KR101987506B1 - 측정 장치 및 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 형광체의 광학적인 성능을 보다 단시간에 측정할 수 있는 측정 장치 및 측정 방법이 제공된다. 측정 장치(1)는 형광체에 여기광을 조사하기 위한 광원(52)과, 여기광 중 형광체를 투과한 광 및, 여기광에 의해 형광체에서 발생하는 형광을 수광하기 위한 수광부(10)와, 수광부에 의해 수광된 광을 검출하기 위한 검출부(200)를 포함한다. 수광부는, 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징(12)과, 하우징의 형광체의 측에 배치된 광 확산부(14)와, 하우징의 광 확산부와는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부로 유도하기 위한 창(18)을 포함한다.

Description

측정 장치 및 측정 방법{MEASUREMENT APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD}

본 발명은 형광체의 광학적인 성능을 측정하기 위한 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.

종래부터 형광 물질을 포함하는 각종 형광체가 다양한 용도로 이용되고 있다. 최근에는, LED(Light Emitting Diode) 등을 사용한 발광 디바이스, 액정 디스플레이나 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이 등의 표시 디바이스, 등에 널리 응용되고 있다. 이러한 형광체는, 발광 디바이스나 표시 디바이스의 성능을 좌우하므로, 그 광학적인 성능을 적절하게 평가할 필요가 있다.

이러한 형광체의 평가에 따른 구성으로서, 일본 특허 공개 제2012-208024호 공보는, 밀봉재 내에 분산시켜 발광 장치에 사용되는 형광체의 형광 스펙트럼을 측정하기 위한 구성을 개시한다.

상술한 일본 특허 공개 제2012-208024호 공보에 개시되는 구성은, 형광체를 밀봉재 내에 분산시킨 시료(샘플)의 형광체 스펙트럼을 측정하는 데 적합하며, 기본적으로는, 시료마다의 형광 스펙트럼을 측정하는 것이 상정되어 있다.

한편, 형광체의 제조 라인 등에서는, 검사 대상으로 되는 복수의 형광체를 보다 단시간에 측정하고자 하는 요구가 있다. 예를 들어, 전체면이 형광체로 되어 있는 시트의 상태로 제조나 검사가 행해진다. 이러한 전체면이 형광체로 되어 있는 시트는, 필요한 치수의 영역이 절취되어, 제품으로서 사용된다. 일본 특허 공개 제2012-208024호 공보에 개시되는 구성에서는, 판 형상의 시료에 적분구를 접촉시켜 측정할 필요가 있다. 그 때문에, 동일한 면 내에 있는 복수의 측정점의 형광 스펙트럼을 측정하는 경우에는, 적분구의 이동 및 시료에의 접촉을 반복할 필요가 있어, 측정에 필요한 시간을 단축하는 것이 어렵다.

일본 특허 공개 제2012-208024호 공보

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 형광체의 광학적인 성능을 보다 단시간에 측정할 수 있는 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 어느 국면에 따른 형광체의 광학적인 성능을 측정하기 위한 측정 장치는, 형광체에 여기광을 조사하기 위한 광원과, 여기광 중 형광체를 투과한 광 및, 여기광에 의해 형광체에서 발생하는 형광을 수광하기 위한 수광부와, 수광부에 의해 수광된 광을 검출하기 위한 검출부를 포함한다. 수광부는, 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징과, 하우징의 형광체의 측에 배치된 광 확산부와, 하우징의 광 확산부와는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부로 유도하기 위한 창을 포함한다.

바람직하게는, 수광부는, 형광체로부터 소정 거리만큼 이격하여 배치된다.

바람직하게는, 광 확산부는, 창으로부터의 시야를 포함하는 범위에 배치된다.

바람직하게는, 측정 장치는, 광원으로부터의 여기광이 형광체에 입사하는 위치를 변경하는 이동 기구를 더 포함한다.

바람직하게는, 형광체에 대하여 수광부가 소정 규칙에 따라 복수 배치되어 있고, 검출부는, 복수의 수광부에 의해 각각 수광된 형광을 병렬적으로 측정한다.

본 발명의 다른 국면에 따른 형광체의 광학적인 성능을 측정하기 위한 측정 방법은, 광원으로부터 형광체에 여기광을 조사하는 스텝과, 여기광 중 형광체를 투과한 광 및, 여기광에 의해 형광체에서 발생하는 형광을 수광부에서 수광하는 스텝과, 수광부에 의해 수광된 광을 검출부에서 검출하는 스텝을 포함한다. 수광부는, 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징과, 하우징의 형광체의 측에 배치된 광 확산부와, 하우징의 광 확산부와는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부로 유도하기 위한 창을 포함한다.

본 발명에 의하면, 형광체의 광학적인 성능을 보다 단시간에 측정할 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부된 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치의 전체 구성을 도시한 모식도이다.
도 2는, 본 실시 형태에 따른 검출부의 구성예를 도시한 모식도이다.
도 3은, 본 실시 형태에 따른 처리 장치의 구성예를 도시한 모식도이다.
도 4는, 시트 형상의 샘플에 있어서의 형광의 발생을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는, 적분구를 사용하여 시트 형상의 샘플의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다.
도 6은, 적분구의 코사인 특성의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은, 반구형 적분구를 사용하여 시트 형상의 샘플의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다.
도 8은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치를 사용하여 시트 형상의 샘플의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다.
도 9는, 본 실시 형태에 따른 측정 장치의 수광부의 코사인 특성의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치의 수광부를 사용한 색도의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은, 도 10에 도시한 측정 결과를 샘플과 수광부의 거리에 대하여 플롯한 그래프를 나타낸다.
도 12는, 도 10에 도시한 측정 결과에 대하여, 샘플과 수광부의 거리에 대하여 색도 x 및 색도 y의 차를 플롯한 그래프를 나타낸다.
도 13은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치의 수광부를 사용한 스펙트럼의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는, 본 실시 형태에 따른 수광부에 있어서의 수광각을 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는, 본 실시 형태에 따른 수광부에 있어서 수광 직경을 유지한 채 투광 직경을 변화시켰을 경우의 수광각의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 본 실시 형태에 따른 수광부에 있어서 투광 직경을 유지한 채 수광 직경을 변화시켰을 경우의 수광각의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 17은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치를 포함하는 검사 장치의 일례를 도시한 모식도이다.
도 18은, 도 17에 도시한 검사 장치를 사용하여 샘플의 광학적인 성능을 측정하는 수순을 도시한 흐름도이다.
도 19는, 본 실시 형태에 따른 측정 장치를 포함하는 검사 장치의 일례를 도시한 모식도이다.
도 20은, 본 실시 형태에 따른 측정 장치를 포함하는 검사 장치의 다른 일례를 도시한 모식도이다.

