JPH09508701A - 基板コーティングの蛍光分光微分測定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 蛍光分光光度計（１００）は、試料の機能的化合物内にある蛍光プローブの蛍光特性を測定する。蛍光分光光度計（１００）は、試料に含まれている蛍光発生化合物を励起するのに適合した光を放出する。励起された蛍光発生物は放出波長スペクトル内で放出する。急激な放出強度の変化が起こる狭い方の波長領域を有する蛍光発生物が蛍光プローブとして使用される。蛍光分光光度計（１００）は、この狭い波長域を通して強度の変化を検出し、強度曲線の微分計算を行う。蛍光分光光度計（１００）は、その蛍光発生物を他の蛍光発生物や背景にある妨害となる蛍光から弁別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 基板コーティングの蛍光分光微分測定法 発明の分野 この発明は概して蛍光化合物の分光測定、とりわけ蛍光化合物の放出スペクト ルの一次微分分析から容易に弁別されるある種の蛍光化合物の特性を利用するこ とに関連する。発明の背景 以下の論述の中で「蛍光」とは一般的にルミネッセンス（冷光）現象を指し、 蛍光と燐光を包含する。蛍光分光測光法とは、蛍光化合物から放出される蛍光の 強度とその波長スペクトル（分光）を測定するために用いられる装置と方法に関 連するものである。これらの放出を測定する目的は、測定された材料を質的およ び量的に分析することにある。代表的な方法はメランコンＭelanconの持つ米国 特許４,９２２,１３３で開示されているが、そこでは蛍光プローブが機能的組成 物や機能的コーティングに加えられ、蛍光強度は機能的組成物の重さや厚さに相 関する。 一般的に蛍光分光測光法は、蛍光化合物を励起するのに適した出力波長を有す る光源を含む。光源から出た光は、材料サンプル内に含まれる蛍光化合物の電子 状態を高めるように材料サンプルに直接向けられる。偏移した電子が放射エネル キーの放出光量子（フォトン）を発生する元の状態に戻るときに蛍光が発生する 。蛍光化合物から放出される光は集光され、放出された蛍光を単色波長に分散さ せるため分光測光器あるいはモノクロメータに向けられる。単色化された光は光 検出器に向けられ、光の強度と波長が検査測定される。蛍光分光測光法はその技 術がよく知られており、オーニシＯhnishiの持つ米国特許３８３２５５５に代表 される。米国特許４,８７７,９６５（ダンドリカーＤandlikerほか）は、背景の 望ましくないノイズから蛍光だけを弁別するため、特定の時間間隔の中にある電 波信号の部分を選び出して蛍光を獲得する方式を示している。 既存技術では、近似しているオーバーラップした放出スペクトルを持つ２つ以 上の蛍光放出源を弁別することはできない。一つ以上の構成要素を測定する必要 がある場合、既存のやり方では異類の蛍光化合物を採用する。このことは多数の 光源やモノクロメータ、検出器、あるいは関連光学器を必要とすることを意味す る。発明の概要 本発明は基板の機能的コーティングの蛍光放出値を測定する方法を構成する。 この方法は、波長域Ａの放射エネルギーを吸収し、放出波長域Ｂで放射エネルギ ーを放射する。放出波長域Ｂからそれより狭い波長域Ｃの範囲内（そこではＣよ りすぐ下の領域であるＢでの放射エネルギー放出量から急激に変化する）に包含 するのに効果的な量の蛍光で機能的コーティングを施し、それからＣ域内で放出 する諸ステップから成る。機能的コーティングは波長域Ａの放射エネルギーで励 起され、機能コーティングにより発生する波長域Ｃを含む波長域Ｂの放射エネル ギーが検出される。 本発明はまた、周知の吸収波長領域と放出波長領域を有する基板のすべてある いは一部に適用された機能的組成の蛍光放出を検出する装置を含む。