专利名称：分光测定装置、分光测定方法以及分光测定程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备积分球的分光测定装置、以及使用分光测定装置执行的分光测定 方法、分光测定程序。
背景技术：
为了测定从试料发出的光的强度而使用积分球。积分球的内壁由具有高反射率并 且在扩散性方面表现卓越的涂层或者材料制造，入射到内壁面的光被多重扩散反射。而且， 该被扩散的来自试料的光通过被设置于积分球的规定位置的出射开口部而被入射到光检 测器并被检测，由此，不依赖于试料中的发光模式、发光的角度特性等，能够高精度地取得 试料中的发光的强度等的信息(例如参照专利文献1)。作为使用积分球的成为测定的对象的试料的一个例子，存在有机EL(电致发光， electroluminescence)元件。有机EL元件一般是具有在由玻璃或者透明的树脂材料构成 的基板上层叠有阳极、包含发光层的有机层以及阴极的构造的发光元件。通过从阳极注入 的空穴和从阴极注入的电子在发光层中进行再结合而产生光子，从而发光层发光。在有机EL元件的发光特性的测定以及评价中，外部量子效率等是重要的，该外部 量子效率由被放出至元件外部的光子数相对于所注入的电子数的比例定义。另外，在有机 EL元件中所使用的发光材料的测定以及评价中，发光量子收率(内部量子效率)是重要的， 该发光量子收率由来自试料的发光的光子数相对于试料所吸收的激励光的光子数的比例 定义。使用积分球的光测定装置也能够适宜地运用于这样的有机EL元件中的量子效率的 评价中。专利文献专利文献1 日本特开2003-215041号公报
发明内容
发明所要解决的问题近年来，在下一代显示器和下一代照明的研究开发中，从所谓电力低消耗化的观 点出发，为了提高有机EL元件等的发光元件的发光效率，用于发光元件的发光材料的发光 量子收率的评价的重要性增加。作为这样的发光量子收率的评价方法，是使用具备上述的 积分球的光测定装置，并由光致发光(photoluminescence =PL)法测定发光材料的绝对发 光量子收率的方法。具体来说，在由PL法得到的发光量子收率的评价中，对被配置于积分球内的发光 材料的试料照射规定波长的激励光，并测定由来自试料的荧光等的发光的光子数相对于试 料所吸收的激励光的光子数的比例定义的发光量子收率Φρρ另外，关于该量子收率，可以 使用基于在没有试料的状态下将试料容器配置于积分球内并进行测定的参照(reference) 测定以及在积分球内在试料被保持于试料容器中的状态下进行测定的样品测定的测定结 果而求得的方法。
本申请发明人对这样的试料的分光测定进行研究探讨，结果发现了 在使用积分 球的测定中，由于内壁上的光的多重反射而使激励光或者来自试料的发光等多重地通过试 料容器，由此取得的试料信息的精度可能发生下降。在此情况下，不能够无视由试料容器引 起的光的吸收的影响，起因于该吸收率(透过率)的波长依赖性等而在发光量子收率等的 解析结果中产生误差。本发明是为了解决以上的问题而悉心研究的结果，以供给一种可以适宜地进行关 于积分球内被保持于试料容器中的试料的分光测定的分光测定装置、分光测定方法以及分 光测定程序为目的。解决问题的技术手段为了达成这样的目的，本发明的分光测定装置的特征在于，具备(1)在内部配置 测定对象的试料并具有用于入射被照射于试料的激励光的入射开口部以及用于出射来自 试料的被测定光的出射开口部的积分球；(2)作为通过入射开口部而被供给到积分球的内 部的照射光而供给激励光的照射光供给单元；C3)在积分球的内部将试料保持在规定位置 上的试料容器；(4)对从积分球的出射开口部出射的被测定光进行分光，并取得其波长光 谱的分光单元；以及( 对由分光单元取得的波长光谱进行数据解析的数据解析单元，(6) 数据解析单元具有取得用于考虑由试料容器引起的激励光或者被测定光的至少一者的吸 收而修正波长光谱的修正数据的修正数据取得单元、以及由修正数据修正波长光谱并且解 析被修正了的波长光谱从而取得关于试料的信息的试料信息解析单元。另外，本发明的分光测定方法的特征在于，是一种使用具备(1)在内部配置测定 对象的试料并具有用于入射被照射于试料的激励光的入射开口部以及用于出射来自试料 的被测定光的出射开口部的积分球、(2)作为通过入射开口部而被供给到积分球的内部的 照射光而供给激励光的照射光供给单元、( 在积分球的内部将试料保持在规定位置上的 试料容器、以及(4)对从积分球的出射开口部出射的被测定光进行分光并取得其波长光谱 的分光单元的分光测定装置，( 对由分光单元所取得的波长光谱进行数据解析的分光测 定方法，(6)具备取得用于考虑由试料容器引起的激励光或者被测定光的至少一者的吸 收而修正波长光谱的修正数据的修正数据取得步骤、以及由修正数据修正波长光谱并且解 析被修正了的波长光谱从而取得关于试料的信息的试料信息解析步骤。