KR101302162B1 - 3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus - Google Patents
3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR101302162B1 KR101302162B1 KR1020110114476A KR20110114476A KR101302162B1 KR 101302162 B1 KR101302162 B1 KR 101302162B1 KR 1020110114476 A KR1020110114476 A KR 1020110114476A KR 20110114476 A KR20110114476 A KR 20110114476A KR 101302162 B1 KR101302162 B1 KR 101302162B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- confocal
- light
- light emitting
- emitting device
- image
- Prior art date
Links
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 101100348017 Drosophila melanogaster Nazo gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/04—Measuring microscopes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/68—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using high frequency electric fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
- G01J2003/282—Modified CCD or like
Abstract
본 발명은 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 공초점 전계발광 분광 현미경 장치는,공초점을 이루는 광을 발광 소자로부터 검출한 후 검출한 광에 대해 피에조 나노 포지셔너(예: x-y-z 피에조 나노 포지셔너)를 이용한 광 스캔을 실행한 후 실행한 광 스캔의 결과 데이터를 기초로 하여 스캔 면적이 확대되더라도 이미지의 가장 자리까지 선명도를 예정된 레벨 이상으로 유지하는 것이 가능한 전계발광 이미지를 생성하는 구성을 포함한다. 따라서, 본 발명은 전계발광 이미지의 선명도를 전체적으로 균일하게 획득할 수가 있어서 분광학 해석 능력을 고차원으로 높일 수 있다.The present invention discloses a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy device. Confocal electroluminescence spectroscopy apparatus according to the present invention, after detecting the confocal light from the light emitting device, after performing a light scan using a piezo nano positioner (for example, xyz piezo nano positioner) for the detected light And a configuration for generating an electroluminescent image capable of maintaining sharpness above a predetermined level up to the edge of the image even if the scan area is enlarged based on the result data of one light scan. Therefore, the present invention can obtain the overall clarity of the electroluminescent image uniformly, thereby enhancing the spectroscopy analysis capability to a higher dimension.
Description
본 발명은 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 소자에 대한 분광학 분석을 위해 생성하는 전계발광 이미지를 예정된 레벨 이상의 선명도로 구현하기 위한 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a confocal electroluminescence spectroscopy device, and more particularly to a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy device for realizing an electroluminescent image generated for spectroscopic analysis of a light emitting device with a predetermined level or more of clarity. It is about.
최근에 들어, 광발광 다이오드, 레이저 다이오드, 유기발광 다이오드 등과 같은 발광 소자의 효율을 증가시키기 위한 기술개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, technology development for increasing the efficiency of light emitting devices such as a light emitting diode, a laser diode, an organic light emitting diode, and the like has been actively progressed.
이러한 발광 소자의 기술 발전에 따라 마이크론 사이즈 혹은 그 이하의 구조물이 발광 소자 구현에 응용되고 있으며, 이에 대한 효과는 여러 가지 이론에 의해 설명되고 있다.With the development of the light emitting device, a structure having a micron size or smaller is applied to the light emitting device, and the effect thereof has been explained by various theories.
또한, 상기 언급된 이론적 설명을 위해서는 실험적으로 밝혀낼 수 있는 마이크론 사이즈 내에서의 발광 소자의 공간에 따른 분광학적 분석이 반드시 요구된다.In addition, for the above-mentioned theoretical explanation, the spectroscopic analysis according to the space of the light emitting device within the micron size that can be experimentally revealed is required.
이를 위해, 비 파괴적으로 대상물에 대해 3차원 형상을 얻을 수 있는 공초점 현미경이 매우 유용한 실험장치로 활용되고 있으며, 이러한 공초점 현미경을 분광 시스템과 결합하여 발광 소자의 2차원 전계발광 이미지를 획득할 수 있는 공초점 전계발광 분광 현미경도 유용하게 활용되고 있다.For this purpose, a confocal microscope that can obtain a three-dimensional shape for an object nondestructively is used as a very useful experimental device, and the confocal microscope can be combined with a spectroscopic system to obtain a two-dimensional electroluminescent image of a light emitting device. Confocal electroluminescent spectroscopy is also useful.