このシステ ムは蛍光発生手段で構成され、ある蛍光放出波長領域がさらに狭い蛍光放出波長 領域を包含しており、この狭い方の蛍光放出波長領域内では放出の強度が急激に 変化する。この狭い方の領域は、蛍光発生物を含む機能的コーティングの蛍光発 生強度を測定するのに有用である。検出手段は、蛍光発生物の吸収波長域におけ る放出エネルギーがその蛍光発生物を励振するときに、狭い方の包含された蛍光 発生物の蛍光波長領域での蛍光放出のレベルを検出するように、この包含された 狭い方の蛍光波長領域用に調整される。分析器は、狭い方の蛍光波長領域内での 蛍光放出変化を分析して値を得、相関器は、蛍光放出の強度分析から得た値を機 能的コーティングの物理的特性に相関させる。図の概略説明 図１aは９−ＩＣＦの放出波長スペクトルを表示するグラフである。 図１bは図１aの曲線の一次導関数を表示するグラフである。 図２は幾つかの熱溶融接着剤の放出波長スペクトルを表示するグラフである。 図３aは蛍光プローブとしての蛍光発生物９−ＩＣＦが加わった同じ幾つかの 熱溶融接着剤の放出波長スペクトルである。 図３bは図３aの各カーブの一次導関数を示すグラフである。 図４aは蛍光発生物α−ＮＰＯの放出波長スペクトルのグラフである。 図４bは図４aの導関数を表示するグラフである。 図４cは蛍光発生物ＵvitexＯＢの放出波長スペクトルを表示する図表である。 図４dは図４cの一次導関数の曲線を表示するグラフである。 図４eは２層から蛍光発生物α−ＮＰＯを含む単層と、蛍光プローブとしての 蛍光発生物ＵvitexＯＢを含む第２層の二つの層からＫraton接着剤の放出波長ス ペクトルを表示するグラフである。 図４fは図４eの曲線の一次導関数を図表で表したものである。 図５は本発明の具体例の模式図である。 図６はモノクロメータの出口スリットの横からの模式図である。 図７は本発明に用いられた狭いポート・チョッパーの模式図である。 図８aは蛍光発生物の例証的放出波長スリットのグラフ図である。 図８bは狭いポート・チョッパーを通じて得られた放出波長スリットのグラフ 図である。 図８cは図８bの曲線の一次導関数を説明するグラフ図である。 図９aは本発明に用いられた幅広ポート・チョッパーの模式図である。 図９bは幅広ポート・チョッパーの使用を表示する図９aと同様の模式図である 。 図１０aは例証的蛍光発生物の放出波長スペクトルのグラフ図である。 図１０bは幅広ポート・チョッパーを通じての放出波長スペクトル発生を表示 するグラフ図である。 図１０cは図１０bの曲線の一次導関数を表示するグラフ図である。 図１０dは図１０cの曲線を二次導関数を表示するグラフ図である。 図１１は例証的蛍光発生物の放出波長スペクトルを表示するグラフ図である。 図１２は本発明のシステムを具体例の模式図である。 図１３は本発明の具体例の横からの模式図である。発明の詳細説明 図１aのグラフは、９イソシアン酸フルオレン（９−ＩＣＦ）の放出スペクト ル による蛍光強度曲線を波長域２８０nm（ナノメートル）から３３０nmまでの幅を 表示する。既存方法とシステムを用いるならば、もし９−ＩＣＦがその検出され る波長域で放出している唯一の蛍光化合物である場合は、放出波長域内のいかな る地点においても、その単独の放出強度の単純測定は、たとえば薄膜のような機 能的組成物内の９−ＩＣＦの量を表示する。しかし本発明は蛍光発生物の放出出 力を評価するための異なる装置および方法であり、特に同一のあるいは重層して いる放出波長領域で一つ以上の蛍光物が放出している状況ではとりわけ有効であ る。 図１aで領域２０は３０２nmから３０９nmのおおよそ７nmのスペクトル域を表 示している。領域２０以内では９−ＩＣＦからの放出強度に急激な変化がある。 図１bに示されているように、図１aの曲線の一次微分あるいは導関数を求めると 、波長３０５nmで傾きがピークになる点２４を頂点とする明確な頂点２２を形成 する。