另外，本发明的分光测定程序的特征在于，是一种应用于具备(1)在内部配置测 定对象的试料并具有用于入射被照射于试料的激励光的入射开口部以及用于出射来自试 料的被测定光的出射开口部的积分球、(2)作为通过入射开口部而被供给到积分球的内部 的照射光而供给激励光的照射光供给单元、( 在积分球的内部将试料保持在规定位置上 的试料容器、以及(4)对从积分球的出射开口部出射的被测定光进行分光并取得其波长光 谱的分光单元的分光测定装置，( 用于在计算机中执行对由分光单元所取得的波长光谱 的数据解析的程序，(6)在计算机中执行取得用于考虑由试料容器引起的激励光或者被测 定光的至少一者的吸收而修正波长光谱的修正数据的修正数据取得处理、以及由修正数据 修正波长光谱并且解析被修正了的波长光谱从而取得关于试料的信息的试料信息解析处 理。在以上所述的分光测定装置、分光测定方法以及分光测定程序中，使用设置有激 励光入射用的开口部以及被测定光出射用的开口部并以可以由光致发光法测定试料的发光特性的方式构成的积分球、以可以由波长光谱区别激励光以及来自试料的发光的方式对 被测定光进行分光测定的分光单元，构成分光测定装置。而且，关于在积分球内保持试料的 试料容器，准备考虑了由试料容器引起的光的吸收的修正数据，并在用该修正数据修正波 长光谱之后，进行波长光谱的解析以及试料信息的导出。由此，即使在不能够无视由试料容 器引起的光的吸收的影响的情况下，也能够抑制在发光量子收率等的解析结果中所产生的 误差，从而能够适宜且高精度地进行试料的分光测定。发明的效果根据本发明的分光测定装置、测定方法以及测定程序，对具有积分球和分光单元 的分光测定装置，准备考虑了由在积分球内保持试料的试料容器而引起的光的吸收的修正 数据，并在由该修正数据修正波长光谱之后，进行波长光谱的解析以及试料信息的导出，从 而即使在不能够无视由试料容器引起的光的吸收的影响的情况下，也能够适宜地进行试料 的分光测定。
图1是示意性地表示分光测定装置的一个实施方式的构成的图。图2是表示积分球的构成的一个例子的截面图。图3是表示积分球的构成的一个例子的截面图。图4是表示数据解析装置的构成的一个例子的方块图。图5是示意性地表示关于由试料容器引起的光的吸收的图。图6是表示透过率测定模式下的测定装置的动作例的流程图。图7是表示波长调整模式下的测定装置的动作例的流程图。图8是表示量子收率测定模式下的测定装置的动作例的流程图。图9是表示第1参照测定以及样品测定的测定结果的图表。图10是表示第2参照测定以及样品测定的测定结果的图表。图11是表示第2参照测定的测定结果的图表。图12是表示第2样品测定的测定结果的图表。符号的说明IA…分光测定装置、10…照射光供给部、11···照射光源、12…波长切换部、13…光 导、20···积分球、200…积分球主体、21···入射开口部、210…光导支架、22···出射开口部、 220…光导支架、23J4…试料导入开口部、230…试料支架固定部件、240…试料支架、邪… 光导、30…分光分析装置、31···分光部、32…分光数据生成部、40···试料支架、40(l···试料容 器、401…容器支撑部、50…数据解析装置、51···分光数据输入部、52···试料信息解析部、 53…修正数据取得部、54···修正数据计算部、55…修正数据存储部、56···解析数据输出部、 61…输入装置、62···显示装置、63···外部装置。
具体实施例方式以下，与附图一起对本发明的分光测定装置、分光测定方法以及分光测定程序的 优选的实施方式进行详细的说明。还有，在附图的说明中，将相同的符号标注于相同的要素 上，省略重复的说明。另外，图面的尺寸比例并不一定与所说明的实物相一致。
图1是示意性地表示本发明所涉及的分光测定装置的一个实施方式的构成的 图。本实施方式的分光测定装置IA具备照射光供给部10、积分球20、分光分析装置30和 数据解析装置50，以对发光材料等的试料S照射规定波长的激励光，并可以由光致发光 (photoluminescence =PL)法测定并评价试料S的荧光特性等的发光特性的方式构成。照射光供给部10是供给用于测定试料S的发光特性的激励光作为供给至容纳测 定对象的试料S的积分球20的内部的照射光的照射光供给单元。在图1中，照射光供给部 10由照射光源11以及将来自光源11的光向积分球20引导的光导13所构成。另外，在供 给部10中，波长切换部12被设置于照射光源11与光导13之间。由此，本构成例的照射光 供给部10被构成为可以由规定波长的激励光和含有规定的波长范围内的光成分的光(以 下，称为白色光)来切换向积分球20的照射光，并起到作为激励光供给单元以及白色光供 给单元的作用。作为照射光供给部10的具体的构成例，可以使用以下所述的构成作为照射光源 11而使用白色光源，并且在波长切换部12中设置仅选择从光源11供给的光中规定的波长 范围内的光成分并使其向光导13通过的波长选择单元。在此情况下，在波长切换部12中 使波长选择OFF的时候，向积分球20的照射光变成白色光，在使波长选择ON的时候，向积 分球20的照射光变成规定波长的激励光。