TW201901136A - 分光測定裝置及分光測定方法 - Google Patents

Abstract

本發明之分光測定裝置係測定自試料發出之被測定光者，且具備：積分球，其具有內壁面及安裝孔；配接器，其具有誘導被測定光之誘導孔，且配置於積分球；板，其具有自積分球之外側覆蓋誘導孔且供載置試料之第1面、及第2面，且使被測定光透過；保持具，其具有供載置板之凹部，且安裝於安裝孔；及分光檢測器，其檢測被測定光。凹部包含：與第2面對向之底面、及包圍板之周圍之側面。底面及側面由反射被測定光之反射材覆蓋。

Description

分光測定裝置及分光測定方法

本發明係關於一種分光測定裝置及分光測定方法。

專利文獻1揭示有測定發光元件之量子效率之測定裝置。該測定裝置具備：積分球，其配設有發光元件；驅動、計測電路，其對發光元件予以電流驅動；及測定裝置，其用於計測發光元件之發光光譜。發光元件被載置於利用上下機構可上下移動之載台之載置面上，且露出於積分球內。在該測定裝置中，利用驅動、計測電路對發光元件予以電流驅動，並計測此時自發光元件發出之被測定光之發光特性(光譜分佈)。又，在該測定裝置中，藉由在積分球設置用於入射激發光之激發光入口，而計測藉由將激發光照射至發光元件而自發光元件發出之螢光等之發光特性。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本特開2004-309323號公報 專利文獻2：日本特開2007-198983號公報

[發明所欲解決之問題] 作為評估例如LED等之發光元件(試料)之發光特性之項目，有由被放出至試料外部之光子數相對於所佈植之電子數之比例定義之外部量子效率。外部量子效率係使用EL(電致發光)法測定。又，外部量子效率還由來自試料之發光之光子數相對於試料吸收之激發光之光子數之比例即發光量子產率定義。該發光量子產率係使用PL(光致發光)法測定。再者，作為評估由發光元件使用之發光材料之項目有內部量子效率。亦有該內部量子效率被認為是自試料提取之電荷等相對於試料吸收之激發光之光子數之比例之情形。在該等量子效率(亦稱為量子效率)之測定中使用例如專利文獻1所記載之測定裝置。此處，為了高精度地測定試料之量子效率，而較佳的是，自試料發出之被測定光在積分球內以例如接近100%之高反射率反射。 然而，在專利文獻1所記載之測定裝置中，露出於積分球內之載置面吸收被測定光。因而，難以高精度地測定試料之量子效率之值。又，在該測定裝置中，即便在假設由反射材覆蓋露出於積分球內之載置面之情形下，由於試料與反射面(載置面)直接接觸，故仍有損傷或污染附著於反射面之虞。如此，若損傷或污染附著於反射面，則在該反射面之附著有損傷或污染之部分中被測定光之反射率降低，且被測定光被吸收。因而，此時亦然，難以高精度地測定試料之量子效率等之特性。 本發明係鑒於如上述之問題點而完成者，目的在於提供一種能夠高精度地測定試料之特性之分光測定裝置及分光測定方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之分光測定裝置係測定自試料發出之被測定光者，且具備：積分球，其具有反射被測定光之內壁面、及自內壁面朝向外部延伸之安裝孔；配接器，其具有誘導被測定光之誘導孔，且配置於安裝孔；板，其具有自積分球之外側覆蓋誘導孔且供載置試料之第1面、及配置於與第1面為相反側之第2面，且使被測定光透過；保持具，其具有收容板之凹部，且安裝於積分球；及分光檢測器，其檢測自積分球輸出之被測定光；且凹部包含與第2面對向之底面、及包圍板之周圍之側面，且底面及側面由反射被測定光之反射材覆蓋。 本發明之分光測定方法係使用具有反射自試料發出之被測定光之內壁面、及自內壁面朝向外部延伸之安裝孔的積分球而測定被測定光者，且包含：載置步驟，其將試料載置於具有第1面及配置於與第1面為相反側之第2面且使被測定光透過的板之第1面；收容步驟，其將板收容於具有凹部之保持具之凹部，該凹部包含與第2面對向之底面、及包圍板之周圍之側面；配置步驟，其將具有誘導被測定光之誘導孔之配接器以誘導孔由第1面自積分球之外側覆蓋之方式配置於板上，將保持具安裝於積分球且將配接器配置於安裝孔；及檢測步驟，其藉由分光檢測器檢測自積分球輸出之被測定光；且底面及側面由反射被測定光之反射材覆蓋。 在本發明之分光測定裝置及分光測定方法中，自試料發出之被測定光在積分球內重複反射。此處，入射至板之第1面之被測定光透過板且在保持具之凹部之由反射材覆蓋之底面及側面反射，而再次返回積分球內且重複反射。如此，由於積分球內之凹部之底面及側面反射被測定光，故可製作虛擬地將試料配置於積分球內之狀況。藉此，能夠高精度地測定試料之特性。 板可與側面嵌合。又，在收容步驟中，可以板嵌合於凹部之側面之方式收容。藉此，能夠容易地進行板相對於保持具之相對定位。 板可更具有露出於第1面之第1電極、及露出於第2面之第2電極，第1電極與第2電極可彼此電性連接。藉此，能夠經由第1電極及第2電極電性連接第1面上之試料與外部裝置。 板可更具有自第1面遍及第2面延伸之貫通孔、及設置於貫通孔內之第1導電體，第1導電體可電性連接第1電極與第2電極。藉此，能夠儘量減小可露出於積分球內之第1電極之大小。 凹部可更包含設置於底面之孔部、及設置於孔部內之第2導電體，第2導電體可與第2電極電性連接。藉此，僅藉由例如以電極與第2電極接觸之方式將板載置於保持具之凹部，便能夠電性連接第1面上之試料與外部裝置。 上述之分光測定裝置可更具備與第2導電體電性連接之電源。藉此，能夠將電流及電壓中至少一者供給至試料。 上述之分光測定裝置可更具備與第2導電體電性連接、且檢測試料中產生之電流及電壓中至少一者之電性檢測器。藉此，例如能夠檢測因激發光之照射而在試料中產生之電流及電壓中至少一者。 配接器可更具有朝底面按壓板之按壓部。又，在配置步驟中，可以朝凹部之底面按壓板之方式將配接器安裝於保持具。藉由如上述之配置步驟及設置按壓部，而能夠利用簡單之作業容易地將板保持於凹部內。藉此，能夠抑制當將板固定於保持具時損傷或污染附著於凹部內之風險。亦即，能夠進一步抑制在凹部內被測定光之反射率降低。因而，能夠進一步高精度地測定試料之特性。 板之厚度可為側面自底面起之高度以下。當板之厚度厚於側面之高度時，有被測定光自側面偏離並由其他零件吸收之虞。因而，藉由將板之厚度設為側面自底面起之高度以下，而能夠抑制被測定光自側面偏離並被吸收。因而，能夠進一步高精度地測定試料之特性。 誘導孔可包含朝向積分球之中心部擴徑之錐形形狀。藉此，由於能夠使誘導孔之形狀接近積分球之內壁面之形狀，故能夠更高精度地測定被測定光。亦即，能夠更高精度地測定試料之特性。 [發明之效果] 根據本發明能夠高精度地測定試料之特性。