２２を頂点としてその両側へ直ちに落ち込んでいく領域２０内の曲線は、 図１aの領域２０に表示されている放出出力曲線の傾きの変化を表している。図 １bの曲線は９−ＩＣＦの放出出力を示す。領域２０での放出出力の変化をもた らす物質は９−ＩＣＦであるから、図１bにおける曲線での傾きのピーク値は、 検出された９−ＩＣＦの絶対量を得るために、様々な９−ＩＣＦ濃度の周知の水 準と比較することができる。もし９−ＩＣＦが機能的組成物の中で蛍光プローブ として用いられるならば、機能的組成物の厚みや重さは基板に塗布した後に機能 組成物の９−ＩＣＦ濃度を知ることによって決定できる。 ある状況では一つ以上の蛍光化合物に遭遇する。もし蛍光化合物の２つ以上の 放出スペクトルがオーバーラップすると、各蛍光化合物はお互いに競合したり干 渉し合う。単に単独の放出量測定値を使う既存の技術では、オーバーラップする 放出波長域内でのいかなる波長においても、お互い競合する組成物の中での個々 の寄与の度合いを弁別するのは不可能である。 蛍光化合物が競合あるいは干渉し合うことによる実際的な限度は、３種の異な る熱溶融接着剤の放出出力曲線３０、４０、５０を示している図２に明かである 。これらの熱溶融物は、基板の接着バッキングとして用いられ、この基板は、そ れ自身が薄膜そのものであるか、あるいは薄膜をさらに付加するための基板とな る ものである。図２の蛍光放出曲線から明らかなように、熱溶融物は２８５nmから ３３０nmまでの領域で活発に蛍光を発する。機能的組成物内に混在する９−ＩＣ Ｆのような蛍光プローブは、曲線３０、４０、５０で表示されるような強烈に放 出する熱溶融接着剤と比べると蛍光放出は微弱である。 図３aの曲線３２、４２、５２は、それぞれの放出力強度を示し、それらは熱 溶融接着剤に加えて薄膜機能的コーティングとしての９−ＩＣＦ蛍光プローブを 含んでいる。９−ＩＣＦ蛍光プローブに付随する結果は、いろいろ放出されてい るものが背景にある場合、たとえそれが領域２０の狭い波長領域であっても事実 上検出できないことである。したがって、蛍光プローブと同一の放出広域波長の 帯域で放出する他のすべての製品構成要素が広域波長帯域全体で競合することに なる。蛍光プローブは既存の方法ではたぶん検出できないであろう。 図３bは、熱溶融接着剤の競合する放出にもかかわらず、蛍光プローブ９−Ｉ ＣＦによる蛍光放出の急激な変化を検出する本発明の能力を示している。図３b で描かれているように、一次導関数すなわち微分曲線３４、４４、５４は、それ ぞれ図３aでの放出曲線３２、４２、５２を基に作図されている。熱溶融接着剤 プラス蛍光プローブに対応する波長３０５nmの点２２の頂点は、図１bでの９− ＩＣＦに対応する頂点と一致する。図３bの曲線３４、４４、５４上の点２２は 、図３aの放出曲線３２、４２、５２の傾きのピークポイント２４に対応する。 ９−ＩＣＦ蛍光プローブの蛍光強度はピークの傾斜から横の傾斜（side slope） の平均値を差し引いた値に比例する。したがって、傾きのピーク値はまた、機能 的コーティングに現れる９−ＩＣＦ量に正比例する。機能的コーティングにおけ る９−ＩＣＦ蛍光プローブの濃度は知られているので、９−ＩＣＦの強度は基板 へ薄膜として塗布される機能的コーティングの総量に比例する。 この発明の範囲内において、機能的コーティングあるいは化合物は多様な用途 に選択され得ることが理解される。用途には、保護コーティング、接着剤裏側コ ーティング、放射線感応性の映像化可能コーティング、剥離層コーティング、バ リア・コーティングなどがある。好ましいコーティングは、コーティングで使用 される蛍光プローブが化学的にコーティングに結合され、コーティング中で溶解 し、あるいはコーティング組成物の中で分散されることが可能なものである。