본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중의 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

<A. 측정 장치의 개략 구성>

우선, 본 실시 형태에 따른 측정 장치의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 전체 구성을 도시한 모식도이다. 측정 장치(1)는 형광체의 광학적인 성능을 측정한다. 측정 대상의 형광체를, 이하 「샘플(2)」이라고도 칭한다.

도 1을 참조하여, 측정 장치(1)는 샘플(2)에 대하여 여기광을 조사하고, 그 여기광 중 형광체를 투과한 광 및, 그 여기광에 의해 샘플(2)에서 발생하는 형광을 검출한다. 전형적으로는, 측정 장치(1)는 투과형의 형광 측정 장치이다.

도 1에 도시한 측정 장치(1)는 샘플(2)에 여기광을 조사하기 위한 조사부(50)와, 여기광 중 형광체를 투과한 광 및, 여기광에 의해 샘플(2)에서 발생하는 형광을 수광하기 위한 수광부(10)와, 수광부(10)에 의해 수광된 광을 검출하기 위한 검출부(200)와, 처리 장치(300)를 포함한다.

조사부(50)는 여기광을 발생시키기 위한 광원(52)과, 여기광의 광축 상에 배치된 집광 렌즈(54)와, 광원(52)을 구동하기 위한 전원 장치(56)를 포함한다. 광원(52)은 샘플(2)의 특성에 따른 파장 대역을 포함하는 여기광을 발생시키도록 설계된다. 보다 구체적으로는, 광원(52)으로서, 청색 LED 등이 채용된다. 또는, 광원(52)으로서, 분광기가 장착된, 할로겐 광원, 크세논 광원, 수은 램프 등을 채용해도 된다. 이들 광원을 채용함으로써, 특정한 파장을 포함하는 여기광을 발생시킬 수 있다. 집광 렌즈(54)는 광원(52)으로부터의 여기광을 평행광으로 변환하기 위한 광학계를 포함한다. 전원 장치(56)는 광원(52)의 종류에 따른 전력을 공급한다.

조사부(50)로부터의 여기광이 샘플(2)에 입사하면, 샘플(2)의 성분이나 조성에 따른 파장 성분이 흡수되어 형광이 발생한다. 여기광 중, 흡수되지 않고, 반사도 되지 않은 광은, 투과광으로 되어 출력된다. 수광부(10)는, 발생한 형광 및 투과광을 수광하여 검출부(200)로 유도한다.

수광부(10)는 샘플(2)로부터의 형광 및 투과광을 직접적으로 수광하는 것이 아니라, 광 확산부(14)를 투과한 후의 광을 수광한다. 즉, 수광부(10)는 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징(12)과, 하우징(12)의 샘플(2)측에 배치된 광 확산부(14)와, 하우징(12)의 샘플(2)과는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부(200)로 유도하기 위한 창(18)을 포함한다.

하우징(12)은 창(18)으로부터의 시야 범위(단면적)를 가능한 한 크게 하기 위하여, 여기광의 조사 방향(광축 방향)으로 소정의 길이를 갖도록 구성된다. 전형적으로는, 원통 형상의 하우징(12)이 바람직하지만, 하우징(12)의 단면 형상은 원에 한정되지 않는다. 예를 들어, 육각형이나 팔각형의 다각형의 단면 형상을 갖는 통 형상의 구조를 채용해도 된다. 즉, 창(18)으로부터의 시야 범위(단면적)가 하우징(12)의 내면(16)에 의해 제한되지 않으면, 어떠한 형상을 채용해도 된다. 또한, 하우징(12)으로서는, 광 확산부(14)측의 단면적이 보다 크고, 창(18)의 측의 단면적이 보다 작은, 원추 또는 원뿔대와 같은 형상을 채용할 수도 있다.

광 확산부(14)는 샘플(2)로부터의 각 방향으로 발광하는 형광을 적분(균일화)하기 위한 것이다. 전형적으로는, 광 확산부(14)는 소정의 투광성을 갖는 확산 시트에서 실현된다. 광 확산부(14)는 하우징(12)의 개구부의 전체를 덮을 필요는 없지만, 창(18)을 통하여 검출부(200)로 유도되는 광의 전체를 커버하는 것이 바람직하다. 즉, 광 확산부(14)는 창(18)으로부터의 시야(24)를 포함하는 범위에 배치된다. 이러한 광 확산부(14)를 통과시킴으로써, 실질적으로 적분구를 사용하여 형광을 적분(균일화)하는 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

창(18)에는, 수광부(10)와 검출부(200)를 광학적으로 접속하기 위한 광 파이버(20)의 접속 단부(22)가 삽입되어 있고, 수광부(10)에 입사한 광은, 광 파이버(20)를 통해 검출부(200)로 유도된다. 광 파이버(20)로서는, 복수의 소선을 포함하여 이루어지는 구성을 채용해도 되며, 그 경우에는, 접속 단부(22)에 있어서 복수의 소선이 집합하게 된다. 이러한 접속 단부(22)를 사용하는 경우에는, 광 파이버(20)의 개구 수에 따라 시야(24)가 정해지게 된다. 또는, 창(18)으로서 슬릿을 채용해도 된다. 이 경우에는, 슬릿 폭 등에 따라 시야(24)가 정해진다. 또한, 광 파이버(20)를 사용하지 않고, 검출부(200)와 수광부(10)를 직접적으로 접속해도 된다.