以下，一面參照附圖一面詳細地說明本發明之分光測定裝置及分光測定方法之實施形態。在圖式之說明中對相同之要素賦予相同之符號，且省略重複之說明。 (實施形態) 圖1係示意性地顯示一個實施形態之分光測定裝置1之構成之圖。在圖1中，積分球10以剖面(與後述之圖4相同之剖面)顯示。本實施形態之分光測定裝置1具備：激發光供給部3、電源4、電性檢測器5、資料處理部6、積分球10、及分光檢測器60，且對自以成為測定對象之樣品之試料2發出之被測定光予以分光檢測。再者，本實施形態之分光測定裝置1伴隨著激發光之照射而檢測自試料2產生之光伏電流。被測定光係例如伴隨著激發光對於試料2之照射而自試料2產生之光、照射至試料2之激發光中之未被試料2吸收之光、伴隨著電流或電壓對於試料2之供給而自試料2產生之光、或該等光之組合等。 激發光供給部3對於測定對象之試料2照射用於測定試料2之發光特性之激發光。在圖1所示之構成例中，激發光供給部3由激發光源3a、及將自激發光源3a供給之光朝積分球10導光之光導3b構成。光導3b安裝於積分球10之安裝孔12。 分光檢測器60檢測自積分球10輸出之被測定光。具體而言，分光檢測器60檢測在積分球10之內壁面10a多重反射之被測定光，將該被測定光檢測為波長成分，並輸出與該被測定光之每一波長之光強度相關之檢測信號。分光檢測器60與資料處理部6連接，將該檢測信號輸出至資料處理部6。 電源4經由試料安裝部20與試料2電性連接，且對試料2供給電流。 電性檢測器5經由試料安裝部20與試料2電性連接，例如，檢測伴隨著來自激發光供給部3之激發光之照射而在試料2中產生之電流及電壓中至少一者，並輸出檢測信號。電性檢測器5與資料處理部6連接，將該檢測信號輸出至資料處理部6。 資料處理部6係例如個人電腦、或智慧型裝置、及雲端伺服器等，與激發光源3a、分光檢測器60、電源4、及電性檢測器5電性連接。資料處理部6基於自分光檢測器60輸出之檢測信號算出例如量子效率等之試料2之特性。又，資料處理部6基於自電性檢測器5輸出之檢測信號算出例如光伏電流及/或內部量子效率等之試料2之特性。再者，資料處理部6控制激發光源3a、分光檢測器60、電源4、及電性檢測器5。資料處理部6與其他構成要素之間之連接並不限定於有線，可為無線，亦可為網際網路通訊之連接。 圖2係分光測定裝置1之立體圖。圖3係分光測定裝置1之俯視圖。圖4係沿圖3所示之IV-IV線之剖視圖。在各圖中，為了易於理解而顯示有XYZ正交座標系。分光測定裝置1係用於對被測定光予以分光檢測，而測定EL法及/或PL法之量子效率等的試料2之特性。試料2係例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等之無機發光元件。如圖2、圖3、及圖4所示，分光測定裝置1具備積分球10、試料安裝部20、及分光檢測器60。 積分球10具有反射被測定光之內壁面10a。內壁面10a被實施例如硫酸鋇等之高漫反射劑之塗佈、或由例如Spectralon(註冊商標)等之高漫反射材形成。積分球10更具有安裝孔11、12、13、預備孔14、及安裝螺孔15。安裝孔11、12、13各者自積分球10之內壁面10a朝向外部延伸。 安裝孔11係用於安裝試料安裝部20之孔。安裝孔11設置於積分球10之Z方向之一端部。安裝孔12係用於安裝激發光供給部3之孔。安裝孔12設置於積分球10之Z方向之另一端部。亦即，安裝孔12相對於安裝孔11夾著積分球10之中心部C0位於相反側。安裝孔13係用於安裝分光檢測器60之孔。安裝孔13設置於積分球10之X方向之一端部。在一例中，安裝孔13設置於位於距安裝孔11及安裝孔12等距離之位置。預備孔14設置於積分球10之Y方向之一端部。在一例中，預備孔14設置於位於距安裝孔11、安裝孔12、及安裝孔13等距離之位置。預備孔14由例如插頭(未圖示)堵塞。插頭之露出於積分球10內之部分與積分球10之內壁面10a構成連續面。針對插頭之該部分，實施與內壁面10a同樣之高漫反射劑之塗佈、或由與內壁面10a同樣之高漫反射材形成。安裝螺孔15係用於利用安裝螺釘(未圖示)將積分球10安裝於例如架台(未圖示)之孔。安裝螺孔15設置於積分球10之X方向之另一端部。亦即，安裝螺孔15相對於安裝孔13夾著積分球10之中心部C0位於相反側。 圖5係試料安裝部20之俯視圖。圖6係沿圖5所示之VI-VI線之剖視圖。試料安裝部20呈以Z方向為中心軸方向之圓柱形狀。試料安裝部20係如圖5及圖6所示般具有：配接器30、保持具罩32、板40、及保持具50。配接器30係以Z方向為中心軸方向之圓筒狀之零件。配接器30配置於安裝孔11。