コ ーティングとプローブが適正に選定され、この発明の教示に従って利用されると き、放出の微分値をコーティングの一定の特性と関連づけることができる。これ らの特性には、たとえば厚さ、重さ、均一性、欠点、および斑紋があげられる。 多くの製造過程で、各機能的組成物の重さや厚みを測定する手段として異なる 機能組成物内で、いくつもの蛍光プローブを使用することができる。こうすれば 、各機能組成物を製品に加えて生産コントロールと品質評価ができる。プローブ として用いられる近似した競合する蛍光発生物を検出できる能力により、同一の 波長域内での操作ができるので好都合である。例として、各蛍光プローブ９−Ｉ ＣＦ、α−ＮＰＯ、ＵvitexＯＢはそれぞれ３２５nmで励起される。このように いくつものプローブの励起にも単一光源だけで十分であり、同様にモノクロメー タも検出器も一つで済む。 もし近似している競合蛍光発生物を使うことができなければ、蛍光プローブは 非近似の波長域で操作されなければならないから、その場合は各波長領域にはそ れぞれ異なる励起用セットアップと別々のスペクトル部分での放出を検出するこ とが必要となる。非近似プローブの使用では、しばしば紫外線域で吸収および放 出するプローブが一つ、さらにその第１のプローブの吸収・放出の下位で吸収放 出する第２のプローブが必要となる。これは第２のプローブの不適正励起を防ぎ 、第２プローブが第１プローブの放出を吸収してしまう結果起きる第１プローブ の不当な放出消滅を防ぐ。第２のプローブは通常、可視スペクトル内で吸収放出 するグループからもたらされる。しかし不都合なことに、可視スペクトル内で放 出する蛍光プローブの使用もまた、最終製品の色彩純度や明度に影響して望まし くない結果をもたらすかもしれない。製造状況によっては一つ以上の機能的組成 物の適用が必要となるかもしれない。しかし既存方法ではオーバーラップする放 出スペクトルの２つの蛍光プローブを同時に測定することはできない。 本発明のもう一つの具体例によれば、多数蛍光プローブを同時に弁別し測定す ることができる。図４aは放出曲線６０で蛍光発生物α−ＮＰＯの放出スペクト ルを示している。曲線６０の領域６２は曲線６０のより狭い波長域を意味してお り、そこでは蛍光放出がα−ＮＰＯのために急激に変化する。図４bの曲線６４ は図４aにおける曲線６０の一次導関数を描いている。曲線６４の頂点６６は放 出出力の急激な変化に一致し、蛍光発生物α−ＮＰＯを表現している。 図４cの放出曲線７０は蛍光物ＵvitexＯＢの放出スペクトルを描写している。 曲線７０の領域７２は曲線７０のより狭い波長域を意味し、そこではＵvitexＯ Ｂの蛍光放出が急激に変化する。曲線７０の領域７２は波長帯域約３９５nmから ４０５nmを含むことに留意して戴きたい。図４aの曲線６０からポイント６８は 、α−ＮＰＯの放出波長のピークに対応し、且つ図４cの領域７２に対応する曲 線７０の波長領域内にある。従来の方法では蛍光発生物α−ＮＰＯのあるところ では蛍光発生物ＵvitexＯＢの存在を測定することはできない。この２つの蛍光 プローブが競合しあうため、既存の方法ではこの両者を同時に使用することはで きない。 図４eは、ポリプロピレンの薄膜基板に塗布されるクラトン（Ｋraton）接着剤 の別々の機能的コーティング層で使われる。蛍光プローブとしての蛍光物α−Ｎ ＰＯとＵvitexＯＢに起因する放出曲線８０を描写している。α−ＮＰＯは固体 濃度０.１％、ＵvitexＯＢは固体濃度０.３％で描かれている。Ｋraton接着剤と ポリプロピレンは、これら２つの蛍光プローブの測定された波長では、容易に感 知されるほどの吸収も蛍光もない。図４eでの領域６２は、α−ＮＰＯによる蛍 光波長放出の急激な変化を示しているが、それは弁別可能ではあっても有用では ない。