검출부(200)는 수광부(10)에 의해 수광된 광을 검출한다. 전형적으로는, 검출부(200)는 입사한 광의 분광 방사 조도를 측정한다. 이러한 검출부(200)의 일례로서, 형광에 포함되는 특성값을 파장마다 측정할 수 있는 분광 광도계가 사용된다. 분광 광도계로서는, 단일 파장에서의 특성값을 측정하는 모노크로미터를 채용해도 되고, 어떠한 파장 범위에 있어서의 특성값(스펙트럼)을 동시 측정하는 폴리크로미터를 채용해도 된다. 샘플(2)의 특성값으로서 스펙트럼이 필요하지 않고, 색도만이 필요한 경우에는, 색도 센서를 채용해도 된다. 샘플(2)에 대하여 요구되고 있는 평가 항목 등에 따라 적절한 검출부(200)가 선택된다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 검출부(200)의 구성예를 도시한 모식도이다. 도 2에는, 분광 광도계(폴리크로미터)를 사용하여 검출부(200)를 실현한 예를 도시한다. 보다 구체적으로는, 검출부(200)는 회절 격자(202)와, 검출 소자(204)와, 셔터(206)와, 슬릿(208)을 포함한다. 광 파이버(20)를 통해 입사한 광은, 슬릿(208)을 통과한 후, 회절 격자(202)에서 반사된다. 회절 격자(202)에 있어서, 광에 포함되는 각 파장 성분은, 그 파장에 따른 각각의 방향으로 반사된다. 그리고, 반사된 각 파장 성분은, 검출 소자(204)의 파장에 대응하는 영역에 입사한다. 검출 소자(204)의 표면 영역은, 소정의 단위 영역으로 구획되어 있으며, 각 단위 영역에서의 강도값에 기초하여, 수광 스펙트럼이 검출된다.

셔터(206)는 다크 보정 등을 행하는 경우 등에 검출부(200)의 내부에 입사하는 광을 차단한다. 또한, 미광 성분 등을 저감시키기 위하여, 셔터(206)의 후단에, 측정 파장 범위 밖의 파장의 광을 차단하는 차단 필터를 배치해도 된다.

다시 도 1을 참조하여, 처리 장치(300)는 검출부(200)로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여, 샘플(2)의 광학적인 성능을 산출 및 출력한다. 샘플(2)의 광학적인 성능은, 분광 특성(분광 방사 조도) 외에, 밝기나 색조와 같은 평가값을 포함한다. 여기서, 밝기는, 샘플(2)의 휘도나 광도 등을 의미하고, 색조는, 샘플(2)의 색도 좌표, 주파장, 자극 순도 및 상관 색온도 등을 의미한다.

도 3은 본 실시 형태에 따른 처리 장치(300)의 구성예를 도시한 모식도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 처리 장치(300)는 전형적으로는 범용 컴퓨터에 의해 실현된다. 보다 구체적으로는, 처리 장치(300)는 CPU(Central Processing Unit)(302)와, 주 메모리인 RAM(Random Access Memory)(304)과, 하드 디스크(HDD)(306)와, 광학 디스크 드라이브(308)와, 입력부(310)와, 표시부(312)와, 입출력 인터페이스(314)를 포함한다. 이들 컴포넌트는, 버스(316)를 통해 서로 접속되어 있다.

하드 디스크(306)에는, 후술하는 측정 처리를 실현하기 위한 계측 프로그램(307)이 인스톨되어 있다. 계측 프로그램(307)은 RAM(304) 등에 전개되어 CPU(302)에 의해 실행된다. 이러한 프로그램은, 광학 디스크(309) 등의 기록 매체에 저장되고, 또는 네트워크 등을 통하여 유통된다. 광학 디스크(309) 등의 기록 매체에 저장되어 유통되는 프로그램은, 광학 디스크 드라이브(308) 등에 의해 기록 매체로부터 판독되어, 하드 디스크(306)에 인스톨된다.

입력부(310)는 키보드, 마우스, 터치 패널 등을 포함하며, 유저로부터의 명령이나 조작을 접수한다. 표시부(312)는 디스플레이나 각종 인디케이터를 포함하며, 처리 장치(300)에 의해 산출된 측정 결과를 출력한다.

입출력 인터페이스(314)는 측정 장치(1)에 포함되는 컴포넌트에 명령을 출력함과 아울러, 검출부(200) 등으로부터의 입력 신호를 접수한다. 입출력 인터페이스(314)로서는, USB(Universal Serial Bus) 등의 범용 인터페이스를 채용해도 된다. 또한, 입출력 인터페이스(314)에는, 필요에 따라, 프린터 등의 출력 장치가 접속되어도 된다.

본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 처리 장치(300)에 있어서는, 범용 프로세서(CPU(302))가 프로그램을 실행함으로써 후술하는 바와 같은 측정 처리를 실현하는 예에 대하여 설명했지만, 그 측정 처리의 전부 또는 일부를 전용 프로세서 또는 IC(Integrated Circuit) 등을 사용하여 실현하도록 해도 된다. 또는, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등의 전용 하드웨어 회로를 사용하여 실현해도 된다.

<B. 배경 및 관련 기술>

(1: 배경 및 요구)

상술한 바와 같이, 형광체는, 발광 디바이스나 표시 디바이스의 제조에 없어서는 안 되는 재료이다. 전형적인 형광체의 제조 라인에서는, 형광체는, 시트 형상으로 제조되어, 그 상태에서 품질 관리도 행해진다. 이러한 품질 관리의 일부로서, 형광체 시트의 광학적인 성능의 면내 분포 측정이 요구된다. 한편, 형광체 시트의 생산 효율을 향상시키기 위해서는, 신속한 측정(검사)이 요구된다. 즉, 제조 라인에 있어서, 형광체 시트 상에 설정된 복수의 측정점을 보다 단시간에 측정하고자 하는 요구가 높아지고 있다. 또한, 측정의 신속화와 아울러, 장기적으로 안정된 측정을 할 수 있도록, 보다 간소화된 수순으로 측정 장치를 교정할 수 있는 기능에 대해서도 요구가 높아지고 있다.

(2: 형광의 발생)

도 4는 시트 형상의 샘플(2)에 있어서의 형광의 발생을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 시트 형상의 샘플(2)에 대하여 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광의 배광 패턴은, 샘플(2)(형광체)의 종류 및 측정 위치에 따라 변화한다. 또한, 형광의 배광 패턴은, 파장에 따라서도 상이하다. 그 때문에, 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하는 것은 용이하지 않다.

(3: 적분구를 사용한 측정)

우선, 관련 기술로서, 적분구를 사용하여 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성에 대하여 설명한다.

도 5는 적분구를 사용하여 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다. 도 5를 참조하여, 샘플(2)에 대하여 여기광을 조사함과 아울러, 그 여기광의 조사에 의해 발생하는 투과광 및 형광을 적분구(90)에서 적분(균일화)한 후에, 수광창(94)에 있어서 분광 방사 조도 등을 측정한다. 또한, 수광창(94)의 근방에는, 입사한 광이 수광창(94)에 직접 도달하는 것을 억제하기 위한 반사판(배플)(92)이 설치되어 있다.