作为波长选择单元，具体来说，例如可以使用分 光过滤器或者分光器等。积分球20是被用于测定被配置于内部的试料S的发光特性的装置，被构成为具有 用于将被照射于试料S的激励光入射到积分球20内的入射开口部21、用于使来自试料S的 被测定光向外部出射的出射开口部22、以及将试料S导入到积分球20的内部的试料导入用 的开口部23。在试料导入开口部23上固定有试料支架40。另外，在该试料支架40的前端 部设置有在积分球20内将试料S保持于规定位置的试料容器400。在积分球20的入射开口部21上固定有照射光入射用的光导13的出射端部。作 为该光导13，例如可以使用光纤。另外，在积分球20的出射开口部22上固定有将来自试料 S的被测定光向后段的分光分析装置30进行导光的光导25的入射端部。作为该光导25， 例如可以使用单光纤(single fiber)或者束光纤(bundle fiber)。分光分析装置30是用于对从积分球20的出射开口部22经由光导25而出射的来 自试料S的被测定光进行分光，并取得其波长光谱的分光单元。在本构成例中，分光分析装 置30作为具有分光部31和分光数据生成部32的多通道分光器而被构成。分光部31由将被测定光分解成波长成分的分光器以及检测来自分光器的光的光 检测器所构成。作为光检测器，例如可以使用用于检测被波长分解了的被测定光的各个波 长成分的多通道(例如IOM通道)的像素被一维排列的CXD线性传感器。另外，由分光部 31得到的测定波长区域可以对应于具体的构成等而适当地设定，例如为300nm 950nm。另 外，分光数据生成部32是对从分光部31的光检测器的各个通道输出的检测信号进行必要 的信号处理从而生成作为被测定光的分光数据的波长光谱的数据的分光数据生成单元。在 分光数据生成部32中所生成并取得的波长光谱的数据向后段的数据解析装置50输出。数据解析装置50是对由分光分析装置30取得的波长光谱进行必要的数据解析从 而取得关于试料S的信息的数据解析单元。关于解析装置50中的具体的数据解析的内容， 会在后面叙述。另外，在该数据解析装置50上连接有被用于关于数据解析等的指示的输入、解析条件的输入等的输入装置61、以及被用于数据解析结果的显示等的显示装置62。图2是表示被用于图1所示的分光测定装置IA的积分球20的构成的一个例子的 截面图，并表示沿着激励光的照射光轴L的积分球20的截面构成。本构成例中的积分球20 具备由安装螺钉285而被安装于台架280的积分球主体200。另外，台架280被形成为具有 互相垂直的2个接地面观1、观2的L字形状。另外，照射光轴L通过积分球主体200的中 心位置，并在平行于接地面281且垂直于接地面282的方向上延伸。在积分球主体200上设置有图1所示的入射开口部21、出射开口部22以及试料导 入开口部23。入射开口部21被设置于光轴L的一侧的积分球主体200的规定位置(图中 的左侧的位置)上。另外，出射开口部22被设置于通过积分球主体200的中心位置并垂直 于光轴L的面上的规定位置。另外，试料导入开口部23被设置于通过积分球主体200的中 心位置并垂直于光轴L的面上的从中心位置看与出射开口部22相差90°的位置(图中的 上侧的位置)上。另外，在图2所示的构成例中，除了开口部23之外，还设置有第2试料导 入开口部对。该试料导入开口部M被设置于光轴L的另一侧并与入射开口部21相对的位 置(图中的右侧的位置)上。在出射开口部21上插入安装有用于连接照射光入射用的光导13的光导支架210。 在出射开口部22上插入安装有用于连接被测定光出射用的光导25的光导支架220。还有， 在图2中，省略了光导13、25的图示。在第1试料导入开口部23上安装有固定试料支架40的试料支架固定部件230。 试料支架40由容纳试料S的中空(例如四角柱形状)的试料容器400、从试料容器400向 规定方向延伸的容器支撑部401所构成。如图2所示，容器400在被配置于积分球主体200 的中心的状态下，经由支撑部401以及固定部件230而被固定于主体200。试料容器400优 选为由透过包括激励光以及被测定光的光的材质形成，例如适宜地使用合成石英玻璃制的 光学池。容器支撑部401例如由以管状延伸的棒状的支管等构成。另外，在第2试料导入 开口部M上安装有用于载置试料R的第2试料支架240。开口部23以及试料支架40例如能够在溶解有发光材料的溶液为试料S的情况下 被优选使用。另外，即使在试料S为固体试料、粉末试料等的情况下，也能够使用这样的试 料支架40。另外，开口部M以及试料支架240例如能够在试料R为固体试料、粉末试料的 情况下被优选使用。在此情况下，作为试料容器，例如可以使用试料保持基板或者浅底盘等。这些试料支架40、240对应于试料S的种类、分光测定的内容等而被分开使用。在 使用包括试料容器400的试料支架40的情况下，在以光轴L沿着水平线的方式使台架280 的接地面向下的状态下安装(set)积分球20。