하지만, 기존의 공초점 전계발광 분광 현미경은 갈바노 스캐너를 이용하여 발광 소자로부터 방출되는 광을 스캔하기 때문에 비교적 넓은 면적(예: ~100 × 100 μm)을 스캔할 경우 해당 스캔 이미지의 가장 자리에 대한 초점거리가 벗어나서 이미지 선명도가 현저히 떨어지는 단점이 있다.Conventional confocal electroluminescence spectroscopy, however, uses a galvano scanner to scan the light emitted from the light emitting device, so scanning a relatively large area (e.g., ~ 100 × 100 μm) will cause the edge of the scanned image to There is a disadvantage in that the sharpness of the image is significantly reduced due to the out of focal length.
또한, 기존의 공초점 전계발광 분광 현미경은 발광 소자로부터 방출되는 광에 대해 공초점을 형성하기 위한 구성으로, '핀홀'을 사용하였기 때문에 광의 빔 경로를 조정하기 위한 별도의 반사물들을 이용하여 해당 빔 경로를 지정하여야 하는 번거로움이 있다.In addition, the conventional confocal electroluminescence spectroscopy is a configuration for forming a confocal light for the light emitted from the light emitting device, because the 'pinhole' is used to use a separate reflector for adjusting the beam path of the light There is a hassle to specify the beam path.
즉, 기존의 공초점 전계발광 분광 현미경을 이용할 경우 생성되는 전계발광 이미지의 가장자리에 대한 선명도가 떨어지는 문제점과 발광 소자로부터 방출되는 광의 빔 경로를 지정하기 위해 별도로 구성하여야 하는 반사물들로 인한 이용 및 제작상의 번거로움을 해소하기 위한 필요성이 있다.In other words, when using a conventional confocal electroluminescence spectroscopy microscope, the sharpness of the edge of the electroluminescent image generated is inferior, and the use and fabrication of reflectors that must be separately configured to designate the beam path of the light emitted from the light emitting device There is a need to eliminate the hassle of the jacket.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 발광 소자에 대한 분광학 분석을 위해 발광 소자의 표면 중 특정 영역으로부터 방출되는 광(즉, 공초점을 형성하는 광을 일컫음)만을 검출하기 위하여, 표본인 발광 소자를 지향하고 있는 공초점 렌즈의 상단에 기존의 핀홀을 대신하는 광섬유의 코어를 노출하여 구비하고, 광섬유의 코어 부위를 자유자재로 조절하여 공초점을 이루는 해당 광을 검출하기 위한 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide light emitted from a specific region of the surface of a light emitting device (that is, light forming a confocal) for spectroscopic analysis of the light emitting device. In order to detect only), the core of the optical fiber replacing the existing pinhole is provided on the top of the confocal lens facing the light emitting element as a sample, and the core portion of the optical fiber is adjusted freely to adjust the confocal point. An object of the present invention is to provide a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy microscope device for detecting a corresponding light.
또한, 본 발명은 공초점을 이루는 광을 발광 소자로부터 검출한 후 검출한 광에 대해 피에조 나노 포지셔너(예: x-y-z 피에조 나노 포지셔너)를 이용한 광 스캔을 실행한 후 실행한 광 스캔의 결과 데이터를 기초로 하여 스캔 면적이 확대되더라도 이미지의 가장 자리까지 선명도를 예정된 레벨 이상으로 유지하는 것이 가능한 전계발광 이미지를 생성하기 위한 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치를 제공하는 데 있다.In addition, the present invention is based on the result data of the optical scan performed after the optical scan using a piezo nano positioner (for example, xyz piezo nano positioner) for the detected light after detecting the confocal light from the light emitting device By providing a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus for generating an electroluminescent image capable of maintaining the sharpness to the edge of the image even if the scan area is enlarged to a predetermined level.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치는, 발광 소자를 탑재하기 위한 받침부; 상기 발광 소자에 전류를 제공하여 분광하는 분광분석부; 상기 전류의 공급으로 인해 상기 발광 소자로부터 방출되는 광을 수광하는 공초점렌즈부; 및 상기 공초점렌즈부로부터 전달되는 광 중에서 상기 공초점렌즈부에 의해 상기 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광을 검출하여 상기 분광분석부로 제공하기 위한 광섬유연결부;를 포함하고, 상기 분광분석부는 상기 광섬유연결부를 거쳐 제공되는 광에 대해 피에조 나노 포지셔너를 이용한 광 스캔을 실행한 후 상기 광 스캔의 실행 결과를 기초로 3차원 전계 발광 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다. Three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the support unit for mounting a light emitting element; A spectroscopic analyzer for spectroscopy by providing a current to the light emitting device; A confocal lens unit for receiving light emitted from the light emitting element due to the supply of the current; And an optical fiber connector configured to detect light that forms a focal point and a confocal spot formed on the surface of the light emitting device by the confocal lens unit from the light transmitted from the confocal lens unit, and provide the light to the spectroscopic analyzer. The spectroscopic analyzer is configured to generate a three-dimensional electroluminescent image based on a result of performing the optical scan after performing the optical scan using the piezo nano positioner for the light provided through the optical fiber connection.