적분구(90)는 구체이므로, 샘플(2)에 접촉하는 범위도 곡면 형상으로 되어 있다. 그로 인해, 적분구(90)에는, 샘플(2)에 접촉하는 범위에, 구금(口金)을 포함하는 입사창(96)이 설치되어 있다. 즉, 평면 상에 형성된 구금의 표면이 샘플(2)에 접촉하고, 샘플(2)로부터의 형광이 적분구(90) 내에 수광된다. 여기서, 구금으로서는, 약 10 내지 15㎜ 정도의 두께가 필요하며, 이 두께의 영향을 받아, 형광의 광학적인 성능을 정확하게 측정할 수 없는 경우가 있다. 즉, 샘플(2)로부터의 형광의 배광 패턴에 따라서는, 구금의 두께가 형광의 방사를 방해하여, 정확한 측정을 행할 수 없는 경우가 있다.

또한, 적분구(90)를 샘플(2)에 접촉시켜 측정할 필요가 있으며, 형광체 시트에 대하여 면내 분포의 측정을 행하고자 하면, 적분구(90)와 샘플(2) 사이에서 접촉과 분리를 반복할 필요가 있어, 측정 효율을 높일 수 없다.

또한, 적분구(90)를 사용했을 경우에는, 그 내부의 반사판(92)의 영향에 의해, 입사광 특성이 열화되는 일도 있다.

도 6은 적분구의 코사인 특성의 일례를 도시한 도면이다. 즉, 도 6에 도시한 코사인 특성은, 적분구(90)의 입사창(96)에서 본 입사광의 기울기 특성(입사의 각도와 입사창에 있어서의 상대 강도의 관계)을 나타낸다. 도 6에는, 적분구의 직경이 2인치 및 4인치인 예를 각각 도시한다. 코사인 특성이란 이름이 나타내는 바와 같이, 입사광의 기울기 특성은, 이상적으로는, 코사인 함수(cosθ)와 일치해야 한다. 그러나, 적분구(90)의 현실의 코사인 특성은, 이상적인 특성으로부터 어긋남이 발생하고 있다.

(4: 반구형 적분구를 사용한 측정)

이어서, 반구형 적분구를 사용하여 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 7은 반구형 적분구(80)를 사용하여 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다. 도 7을 참조하여, 반구형 적분구(80)는 내면에 확산 반사층을 형성한 반구와, 내면에 경면 반사층을 형성한 원판을 조합한 적분 장치이다. 이러한 반구형 적분구(80)의 상세에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-103654호 공보 등을 참조하기 바란다. 도 7에 도시한 반구형 적분구(80)에서는, 원판에 설치된 시료창(86)을 통해 샘플(2)로부터의 투과광 및 형광을 수광하고, 그 수광한 광을 반구형 적분구(80)의 내부에서 적분(균일화)한 후에, 수광창(84)에 있어서 분광 방사 조도 등을 측정한다. 또한, 수광창(84)과 시료창(86)을 연결하는 선 상에는, 입사한 광이 수광창(84)에 직접 도달하는 것을 억제하기 위한 반사판(배플)(82)이 설치되어 있다.

도 5에 도시한 적분구(90)를 사용하는 경우와는 달리, 반구형 적분구(80)에서는, 샘플(2)에 접촉하는 부분(시료창(86))은 평면 형상으로 되어 있다. 그로 인해, 샘플(2)과의 접촉 부분에 의해, 샘플(2)로부터의 형광의 조사가 저해되는 일이 없다. 즉, 반구형 적분구(80)를 사용함으로써 샘플(2)로부터의 형광의 배광 패턴에 의존하지 않고, 그 조사되는 형광의 전부를 수광할 수 있어, 정확한 측정을 실현할 수 있다.

단, 도 5에 도시한 적분구(90)를 사용하는 경우와 마찬가지로, 반구형 적분구(80)를 사용하는 경우에도, 반구형 적분구(80)를 샘플(2)에 접촉시켜 측정할 필요가 있다. 그 때문에, 형광체 시트에 대하여 면내 분포의 측정을 행하고자 하면, 반구형 적분구(80)와 샘플(2) 사이에서 접촉과 분리를 반복할 필요가 있어, 측정 효율을 높일 수 없다.

<C.본 실시 형태에 따른 측정 장치>

(1: 구성)

도 8은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)를 사용하여 시트 형상의 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하기 위한 구성을 도시한 모식도이다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 수광부(10)는 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징(12)과, 하우징(12)의 샘플(2)측에 배치된 광 확산부(14)를 포함한다. 여기서, 수광부(10)는 샘플(2)로부터 소정 거리만큼 이격하여 배치된다. 도 8에 도시한 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d는, 여기광의 스폿인 투광 직경 φ0과 하우징(12)의 수광 직경 φ1의 관계 및, 광 확산부(14)의 투과율 등을 고려하여 최적화된다.

또한, 측정 감도 및 측정 정밀도를 높이기 위해서는, 샘플(2)과 수광부(10) 사이의 거리 d를 작게 함과 아울러, 수광부(10)의 구경(수광 직경 φ1)을 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 수광 직경 φ1은, 투광 직경 φ0보다 충분히 크게 하는 것(φ1>>φ0)이 바람직하다.

도 8에 도시한 바와 같은 구성을 채용함으로써, 측정 시에 있어서, 수광부(10)를 샘플(2)에 접촉시킬 필요가 없으므로, 형광체 시트에 대한 면내 분포의 측정에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 또한, 광학 경로가 짧아도 되므로, 수광 감도를 높일 수 있어, 보다 높은 스루풋을 실현할 수 있다. 예를 들어, 동일한 검출부(200)를 사용하여, 본 실시 형태에 따른 수광부(10)를 사용하여 형광을 측정하는 경우와, 반구형 적분구(80)를 사용하여 형광을 측정하는 경우에 대하여, 각각의 측정에 필요한 노광 시간을 비교하면, 반구형 적분구(80)를 사용했을 경우에는 5500㎳ 필요했던 데 비해, 두께 15㎜의 광 확산부(14)로 구성한 검출부(200)를 사용했을 경우에는 450㎳였다. 즉, 본 실시 형태에 따른 수광부(10)를 사용함으로써 노광 시간을 약 1/10로 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 따른 수광부(10)를 사용함으로써 수광부(10)에 입사하는 형광의 밝기가 약 10배로 되어, 스루풋을 약 10배로 할 수 있다. 이와 같이 스루풋을 높임으로써, 제조 라인의 택트 타임을 단축할 수 있다.

