される分光測定方法について説明する。図9は、本発明による分光測定方法の一実施形態の構成を示すフローチャートである。本実施形態の分光測定方法では、まず、積分球20の内部に試料Sをセットする。そして、励起光源11から積分球20へと励起光を供給し、分光分析装置30で試料Sからの被測定光を測定して、試料Sの分光測定結果の波長スペクトルを取得する(ステップS101、波長スペクトル取得ステップ)。取得された波長スペクトルはデータ解析装置50に入力され、データ解析装置50において必要なデータ解析が行われる(データ解析ステップ)。
Next, a spectroscopic measurement method executed in the spectroscopic measurement apparatus 1A will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the configuration of an embodiment of the spectroscopic measurement method according to the present invention. In the spectroscopic measurement method of this embodiment, first, the sample S is set inside the integrating
データ解析装置50では、入力された波長スペクトルに対し、データ解析を実行するために必要な解析条件を設定する(S102、解析条件設定ステップ)。具体的には、対象領域設定部53において、励起光に対応する第1対象領域R1の領域端C1、C2が設定され、さらに、試料Sからの発光に対応する第2対象領域R2の領域端C3、C4が設定される(S103、S104、対象領域設定ステップ)。この際、必要があれば励起光について取得された参照波長スペクトルが併せて参照される。また、重み係数設定部54において、対象領域R1、R2内の波長スペクトルの少なくとも一方について、上記した重み係数が可変に設定される(S105、重み係数設定ステップ)。
The
続いて、設定部53、54で設定された解析条件に基づいて、試料情報解析部52及び色情報解析部55において波長スペクトルの解析が行われ(S106)、得られた解析結果が表示装置62等に対して出力される(S107)。具体的には、試料情報解析部52において、設定された対象領域R1、R2、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析して、試料についての情報が取得される(試料情報解析ステップ)。この場合の試料情報としては、例えば発光材料の発光ピークについての情報がある。
Subsequently, based on the analysis conditions set by the setting
また、色情報の解析実行が指示されている場合には、色情報解析部55において、対象領域R1、R2、及び重み係数を用いて波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、励起光と試料Sからの発光とが所定割合で混合された場合に得られる色情報が取得される(色情報解析ステップ)。このような色情報の解析は、上述したように、様々な発光素子に用いられる発光材料の評価等において有効である。
When the execution of color information analysis is instructed, the color
図10は、測定モードにおける分光測定装置の動作例を示すフローチャートである。この測定モードの動作例では、まず、参照試料についての測定を開始するかどうかが確認され(ステップS201)、測定開始が指示されていれば参照試料について分光測定を行って、参照波長スペクトルを取得する(S202)。なお、この場合の参照試料としては、例えば、上述したように、標準反射試料などの参照試料、試料容器、あるいは試料ホルダ24自体を用いることができる。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the spectroscopic measurement apparatus in the measurement mode. In this measurement mode operation example, it is first confirmed whether or not to start the measurement for the reference sample (step S201), and if the measurement start is instructed, the reference sample is subjected to the spectroscopic measurement to obtain the reference wavelength spectrum. (S202). As the reference sample in this case, for example, as described above, a reference sample such as a standard reflection sample, a sample container, or the
続いて、積分球20の試料ホルダ24に測定対象の試料Sをセットし、試料Sの分光測定を行うとともに(S203)、得られた波長スペクトルを用いて試料情報の解析を行う(S204)。この試料情報の解析では、試料Sの発光量子収率の情報を解析する例を考えると、波長スペクトルにおいて対象領域R1、R2が自動、または操作者による手動で設定される。そして、設定された対象領域R1、R2を参照して試料Sの発光量子収率が算出される。具体的な発光量子収率の算出方法としては、例えば、参照波長スペクトルでの励起光強度と、試料Sの波長スペクトルでの励起光強度との差によって試料Sが吸収する励起光の光子数を求めるとともに、試料Sの波長スペクトルでの発光強度によって試料Sからの発光の光子数を求め、それらの割合から発光量子収率を求める方法を用いることができる。
Subsequently, the sample S to be measured is set in the
続いて、次の試料Sについて測定を行うかどうかが確認され(S205)、測定を行う場合にはステップS203、S204が繰り返して実行される。試料Sの測定をすべて終了している場合には、積分球20から試料Sが取り出される(S206)。次に、試料Sについて色情報の解析を実行するかどうかが確認される(S207)。色情報の解析実行が指示されていれば試料Sの色情報の解析を行う(S208)。この色情報の解析では、試料情報の解析で設定済の対象領域R1、R2に対して必要な重み係数が設定され、設定された対象領域R1、R2、及び重み係数を参照して色度座標x、yなどの色情報が算出される。以上により、測定モードにおける試料Sについての分光測定を終了する。 Subsequently, it is confirmed whether or not the next sample S is to be measured (S205). If the measurement is to be performed, steps S203 and S204 are repeatedly executed. When all the measurements of the sample S have been completed, the sample S is taken out from the integrating sphere 20 (S206). Next, it is confirmed whether or not the color information analysis is performed on the sample S (S207). If the execution of color information analysis is instructed, the color information of the sample S is analyzed (S208). In this color information analysis, necessary weighting factors are set for the target regions R1 and R2 that have been set in the analysis of the sample information, and the chromaticity coordinates are referenced with reference to the set target regions R1 and R2 and the weighting factors. Color information such as x and y is calculated. Thus, the spectroscopic measurement for the sample S in the measurement mode is completed.