바람직하게는, 상기 분광분석부 내에 구비되어 있는 상기 피에조 나노 포지셔너와 CCD(Charge Coupled Device) 디텍터 간의 신호 동기 설정을 통해 상기 3차원 전계발광 이미지를 광 파장 별로 각각 생성하는 것이 가능하다. Preferably, the 3D electroluminescent image may be generated for each light wavelength through signal synchronization setting between the piezo nano positioner and the CCD (Charge Coupled Device) detector included in the spectroscopic analyzer.
바람직하게는, 상기 광섬유연결부의 최종단은 상기 공초점렌즈부를 지향점으로 하여 위치 이동하는 것이 가능하다. Preferably, the final end of the optical fiber connection portion can be moved in position with the confocal lens portion as a directing point.
바람직하게는, 상기 광섬유 연결부는 다중 모드 광섬유를 포함하는 것이 가능하다. Preferably, the fiber optic connection may comprise a multimode fiber.
바람직하게는, 상기 피에조 나노 포지셔너는 상기 3차원 전계발광 이미지의 분해능을 전체적으로 균일하도록 하는 것이 가능하다. Preferably, the piezo nano positioner is capable of making the resolution of the three-dimensional electroluminescent image uniform throughout.
바람직하게는, 상기 광섬유 연결부는 핀홀 역할 및 빔의 이동 경로를 편리하게 지정하거나 이동시키는 것이 가능하다. Preferably, the optical fiber connection portion can conveniently designate or move the role of the pinhole and the path of movement of the beam.
따라서, 본 발명에서는 발광 소자에 대한 분광학 분석을 위해 발광 소자의 표면 중 특정 영역으로부터 방출되는 광(즉, 공초점을 형성하는 광을 일컫음)만을 검출하기 위하여, 표본인 발광 소자를 지향하고 있는 공초점 렌즈의 상단에 기존의 핀홀을 대신하는 광섬유의 코어를 노출하여 구비하고, 광섬유의 코어 부위를 자유자재로 조절하여 공초점을 이루는 해당 광을 검출하는 구성을 갖춤으로써, 발광 소자로부터 방출되는 광의 빔 경로를 지정하기 위한 다양한 반사물들을 구비하지 않아도 되어 현미경 구성을 간소화할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, in order to detect only light emitted from a specific region of the surface of the light emitting device (that is, light forming a confocal) for spectroscopic analysis of the light emitting device, the light emitting device that is a sample is directed. By exposing the core of the optical fiber to replace the existing pinhole on the top of the confocal lens, and by controlling the core portion of the optical fiber freely to detect the corresponding light forming the confocal, it is emitted from the light emitting element There is an advantage in that the microscope configuration can be simplified by not having various reflectors for specifying the beam path of the light.
또한, 본 발명은 공초점을 이루는 광을 발광 소자로부터 검출한 후 검출한 광에 대해 피에조 나노 포지셔너(예: x-y-z 피에조 나노 포지셔너)를 이용한 광 스캔을 실행한 후 실행한 광 스캔의 결과 데이터를 기초로 하여 스캔 면적이 확대되더라도 이미지의 가장 자리까지 선명도를 예정된 레벨 이상으로 유지하는 것이 가능한 전계발광 이미지를 생성함으로써, 전계발광 이미지의 선명도를 전체적으로 균일하게 획득할 수가 있어서 분광학 해석 능력을 고차원으로 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention is based on the result data of the optical scan performed after the optical scan using a piezo nano positioner (for example, xyz piezo nano positioner) for the detected light after detecting the confocal light from the light emitting device By generating an electroluminescent image that can maintain the sharpness to the edge of the image even if the scan area is enlarged to a predetermined level, the overall clarity of the electroluminescent image can be obtained uniformly, thereby enhancing the spectroscopy analysis ability to a higher level. There is an advantage to that.