領域７２はＵvitexＯＢによる蛍光波長放出の急激な変化に対応しており 、この同一波長域でのα−ＮＰＯから発する放出の頂点から弁別がつかない。 図４fの曲線８２は、図４eの曲線８０の一次導関数である。図４fで、それぞ れα−ＮＰＯとＵvitexＯＢを指している頂点６６と７６は明確であり、且つ容 易に測定される。各頂点はその蛍光発生物からの蛍光量に比例し、各頂点は、ポ リプロピレンの基板に塗布された各蛍光プローブで表示されるクラトン接着剤層 の重さと厚みにも比例している。 この発明は、より狭い波長領域での全放出出力に対するわずか１％単位で蛍光 発生物を検出でき、９−ＩＣＦとα−ＮＰＯおよびＵvitexＯＢに対する充分な 感度があると、データは示唆している。このより狭い領域での蛍光出力における 急激な変化がより顕著に鋭角的であればそれだけ検出は一層敏感となる。蛍光発 生物がおよそ１５nmほどの狭い波長領域で急激な変化を示すためには、蛍光化合 物は機能的組成物の中で十分な量あるいは濃度でなければならない。そうするこ とで、全体的放出強度に対しておよそ５％の変化とすることができる。３nmとい うもっと狭い波長領域での急激な変化では、全体的放出強度のわずか１％の変化 が検出できる。他の蛍光発生物も使用可能であり、あるいは本発明を利用すべく 開発され且つ本発明に該当する範囲内においては、さらに感度の改善も見込まれ る。 図５は本発明を具体化したシステム１００を表し、モノクロメータ１０２、チ ョッパー１０４、光電子増倍管（ＰＭＴ）１０６、光源１０８、光学フィルター １１０、投射レンズ１１２、対物レンズ１１４、コンピュータ・サブシステム１ １６、および信号処理器１１８からなる。 光源１０８は、例えば光付着性コーティング１２２やバッキング基板１２０、 あるいは接着剤１２４などのような機能的コーティングあるいは機能的組成にお いて蛍光プローブを励起させるのに適切な波長帯域で光を放出する。替わって、 一つ以上の層１２０、１２２、あるいは１２４は同一波長帯域で蛍光を発する混 合物を含む、それ故に他の層に測定プローブとして加えられた蛍光発生物と競合 することもある。 光学フィルター１１０は光源１０８から発せられる励起光から不要な周波数を 除去する。投射レンズ１１２は励起光を測定する材料上のスポットに焦点をあて られ、材料からの放出蛍光は対物レンズ１１４を通してモノクロメータ１０２に 集束される。 回折格子とプリズムを使って、モノクロメータ１０２は検査される材料からの 放出蛍光を、モノクロメータ１０２の出口スリットから出てチョッパー１０４に 向かう不連続な散波長に分離する。システム１００のチョッパー１０４は回転式 車輪であり、モノクロメータ１０２の出口スリットを走査するためポートと整列 している。チョッパー１０４が回転すると、ポートはモノクロメータ１０２の出 口スリットを通り過ぎる際に選定された波長がＰＭＴ１０６に達する。ＰＭＴ１ ０６が各波長の光の強度を測定し、コンピュータ・サブシステム１１６に接続さ れている信号処理器１１８に信号が送られる。コンピュータ・サブシステム１１ ６はあらゆる計算を行い、結果を分析用に提供する。 図６は、出口スリット１３０を有するチョッパー１０６の方向から見たモノク ロメータ１０２の斜視図である。システム１００では、有用な出口スリット１３ ０はスリット幅１mmあたりに８nm解像度を持つ。もし４mm幅の出口スリットが用 いられる時は、モノクロメータ１０２の出口スリット１３０での代表的中心波長 λcで、３２nm波長帯域幅が分散される。代表的な境界波長λ１とλ２は、それ ぞれのλcより１６nm上下する。 本発明の具体例で、複数の蛍光プローブを弁別するのに便利なものがいくつか ある。蛍光プローブを背景の妨害から弁別するのにも、いろいろな形での発明の 具体例が利用される。 図７について言うならば、本発明の具体例で、モノクロメータ１０２の出口ス リット１３０を横切るようにチョッパー１０４の狭小ポート１４０を動かすもの がある。出口スリット１３０の代表的波長λcは、検出される蛍光プローブの急 激な変化が起こる範囲の中間波長に対応するように選ばれる。こうして蛍光プロ ーブのスペクトル領域の急激な移行サンプルが抽出される。たとえば９−ＩＣＦ 放出波長域では、モノクロメータ１０２の代表波長λcは３０５nmを中心にし、 代表波長λcの上下１６nmがスキャンされる。 図７に見られるように狭いポート１４０が出口スリット１３０を横切って掃引 すると、それぞれの波長の光の強度がＰＭＴ１０６によって測定される。これは 図８aと８bのグラフに表されている。図８aのグラフは仮定の蛍光発生物の放出 スペクトルを表している。図８bは狭いポート・チョッパー１４０を回転させる ことによって発生する放出出力を表す。図８bでは急激な波長変化が起こる狭い 領域がλ１とλ２の境界線内で得られるようになっており、λ１とλ２は選定さ れた波長値の上下を示している。蛍光発生物９−ＩＣＦで放出「１ポートに３２ nm帯域幅を用いるときは、λ１は２８９nm、λ２は３２１nmである。図８cは図 ８ bの値から算出された一次微分すなわち導関数を表示するグラフであり、傾きは 機能的組成内の蛍光量に比例する。 もう一つ別の技術としては、図９に見られるように、モノクロメータ１０２の 出口スリット１３０より僅かに幅広のポート１５０を使用することである。この 方法ではこの光の出力強度は、出口スリット１３０でのスペクトル出力の部分で の蛍光強度の積分値に比例する。図９aに示されているように、幅広ポート１５ ０が出口スリット１３０に完全に重なると、ＰＭＴ１０６によって測定される光 の強度は、代表的境界波長λ１から幅広ポート１５０の最先端での代表的波長λ s１までを測定した蛍光強度の積分値に比例する。図９bにあるように、幅広ポー ト１５０が出口スリット１３０を縮小していく際には、ＰＭＴ１０６によって測 定された光の強度は幅広ポート１５０の後端での代表的波長λs２から代表的境 界波長λ２を測定した蛍光強度の積分値に比例する。 図１０aのグラフは仮想蛍光発生物の蛍光スペクトル出力の強度を示す。しか し幅広ポート１５０では、図１０bに見られるような代表的なスキャン・グラフ を作り出す。図１０bの図表を微分すると元の信号とその補足が算出されて、図 １０cのグラフを作成する。図１０cと図８bを比較して戴きたい。再びその信号 を微分すると図１０dのグラフになる。図１０dの傾きのピーク値は機能的組成物 中の蛍光発生物の濃度に比例する。図１０dと図８cを比較して戴きたい。 この幅広ポート・チョッパー技術は、狭いポート・チョッパー技術より性能が 勝っている。というのはＰＭＴ１０６で見られる光度は狭いポートによるものよ りも大幅に強いからである。これにより信号対ノイズ比を改善できる。蛍光プロ ーブが製品のあらゆる構成部品の合計放出量に寄与する全体的な効果は、たとえ 変えたとしても合計放出量の１％にすぎないかもしれないので、信号対ノイズ比 の改善という幅広ポート・チョッパー技術の特徴は、もっぱら蛍光プローブの蛍 光放出に帰因する変化を正確に検出するというこのシステムの能力を改善するも のである。幅広ポート・チョッパー技術はさらに微分分析手順を追加する必要が あり、演算能力へのニーズが増大する。 もう一つの別の技術は、２点間の直線近似計算法を使用する。図１１は放出強 度を曲線で表したものである。曲線上にある二つの点１６０と１６２は、この２ 点間の直線の傾きが傾きのピーク値に近くなるような点である。図１１では放出 強度を示す点１６０と１６２が選ばれ、次の法則により強度が計算される。 