另外，在使用试料支架240的情况下，在 以光轴L沿着铅垂线的方式使台架观0的接地面观2向下的状态下安装积分球20。以下， 主要对使用试料支架40并进行试料S的分光测定的情况进行说明。另外，在如后面所述在 没有试料S以及试料容器400的状态下进行参照测定的情况下，如图3所示，在盖上遮光罩 405的状态下进行测定。照射光入射用的光导13在由光导支架210的光导保持部211进行定位的状态下 被保持。来自照射光源11(参照图1)的光由光导13而向积分球20导光，并由被设置于光 导支架210内的聚光透镜212而被聚光并被照射于保持在试料容器400内的试料S。另外，被测定光出射用的光导25在由光导支架220进行定位的状态下被保持。在作为来自照射光供给部10的照射光而供给规定波长的激励光的情况下，来自 被照射了激励光的试料S的光由被涂布于积分球主体200的内壁的高扩散反射粉末而被多 重扩散反射。该被扩散反射的光被入射到连接于光导支架220的光导25，从而作为被测定 光而被引导到分光分析装置30。由此，对来自试料S的被测定光进行分光测定。作为成为 被测定光的来自试料S的光，具有由激励光的照射而在试料S中产生的荧光等的发光、以及 激励光中在试料S中被散射、反射等的光成分。图4是表示被用于图1所示的分光测定装置IA的数据解析装置50的构成的一个 例子的方块图。本构成例中的数据解析装置50被构成为具有分光数据输入部51、试料信息 解析部52、修正数据取得部53以及解析数据输出部56。另外，在本构成例的数据解析装置 50中，对修正数据取得部53，设置有修正数据计算部M和修正数据存储部55。分光数据输入部51是输入由分光分析装置30作为分光数据而取得的波长光谱等 的数据的输入单元。从输入部51输入的分光数据被送至试料信息解析部52。解析部52是 解析被输入的波长光谱并取得关于试料S的信息的试料信息解析单元。另外，修正数据取 得部53是相对于在积分球20内试料S被保持于试料容器400的上述构成，考虑由试料容 器400引起的光的吸收，具体来说，取得用于考虑激励光或者来自试料S的发光的至少一者 的吸收而修正波长光谱的修正数据的修正数据取得单元。解析部52通过由该修正数据取 得部53所取得的修正数据而修正波长光谱，并且解析被修正了的波长光谱，从而取得由PL 法得到的发光量子收率等的试料S的信息。波长光谱的修正数据例如能够从修正数据计算部M取得。计算部M是参照在规 定条件下进行的修正数据导出用的测定结果的波长光谱，并基于此计算修正数据的修正数 据计算单元。关于具体的修正数据的计算方法，会在后面叙述。另外，在预先求得波长光谱 的修正数据的情况下，也可以作为将修正数据存储在修正数据存储部阳中，在必要时修正 数据取得部53读出并取得修正数据的构成。在此情况下，也可以作为不设置修正数据计算 部M的构成。另外，也可以作为将由修正数据计算部M计算的修正数据存储在修正数据 存储部55中，在必要时修正数据取得部53读出该修正数据的构成。解析数据输出部56是输出在试料信息解析部52中进行解析的试料信息的解析结 果的输出单元。在解析结果的数据通过输出部56而被输出到显示装置62时，显示装置62 对操作者用规定的显示画面显示该解析结果。另外，关于解析结果的输出对象，并不限定于 显示装置62，也可以将数据输出至另外的装置。在图4的构成中，表示了相对于输出部56， 除了显示装置62之外，还连接有外部装置63的构成。作为该外部装置63，例如可以列举印 刷装置、外部存储装置、其它的终端装置等。对应于在图1以及图4所示的数据解析装置50中所进行的分光测定方法的处理， 可以由用于在计算机中执行相对于由分光单元的分光分析装置30所取得的波长光谱的数 据解析的分光测定程序而实现。例如，数据解析装置50可以由使在分光测定的处理中所必 要的各个软件程序动作的CPU、存储上述软件程序等的ROM、以及在程序执行中暂时地存储 数据的RAM构成。在这样的构成中，通过由CPU执行规定的分光测定程序从而能够实现上 述的数据解析装置50以及分光测定装置1A。另外，用于由CPU执行分光测定用的各个处理的上述程序能够被记录并分发于可计算机读取的记录介质中。在这样的记录介质中，包含例如硬盘以及软盘等的磁介质、 ⑶-ROM以及DVD-ROM等的光学介质、光磁软盘(floptical disk)等的磁光学介质、或者以 执行或容纳程序命令的方式特别配置的例如RAM、ROM以及半导体非挥发性存储器等的硬 件设备等。对上述实施方式的分光测定装置、分光测定方法以及分光测定程序的效果进行说 明。在图1 图4所示的分光测定装置1A、测定方法以及测定程序中，使用设置了激 励光入射用的开口部21以及被测定光出射用的开口部22并可以由PL法测定试料S的发 光特性而构成的积分球20、以可以由波长光谱区别激励光以及来自试料S的发光的方式对 被测定光进行分光测定的分光分析装置30，构成分光测定装置1A。