図11は、調整モードにおける分光測定装置の動作例を示すフローチャートである。このような調整モードは、例えば、図7に示したように励起光供給部10に分光器14を用いた構成において、励起光の照射条件を設定するために用いられる。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the spectroscopic measurement apparatus in the adjustment mode. Such an adjustment mode is used, for example, in the configuration using the
この調整モードの動作例では、まず、分光器14等の設定を調整することで励起光の波長が調整され(S301)、その波長が決定される(S302)。次に、設定された励起光の特性等を参照して試料Sに対して励起光を照射する最適露光時間が決定される(S303)。続いて、分光測定装置の動作モードを調整モードから測定モードに切り替えるかどうかが確認され(S304)、切り替えが指示されれば動作モードが測定モードに切り替えられる(S305)。また、切り替えの指示がなければ、励起光の照射条件の設定が繰り返して実行される。
In the operation example of this adjustment mode, first, the wavelength of the excitation light is adjusted by adjusting the setting of the
本発明による分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムは、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、試料Sに対する分光測定に用いられる積分球については、図2及び図3に示した積分球20はその一例を示すものであり、具体的には様々な構成のものを用いて良い。また、被測定光の波長スペクトルを取得する分光手段についても、図1に示した分光分析装置30以外にも、様々な構成のものを用いて良い。例えば、分光分析装置30を構成する分光部31及び分光データ生成部32については、別々に設ける構成としても良い。
The spectroscopic measurement apparatus, spectroscopic measurement method, and spectroscopic measurement program according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and configuration examples, and various modifications are possible. For example, as for the integrating sphere used for the spectroscopic measurement with respect to the sample S, the integrating
本発明は、様々な構成の発光素子に用いられる発光材料の評価に好適に用いることが可能な分光測定装置、分光測定方法、及び分光測定プログラムとして利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a spectroscopic measurement apparatus, a spectroscopic measurement method, and a spectroscopic measurement program that can be suitably used for evaluating light emitting materials used in light emitting elements having various configurations.
1A、1B…分光測定装置、10…励起光供給部、11…励起光源、12…ライトガイド、13…光フィルタ、14…分光器、20…積分球、21…入射開口部、22…出射開口部、23…試料導入開口部、24…試料ホルダ、25…ライトガイド、30…分光分析装置、31…分光部、32…分光データ生成部、
50…データ解析装置、51…分光データ入力部、52…試料情報解析部、53…対象領域設定部、54…重み係数設定部、55…色情報解析部、56…解析データ出力部、61…入力装置、62…表示装置、63…外部装置。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記積分球の前記出射開口部から出射された前記被測定光を分光して、その波長スペクトルを取得する分光手段と、
前記分光手段によって取得された前記波長スペクトルに対してデータ解析を行うデータ解析手段とを備え、
前記データ解析手段は、
前記波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、前記励起光に対応する第1対象領域、及び前記試料からの発光に対応し前記第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定手段と、
前記第1対象領域内の波長スペクトル、及び前記第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定手段と、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析して、前記試料についての情報を取得する試料情報解析手段と、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、前記励起光と前記試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析手段と
を有することを特徴とする分光測定装置。 An integrating sphere having a sample to be measured disposed therein, an incident opening for receiving excitation light irradiated on the sample, and an output opening for emitting measured light from the sample;
Spectroscopic means for spectrally dividing the light to be measured emitted from the exit opening of the integrating sphere, and obtaining a wavelength spectrum thereof;
Data analysis means for performing data analysis on the wavelength spectrum acquired by the spectroscopic means,
The data analysis means includes
As a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum, a first target region corresponding to the excitation light and a second target region corresponding to light emission from the sample and a wavelength region different from the first target region are set. Target area setting means to perform,
Weight coefficient setting means for variably setting a weight coefficient for weighting the wavelength spectrum in data analysis for at least one of the wavelength spectrum in the first target area and the wavelength spectrum in the second target area;
Sample information analysis means for analyzing the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting factor to obtain information about the sample ;
When the wavelength spectrum is analyzed using the first target region, the second target region, and the weighting factor, and the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio based on the analysis result And a color information analyzing means for acquiring color information obtained from a wavelength spectrum including an excitation light spectrum and an emission spectrum at a predetermined ratio .