또한, 적분구를 사용하는 경우에 비교하여 장치 구성을 간소화할 수 있으므로, 보다 콤팩트화할 수 있음과 아울러, 비용도 저감시킬 수 있다.

(2: 측정 성능)

본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)에서는, 입사광 특성의 열화를 억제할 수 있다. 도 9는 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 수광부(10)의 코사인 특성의 일례를 도시한 도면이다. 즉, 도 9에 도시한 코사인 특성은, 수광부(10)의 광 확산부(14)에서 본 입사광의 기울기 특성(입사의 각도와 광 확산부(14)에 있어서의 상대 강도의 관계)을 나타낸다. 도 9에 도시한 바와 같이, 수광부(10)의 입사광의 기울기 특성은, 이상적인 코사인 특성에 거의 일치하고 있어, 적분구(90)를 사용하는 경우에 비교하여 측정 정밀도를 보다 높일 수 있다.

(3: 샘플과 수광부의 거리)

이어서, 샘플(2)과 수광부의 거리 d에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 도 7에 도시한 반구형 적분구(80)를 사용하여 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정함으로써, 적분구(90)를 사용한 경우에 비교하여 측정 정밀도를 높일 수 있다. 그로 인해, 이하의 검토에서는, 반구형 적분구(80)를 사용했을 경우에 얻어지는 측정 결과를 기준값으로 간주한다.

도 10은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 수광부(10)를 사용한 색도의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다. 도 10에는, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 상이하게 하여 측정을 행한 결과를 나타낸다. 도 10에 도시한 측정 결과에 있어서는, 동일한 샘플(2) 및 검출부(200)의 조건 하에서, 도 7에 도시한 반구형 적분구(80)를 사용하여 측정한 색도(색도 x 및 색도 y)의 기준값과의 차를 나타낸다. 즉, 도 10에 도시한 Δx 및 Δy는, 각각 색도 x 및 색도 y에 관한 측정 결과의 차를 나타내고, 색차는, Δx 및 Δy의 제곱합의 평방근(색차=√(Δx²+Δy²))을 나타낸다.

도 11은 도 10에 도시한 측정 결과를 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d에 대하여 플롯한 그래프를 나타낸다. 도 12는 도 10에 도시한 측정 결과에 대하여, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d에 대하여 색도 x 및 색도 y의 차를 플롯한 그래프를 나타낸다.

도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 변화시킴으로써, 색차, 즉 반구형 적분구(80)를 사용한 측정 결과(기준값)와의 차(오차)를 최소화할 수 있는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 최적화함으로써, 측정 정밀도를 높일 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 11에 도시한 바와 같은 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d 및 색차를 각각 축으로 하는 좌표계를 사용하고 또는, 도 12에 도시한 바와 같은 색도 x의 차 및 색도 y의 차를 각각 축으로 하는 좌표계를 사용하여, 거리 d의 최적값을 결정할 수 있다. 도 10 내지 도 12에 도시한 결과에서 보면, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d는, 10㎜ 정도로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

도 13은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 수광부(10)를 사용한 스펙트럼의 측정 결과의 일례를 도시한 도면이다. 도 13에는, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 상이하게 하여 측정을 행한 결과를 도시한다. 또한, 스펙트럼의 강도에 대해서는 규격화되어 있으며, 상대 강도로서 표현되어 있다.

도 13에 도시한 스펙트럼 중, 동일한 샘플(2) 및 검출부(200)의 조건 하에서, 도 7에 도시한 반구형 적분구(80)를 사용하여 측정한 스펙트럼에 가장 가까운 것은, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 10㎜ 정도로 설정했을 경우의 것이다. 즉, 도 10 내지 도 12에 도시한 측정 결과로부터 결정되는 거리 d와 일치하고 있다.

이와 같이, 미리 기준으로 되는 측정값을 취득해 두고, 이 기준값과 가장 합치하도록, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 최적화하는 것이 바람직하다.

(4. 수광부에 있어서의 수광각)

이어서, 수광부(10)에 있어서의 수광각에 대하여 설명한다. 도 14는 본 실시 형태에 따른 수광부(10)에 있어서의 수광각을 설명하기 위한 모식도이다.

도 14에 도시한 바와 같이, 수광부(10)의 수광각 θ는, 샘플(2)로부터 발생한 형광이 수광부(10)에 입사할 수 있는 최대의 각도로서 정의된다. 이 수광각 θ는, 기본적으로는, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d, 투광 직경 φ0(여기광의 스폿 직경) 및 수광 직경 φ1(수광부(10)의 구경)의 3개의 파라미터에 의존하여 변화한다. 그 때문에, 예를 들어 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d를 변경하는 경우에는, 이 수광각 θ가 거리 d의 변경 전후가 동일해지도록, 다른 파라미터도 조정하는 것이 바람직하다.

도 15는 본 실시 형태에 따른 수광부(10)에 있어서 수광 직경 φ1을 유지한 채 투광 직경 φ0을 변화시켰을 경우의 수광각의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 16은 본 실시 형태에 따른 수광부(10)에 있어서 투광 직경 φ0을 유지한 채 수광 직경 φ1을 변화시켰을 경우의 수광각의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 15에 도시한 바와 같이, 투광 직경 φ0을 변화시키면 수광각 θ가 변화하므로, 투광 직경 φ0의 변경 전후에 있어서 수광각 θ를 동일하게 유지하기 위해서는, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d에 대해서도 조정할 필요가 있다. 한편, 도 16에 도시한 바와 같이, 수광 직경 φ0을 변화시켜도 수광각 θ가 변화한다. 이 수광각 θ의 변화 정도는, 투광 직경 φ0을 변화시켰을 경우에 비교하여 보다 커진다. 그로 인해, 수광 직경 φ1의 변경 전후에 있어서 수광각 θ를 동일하게 유지하기 위해서는, 샘플(2)과 수광부(10)의 거리 d에 대하여 조정할 필요가 있으며, 이 조정량은, 투광 직경 φ0을 변화시켰을 경우에 비교하여 보다 커진다.

<D. 응용예 1>

(1: 전체 구성)

이어서, 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)의 응용예에 대하여 설명한다. 도 17은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)를 포함하는 검사 장치(400)의 일례를 도시한 모식도이다. 검사 장치(400)는 형광체 시트의 광학적인 성능의 면내 분포를 측정한다. 보다 구체적으로는, 검사 장치(400)는 측정용 암상자(410)과, 교정용 암상자(420)을 포함한다. 샘플(2)은 측정용 암상자(410) 내에 배치되고, 여기광원(62)으로부터의 여기광이 조사된다. 이 여기광의 조사에 의해 발생하는 형광이 수광부(10) 및 광 파이버(20)를 통해 검출부(200)에 의해 측정된다.