而且，对于在积分球20 内保持试料S的试料容器400，在解析装置50中准备考虑了由试料容器引起的光的吸收的 修正数据，并在用该修正数据修正波长光谱之后，进行波长光谱的解析以及试料信息的导 出。由此，即使在不能够无视由试料容器400引起的光的吸收的影响的情况下，也能够抑制 在发光量子收率等的解析结果中所产生的误差，从而适宜且高精度地进行试料S的分光测 定。在此，在将积分球20用于试料S的分光测定的情况下，如图5所示，由试料容器引 起的光的吸收的影响大于通常的测定。即在通常的分光测定中，如图5(a)所示，激励光、被 测定光等的光在试料容器400的厚度方向上仅通过一次。在此情况下，将试料容器400的 厚度作为L，检测强度I相对于入射强度Itl的衰减为I = I0e-uLo另一方面，在使用了积分球20的分光测定装置IA中，如图5(b)所示， 由于在积分球主体200的内壁上的光的多重反射而使激励光或者来自试料S的发光多重地 通过试料容器400。在此情况下，由于试料容器400的体积V的整体有助于光的衰减，所以 强度的衰减为I =由试料容器400中的吸收而引起的光的衰减的影响变大。 相对于此，在上述实施方式的分光测定装置IA中，在修正数据取得部53中，从计 算部M或者存储部55取得考虑了由试料容器400引起的光的吸收的修正数据，在试料信 息解析部52中，由修正数据修正由分光分析装置30所取得的波长光谱，之后，进行用于取 得试料信息的数据解析。由此，可以高精度地导出试料信息。由这样的试料容器引起的光 的吸收的问题例如即使在上述专利文献1中，也完全没有记载。在此，关于相对于积分球20的照射光供给部10，如以上所述，优�。猿思だ� 之外，能够供给白色光作为照射光的方式构成。这样的白色光例如可以在通过测定求得由 试料容器400引起的关于光的吸收的修正数据的时候使用。另外，关于照射光供给部10的 具体的构成，如图1所示，作为照射光源U而使用白色光源，并且能够使用在波长切换部12 中切换激励光以及白色光的构成。或者，作为照射光源而也可以使用白色光源以及激励光 源的2个种类的光源。另外，在不需要白色光的情况下，也可以仅使用激励光源构成照射光 供给部10。另外，如图2所示，保持试料S的试料容器400优选为被配置于积分球20的中心。 在这样的构成中，由于积分球20内的试料S的配置构成的对称性等，能够适宜地测定来自 试料S的发光。在此，来自试料S的发光在其放射模式中会具有一定的方向性。另一方面，积分球20不是例如在内部设置有开口部以及遮光部等的理想的球体。相对于此，如以上所 述通过将试料容器配置于积分球20的中心，从而能够最大程度地发挥使用了积分球的分 光测定的效果。另外，在为了求得修正数据而进行试料容器的吸收测定的情况下，由于同样 的理由，上述的配置也是有效的。另外，试料容器400优选为由透过激励光以及被测定光的材质形成。例如，在将溶 液状的试料S容纳于中空的池内并进行测定的情况下，作为试料容器而有必要使用透过光 的光学池。即使在这样的构成中，通过使用上述的修正数据，从而也能够高精度地取得试料
fn息ο另外，上述的构成在被保持于试料容器400的试料S为溶液状的试料的情况下，能 够特别适宜地应用。在此，在考虑了近年研究所盛行的高效率的发光材料(荧光、磷光材 料)的情况下，成为问题的是由于与处于试料中或者其周围的氧等的冲突而造成的失活。 因此，在对这样的试料进行评价发光效率的情况下，有必要通过脱气来除去包含于试料溶 液中的氧。如图2所示，这样的试料的脱气在将光学池作为试料容器400的构成中能够优 选地进行。另外，在如以上所述使用光学池的构成中，通过使用上述的修正数据，从而能够 高精度地取得发光效率等的试料信息。对于使用了上述实施方式的分光测定装置IA的分光测定方法的一个例子，与分 光测定装置IA的具体的动作例一起进行说明。图6是表示透过率测定模式下的测定装置 的动作例的流程图。另外，图7是表示波长调整模式下的测定装置的动作例的流程图。另 外，图8是表示量子收率测定模式下的测定装置的动作例的流程图。另外，图9 图12是表示后面所述的第1参照测定、第1样品测定、第2参照测 定以及第2样品测定的测定结果、以及由修正数据得到的修正结果的图表。在各个图表 中，横轴表示在分光分析装置30中被波长分解并被检测了的被测定光的各个成分的波长 λ (nm)，纵轴表示各个波长中的发光强度(被测定光的检测强度)、或者试料容器中的光的 透过率(图9的图表(b))。另外，这些测定结果表示将IN硫酸奎宁(Quinine Sulphate) 的硫酸溶液作为试料S并将合成石英池作为试料容器400而获得的测定结果。首先，对透过率测定模式进行说明。图6所示的透过率测定模式是在求得波长光 谱的修正数据的情况下进行的动作模式。优�。诩扑阈拚莸氖焙颍话憬幸韵虏� 定在积分球的内部没有试料且没有试料容器的状态下供给白色光并进行测定的第1参照 测定以及在没有试料且有试料容器的状态下供给白色光并进行测定的第1样品测定，在修 正数据计算部讨中，基于第1参照测定以及第1样品测定的测定结果的波长光谱，计算考 虑了由试料容器400引起的光的吸收的修正数据。