도 1은 본 발명에 의한 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치를 일실시 예로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 z축에 따른 x-y 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면,
도 3은 본 발명의 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 단면에 해당하는 x-z 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면, 및
도 4는 본 발명의 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 파장에 따른 각각의 x-y 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면이다.1 is a view showing an example of a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a view measuring an xy two-dimensional electroluminescent image along the z axis of a blue photoluminescent diode by using a three-dimensional confocal electroluminescent spectroscopy apparatus of the present invention; FIG.
3 is a view measuring an xz two-dimensional electroluminescence image corresponding to a cross section of a blue photoluminescence diode by a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus of the present invention, and
FIG. 4 is a view of measuring xy two-dimensional electroluminescence images according to wavelengths of blue photoluminescence diodes by the three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the confocal electroluminescence spectroscopy apparatus 100 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치를 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 1에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치는 발광 소자에 대한 분광학 분석을 위해 발광 소자의 표면 중 특정 영역으로부터 방출되는 광(즉, 공초점을 형성하는 광을 일컫음)만을 검출하기 위한 구성을 기존의 핀홀을 대신하여 광섬유를 통해 구현하는 구성을 갖춘다.1 is a view showing an embodiment of a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy microscope apparatus according to the present invention. As shown by way of example only in FIG. 1, the three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy microscope device 100 forms light (ie, confocal) emitted from a specific area of the surface of the light emitting device for spectroscopic analysis of the light emitting device. It is configured to implement the configuration for detecting only light to replace the existing pinhole through the optical fiber.
참고로, 기존의 핀홀은 발광 소자의 표면에 형성된 초점에서 방출되는 광만을 통과시키고 발광 소자의 인접 영역으로부터 방출되는 광은 차단하는 역할을 함으로써 발광 소자가 고휘도로 발광하는 경우에도 원하는 특정 영역만의 발광 이미지를 얻을 수 있도록 하기 위한 현미경(100)(즉, '공초점 전계발광 분광 현미경(100) 내'을 가르키는 것이고, 이후에서는 '현미경(100)'이라 칭하기로 함) 내 한 구성이다.For reference, conventional pinholes pass only the light emitted from the focal point formed on the surface of the light emitting device and block light emitted from the adjacent area of the light emitting device. It is one configuration within the microscope 100 (ie, 'in the confocal electroluminescence spectroscopy 100') to obtain a luminescent image, hereinafter referred to as 'microscope 100'.
하지만, 핀홀을 구비한 현미경(100)의 경우 발광 소자로부터 방출되는 광의 빔 경로를 핀홀을 향하도록 빔 경로를 지정하기 위한 다양한 종류의 반사물들을 구비하여야 하고, 이러한 반사물에 대한 각도 조정을 통해 원하는 특정 빔을 핀홀로 향하도록 할 수 있다.However, in the case of the microscope 100 having a pinhole, various kinds of reflectors are required to designate a beam path so that the beam path of the light emitted from the light emitting element is directed to the pinhole, and the angle of the reflector is adjusted. The particular beam of interest can be directed to the pinhole.
따라서, 핀홀을 구비한 현미경(100)의 경우에는 빔 경로의 지정을 위한 반사물을 구비하여야 하는 구성상 번잡함이 있을 뿐만 아니라, 측정자로 하여금 반사물에 대한 미세 각도 조정을 실시하여야 하는 불편함이 있다 하겠다.Therefore, in the case of the microscope 100 having a pinhole, not only is it complicated in construction to include a reflector for designating a beam path, but also inconvenience of the operator having to perform fine angle adjustment on the reflector. I will.
이와 대비되는 본 발명에서 제공하는 현미경(100)은 표본인 발광 소자를 지향하고 있는 공초점 렌즈의 상단에 기존의 핀홀을 대신하는 광섬유의 코어를 노출하여 구비함으로써, 빔 경로 지정을 위한 반사물을 구비하지 않아도 된다.In contrast, the microscope 100 provided in the present invention exposes the core of the optical fiber instead of the existing pinhole on the top of the confocal lens facing the light emitting element as a sample, thereby providing a reflector for beam routing. It does not need to be provided.
즉, 본 발명의 현미경(100)은 광 섬유의 코어부위를 자유자재로 조절할 수 있으므로 발광 소자로부터 방출되는 광의 빔 경로를 인위적으로 조절하지 않고서도, 공초점을 이루는 광의 빔 경로를 검출하는 것이 가능하다.That is, since the microscope 100 of the present invention can freely adjust the core portion of the optical fiber, it is possible to detect the beam path of the confocal light without artificially adjusting the beam path of the light emitted from the light emitting element. Do.