具體而言，配接器30以其中心軸通過積分球10之中心部C0之方式被收容於安裝孔11內。配接器30係如圖6所示般包含：在Z方向彼此對向之端面31a及端面31b、自端面31a至端面31b貫通之誘導孔31c、以及設置於Z方向之端面31a側之凸緣部31d。端面31b係本實施形態之按壓部。 端面31a係如圖4所示般配置於與積分球10之內壁面10a連接之位置。誘導孔31c以其中心軸相對於通過積分球10之中心部C0之直線傾斜之方式沿安裝孔11延伸。換言之，相對於通過中心部C0之直線成為非對稱之形狀(例如參照圖5)。其係為了防止自斜向方向入射之激發光由配接器30遮擋。誘導孔31c由反射被測定光之反射材覆蓋，以被測定光在積分球10內多重反射之方式誘導被測定光。誘導孔31c被實施與內壁面10a同樣之高漫反射劑之塗佈、或由與內壁面10a同樣之高漫反射材形成。誘導孔31c包含朝向積分球10之中心部C0逐漸擴徑之錐形形狀。凸緣部31d係如圖6所示般沿配接器30之外周面設置。 保持具罩32如圖6所示般係以Z方向為中心軸方向之圓筒狀之零件。保持具罩32相對於配接器30設置於與Z方向之中心部C0為相反側。保持具罩32之一端部與配接器30一起***於安裝孔11(參照圖4)。保持具罩32係如圖6所示般包含：在Z方向彼此對向之端面32a及端面32b、自端面32a延伸至端面32b之貫通孔32c、以及設置於Z方向之端面32b側之凸緣部32d。端面32a在安裝孔11內抵接於凸緣部31d之端面31b側之面。在貫通孔32c之Z方向之中心部C0側之一端部***有配接器30之除凸緣部31d以外之部分。貫通孔32c之內徑與配接器30之該部分之外徑相同、或略小。凸緣部32d沿保持具罩32之外周面設置。凸緣部32d之外徑大於安裝孔11之內徑。凸緣部32d包含沿Z方向延伸之一對定位孔33。一對定位孔33在X方向夾著貫通孔32c在兩側排列而設置。 板40係如圖6所示般設置於保持具罩32之貫通孔32c內。圖7係自斜上方觀察板40之立體圖。圖8係自斜下方觀察板40之立體圖。板40如圖7及圖8所示般具有透明基板41、一對金屬銷45、以及一對電極46。一對電極46係本實施形態之第1電極。透明基板41由例如石英玻璃或合成石英玻璃等之透明材料構成，使自試料2發出之被測定光透過。透明基板41自Z方向觀察呈圓形狀。透明基板41包含：與Z方向交叉之第1面41a、配置於與第1面41a為相反側之第2面41b、及自第1面41a遍及第2面41b貫通之一對定位孔43。 在第1面41a載置試料2。在一例中，在第1面41a之中心位置配置試料2。將第1面41a與試料2藉由例如油膏而相互固定。第1面41a覆蓋誘導孔31c之端面31b側(亦即積分球10之外側)之開口，且抵接於配接器30之端面31b。一對定位孔43係如圖7及圖8所示般分別設置於在Y方向上隔著透明基板41之中心位置成對稱之位置。 圖9係顯示透明基板41之第1面41a之前視圖。圖10係沿圖9所示之X-X線之剖視圖。圖11係顯示透明基板41之第2面41b之後視圖。如圖9、圖10、及圖11所示，透明基板41更包含自第1面41a遍及第2面41b延伸並貫通之一對電極孔42。一對電極孔42係本實施形態之貫通孔。一對電極孔42分別設置於在X方向上隔著透明基板41之中心位置成對稱之位置。一對電極孔42係如圖10及圖11所示般各自包含與Z方向交叉之階差面42a。階差面42a配置於第1面41a與第2面41b之間。又，一對電極孔42係如圖10及圖11所示般更包含自第1面41a延伸至階差面42a之第1孔部42b、及自階差面42a延伸至第2面41b之第2孔部42c。第1孔部42b自Z方向觀察呈圓形狀。第1孔部42b經由階差面42a連結於第2孔部42c。第2孔部42c自Z方向觀察呈以Y方向為長軸之長圓形狀。第2孔部42c之內徑之最小值大於第1孔部42b之內徑。 再次參照圖7及圖8。一對金屬銷45呈以Z方向為中心軸方向之階梯式圓柱形狀。一對金屬銷45分別***於一對電極孔42。一對金屬銷45包含經由階差面(未圖示)彼此連結之第1柱部45a(參照圖6)及第2柱部45b(參照圖6及圖8)。第1柱部45a及第2柱部45b係本實施形態之第1導電體，第2柱部45b之底面係本實施形態之第2電極。第1柱部45a與第2柱部45b彼此連結且電性連接。一對金屬銷45之階差面與Z方向交叉，且分別抵接於一對電極孔42之階差面42a。第1柱部45a自Z方向觀察呈圓形狀。第1柱部45a設置於第1孔部42b內。具體而言，第1柱部45a***於第1孔部42b。在一例中，第1柱部45a之外徑與第1孔部42b之內徑相同、或略小。