这样，与所谓试料S的分光测定分开地， 通过使用白色光并进行没有试料容器、有试料容器下的第1参照测定、第1样品测定，从而 可以适宜地计算相对于由试料容器400引起的光的吸收的修正数据。在透过率测定模式中，在照射光供给部10中，将供给至积分球20的照射光设定成 白色光。在此状态下，如果由操作者通过测定按钮等指示测定开始(步骤S101)，那么首先 确认是否开始第1参照测定(S102)，如果可以测定开始，那么在积分球20内试料S以及试 料容器400均没有的状态下照射白色光，进行第1参照测定(S103，第1参照测定步骤)，并 取得其波长光谱Ικ(λ)。接着，将试料支架40安装于积分球20内。然后，在没有试料S且安装有试料容器
12400的状态下照射白色光，进行第1样品测定(S104，第1样品测定步骤)，并取得其波长光 谱ISU)。接着，确认是否对下一个的试料容器进行测定(S105)，在进行测定的情况下，重 复进行步骤S104的第1样品测定。在完全结束了求得修正数据的试料容器的测定的情况 下，结束透过率测定。在数据解析装置50的修正数据计算部M中，基于由上述测定所取得的波长光 谱Ικ(λ)、IsU)，计算出波长光谱的修正数据(修正数据计算步骤)。即相对于在没有试 料容器的状态下所取得的波长光谱iKU)以及在有试料容器的状态下所取得的波长光谱 ISU)，求出由试料容器400引起的各个波长中的光的透过率Y (λ)为γ (λ) = Ι5(λ)/ΙΕ(λ)0另外，如果将由试料容器400引起的光的吸收率作为 β (λ)，那么成立γ (λ) = 1-β (λ)。表示考虑了由试料容器引起的光的吸收的波长光谱的各个 波长中的修正值的修正数据Χ( λ)根据上述的透过率γ (λ)或者吸收率β (λ)，并能够 由Χ(λ) = 1/y (λ) = 1/(1-β (λ))计算出。图9的图表(a)表示第1参照测定以及第1样品测定的测定结果的一个例子，图 表曲线Al表示在没有试料容器下的第1参照测定的波长光谱Ικ( λ )，另外，图表曲线Α2表 示在有试料容器下的第1样品测定的波长光谱Is ( λ )。在图表曲线Α2上，由于试料容器中 的光的吸收，检测强度比图表曲线Al减少。另外，图9的图表曲线(b)表示由这些测定结 果求得的试料容器的透过率Y U)。如以上所述，从该透过率由Χ(λ) = 1/γ (λ)可以导 出修正数据。接着，对波长调整模式进行说明。图7所示的波长调整模式是例如在由照射光供 给部10所供给的照射光的从白色光到激励光的切换过程中，将分光器用于波长切换部12 中的波长选择的情况下进行的动作模式。还有，在将例如分光过滤器用于波长切换部12中 的波长选择的情况下，因为通过将分光过滤器配置于光路上，从而能够切换照射光，所以不 需要波长调整。在波长调整模式中，如果由操作者通过调整按钮等指示调整开始(步骤S201)，那 么首先通过调整波长切换部12中的分光器等的设定从而调整激励光的波长(S202)，并决 定该波长(S2(X3)。接着，参照被设定的激励光的特性等，决定对试料S照射激励光的最合适 曝光时间(S204)。接着，确认是否将分光测定装置IA的动作模式从调整模式切换到测定模 式(S205)，如果指示切换，那么动作模式切换到测定模式(S206)。另外，如果没有切换的指 示，那么重复进行激励光的照射条件的设定。接着，对量子收率测定模式进行说明。图8所示的量子收率测定模式是例如在对 含有发光材料等的试料S由PL法进行发光量子收率的评价的情况下进行的动作模式。在 测定量子收率的情况下，优�。话憬幸韵虏舛ㄔ诨智虻哪诓棵挥惺粤锨矣惺粤先萜� 的状态下供给激励光并进行测定的第2参照测定以及在有试料且有试料容器的状态下供 给激励光并进行测定的第2样品测定，在试料信息解析部52中，基于第2参照测定以及第2 样品测定的测定结果的波长光谱，取得量子收率等的关于试料S的信息。这样，通过使用激 励光并进行在有试料容器下的第2参照测定以及在有试料+试料容器下的第2样品测定， 从而能够从这些测定结果并由例如PL法而适宜地取得发光量子收率等的试料信息。
13
在量子收率测定模式中，在照射光供给部10中，将向积分球20的照射光设定为激 励光。在此状态下，如果由操作者通过测定按钮等指示测定开始(步骤S301)，那么首先确 认是否开始第2参照测定(S302)，如果可以测定开始，那么在积分球20内没有试料S且安 装有试料容器400的状态下照射激励光，进行第2参照测定(S303，第2参照测定步骤)，并 取得其波长光谱Ικ(λ)。在此，在由试料S的分光测定所获得的波长光谱中，将观察激励光的反射、散射光 等的激励光波长区域作为λ^ λ2Ε(但是，X1eC λ/)，观察来自试料S的荧光等的发光， 并将位于波长比激励光波长区域更长的波长侧的荧光波长区域作为λ/ λ/(但是，λ/ < λ/)。另外，将由第2参照测定而获得的激励光波长区域中的波长光谱作为Ι。κ(λ)，将 荧光波长区域中的波长光谱作为I/U)。