前記波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、前記励起光に対応する第1対象領域、及び前記試料からの発光に対応し前記第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定ステップと、
前記第1対象領域内の波長スペクトル、及び前記第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定ステップと、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析して、前記試料についての情報を取得する試料情報解析ステップと、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、前記励起光と前記試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析ステップと
を備えることを特徴とする分光測定方法。 An integrating sphere having a sample to be measured disposed therein, an incident opening for receiving excitation light irradiated on the sample, and an output opening for emitting measured light from the sample; Using a spectroscopic measurement device that includes a spectroscopic unit that splits the light to be measured emitted from the exit aperture of the integrating sphere and obtains the wavelength spectrum thereof, with respect to the wavelength spectrum acquired by the spectroscopic unit A spectroscopic measurement method for performing data analysis,
As a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum, a first target region corresponding to the excitation light and a second target region corresponding to light emission from the sample and a wavelength region different from the first target region are set. A target area setting step to be performed;
A weighting factor setting step for variably setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in data analysis for at least one of the wavelength spectrum in the first target region and the wavelength spectrum in the second target region;
A sample information analysis step of analyzing the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting factor to obtain information about the sample ;
When the wavelength spectrum is analyzed using the first target region, the second target region, and the weighting factor, and the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio based on the analysis result A color information analyzing step for obtaining color information obtained from a wavelength spectrum including an excitation light spectrum and an emission spectrum at a predetermined ratio respectively .
前記波長スペクトルにおいてデータ解析に用いる波長領域として、前記励起光に対応する第1対象領域、及び前記試料からの発光に対応し前記第1対象領域とは異なる波長領域である第2対象領域を設定する対象領域設定処理と、
前記第1対象領域内の波長スペクトル、及び前記第2対象領域内の波長スペクトルの少なくとも一方について、データ解析において波長スペクトルに重み付けを行うための重み係数を可変に設定する重み係数設定処理と、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析して、前記試料についての情報を取得する試料情報解析処理と、
前記第1対象領域、前記第2対象領域、及び前記重み係数を用いて前記波長スペクトルを解析するとともに、その解析結果から、前記励起光と前記試料からの発光とが所定割合で混合された場合に励起光スペクトルと発光スペクトルとをそれぞれ所定割合で含む波長スペクトルから得られる色情報を取得する色情報解析処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする分光測定プログラム。 An integrating sphere having a sample to be measured disposed therein, an incident opening for receiving excitation light irradiated on the sample, and an output opening for emitting measured light from the sample; Data for the wavelength spectrum obtained by the spectroscopic means applied to a spectroscopic device comprising a spectroscopic means for spectrally separating the light to be measured emitted from the exit aperture of the integrating sphere and acquiring the wavelength spectrum A program for causing a computer to execute analysis,
As a wavelength region used for data analysis in the wavelength spectrum, a first target region corresponding to the excitation light and a second target region corresponding to light emission from the sample and a wavelength region different from the first target region are set. Target area setting processing to be performed,
A weighting factor setting process for variably setting a weighting factor for weighting the wavelength spectrum in data analysis for at least one of the wavelength spectrum in the first target region and the wavelength spectrum in the second target region;
A sample information analysis process for analyzing the wavelength spectrum using the first target region, the second target region, and the weighting factor to obtain information about the sample ;
When the wavelength spectrum is analyzed using the first target region, the second target region, and the weighting factor, and the excitation light and the light emission from the sample are mixed at a predetermined ratio based on the analysis result A spectroscopic measurement program that causes a computer to execute color information analysis processing for acquiring color information obtained from a wavelength spectrum that includes an excitation light spectrum and an emission spectrum at predetermined ratios .
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