보다 구체적으로는, 여기광원(62)에서 발생한 여기광은, 광 파이버(66)를 통해 조사부(60)로 유도된다. 조사부(60)로부터 조사된 여기광은, 샘플(2)을 향하여 전반(傳般)된다. 여기광의 입사에 의해 샘플(2)로부터 발생한 투과광 및 형광은, 수광부(10)에서 수광되어, 광 파이버(20)를 통해 검출부(200)로 유도된다. 여기서, 샘플(2) 상의 여기광이 입사하는 위치를 변경하기 위하여, 측정용 암상자(410) 내에 샘플 스테이지(412)가 설치된다. 즉, 샘플 스테이지(412)는 여기광원(62)으로부터의 여기광이 샘플(2)(형광체)에 입사하는 위치를 변경하는 이동 기구에 상당한다. 샘플 스테이지(412)는 위치 제어 컨트롤러(414)로부터의 지시에 따라 임의의 위치로 이동 가능하게 되어 있다.

여기광원(62)의 조사측에는 파장 선택부(64)가 설치되어 있으며, 측정에 적합한 파장을 선택 가능하게 구성되어 있다. 파장 선택부(64)로서는, 분광기를 이용한 필터를 채용할 수 있다. 또한, 복수의 상이한 종류의 광원을 준비해 두고, 측정 대상의 샘플(2)에 따라 적절히 선택할 수 있도록 해도 된다. 여기광의 파장이 변화하면, 투과광량 및 형광량이 변화하므로, 투과형의 형광 측정 장치에 있어서는, 여기광의 파장을 일정하게 제어하는 것이 중요하다.

또한, 여기광원(62)의 조광을 행하는 기능을 탑재해도 된다. 이 조광 기능으로서는, 여기광의 경로 상에 샘플(2)이 존재하지 않도록 샘플 스테이지(412)를 이동시킨 상태에서, 여기광을 조사하고, 그때의 측정 결과에 기초하여, 여기광원(62)의 발광 강도를 조정한다. 여기광의 파장이 변화하면, 투과광량 및 형광량이 변화하므로, 투과형의 형광 측정 장치에 있어서는, 여기광의 파장을 일정하게 제어하는 것이 중요하다.

검출부(200)는 수광부(10) 및 광 파이버(20)를 통해 입사한 광의 스펙트럼을 측정한다. 처리 장치(300)는 검출부(200)에 의한 측정 결과를 대응하는 샘플(2)의 위치(좌표값)에 관련지어 순차 저장한다. 이 측정 결과로서는, CIE 표색계에 있어서의 색도(색도 x 및 색도 y)나 상관 색온도 등을 포함한다. 샘플(2)의 위치(좌표값)로서는, 위치 제어 컨트롤러(414)의 위치 정보가 사용된다.

또한, 처리 장치(300)는 측정된 면내 분포에 기초하여, 대상 샘플(2)의 좋고 나쁨을 판단할 수도 있다. 샘플(2)이 불량이라는 것은, 예를 들어 광학적인 성능이 면내에 있어서 불균일한(편차가 소정의 임계값을 초과하고 있는) 경우나, 측정된 색도가 소정의 임계 범위를 초과하는 경우 등을 들 수 있다.

도 17에 도시한 검사 장치(400)에는, 또한 교정 기능이 실장되어 있다. 보다 구체적으로는, 교정용 암상자(420) 내에 교정용 표준 광원(422)이 배치되어 있다. 교정 시에는, 수광부(10)가 교정용 암상자(420) 내에 배치됨과 아울러, 표준 광원용 전원(424)에 의해 표준 광원(422)이 점등된다. 이때의 검출부(200)에 의한 측정값에 대하여 교정(값 매김)이 행해진다. 또한, 교정에 필요한 보정 계산은, 검출부(200) 및/또는 처리 장치(300)에 있어서 실행된다.

(2: 처리 수순)

이어서, 도 17에 도시한 검사 장치(400)를 사용하여 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하는 수순에 대하여 설명한다. 도 18은 도 17에 도시한 검사 장치(400)를 사용하여 샘플(2)의 광학적인 성능을 측정하는 수순을 도시한 흐름도이다. 도 18에 도시한 연산 처리에 대해서는, 전형적으로는, 처리 장치(300)가 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

도 18을 참조하여, 우선, 검출부(200)에서 검출되는 분광 방사 조도에 관한 교정이 실행된다. 보다 구체적으로는, 유저는, 수광부(10)를 교정용 암상자(420) 내에 배치하고, 표준 광원(422)을 점등시킨다(스텝 S2). 처리 장치(300)는 표준 광원(422)에 값 매김된 기준 스펙트럼과 검출부(200)에 의한 측정값을 비교하여, 교정 계수를 결정한다(스텝 S4).

계속해서, 샘플(2)에 조사되는 여기광의 조광이 실행된다. 즉, 여기광원(62)으로부터의 여기광의 분광 방사 조도가 측정되고, 이 측정된 분광 방사 조도가 미리 정해진 규정 범위에 들도록 여기광원(62)의 발광 강도가 조정된다. 여기광의 광량이 변화하면, 투과 형광의 값이 변화하므로, 동일한 품종의 샘플의 측정에 대해서는, 여기광의 광량을 일정하게 할 필요가 있다.

보다 구체적으로는, 유저는, 수광부(10)를 측정용 암상자(410) 내에 배치함과 아울러, 여기광의 광로 상에 샘플(2)이 존재하지 않도록 샘플 스테이지(412)를 소정 위치까지 이동시킨 후, 파장 선택부(64)를 제어하여 파장을 설정하고, 여기광원(62)을 점등시킨다(스텝 S6). 계속해서, 처리 장치(300)는 검출부(200)에 의해 측정된 분광 방사 조도가 규정 범위에 들어 있는지 여부 및, 피크 파장이 설정 파장으로부터 벗어나 있지 않은지 여부를 판단한다(스텝 S8). 검출부(200)에 의해 측정된 분광 방사 조도가 규정 범위에 들지 않은 경우, 및/또는, 피크 파장이 설정 파장으로부터 벗어나 있는 경우(스텝 S8에 있어서 "아니오"의 경우)에는, 처리 장치(300)는 여기광원(62)에 대하여 여기광의 강도를 조정하기 위한 명령을 출력한다(스텝 S10). 그리고, 스텝 S8의 처리가 반복된다.