接着，将试料S被保持于试料容器400内的试料支架40安装于积分球20内。然 后，在试料S以及试料容器400均有的状态下照射激励光，进行第2样品测定(S304，第2样 品测定步骤)，并取得其波长光谱Is ( λ )。另外，该测定结果必要时通过解析装置50而被 显示于显示装置62。另外，将由第2样品测定而获得的激励光波长区域中的波长光谱作为 I。s ( λ )，将荧光波长区域中的波长光谱作为I/ ( λ )。接着，确认是否对下一个的试料进行测定(S305)，在进行测定的情况下，重复进行 步骤S304的第2样品测定。在完全结束了试料S的测定的情况下，从积分球20取出试料 S(S306)。接着，确认是否对由各个测定所获得的波长光谱进行修正(S307)。如果指示进 行修正，那么在解析装置50的试料信息解析部52中，使用由修正数据取得部53而从计算 部M或者存储部阳所取得的修正数据，进行关于由试料容器引起的光的吸收的波长光谱 的修正，将修正结果显示于显示装置62 (S308，修正数据取得步骤、试料信息解析步骤)。由 以上所述，结束量子收率测定模式中的关于试料S的分光测定。图10的图表(a)、(b)表示第2参照测定以及第2样品测定的测定结果的一个例 子，图表(a)表示在有试料容器下的第2参照测定的波长光谱Ι。κ(λ)、 /(λ)，另外，图表 (b)表示在试料以及试料容器均有的条件下的第2样品测定的波长光谱Ι。\λ)、 /(λ)。 在图表(a)中，在波长350nm附近的激励光波长区域中，观察到激励光成分。另外，在图表 (b)中，除了激励光成分之外，在长波长侧的荧光波长区域中，观察到来自试料S的荧光成 分(发光成分)。相对于这些波长光谱，首先，进行关于在测定装置整体上的测定特性和检测灵敏 度等的数据修正。在此，被用于装置修正的装置系数cSU)被预先求出并被记录在解析装 置50中。第2参照测定的波长光谱Ι。κ(λ)、 /(λ)由这样的装置系数cS，并分别由[数1]
权利要求
1.一种分光测定装置，其特征在于， 具备积分球，在内部配置测定对象的试料，具有用于入射被照射于所述试料的激励光的入 射开口部以及用于出射来自所述试料的被测定光的出射开口部；照射光供给单元，供给所述激励光作为通过所述入射开口部被供给到所述积分球的内 部的照射光；试料容器，在所述积分球的内部将所述试料保持在规定位置上； 分光单元，对从所述积分球的所述出射开口部出射的所述被测定光进行分光，并取得 其波长光谱；以及数据解析单元，对由所述分光单元取得的所述波长光谱进行数据解析， 所述数据解析单元具有修正数据取得单元，取得修正数据，该修正数据用于考虑由所述试料容器引起的所述 激励光或者所述被测定光的至少一者的吸收而修正所述波长光谱；以及试料信息解析单元，由所述修正数据修正所述波长光谱，并且解析被修正了的波长光 谱，从而取得关于所述试料的信息。
2.如权利要求1所述的分光测定装置，其特征在于，所述照射光供给单元被构成为，除了供给所述激励光之外，还可以供给白色光作为所 述照射光。
3.如权利要求2所述的分光测定装置，其特征在于，所述数据解析单元具有修正数据计算单元，所述修正数据计算单元基于第1参照测定 的测定结果以及第1样品测定的测定结果而计算所述修正数据，该第1参照测定的测定结 果是在所述积分球的内部没有所述试料且没有所述试料容器的状态下、供给所述白色光并 进行测定的测定结果，该第1样品测定的测定结果是在所述积分球的内部没有所述试料且 有所述试料容器的状态下、供给所述白色光并进行测定的测定结果。
4.如权利要求1 3中任意一项所述的分光测定装置，其特征在于，所述试料信息解析单元基于第2参照测定的测定结果以及第2样品测定的测定结果而 取得关于所述试料的信息，该第2参照测定的测定结果是在所述积分球的内部没有所述试 料且有所述试料容器的状态下、供给所述激励光并进行测定的测定结果，该第2样品测定 的测定结果是在所述积分球的内部有所述试料且有所述试料容器的状态下、供给所述激励 光并进行测定的测定结果。
5.如权利要求1 4中任意一项所述的分光测定装置，其特征在于， 所述试料容器被配置于所述积分球的中心。
6.如权利要求1 5中任意一项所述的分光测定装置，其特征在于， 所述试料容器由透过所述激励光以及所述被测定光的材质形成。
7.一种分光测定方法，其特征在于，是一种使用分光测定装置对由分光单元所取得的波长光谱进行数据解析的分光测定 方法，所述分光测定装置具备积分球，在内部配置测定对象的试料，具有用于入射被照射于所述试料的激励光的入射开口部以及用于出射来自所述试料的被测定光的出射开口部；照射光供给单元，供给所述激励光作为通过所述入射开口部而被供给到所述积分球的 内部的照射光；试料容器，在所述积分球的内部将所述试料保持在规定位置上；以及 所述分光单元，对从所述积分球的所述出射开口部出射的所述被测定光进行分光，并 取得其所述波长光谱，所述分光测定方法具备修正数据取得步骤，取得修正数据，该修正数据用于考虑由所述试料容器引起的所述 激励光或者所述被测定光的至少一者的吸收而修正所述波长光谱；以及试料信息解析步骤，由所述修正数据修正所述波长光谱，并且解析被修正了的波长光 谱，从而取得关于所述试料的信息。
