(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記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、
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、及び前記第２対象領域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
を有し、
前記試料情報解析手段は、前記第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、前記試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、前記試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの前記減衰率の強度に合わせ、その状態で、前記試料の前記波長スペクトルでの励起光スペクトルから前記参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする分光測定装置。
【請求項２】
前記参照波長スペクトルは、前記試料とは別に参照試料に対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項１記載の分光測定装置。
【請求項３】
前記参照試料は、所定の反射率で前記励起光を反射する標準反射試料であることを特徴とする請求項２記載の分光測定装置。
【請求項４】
前記参照試料は、前記試料を収容するための試料容器であることを特徴とする請求項２記載の分光測定装置。
【請求項５】
前記参照波長スペクトルは、前記試料が載置されていない状態の試料ホルダに対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項１記載の分光測定装置。
【請求項６】
測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記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、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を備える分光測定装置を用い、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分光測定方法であって、
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、及び前記第２対象領域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
を備え、
前記試料情報解析ステップは、前記第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、前記試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、前記試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの前記減衰率の強度に合わせ、その状態で、前記試料の前記波長スペクトルでの励起光スペクトルから前記参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする分光測定方法。
【請求項７】
前記参照波長スペクトルは、前記試料とは別に参照試料に対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項６記載の分光測定方法。
【請求項８】
前記参照試料は、所定の反射率で前記励起光を反射する標準反射試料であることを特徴とする請求項７記載の分光測定方法。
【請求項９】
前記参照試料は、前記試料を収容するための試料容器であることを特徴とする請求項７記載の分光測定方法。
【請求項１０】
前記参照波長スペクトルは、前記試料が載置されていない状態の試料ホルダに対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項６記載の分光測定方法。
【請求項１１】
測定対象の試料が内部に配置され、前記試料に照射される励起光を入射するための入射開口部、及び前記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、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を備える分光測定装置に適用され、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、
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、及び前記第２対象領域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
をコンピュータに実行させ、
前記試料情報解析処理は、前記第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、前記試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、前記試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの前記減衰率の強度に合わせ、その状態で、前記試料の前記波長スペクトルでの励起光スペクトルから前記参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする分光測定プログラム。
【請求項１２】
前記参照波長スペクトルは、前記試料とは別に参照試料に対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項１１記載の分光測定プログラム。
【請求項１３】
前記参照試料は、所定の反射率で前記励起光を反射する標準反射試料であることを特徴とする請求項１２記載の分光測定プログラム。
【請求項１４】
前記参照試料は、前記試料を収容するための試料容器であることを特徴とする請求項１２記載の分光測定プログラム。
【請求項１５】
前記参照波長スペクトルは、前記試料が載置されていない状態の試料ホルダに対して取得された波長スペクトルであることを特徴とする請求項１１記載の分光測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２８７７７５号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３３４号公報
【特許文献３】特開２００７−８６０３１号公報
【特許文献４】特開２００６−２２３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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）。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による分光測定装置は、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、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、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、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、及び第２対象領域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を有し、試料情報解析手段は、第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの減衰率の強度に合わせ、その状態で、試料の波長スペクトルでの励起光スペクトルから参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による分光測定方法は、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、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、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、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、及び第２対象領域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を備え、試料情報解析ステップは、第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの減衰率の強度に合わせ、その状態で、試料の波長スペクトルでの励起光スペクトルから参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による分光測定プログラムは、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、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、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、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、及び第２対象領域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をコンピュータに実行させ、試料情報解析処理は、第１対象領域内の励起光スペクトルについて０％〜１００％で減衰率を設定し、試料とは別に取得された参照波長スペクトルでの励起光ピークの強度を、試料に対して取得された波長スペクトルでの励起光ピークの減衰率の強度に合わせ、その状態で、試料の波長スペクトルでの励起光スペクトルから参照波長スペクトルでの励起光スペクトルを減算するスペクトルの減算を行うことを特徴とする。
【００１５】
ここで、参照波長スペクトルとしては、試料とは別に参照試料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。
【００１６】
この場合、参照試料は、所定の反射率で励起光を反射する標準反射試料であることが好ましい。また、参照試料は、試料を収容するための試料容器であることが好ましい。
【００１７】
また、参照波長スペクトルとしては、試料が載置されていない状態の試料ホルダ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。
【００１８】
また、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を有する構成としても良い。
【００１９】
また、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を備える構成としても良い。
【００２０】
また、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をコンピュータに実行させる構成としても良い。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【発明の効果】
【００３６】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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。
【図２】積分球の構成の一例を示す断面図である。
【図３】積分球の構成の一例を示す断面図である。
【図４】データ解析装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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る。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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）。
【００９８】
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）。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
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。
【符号の説明】
【０１０８】
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。
【図１】
0005588485.tif 000002
【図２】
0005588485.tif 000003
【図３】
0005588485.tif 000004
【図４】
0005588485.tif 000005
【図５】
0005588485.tif 000006
【図６】
0005588485.tif 000007
【図７】
0005588485.tif 000008
【図８】
0005588485.tif 000009
【図９】
0005588485.tif 000010
【図１０】
0005588485.tif 000011
【図１１】
0005588485.tif 000012