이에 비해, 검출부(200)에 의해 측정된 분광 방사 조도가 규정 범위에 들어 있고, 또한, 피크 파장이 설정 파장으로부터 벗어나 있지 않은 경우(스텝 S8에 있어서 "예"의 경우)에는, 샘플(2)에 대한 측정 처리가 개시된다. 구체적으로는, 처리 장치(300)는 샘플 스테이지(412)를 이동시키기 위한 명령을 출력하고, 샘플(2)의 측정점을 여기광의 광로와 일치시킨다(스텝 S12). 검출부(200)는 수광부(10)에 의해 수광된, 여기광을 받아 샘플(2)로부터 발생하는 투과광 및 형광의 분광 방사 조도를 측정한다(스텝 S14). 그리고, 처리 장치(300)는 검출부(200)에 의한 측정 결과를, 현재의 샘플(2)(또는, 샘플 스테이지(412))의 위치(좌표)에 관련지어 저장한다(스텝 S16).

또한, 샘플(2)에 대한 면내 분포의 측정 중, 여기광원(62)으로부터 여기광을 항상 조사하도록 해도 되고, 샘플(2)의 위치 결정이 완료된 시점에서, 스폿적으로 여기광을 조사하도록 해도 된다.

계속해서, 처리 장치(300)는 샘플(2)의 모든 측정점에 대하여 측정이 완료됐는지 여부를 판단한다(스텝 S18). 샘플(2)의 측정점 중 측정이 완료되지 않은 측정점이 있는 경우(스텝 S18에 있어서 "아니오"의 경우)에는, 처리 장치(300)는 샘플 스테이지(412)를 이동시키기 위한 명령을 출력하고, 샘플(2)의 다음 측정점을 여기광의 광로와 일치시킨다(스텝 S20). 그리고, 스텝 S14 이하의 처리가 실행된다.

이에 비해, 샘플(2)의 모든 측정점에 대하여 측정이 완료됐을 경우(스텝 S18에 있어서 "예"의 경우)에는, 처리 장치(300)는 저장된 측정 결과를 출력한다(스텝 S22). 이때, 각종 광학 특성을 산출하는 처리나 이상의 유무를 판정하는 처리 등을 부가적으로 행해도 된다.

이상의 수순에 따라, 1개의 샘플(2)에 대한 측정이 완료된다.

(3: 변형예)

도 17에는, 대표적으로, 1개의 샘플(2)에 대한 측정을 행하는 경우에 대하여 도시했지만, 실제의 제조 라인에서는, 다수의 샘플(2)을 효율적으로 측정할 필요가 있다. 이러한 경우에는, 예를 들어 이하에 도시한 바와 같은 구성을 채용할 수 있다.

도 19는 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)를 포함하는 검사 장치(402)의 일례를 도시한 모식도이다. 도 19의 (a)에는, 검사 장치(402)의 평면도를 도시하고, 도 19의 (b)에는, 검사 장치(402)의 측면도를 도시한다. 검사 장치(402)에 있어서는, 복수의 시트 형상의 샘플(2)이 샘플 홀더에 소정 규칙에 따라 배치된다. 도 19의 (a)에 도시한 예에서는, 1개의 샘플 홀더(440)에 4개의 샘플(2)이 배치되어 있는 예를 도시한다. 1개의 샘플(2)의 면내에는, 복수(도 19에서는, 9개)의 측정점이 설정되어 있고, 각 측정점에 대하여, 광학적인 성능이 측정된다. 어느 하나의 측정점의 측정 결과에 기초하여 불량이라고 판단되면, 그 측정점을 포함하는 샘플(2)에 대하여, (도시하지 않은 마킹 장치에서) 불량인 것을 나타내는 마킹이 이루어진다.

복수의 샘플(2)이 배치된 샘플 홀더(440) 각각은, 카세트(450)에 장착되어 있다. 카세트(450)는 중력 방향으로 적층할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 적층된 복수의 카세트(450)가 샘플 수납부(490)에 수납된다. 반송 로봇(460)은 아암(462)을 카세트(450)의 각 슬롯에 순차 삽입하고, 대상의 슬롯에 수용되어 있는 샘플 홀더(440)를 샘플 스테이지(412)로 반송한다. 이 샘플 홀더(440)의 이동은, 샘플 스테이지(412)의 전단에 설치된 에리어 센서(464)에 의해 검출된다. 샘플 스테이지(412) 상에 적재된 샘플 홀더(440) 내의 샘플(2)에 대하여 상술한 바와 같은 수순에 따라, 필요한 광학적인 성능의 측정이 실행된다.

또한, 조사부(60) 및 수광부(10)는 샘플 스테이지(412)의 상하 방향으로 배치된 지지 부재(470)에 고정된다.

도 19에 도시한 바와 같은 구성을 채용함으로써, 복수의 샘플(2)에 대한 측정을 연속적으로 행할 수 있다. 샘플 수납부(490)를 복수 배치하는 것이 바람직하다. 복수의 샘플 수납부(490)를 배치함으로써, 한쪽 샘플 수납부(490)에 수납된 복수의 카세트(450)에 대하여 측정 처리가 실행되고 있는 동안에, 다른 샘플 수납부(490)에 대하여 새로운 복수의 카세트(450)의 장착 또는, 측정 완료된 복수의 카세트(450)의 추출을 행할 수 있다.

<E. 응용예 2>

상술한 설명에서는, 샘플(2)에 여기광을 조사하기 위한 조사부(50)와, 여기광에 의해 샘플(2)에서 발생하는 투과광 및 형광을 수광하기 위한 수광부(10)의 한 쌍만이 배치되는 구성을 예시했지만, 이들 조사부(50)와 수광부(10)의 쌍을 복수 배치해도 된다.

도 20은 본 실시 형태에 따른 측정 장치(1)를 포함하는 검사 장치(500)의 다른 일례를 도시한 모식도이다. 도 20에 도시한 검사 장치(500)에서는, 샘플(2)에 설정되는 복수의 측정점에 대응하여, 조사부(50)와 수광부(10)의 쌍이 복수 배치된 구성예를 나타낸다. 즉, 검사 장치(500)에 있어서는, 샘플(2)(형광체)에 대하여 수광부(10)가 소정 규칙에 따라 복수 배치되어 있고, 검출부는, 복수의 수광부(10)에 의해 각각 수광된 투과광 및 형광을 병렬적으로 측정한다.