8.如权利要求7所述的分光测定方法，其特征在于，所述照射光供给单元被构成为，除了供给所述激励光之外，还可以供给白色光作为所 述照射光。
9.如权利要求8所述的分光测定方法，其特征在于， 具备第1参照测定步骤，在所述积分球的内部没有所述试料且没有所述试料容器的状态 下，供给所述白色光并进行测定；第1样品测定步骤，在所述积分球的内部没有所述试料且有所述试料容器的状态下， 供给所述白色光并进行测定；以及修正数据计算步骤，基于所述第1参照测定步骤以及所述第1样品测定步骤的测定结 果，计算所述修正数据。
10.如权利要求7 9中任意一项所述的分光测定方法，其特征在于， 具备第2参照测定步骤，在所述积分球的内部没有所述试料且有所述试料容器的状态下， 供给所述激励光并进行测定；以及第2样品测定步骤，在所述积分球的内部有所述试料且有所述试料容器的状态下，供 给所述激励光并进行测定，所述试料信息解析步骤基于所述第2参照测定步骤以及所述第2样品测定步骤的测定 结果，取得关于所述试料的信息。
11.如权利要求7 10中任意一项所述的分光测定方法，其特征在于， 所述试料容器被配置于所述积分球的中心。
12.如权利要求7 11中任意一项所述的分光测定方法，其特征在于， 所述试料容器由透过所述激励光以及所述被测定光的材质形成。
13.如权利要求7 12中任意一项所述的分光测定方法，其特征在于， 被保持于所述试料容器中的所述试料为溶液状的试料。
14.一种分光测定程序，其特征在于，是一种应用于分光测定装置并用于在计算机中执行对由分光单元所取得的波长光谱 的数据解析的程序，所述分光测定装置具备积分球，在内部配置测定对象的试料，具有用于入射被照射于所述试料的激励光的入 射开口部以及用于出射来自所述试料的被测定光的出射开口部；照射光供给单元，供给所述激励光作为通过所述入射开口部被供给到所述积分球的内 部的照射光；试料容器，在所述积分球的内部将所述试料保持在规定位置上；以及所述分光单元，对从所述积分球的所述出射开口部出射的所述被测定光进行分光，并 取得其所述波长光谱，所述分光测定程序在计算机中执行下述处理修正数据取得处理，取得修正数据，该修正数据用于考虑由所述试料容器引起的所述 激励光或者所述被测定光的至少一者的吸收而修正所述波长光谱；以及试料信息解析处理，由所述修正数据修正所述波长光谱，并且解析被修正了的波长光 谱，从而取得关于所述试料的信息。
15.如权利要求14所述的分光测定程序，其特征在于，所述照射光供给单元被构成为，除了供给所述激励光之外，还可以供给白色光作为所 述照射光。
16.如权利要求15所述的分光测定程序，其特征在于，在计算机中执行基于第1参照测定的测定结果以及第1样品测定的测定结果而计算 所述修正数据的修正数据计算处理，该第1参照测定的测定结果是在所述积分球的内部没 有所述试料且没有所述试料容器的状态下、供给所述白色光并进行测定的测定结果，该第1 样品测定的测定结果是在所述积分球的内部没有所述试料且有所述试料容器的状态下、供 给所述白色光并进行测定的测定结果。
17.如权利要求14 16中任意一项所述的分光测定程序，其特征在于，所述试料信息解析处理基于第2参照测定的测定结果以及第2样品测定的测定结果而 取得关于所述试料的信息，该第2参照测定的测定结果是在所述积分球的内部没有所述试 料且有所述试料容器的状态下、供给所述激励光并进行测定的测定结果，该第2样品测定 的测定结果是在所述积分球的内部有所述试料且有所述试料容器的状态下、供给所述激励 光并进行测定的测定结果。
全文摘要
本发明涉及分光测定装置、分光测定方法以及分光测定程序。具备在内部配置试料(S)的积分球(20)、通过入射开口部(21)将激励光供给到积分球(20)的内部的照射光供给部(10)、在积分球(20)的内部保持试料(S)的试料容器(400)、对来自出射开口部(22)的被测定光进行分光并取得波长光谱的分光分析装置(30)、对波长光谱进行数据解析的数据解析装置(50)，从而构成分光测定装置(1A)。数据解析装置(50)具有取得考虑了由试料容器(400)引起的光的吸收的波长光谱的修正数据的修正数据取得部、修正波长光谱并且进行解析从而取得试料信息的试料信息解析部。由此，实现了可以适宜地进行在积分球内被保持于试料容器的试料的分光测定的分光测定装置、测定方法以及测定程序。
文档编号G01N21/64GK102066910SQ200980123020
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月30日
发明者井口和也, 铃木健吾 申请人:浜松光子学株式会社
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