第1柱部45a之Z方向之中心部C0側之一端部自第1面41a突出。 第2柱部45b係如圖8所示般自Z方向觀察呈長圓形狀。第2柱部45b***於第2孔部42c。第2柱部45b之外形以沿第2孔部42c之內形之方式形成。第2柱部45b之短軸之長度與第2孔部42c之短軸之長度相同，第2柱部45b之長軸之長度略小於第2孔部42c之長軸之長度。第2柱部45b之底面露出於第2面41b。 一對電極46係如圖7所示般露出於第1面41a。具體而言，一對電極46設置於第1面41a上，分別覆蓋一對金屬銷45之第1柱部45a之自第1面41a突出之一端部。一對電極46與一對第1柱部45a分別電性連接。又，一對電極46經由未圖示之接合引線等與試料2之一對電極電性連接。 圖12係顯示圖6所示之保持具50之構成之剖視圖。保持具50與配接器30及保持具罩32一起安裝於積分球10。保持具50係如圖12所示般具有本體部51及載置部55。本體部51呈以Z方向為中心軸方向之圓柱狀。本體部51包含：安裝部51a、槽部51b、一對定位銷51c、小徑部51d、以及配線51e。安裝部51a呈以本體部51之中心軸為中心軸之圓柱形狀，設置於本體部51之Z方向之中心部C0側之一端側。安裝部51a***於保持具罩32之貫通孔32c(參照圖6)。在一例中，安裝部51a之外徑與貫通孔32c之內徑相同、或略小。另一方面，安裝部51a之外徑小於本體部51之外徑之最大值。在安裝部51a上安裝有載置部55。槽部51b以Z方向為深度方向且在周向延伸，設置於本體部51之一端側。槽部51b係沿安裝部51a之外周形成。在槽部51b嵌合有保持具罩32之端面32b側之另一端部。 一對定位銷51c設置於本體部51之一端側，相對於槽部51b形成於本體部51之徑向之外側。一對定位銷51c沿Z方向延伸，在X方向夾著安裝部51a在兩側排列而配置。一對定位銷51c分別設置於與保持具罩32之凸緣部32d之一對定位孔33對應之位置。一對定位銷51c分別***於一對定位孔33。一對定位銷51c之外徑分別與一對定位孔33之內徑相同、或略小。藉由一對定位銷51c以及一對定位孔33，而配接器30介隔著保持具罩32相對於保持具50在XY平面內被相對地定位。小徑部51d設置於本體部51之Z方向之另一端側。小徑部51d呈以本體部51之中心軸為中心軸之圓柱狀，小徑部51d之外徑小於本體部51之外徑之最大值。 載置部55呈以本體部51之中心軸為中心軸之圓柱形狀。載置部55***於保持具罩32之貫通孔32c內(參照圖6)。載置部55之外徑係如圖12所示般與安裝部51a之外徑相同。圖13係載置部55之立體圖。載置部55係如圖12及圖13所示般包含：在Z方向設置於積分球10之中心部C0側之端面56、在Z方向自端面56凹入之凹部57、以及在Z方向延伸之一對端子58。一對端子58係本實施形態之第2導電體。端面56在貫通孔32c內抵接於配接器30之端面31b(參照圖6)。在凹部57收容有板40。凹部57包含：與Z方向交叉之底面57a、與XY平面交叉之側面57b、自底面57a在Z方向延伸之一對電極孔57c、及設置於底面57a之一對定位銷57d。一對電極孔57c係本實施形態之孔部。底面57a及側面57b由反射被測定光之反射材覆蓋。亦即，底面57a及側面57b被實施與內壁面10a同樣之高漫反射劑之塗佈、或由與內壁面10a同樣之高漫反射材形成。 底面57a自Z方向觀察呈圓形狀。在底面57a載置有透明基板41。在一例中，底面57a之外徑略大於透明基板41之外徑。底面57a在Z方向與透明基板41之第2面41b對向。在一例中，底面57a抵接於第2面41b。板40由配接器30之端面31b朝底面57a按壓。具體而言，藉由第1面41a被朝端面31b按壓，而第2面41b被朝底面57a按壓。側面57b自底面57a上升。具體而言，側面57b沿Z方向自底面57a之緣部延伸至端面56。在一例中，側面57b垂直於底面57a及端面56。側面57b包圍載置於底面57a之透明基板41之周圍。側面57b與透明基板41嵌合。藉此，側面57b規定透明基板41之沿底面57a之XY面內之位置。側面57b自Z方向觀察呈略大於透明基板41之外形之圓形狀。透明基板41之厚度為側面57b自底面57a起之高度以下。亦即，自底面57a至端面56之Z方向之距離為自透明基板41之第1面41a至第2面41b之Z方向之距離以上。 一對電極孔57c自底面57a在Z方向延伸，在X方向夾著底面57a之中心位置設置於對稱之位置。一對電極孔57c分別設置於與透明基板41之一對電極孔42對應之位置。一對定位銷57d係如圖13所示般在Y方向夾著底面57a之中心位置設置於對稱之位置。