도 20에 도시한 구성에 있어서, 검출부로서는, 다입력 분광 광도계(220)를 사용할 수 있다. 다입력 분광 광도계(220)는 예를 들어 병렬로 배치된 복수의 라인 센서 등을 사용하여, 복수의 형광의 분광 방사 조도를 병렬적으로 동시 측정할 수 있다. 다입력 분광 광도계(220)를 사용함으로써 측정에 필요한 시간을 보다 단축할 수 있음과 아울러, 샘플 스테이지(412)의 구성을 간소화하거나, 또는 샘플 스테이지(412)를 사용하지 않는 구성을 실현할 수 있다. 또한, 다입력 분광 광도계(220) 대신에, 색도 센서를 수광부(10)에 설치하고, 투과 형광 색도를 병렬적으로 동시 측정하도록 해도 된다.

도 20에는, 조사부(50)와 수광부(10)의 쌍이 행렬 형상으로 배치된 구성을 도시하였지만, 반드시 행렬 형상으로 배치될 필요는 없으며, 1열분만을 배치하도록 해도 된다. 또한, 측정점이 지그재그 형상으로 설정되어 있는 경우에는, 그러한 지그재그 형상으로 설정된 측정점에 각각 대응하는 위치에 조사부(50)와 수광부(10)의 쌍을 배치하면 된다.

<F. 이점>

본 실시 형태에 의하면, 형광체의 광학적인 성능의 측정 시에, 적분구를 사용하는 경우와 같은 샘플과의 접촉은 필요 없으며, 샘플로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 수광부를 배치하여 측정할 수 있으므로, 면내 분포 측정을 보다 단시간에 행할 수 있다. 또한, 샘플과의 접촉이 없으므로, 샘플을 잘못하여 손상시키는 것을 회피할 수 있다.

본 실시 형태에 의하면, 교정 기능을 실장할 수 있어, 수광부의 광 확산부에서의 분광 방사 조도에 대하여 교정을 행할 수 있다. 이러한 교정 기능을 실장함으로써 측정 자체를 장기적으로 안정화할 수 있다.

본 실시 형태에 의하면, 여기광원에 대한 조광 기능을 실장할 수도 있고, 이 조광 기능에 의해 여기광의 광량을 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 조광 기능을 실장함으로써 측정 자체를 장기적으로 안정화할 수 있다.

상술한 설명에 있어서는, 주로, 발광 디바이스나 표시 디바이스 등에 널리 응용되는 형광 재료를 측정 대상으로 하는 경우에 대하여 설명했지만, 측정 대상의 형광은, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, Langmuir Blodgett(LB) 막이나 기능성 분자막으로부터 발생하는 형광이나, 생물 세포나 단백질로부터 발생하는 형광 등의 측정에도 응용할 수 있다.

상술한 설명에 의해, 본 실시 형태에 따른 측정 장치에 관한 그 외의 이점에 대해서는 명백해질 것이다.

이제까지 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명하고 나타내었지만, 이는 예시를 위한 것일 뿐, 한정으로 해석해서는 안 되고, 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 해석되는 것임은 명백하게 이해될 것이다.

1: 측정 장치
2: 샘플
10: 수광부
12: 하우징
14: 광 확산부
16: 내면
18: 창
20, 66: 광 파이버
22: 접속 단부
24: 시야
50, 60: 조사부
52: 광원
54: 집광 렌즈
56: 전원 장치
62: 여기광원
64: 파장 선택부
80: 반구형 적분구
84, 94: 수광창
86: 시료창
90: 적분구
92: 반사판
96: 입사창
200: 검출부
202: 회절 격자
204: 검출 소자
206: 셔터
208: 슬릿
220: 다입력 분광 광도계
300: 처리 장치
302: CPU
304: RAM
306: 하드 디스크
307: 계측 프로그램
308: 광학 디스크 드라이브
309: 광학 디스크
310: 입력부
312: 표시부
314: 입출력 인터페이스
316: 버스
400, 402, 500: 검사 장치
410: 측정용 암상자
412: 샘플 스테이지
414: 위치 제어 컨트롤러
420: 교정용 암상자
422: 표준 광원
424: 표준 광원용 전원
440: 샘플 홀더
450: 카세트
460: 반송 로봇
462: 아암
464: 에리어 센서
470: 지지 부재
490: 샘플 수납부

Claims (6)

1. 형광체의 광학적인 성능을 측정하기 위한 측정 장치로서,
   상기 형광체에 여기광을 조사하기 위한 광원과,
   상기 형광체로부터 소정 거리만큼 이격하여 배치되며, 상기 여기광 중 상기 형광체를 투과한 광 및, 상기 여기광에 의해 상기 형광체에서 발생하는 형광을 수광하기 위한 수광부와,
   상기 수광부에 의해 수광된 광을 검출하기 위한 검출부를 구비하고,
   상기 수광부는,
   상기 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징과,
   상기 하우징의 상기 형광체의 측에 배치된 광 확산부와,
   상기 하우징의 상기 광 확산부와는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부로 유도하기 위한 창을 포함하는, 측정 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 광 확산부는, 상기 창으로부터의 시야를 포함하는 범위에 배치되는, 측정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광원으로부터의 여기광이 상기 형광체에 입사하는 위치를 변경하는 이동 기구를 더 구비하는, 측정 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 형광체에 대하여 상기 수광부가 소정 규칙에 따라 복수 배치되어 있고,
   상기 검출부는, 복수의 수광부에 의해 각각 수광된 형광을 병렬적으로 측정하는, 측정 장치.
6. 형광체의 광학적인 성능을 측정하기 위한 측정 방법으로서,
   광원으로부터 상기 형광체에 여기광을 조사하는 스텝과,
   상기 형광체로부터 소정 거리만큼 이격하여 배치되는 수광부에서, 상기 여기광 중 상기 형광체를 투과한 광 및, 상기 여기광에 의해 상기 형광체에서 발생하는 형광을 수광하는 스텝과,
   상기 수광부에 의해 수광된 광을 검출부에서 검출하는 스텝을 구비하고,
   상기 수광부는,
   상기 여기광의 조사 방향으로 소정의 길이를 갖는 하우징과,
   상기 하우징의 상기 형광체의 측에 배치된 광 확산부와,
   상기 하우징의 상기 광 확산부와는 반대측에 배치되고, 입사한 형광을 검출부로 유도하기 위한 창을 포함하는, 측정 방법.

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