구체적으로, 본 발명의 현미경(100)은 발광 소자를 탑재하기 위한 받침부(110), 발광 소자의 발광을 유발하기 위해 발광 소자에 전류를 제공하여 분광하는 분광분석부(140), 발광 소자로부터 방출되는 광을 수광하는 공초점렌즈부(120), 및 공초점렌즈부(120)로부터 전달되는 광 중에서 공초점렌즈부(120)에 의해 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광을 검출하여 분광분석부(140)로 제공하기 위한 광섬유연결부(130)를 포함하는 구성을 갖춘다.In detail, the microscope 100 of the present invention includes a
여기서, 분광분석부(140)는 광섬유연결부(130)로부터 발광 소자에서 방출되는 광 중 공초점을 이루는 광에 대해 피에조 나노 포지셔너(예: x-y-z 피에조 나노 포지셔너)를 이용한 광 스캔을 실행한 후 실행한 광 스캔의 결과 데이터를 기초로 하여 스캔 면적이 확대되더라도 이미지의 가장 자리까지 선명도를 예정된 레벨 이상으로 유지하는 것이 가능한 전계발광 이미지를 생성한다.Here, the
이와 같은 전계발광 이미지를 생성하는 분광분석부(140)는 SMA(SubMiniature A) 커넥터를 이용하여 광섬유연결부(130)의 최종단과 연결되며, 전계발광 이미지를 생성하기 위해서 PMT 디덱터, 모노클로메터, CCD 디텍터, 제어모듈, 소스메터, 피에조 나노포지셔너 및 피에조 나조 포지셔너의 컨트롤러를 포함한다. The
소스메터는 받침부(110)에 위치하는 표본 대상물인 발광 소자를 발광시키기 위한 전류를 발광 소자에 제공한다. 본 실시예에서는 받침부(110)로서 상기 피에조 나노 포지셔너가 이용되고 있으나, 이외의 부품으로도 사용 가능하며, 특히 나노 스케일의 정밀한 스캐닝을 위해서는 피에조 나노 포지셔너가 이용되는 것이 바람직하다. The source meter provides a current to the light emitting device to emit light of the light emitting device that is a sample object located on the
이후, 발광 소자로부터 방출되는 광은 공초점렌즈부(120)를 통과하면서 수광된 후 광섬유연결부(130)의 광섬유 코어 내로 집광된다. Subsequently, light emitted from the light emitting device is received while passing through the
이 과정에서, 광섬유 코어 내로 집광되는 광은 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광이 이에 해당된다.In this process, light condensed into the optical fiber core corresponds to light confocal with the focal point formed on the surface of the light emitting device.
즉, 분광분석을 위한 광을 광섬유연결부(130) 및 공초점렌즈부(120)를 이용하여 검출한 후, 검출한 광은 분광 분석되어 지기 위해 분광분석부(140)로 전달된다.That is, after detecting the light for spectroscopic analysis using the
분광분석부(140) 내의 PMT 디텍터와 모노클로메터를 이용하여 검출한 광에 대한 광 스펙트럼 측정을 실행하고, CCD 디텍터에 해당 광을 입사시켜 발광 세기에 대한 분포영상을 측정한다.Light spectrum measurement is performed on the light detected using the PMT detector and the monochromator in the
또한, 분광분석부(140)는 피에조 나노 포지셔너를 이용하여 분석대상의 광에 대해 3차원의 입체적인 광 스캔을 수행하여 이미지 선명도가 전체적으로 균일한 전계발광 이미지를 생성하는 것이 가능하다.In addition, the
이에, 발광 소자의 전계발광 이미지를 2차원 또는 3차원 전계발광 이미지로 생성할 수 있으며, 이와 같은 전계발광 이미지는 전체적으로 선명도가 균일하기 때문에 이미지의 가장자리도 예정된 레벨 이상의 선명도를 유지할 수 있다.Accordingly, the electroluminescent image of the light emitting device may be generated as a two-dimensional or three-dimensional electroluminescent image. Since the electroluminescent image is uniform in overall sharpness, the edges of the image may also maintain the sharpness over a predetermined level.
아울러, 피에조 나노 포지셔너의 컨트롤러와 CCD(Charge Coupled Device) 디텍터 간에 대한 신호 동기 설정을 함으로써, 피에조 나노 포지셔너를 이용해서 생성한 전계발광 이미지를 광 파장별로 각각 별도의 이미지로 생성할 수 있다.In addition, by setting signal synchronization between the controller of the piezo nano positioner and the charge coupled device (CCD) detector, an electroluminescent image generated using the piezo nano positioner may be generated as a separate image for each light wavelength.