一對定位銷57d分別設置於與透明基板41之一對定位孔43對應之位置。一對定位銷57d分別***於一對定位孔43。一對定位銷57d之外徑分別與一對定位孔43之內徑相同、或略小。藉由一對定位銷57d以及一對定位孔43，而板40相對於載置部55在繞中心之周向相對地定位。 一對端子58在Z方向延伸，分別設置於一對電極孔57c內。具體而言，一對端子58分別***於一對電極孔57c。一對端子58由內置於本體部51之彈簧(未圖示)朝向Z方向之中心部C0側賦予按壓力。一對端子58藉由與一對第2柱部45b分別接觸而電性連接。一對端子58之另一端部係如圖12所示般與本體部51內之配線51e之一端相連。配線51e在本體部51之內部沿Z方向延伸。配線51e之另一端自本體部51之Z方向之小徑部51d側之外側面朝向本體部51之外部延伸。此處，當利用EL法測定試料2之量子效率時，配線51e之另一端與設置於本體部51之外部之電源4及電性檢測器5相接。藉此，一對端子58分別電性連接於電源4及電性檢測器5之正極及負極。 其次，針對使用本實施形態之分光測定裝置1測定試料2之量子效率之分光測定方法進行說明。試料2之量子效率係基於被測定光之光譜強度而測定。 試料2之量子效率例如利用EL法測定。圖14係顯示利用EL法測定試料2之外部量子效率之分光測定方法之一例的流程圖。首先，將試料2載置於板40(步驟S1：載置步驟)。具體而言，將試料2經由油膏載置於板40之透明基板41之第1面41a。而後，在試料2之一對電極與板40之一對電極46之間進行引線接合。其次，將板40收容於保持具50之載置部55之凹部57(步驟S2：收容步驟)。具體而言，將透明基板41之第2面41b載置於凹部57之底面57a。此時，相對於定位孔43自第2面41b側***凹部57之定位銷57d。板40之一對第2柱部45b與自凹部57之底面57a突出之一對端子58分別接觸。 其次，將配接器30配置於板40上，並將保持具50安裝於積分球10(步驟S3：配置步驟)。具體而言，使配接器30之除凸緣部31d以外之部分***保持具罩32之一對定位孔33，且使配接器30之凸緣部31d抵接於保持具罩32之端面32a。而後，相對於保持具罩32之一對定位孔33自定位孔33之端面32b側分別***本體部51之一對定位銷51c。此時，配接器30之端面31b配置於板40之透明基板41之第1面41a上，利用其重量將板40朝底面57a按壓。而後，誘導孔31c之端面31b側之開口由第1面41a覆蓋。之後，將保持具50之載置部55與配接器30及保持具罩32一起自配接器30之端面31a側***於安裝孔11內，而將保持具50安裝於積分球10。 其次，將保持具50之本體部51之配線51e之另一端連接於電源4。而後，經由電源4將電流供給至試料2，使試料2發光(步驟S4：發光步驟)。該電流經由配線51e、一對端子58、及一對金屬銷45被供給至試料2。當對試料2供給電流時，自試料2發出被測定光。自試料2發出之被測定光由配接器30之誘導孔31c導引至積分球10內。此處，入射至透明基板41之第1面41a之被測定光透過透明基板41且在保持具50之凹部57之底面57a及側面57b反射，而再次返回積分球10內且重複反射。 之後，利用分光檢測器60檢測被測定光(步驟S5：檢測步驟)。分光檢測器60將與被測定光之每一波長之光強度相關之信號輸出至資料處理部6。資料處理部6對該信號予以資料處理，並算出被測定光之光譜強度。其次，資料處理部6基於該光譜強度、及由電源4所測定之對試料2供給之電流值算出試料2之外部量子效率(步驟S6：算出步驟)。具體而言，資料處理部6使用以下之數式算出外部量子效率。 ［數1］EQE₁ 係外部量子效率，PNe係被測定光之光子數，e₁ 係對試料2供給之電子數。光子數PNe係基於上述光譜強度算出，電子數e₁ 係基於上述電流值算出。該外部量子效率EQE₁ 與內部量子效率IQE有如下式之關係。 ［數2］LEE係光提取效率，表示在試料2內產生之光中實際上提取至外部之光之比例。EIE係電子佈植效率，表示所有電荷中在試料2之發光層佈植之電荷之比例。光提取效率LEE及電子佈植效率EIE係利用例如周知之方法算出。 繼而，針對使用PL法之測定試料2之外部量子效率之方法進行說明。圖15係利用PL法測定試料2之外部量子效率之分光測定方法之一例的流程圖。在該方法中，由於至上述步驟S1～步驟S3為止係與試料2之EL法之算出外部量子效率之方法相同，故省略至上述步驟S1～步驟S3為止之說明。在該方法中，激發光供給部3被安裝於積分球10之安裝孔12。