強度＝傾斜＝（点１６２でのＩ（強度）−点１６０でのＩ（強度））／（点１ ６２での波長−点１６０の波長） 図１２に示されたように、この技術は装置２００に組み込まれていて、装置２ ００は適切なフィルター２０４とレンズ２０６を用いて蛍光を発する製品に光を あてる光源２０２、２０８、それぞれ選択された波長１６０と１６２に調整され た２つのモノクロメータ２１０と２１２、強度を測定する光電子増倍管２１４と ２１６、および各モノクロメータ２１０と２１２に製品２０８表面から同点の影 像を結ぶための適切な光学機器２２０を備えた正多角形鏡２１８で構成されてい る。光電子増倍管２１４と２１６の出力はコンピュータに接続され（表示はされ ていないが）、傾斜度の計算に用いられる。幅の狭いのと幅広のポート・チョッ パー両方に共通する２点間直線近似計算法の長所は、両モノクロメータを同一点 に集束するために、第２のモノクロメータと回転鏡及び光学機械が要らないこと である。 第４の技術は図１３に見られる。光学的に感度のよい線状配列２３０がチョッ パー車輪と光電子増倍管を置き換えるというものである。このシステムはモノク ロメータ２３４の出口スリット２３２から線状配列２３０に直接に光の分散２３ １が流れるようにすることによっても作動する。この配列の個別の構成部品から の放出がコンピュータ・サブシステム２３６に送り込まれ、図８a,８b,８cに見 られるような、狭いポート・チョッパー技術の出力に類似したグラフを作成する 。この線状配列技術はたった一回だけの微分計算処理が必要で、ほとんどの光学 機器を必要としなくなった。その上、機械的にも簡単である。欠点は個々の配列 素子の相違と全体としての配列の安定性である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板の機能的コーティングの蛍光放出値を測定する方法であって、 波長域Ａで放射エネルギーを吸収し、放出波長領域Ｂで放射エネルギーを 放出し、さらに放出波長領域Ｂ内により狭い波長領域Ｃを包含するのに効果的な 量の蛍光発生物をもつ機能的コーティングを提供するステップと、 領域Ａの波長の放射エネルギーで蛍光発生物を励起するステップと、 機能的コーティングから放射される波長領域Ｂとそれに含まれる波長領域 Ｃの放射エネルギーを検出するステップと、 機能的コーティングから放出されるエネルギーの微分変化を計算するため の検出された波長領域Ｃの微分計算を行うステップとからなり、 上記機能的コーティングを提供するステップでは、放射エネルギーの放出 量が、領域Ｃのすぐ下の領域Ｂでの放出および領域Ｃにおける放出から急激に変 化する、方法。 ２．放射波長領域Ｂとほぼ同じ波長で基板が蛍光を発する請求項１の方法。 ３．波長領域Ｃが約１５ナノメートル以下である請求項１の方法。 ４．波長領域Ｃが約６ナノメートル以下で、波長領域Ｃにおける放射エネルギー の放出量の変化が、波長領域Ｃのすぐ下で測定された際の波長域Ｂの全放出量の およそ２％である請求項３の方法。 ５．波長領域Ｃが約３ナノメートル以下で、波長領域Ｃにおける放射エネルギー の放出量の変化が、波長領域Ｃのすぐ下で測定された際の波長領域Ｂの合計放出 量のおよそ１％である請求項３の方法。 ６．波長領域Ｃが約１５ナノメートル以下で、波長領域Ｃにおける放射エネルギ ーの放出量の変化が、領域Ｃのすぐ下で測定された際の波長領域Ｂの合計放出量 のおよそ５％以下である請求項１の方法。 ７．蛍光発生物が芳香性化合物である請求項１の方法。 ８．芳香性化合物がフルオレン化合物である請求項７の方法。 ９．実行ステップが、波長領域Ｃの放射エネルギーの放出強度の一次微分計算ス テップを含む請求項１の方法。 １０．実行ステップが、波長領域Ｃの放射エネルギーの放出強度の二次微分計算 ステップをさらに含む請求項９の方法。 １１．二点間の直線近似値となる波長領域Ｃ内での最小・最大放出強度を表すた めにより狭い波長領域Ｃ内での二つの別々の波長のサンプル抽出ステップをさら に含む請求項１の方法。 １２．波長領域Ｃのスペクトルを走査するステップをさらに含む請求項１の方法 。 １３．波長領域Ｃのスペクトルを走査するステップで狭小ポート・チョッパーが 使用される請求項１２の方法。 １４．波長領域Ｃのスペクトルを走査するステップで幅広ポート・チョッパーが 使用される請求項１２の方法。 １５．波長領域Ｃのスペクトルを走査するステップで感光性線状配列が使用され る請求項１２の方法。 １６．保護コーティング、粘着性コーティング、下地塗コーティング、低粘着性 背面コーティング、放射線感応性の映像化可能コーティング、剥離層コーティン グ、バリヤー・コーティングの中から機能的コーティングを選択をするステップ をさらに含む請求項１の方法。 １７．蛍光発生物が該機能的コーティング化合物に化学的に結合されている請求 項１の方法。 １８．蛍光発生物が機能的コーティング化合物に可溶性のある請求項１の方法。 １９．蛍光発生物が機能的コーティング化合物に塗布されている請求項１の方法 。 ２０．微分分析を機能的コーティングの特徴のうち少なくとも一つに相関させる ステップをさらに含む請求項１の方法。 ２１．厚さ、重さ、均一性、欠陥、および模様などを含む特徴から機能的コーテ ィングの特徴を選ぶステップをさらに含む請求項２０の方法。 ２２．波長領域Ａの平均波長が領域Ｂの平均波長を下回る請求項１の方法。 ２３．周知の吸収波長領域と放射波長領域を有する全基板、またはある基板の一 部に塗布された機能的化合物の蛍光放出を検出するための分光測光装置であって 、 蛍光発生物を含む機能的コーティングの蛍光放出強度を測定するための蛍 光発生手段を備え、該蛍光発生物が有する放出波長はより狭い蛍光放出波長領域 を含み、その範囲内では蛍光放出強度が急激に変化し、 蛍光発生物の吸収波長領域の放出エネルギーが蛍光発生物を励起する際、 これより狭い波長領域内の蛍光放出レベルを検出するために蛍光発生物に包含さ れたこのより狭い波長領域内に調整された調整可能な検波手段を備え、 狭い波長領域内の蛍光放出の変化を得るための分析手段を備え、該分析手 段は、より狭い包含された波長領域内の一次微分計算を行う手段を含んでおり、 蛍光放出強度の分析から得られた値を機能的コーティングの物理的特徴に 関連付けるための関連付け手段を備えた装置。 ２４．包含されたより狭い波長領域が１５ナノメートル以下である請求項２３の 装置。 ２５．包含されたより狭い波長領域が６ナノメートル以下であり、且つ合計蛍光 放射量を包含されたより狭い波長領域のすぐ下の合計蛍光放出から測定した際、 合計放出量の変化がおよそ２％である請求項２３の装置。 ２６．包含されたより狭い波長領域が約３ナノメートル以下であり、合計蛍光放 出量を包含されたより狭い波長領域のすぐ下の波長から測定した際、合計放出量 の変化がおよそ１％である請求項２３の装置。 ２７．包含されたより狭い波長領域が約１５ナノメートル以下で、合計蛍光放出 量を包含されたより狭い波長領域のすぐ下の波長から測定した際、合計放出量の 変化がおよそ５％である請求項２３の装置。 ２８．分析手段が、包含されたより狭い波長領域内蛍光放出の二次微分計算を行 う手段を含む請求項２３の装置。 ２９．分析手段が、結果的には二点間の線状近似となる蛍光放出の最小・最大値 を表示するため、包含されたより狭い波長領域内の２つの別々の波長でサンプル 抽出する手段をさらに含む請求項２３の装置。 ３０．調整可能な検波手段が、狭いポート・チョッパーからなる請求項２３の装 置。 ３１．調整可能な検波手段が、幅広ポート・チョッパーからなる請求項２３の装 置。 ３２．調整可能な検波手段が、光感度線状配列からなる請求項２３の装置。 ３３．機能的コーティングの物理的特性が、厚さ、重さ、均一性、欠陥、および 斑紋の中から選定される請求項２３の装置。