도 2는 본 발명의 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 z축에 따른 x-y 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면이다. 도 2에 단지 예로써 도시된 바와 같이, x-y 2차원 전계발광 이미지는 상기에서 언급한 본 발명의 특징을 잘 나타내고 있다.2 is a view of measuring x-y two-dimensional electroluminescence image along the z-axis of the blue photoluminescence diode by the confocal electroluminescence spectroscopic microscope device 100 of the present invention. As shown by way of example only in FIG. 2, the x-y two-dimensional electroluminescent image well illustrates the features of the invention mentioned above.
즉, 청색 광발광 다이오드에 대한 다양한 공간 변동에 대해서도 x-y 2차원 전계발광 이미지 모두(즉, b 내지 i 이미지)가 이미지 가장 자리까지 예정된 레벨 이상으로 선명도를 유지하는 것을 확인할 수 있다.That is, it can be seen that even with various spatial variations with respect to the blue light emitting diode, all of the x-y two-dimensional electroluminescent images (that is, the b to i images) maintain the sharpness above the predetermined level up to the edge of the image.
도 3은 본 발명의 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 단면에 해당하는 x-z 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 마찬가지로 청색 광발광 다이오드의 단면에 해당하는 x-z 2차원 전계발광 이미지도 예정된 레벨 이상으로 선명도를 유지하는 것을 확인할 수 있다.3 is a diagram of an x-z two-dimensional electroluminescence image corresponding to a cross section of a blue photoluminescence diode by the confocal electroluminescence spectroscopy apparatus 100 of the present invention. As shown by way of example only in FIG. 3, it can be seen that the x-z two-dimensional electroluminescent image corresponding to the cross section of the blue photoluminescent diode likewise maintains sharpness above a predetermined level.
도 4는 본 발명의 공초점 전계발광 분광 현미경(100) 장치에 의해 청색 광발광 다이오드의 파장에 따른 각각의 x-y 2차원 전계발광 이미지를 측정한 도면이다. 도 4에 단지 예로써 도시된 바와 같이, 본 발명은 피에조 나노 포지셔너를 이용해서 생성한 전계발광 이미지를 광 파장별로 각각 별도의 이미지로 생성하는 것이 가능하다.FIG. 4 is a view of measuring x-y two-dimensional electroluminescence images according to wavelengths of blue photoluminescence diodes by the confocal electroluminescence spectroscopic microscope device 100 of the present invention. As shown by way of example only in FIG. 4, the present invention makes it possible to generate electroluminescent images generated using piezo nano positioners as separate images for each wavelength of light.
즉, 도 4의 a) 도면에 나타낸 각 파장별 전계발광 이미지를 b) 도면과 c) 도면에 각각 나타낸 것이고, 구분된 각 파장별 전계발광 이미지를 통합한 형태의 전계발광 이미지를 d) 도면과 같이 생성하는 것도 가능하다.That is, the electroluminescent image of each wavelength shown in FIG. 4 a) is shown in b) and c), respectively, and the electroluminescent image is formed by integrating the electroluminescent image of each wavelength. It can also be created together.