而後，自激發光供給部3之激發光源3a將激發光直接照射至在積分球10內載置於第1面41a上之試料2(步驟S7：照射步驟)。當對試料2照射激發光時，產生包含未被試料2吸收之激發光之成分、及因吸收激發光而自試料2發出之成分的被測定光。被測定光係如上述般在配接器30之誘導孔31c反射並被導引至積分球10內。此處，入射至透明基板41之第1面41a之被測定光透過透明基板41且在保持具50之凹部57之底面57a及側面57b反射，而再次返回積分球10內且重複反射。 之後，利用分光檢測器60檢測被測定光(步驟S8：檢測步驟)。分光檢測器60就每一波長成分分離被測定光，並輸出與每一波長之光強度相關之信號。而後，分光檢測器60將該信號輸出至資料處理部6。資料處理部6對該信號予以資料處理，並算出激發光之光譜強度、及自試料2發出之光之光譜強度。其次，資料處理部6基於該等光譜強度算出試料2之內部量子效率(步驟S9：算出步驟)。具體而言，資料處理部6使用以下之數式算出內部量子效率。 ［數3］PLQE係利用PL法求取之內部量子效率，PNe係自試料2發出之光之光子數，PNa係試料2吸收之激發光之光子數。光子數PNe係基於自試料2發出光之光譜強度算出，光子數PNa係基於激發光之光譜強度算出。亦可使用該內部量子效率PLQE及以下之關係式測定外部量子效率。 ［數4］EQE₂ 係外部量子效率。光提取效率LEE係利用周知之方法算出。 在本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法中，例如，亦可藉由測定光電流(光吸收電流)，而測定試料2之內部量子效率IQE。在測定該電流之方法中，自激發光供給部3將激發光照射至積分球10內之試料2。資料處理部6係如上述般算出試料2吸收之激發光之光子數PNa。電性檢測器5測定自試料2提取之電荷、電流、及電壓中至少一者，並輸出檢測信號。而後，資料處理部6使用以下之數式算出光電流。由於如上述般算出之光電流與試料2之內部量子效率IQE成比例，故藉由測定因激發光對於試料2之照射而產生之光電流，而能夠求取試料2之內部量子產率。 ［數5］P係光電流，e₂ 係自上述之試料2提取之電荷量。 其次，針對由本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法發揮之效果進行說明。在本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法中，由於積分球10內之凹部57由反射被測定光之反射材覆蓋，故能夠製作虛擬地將試料2配置於積分球10內之狀況。亦即，能夠抑制在積分球10內吸收被測定光。再者，由於試料2與凹部57之底面57a及側面57b介隔著透明基板41彼此分開，試料2與由反射材覆蓋之底面57a及側面57b不直接接觸，故能夠防止損傷或污染利用試料2附著於底面57a及側面57b。藉此，能夠進一步抑制在底面57a及側面57b中被測定光之反射率降低。亦即，能夠抑制在積分球10內被測定光被吸收。因而，能夠高精度地測定試料2之內部量子效率及/或外部量子效率等之發光特性。本發明者在將試料2直接載置於由反射材覆蓋之面上之狀態下同樣地測定被測定光之結果為，確認無法高精度地測定試料2之內部量子效率及外部量子效率。 在PL法中，通常為了對於試料2直接照射激發光，而較佳的是將試料2以露出於積分球10內之狀態配置。其係緣於若將試料2配置於積分球10外，使激發光經由例如透明基板照射至試料2，則因試料2與透明基板之界面之全反射而產生自試料2未放出至外部之光子，而試料2之量子效率之測定精度降低之故。另一方面，在EL法中，由於通常為例如使纜線連接於試料2之構成，故較佳的是，以纜線不於積分球10內露出之方式使試料2以露出於積分球10外之狀態配置。這是因為若與積分球10之內壁面10a之材料為不同材料之纜線露出於積分球10內，會因纜線吸收被測定光，而難以高精度地測定試料2之外部量子效率或內部量子效率。如此，在PL法與EL法中，通常試料2之配置互不相同。然而，在PL法與EL法中，要改變試料2之配置較為繁瑣。再者，如上述般改變試料2之配置而測定被測定光，會有導致測定之結果產生偏差之虞。 相對於此，在本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法中，由於試料2為露出於積分球10內之狀態，故能夠直接照射激發光。再者，藉由採用經由板40之金屬銷45對試料2供給電流之構成，而能夠儘量減小積分球10內之可吸收被測定光之部分。因而，根據本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法，能夠在不改變試料2之配置下進行PL法及EL法兩者之測定。