결론적으로, 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치는 기존의 전계발광 분광 현미경 장치에서 사용한 핀홀 대신 광섬유 연결부(130)를 이용하여 분광분석부(140)에서 전달받은 빔의 경로를 자유롭게 결정할 수 있도록 하였고, 또한 기존의 전계발광 분광 현미경 장치에서 사용한 갈바노 스캐너 대신 x-y-z 피에조 나노 포지셔너를 사용하여 피에조 나노 표지셔너의 컨트롤러를와 CCD 디텍터의 신호를 동기화시킴으로써 전계발광된 빛의 파장에 따라 각각의 이미지를 얻을 수 있도록 하였다.In conclusion, the three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus according to the embodiment of the present invention described above is transmitted from the
즉, 이와 같은 구성을 포함함으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치에서는 x-y-z 피에조 나노 포지셔너를 이용하여 넓은 면적의 스캔에서도 초점이 유지되어 이미지의 가장자리도 선명한 2차원 전기발광 이미지를 얻을 수 있고, 3차원 모든 방향으로도 스캔 가능하여 3차원의 전계발광 이미지를 높은 공간분해능으로 얻을 수 있고, 450 nm 파장의 빛을 발광하는 광발광 다이오드에서 대략 200 nm 공간 분해능을 얻을 수 있고, 또한 광섬유를 이용함으로써 광섬유의 코어가 핀홀 역할을 하는 동시에 빔의 진행경로를 자유롭고 편리하게 이동시키거나 옮길 수 있고, 공초점 현미경과 분광 시스템의 신호를 싱크로나이즈 시켜서 각 파장에 따른 전계발광 이미지를 필터링할 수 있다.That is, by including such a configuration, in the three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus according to an embodiment of the present invention by using the xyz piezo nano positioner focus is maintained even in the scan of a large area, the edge of the image is also sharp two-dimensional Electroluminescent images can be obtained, scan in all directions in three dimensions, three-dimensional electroluminescent images can be obtained with high spatial resolution, and approximately 200 nm spatial resolution in photoluminescent diodes emitting 450 nm wavelength light By using the optical fiber, the core of the optical fiber acts as a pinhole, and the path of the beam can be freely and conveniently moved or moved, and the signals of confocal microscopes and spectroscopic systems can be synchronized to electroluminescence according to each wavelength. You can filter the images.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
또한, 본 발명은 발광 소자에 대한 분광학 분석을 위해 생성하는 전계발광 이미지를 예정된 레벨 이상의 선명도로 구현하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.In addition, the present invention is to implement the electroluminescent image for the spectroscopic analysis of the light emitting device with a clarity of more than a predetermined level, it is not only commercially available or commercially available, but also because it is realistic enough to be implemented in the industrial It is an invention that can be used.
100: 공초점 전계발광 분광 현미경 110: 받침부
120: 공초점렌즈부 130: 광섬유연결부
140: 분광분석부 100: confocal electroluminescence spectroscopy microscope 110: support
120: confocal lens unit 130: optical fiber connection portion
140: spectroscopic analysis unit
Claims (6)
상기 발광 소자에 전류를 제공하여 분광하는 분광분석부;
상기 전류의 공급으로 인해 상기 발광 소자로부터 방출되는 광을 수광하는 공초점렌즈부; 및
상기 공초점렌즈부로부터 전달되는 광 중에서 상기 공초점렌즈부에 의해 상기 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광을 검출하여 상기 분광분석부로 제공하기 위한 광섬유연결부;를 포함하고,
상기 분광분석부는,
상기 공초점렌즈부에 의해 상기 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광에 대한 광 스펙트럼 측정을 실행하는 PMT 디텍터;
상기 공초점렌즈부에 의해 상기 발광 소자의 표면에 형성된 초점과 공초점을 이루는 광을 발광 세기에 대한 분포 영상을 측정하는 CCD 디텍터;
상기 받침부에서 상기 광 스캔의 실행 결과로 광 이미지를 생성하는 컨트롤러; 및
상기 PMT 디텍터에서 측정된 광 스텍트럼, 상기 CCD 디텍터에서 측정된 분포 영상 및 상기 컨트롤러로부터 전달된 상기 광 이미지를 기반으로, 3차원 전계 발광 이미지 및 상기 3차원 전계발광 이미지를 광 파장별로 별도의 이미지를 생성하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치.A mounting portion for mounting a light emitting device and optically scanning the light emitted from the light emitting device;
A spectroscopic analyzer for spectroscopy by providing a current to the light emitting device;
A confocal lens unit for receiving light emitted from the light emitting element due to the supply of the current; And
And an optical fiber connector for detecting and providing light to the spectroscopic analyzer, which comprises a focal point and a focal point formed on the surface of the light emitting device by the confocal lens unit, from the light transmitted from the confocal lens unit.
The spectroscopic analysis unit,
A PMT detector for performing light spectrum measurement on light confocal with a focal point formed on the surface of the light emitting element by the confocal lens unit;
A CCD detector for measuring a distribution image of light emission intensity of light forming a confocal with a focal point formed on the surface of the light emitting device by the confocal lens unit;
A controller configured to generate an optical image as a result of executing the optical scan in the receiving unit; And
Based on the optical spectrum measured by the PMT detector, the distribution image measured by the CCD detector, and the optical image transmitted from the controller, a three-dimensional electroluminescent image and the three-dimensional electroluminescent image may be separately divided by optical wavelength. 3D confocal electroluminescence spectroscopy apparatus comprising a control module for generating.