又，由於在PL法與EL法中，通常保持具之構成因試料2之配置不同而異，故分別使用不同之保持具。相對於此，在本實施形態之分光測定裝置1及分光測定方法中，能夠在PL法與EL法中使用相同之保持具50，泛用性較高。再者，亦可省去對每一保持具50進行校正之麻煩。 板40與側面57b嵌合。又，在收容步驟S2中，以板40嵌合於側面57b之方式將板40收容於凹部57。藉此，能夠容易地進行板40對於保持具50之相對定位。 一對電極46與第2柱部45b相互電性連接。藉此，由於能夠經由一對電極46及第2柱部45b對第1面41a上之試料2供給電流及電壓中至少一者，故能夠較佳地測定EL法之量子效率。 設置於電極孔42內之第1柱部45a電性連接一對電極46與第2柱部45b。如此，藉由經由設置於一對電極孔42之第1柱部45a對一對電極46供給電流，而能夠儘量減小可露出於積分球10內之一對電極46之大小。亦即，能夠儘量減小在積分球10內可吸收被測定光之部分。藉此，能夠高精度地測定EL法之量子效率。 端子58與第2柱部45b電性連接。藉此，僅藉由例如以電極46與第2柱部45b接觸之方式將板40載置於保持具50之凹部57，便能夠對第2柱部45b供給電流及電壓中至少一者。亦即，能夠利用簡易之構成對試料2供給電流及/或電流。 電源4與第2柱部45b電性連接。藉此，能夠將電流及電壓中至少一者供給至試料2。 電性檢測器5與第2柱部45b電性連接，檢測在試料2中產生之電流及電壓中至少一者。藉此，例如能夠檢測因激發光之照射而在試料2中產生之電流及電壓中至少一者。 端面31b朝底面57a按壓板40。又，在配置步驟S3中，以朝底面57a按壓板40之方式將配接器30安裝於保持具50。藉此，能夠利用簡單之作業容易地將板40保持於保持具50之凹部57。藉此，能夠抑制當將透明基板41固定於凹部57時損傷或污染附著於凹部57內之風險。亦即，能夠進一步抑制在凹部57內被測定光之反射率降低。因而，能夠進一步高精度地測定試料2之量子效率。再者，藉由朝底面57a按壓板40，而能夠保持端子58與第2柱部45b彼此接觸之狀態。因而，能夠更確實地保持電極46與第2柱部45b彼此電性連接之狀態。亦即，能夠更確實地對試料2供給電流及電壓中至少一者。 板40之厚度為側面57b自底面57a起之高度以下。當板40之厚度厚於側面57b之高度時，有在配接器30之端面31b與保持具50之載置部55之端面56之間產生間隙之虞。此時，若被測定光沿著該間隙入射至例如未由反射材覆蓋之零件(例如保持具罩32之貫通孔32c)，則有可能被測定光由該零件吸收。因而，藉由將板40之厚度設為側面57b自底面57a起之高度以下，抑制在端面31b與端面56之間產生間隙，而能夠進一步抑制在積分球10內被測定光被吸收。因而，能夠進一步高精度地測定試料2之量子效率等之發光特性。 誘導孔31c包含朝向積分球10之中心部C0擴徑之錐形形狀。藉此，由於能夠使誘導孔31c之形狀接近積分球10之內壁面之形狀，故能夠更高精度地測定被測定光。亦即，能夠更高精度地測定試料2之量子效率等之發光特性。 (變化例) 圖16係上述實施形態之變化例之板40A之立體圖。圖17係本變化例之載置部55A之立體圖。本變化例與上述實施形態之不同點係板40A取代一對金屬銷45而具有一對夾子電極70之點、透明基板41A不具有一對電極孔42之點、及載置部55A之凹部57A更包含一對電極用凹部80之點。如圖16所示，夾子電極70以夾著透明基板41A之X方向之兩端部之方式安裝。夾子電極70包含：露出於第1面41a之上部電極70a、及露出於第2面41b之下部電極70b。上部電極70a係本變化例之第1電極，下部電極70b係本變化例之第2電極。上部電極70a設置於第1面41a上。上部電極70a經由接合引線90電性連接於試料2。下部電極70b與上部電極70a連結，且設置於第2面41b上。下部電極70b與上部電極70a電性連接。一對電極用凹部80沿一對夾子電極70之外形設置。如圖17所示，一對電極用凹部80係自底面57a之分別包含一對電極孔57c之一部分遍及側面57b而設置。在一對電極用凹部80分別收容有一對夾子電極70之下部電極70b。一對電極用凹部80之自電極孔57c突出之端子58與一對夾子電極70之下部電極70b分別接觸。藉此，一對下部電極70b與一對端子58分別電性連接。 本發明之分光測定裝置及分光測定方法並不限定於上述之實施形態及實施例，可進行其他各種變化。例如，可使上述之實施形態及變化例根據所需之目的及效果而彼此組合。

1‧‧‧分光測定裝置

2‧‧‧試料

3‧‧‧激發光供給部

3a‧‧‧激發光源

3b‧‧‧光導

4‧‧‧電源

5‧‧‧電性檢測器

6‧‧‧資料處理部

10‧‧‧積分球

10a‧‧‧內壁面

11‧‧‧安裝孔

12‧‧‧安裝孔

13‧‧‧安裝孔

14‧‧‧預備孔

15‧‧‧安裝螺孔

20‧‧‧試料安裝部

30‧‧‧配接器

31a‧‧‧端面

31b‧‧‧端面

31c‧‧‧誘導孔

31d‧‧‧凸緣部

32‧‧‧保持具罩

32a‧‧‧端面

32b‧‧‧端面

32c‧‧‧貫通孔

32d‧‧‧凸緣部

33‧‧‧定位孔

40‧‧‧板

40A‧‧‧板

41‧‧‧透明基板

41A‧‧‧透明基板

41a‧‧‧第1面

41b‧‧‧第2面

42‧‧‧電極孔

42a‧‧‧階差面

42b‧‧‧第1孔部

42c‧‧‧第2孔部

43‧‧‧定位孔

45‧‧‧金屬銷

45a‧‧‧第1柱部

45b‧‧‧第2柱部

46‧‧‧電極

50‧‧‧保持具

51‧‧‧本體部

51a‧‧‧安裝部

51b‧‧‧槽部

51c‧‧‧定位銷

51d‧‧‧小徑部

51e‧‧‧配線

55‧‧‧載置部

55A‧‧‧載置部

56‧‧‧端面

57‧‧‧凹部

57A‧‧‧凹部

57a‧‧‧底面

57b‧‧‧側面

57c‧‧‧電極孔

57d‧‧‧定位銷

58‧‧‧端子

60‧‧‧分光檢測器

70‧‧‧夾子電極

70a‧‧‧上部電極

70b‧‧‧下部電極

80‧‧‧電極用凹部

90‧‧‧接合引線

C0‧‧‧中心部

圖1係示意性地顯示一個實施形態之分光測定裝置之構成之圖。 圖2係圖1所示之分光測定裝置之立體圖。 圖3係圖1所示之分光測定裝置之俯視圖。 圖4係沿圖3所示之IV-IV線之剖視圖。 圖5係試料安裝部之俯視圖。 圖6係沿圖5所示之VI-VI線之剖視圖。 圖7係自斜上方觀察板之立體圖。 圖8係自斜下方觀察板之立體圖。 圖9係顯示透明基板之第1面之前視圖。 圖10係沿圖9所示之X-X線之剖視圖。 圖11係顯示透明基板之第2面之後視圖。 圖12係顯示圖6所示之保持具之構成之剖視圖。 圖13係載置部之立體圖。 圖14係顯示利用EL法測定試料之量子效率之分光測定方法之一例的流程圖。 圖15係顯示利用PL法測定試料之量子效率之分光測定方法之一例的流程圖。 圖16係變化例之板之立體圖。 圖17係變化例之載置部之立體圖。

Claims (11)

1. 一種分光測定裝置，其係測定自試料發出之被測定光者，且具備： 積分球，其具有反射前述被測定光之內壁面、及自前述內壁面朝向外部延伸之安裝孔； 配接器，其具有誘導前述被測定光之誘導孔，且配置於前述安裝孔； 板，其具有自前述積分球之外側覆蓋前述誘導孔且供載置前述試料之第1面、及配置於與前述第1面為相反側之第2面，且使前述被測定光透過； 保持具，其具有收容前述板之凹部，且安裝於前述積分球；及 分光檢測器，其檢測自前述積分球輸出之前述被測定光；且 前述凹部包含與前述第2面對向之底面、及包圍前述板之周圍之側面； 前述底面及前述側面由反射前述被測定光之反射材覆蓋。
2. 如請求項1之分光測定裝置，其中前述板與前述側面嵌合。
3. 如請求項1或2之分光測定裝置，其中前述板更具有露出於前述第1面之第1電極、及露出於前述第2面之第2電極；且 前述第1電極與前述第2電極相互電性連接。
4. 如請求項3之分光測定裝置，其中前述板更具有自前述第1面遍及前述第2面延伸之貫通孔、及設置於前述貫通孔內之第1導電體；且 前述第1導電體將前述第1電極與前述第2電極電性連接。
5. 如請求項3或4之分光測定裝置，其中前述凹部更包含設置於前述底面之孔部、及設置於前述孔部內之第2導電體；且 前述第2導電體與前述第2電極電性連接。
6. 如請求項5之分光測定裝置，其更具備與前述第2導電體電性連接之電源。
7. 如請求項5或6之分光測定裝置，其更具備與前述第2導電體電性連接、且檢測前述試料中產生之電流及電壓中至少一者之電性檢測器。
8. 如請求項1至7中任一項之分光測定裝置，其中前述配接器更具有朝前述底面按壓前述板之按壓部。
9. 如請求項1至8中任一項之分光測定裝置，其中前述板之厚度為前述側面自前述底面起之高度以下。
10. 如請求項1至9中任一項之分光測定裝置，其中前述誘導孔包含朝向前述積分球之中心部擴徑之錐形形狀。
11. 一種分光測定方法，其係使用具有反射自試料發出之被測定光之內壁面、及自前述內壁面朝向外部延伸之安裝孔的積分球而測定前述被測定光者，且包含： 載置步驟，其將前述試料載置於具有第1面及配置於與前述第1面為相反側之第2面且使前述被測定光透過的板之前述第1面； 收容步驟，其將前述板收容於具有凹部之保持具之前述凹部，該凹部包含與前述第2面對向之底面、及包圍前述板之周圍之側面； 配置步驟，其將具有誘導前述被測定光之誘導孔之配接器以前述誘導孔由前述第1面自前述積分球之外側覆蓋之方式配置於前述板上，將前述保持具安裝於前述積分球且將前述配接器安裝於前述安裝孔；及 檢測步驟，其藉由分光檢測器檢測自前述積分球輸出之前述被測定光；且 前述底面及前述側面由反射前述被測定光之反射材覆蓋。