상기 제어모듈은,
상기 컨트롤러와 상기 CCD 디텍터 사이의 신호를 동기화시켜 상기 3차원 전계 발광 이미지를 광 파장별로 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 공초점 전계 발광 분광 현미경 장치.The method according to claim 1,
The control module includes:
3D confocal electroluminescence spectroscopy apparatus for synchronizing the signal between the controller and the CCD detector to generate the three-dimensional electroluminescent image for each wavelength of light.
상기 광섬유연결부의 최종단은 상기 공초점렌즈부를 지향점으로 하여 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치. The method according to claim 1,
The final end of the optical fiber connecting portion is a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus characterized in that the positional movement of the confocal lens unit as a directing point.
상기 광섬유 연결부는 다중 모드 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치. The method according to claim 1,
The optical fiber connection portion is a three-dimensional confocal electroluminescence spectroscopy apparatus comprising a multi-mode optical fiber.
상기 받침부는,
상기 3차원 전계발광 이미지의 분해능을 전제적으로 균일하게 하기 위해 상기 발광소자에서 방출되는 광을 광 스캔하는 피에조 나노 포지셔너인 것을 특징으로 하는 3차원 공초점 전계발광 분광 현미경 장치. The method according to claim 1,
[0030]
And a piezo nano positioner for optically scanning the light emitted from the light emitting device in order to make the resolution of the three-dimensional electroluminescent image uniformly uniform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114476A KR101302162B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114476A KR101302162B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130049445A KR20130049445A (en) | 2013-05-14 |
| KR101302162B1 true KR101302162B1 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=48660192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110114476A KR101302162B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101302162B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002272674A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-24 | Olympus Optical Co Ltd | Optical scanning probe device |
| KR100861405B1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-10-02 | 주식회사 바이오트론 | A confocal microscope using a optical fiber |
| JP2009517662A (en) * | 2005-11-23 | 2009-04-30 | イルミナ インコーポレイテッド | Confocal imaging method and apparatus |
-
2011
- 2011-11-04 KR KR1020110114476A patent/KR101302162B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002272674A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-24 | Olympus Optical Co Ltd | Optical scanning probe device |
| JP2009517662A (en) * | 2005-11-23 | 2009-04-30 | イルミナ インコーポレイテッド | Confocal imaging method and apparatus |
| KR100861405B1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-10-02 | 주식회사 바이오트론 | A confocal microscope using a optical fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130049445A (en) | 2013-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101409644B1 (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus | |
| JP5779597B2 (en) | Use of microscope structural units, microscope devices and microscope structural units | |
| US6958470B2 (en) | Scanning microscope with a detector and light source for exciting an energy state in a specimen and module for a scanning microscope | |
| KR102279614B1 (en) | Miniaturized imaging apparatus for wafer edge | |
| US20130120563A1 (en) | Image generation device | |
| JP3634343B2 (en) | Digitally controlled scanning method and apparatus | |
| KR101350976B1 (en) | Appratus For Measuring Temperature Distribution | |
| JP2017075947A (en) | Scanner head and device with scanner head | |
| JP6230434B2 (en) | Image inspection apparatus, image inspection method, image inspection program, and computer-readable recording medium | |
| JP2009036969A (en) | Cover glass, slide glass, preparation, observation method, and microscopic device | |
| JP2017520755A (en) | 3D coarse laser scanner | |
| US11402200B2 (en) | Measuring device, observing device and measuring method | |
| JP5142315B2 (en) | Microscope and observation method thereof | |
| JP5969867B2 (en) | Optical microscope | |
| JP2010080144A (en) | Compound microscope device and method of observing sample | |
| KR102562196B1 (en) | Apparatus for inspection of semiconductor | |
| KR101302162B1 (en) | 3-dimensional confocal electroluminescence spectral-microscope apparatus | |
| KR101760284B1 (en) | 3-dimensional shape measurement system using non-flat coaxial pattern mask | |
| CN110726919B (en) | Array APD photoelectric parameter testing system | |
| JP4446396B2 (en) | Microphotoluminescence measuring apparatus and measuring method | |
| JP2004354344A (en) | Light source device and biomolecule analysis apparatus using the light source device | |
| Colville et al. | Azimuthal beam scanning microscope design and implementation for axial localization with scanning angle interference microscopy | |
| JP2014056059A (en) | Optical microscope | |
| KR101061770B1 (en) | Interferometer with separate magnification lens and interference lens | |
| RU2199729C1 (en) | Laser device to examine field of microobjects by beam action (versions) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160712 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |