[发明专利]散射测量系统及其使用方法

说明书

本发明提供了微散射测量系统，其用于由所收集的数据生成角分辨的散射光轮廓。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月5日提交的美国临时专利申请62/502001的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。

背景技术

用于测量透射和/或反射在400nm至700nm范围内的至少一个波长的光的样品的光学特性的多种技术是本领域已知的。

散射测量是一组技术，其中测量远离镜面反射或在线透射方向散射的光。散射测量用于例如测量和监测抛光的表面(例如，半导体晶圆和金属)的光泽度程度。散射测量也可用于测量聚合物膜(例如，用于光学装置诸如个人装置上的屏幕中的聚合物光学膜)的功能性能。一些材料(诸如光学透明的粘合剂)在其远离在线透射方向散射最小量的光时表现更好。对于被称为光漫射体的材料，期望具有散射光的特定角分布的中等至高量的散射。

用于测量在特定方向上散射的光的强度的当前技术包括在ASTME430-11(2011)中所公开的那些。然后可使用此类测量值来限定样品雾度(即，在特定方向上散射的光与未散射光的比率)。在该方法中，使用mm至cm尺寸尺度的样品的照明面积，并且其在特定方向上提供散射的面积平均值。

本领域已知的其他方法包括测量散射光的分布(即，作为远离在线方向的具有相对高(通常，至少0.2°)角精度的角度的函数的散射光的强度)。此类方法可用于(例如)调查包含关于样品的更多信息的确切的散射光轮廓，而不是以几个离散角度进行测量(例如，散射轮廓中是否存在指示样品上的薄层或衍射特征的振荡)。用这些方法获得的全散射光轮廓提供了对样品的更深入的表征和分析。这些方法使用入射在样品上的准直光束，并因此提供最佳横向分辨率为约1mm(入射准直光束的直径)的测量值。

为了改善超出该两种基本方法的散射测量测量值的横向分辨率，可将光束聚焦到样品上。然而，从样品反射或透射穿过样品的光束具有必须加以说明的自然发散度。聚焦散射测量方法收集发散的镜面反射或在线透射的光，以及以几个离散角度散射的光。聚焦散射测量提供了特定雾度值，但不提供高角分辨率测量值。

发明内容

例如，期望用于显示装置中的聚合物膜和材料具有用于确定系统中光的确切行为的相对高角分辨率(通常，至少0.2°)和用于量化显示器像素的尺寸尺度上的散射轮廓的变化的相对高横向分辨率(通常至少0.1mm)两者。期望一种用于提供相对高角分辨率和相对高横向分辨率两者的系统和方法。

在一个方面，本公开描述了一种微散射测量系统，该系统依次包括：

光源，该光源提供在400nm至700nm范围内(在一些实施方案中，在442nm至633nm范围内)的至少一个波长(在一些实施方案中，在532nm的波长处)的光；

聚焦元件；

样品保持器；

光圈(例如，可变宽度光圈)；和

第一光检测器，该第一光检测器能够围绕偏心点旋转，

其中当光源被通电时，来自光源的光束(即，至少一个光束)穿过聚焦元件并通过聚焦元件聚焦到聚焦在第一检测器的偏心点处的面积在1平方微米至625平方微米范围内(在一些实施方案中，为25平方微米至225平方微米；在一些实施方案中，为100平方微米)的斑点，其中所聚焦的光在焦点之后发散，并且发散光在接触第一光检测器之前穿过光圈，并且其中样品保持器能够在正交于入射光束的平面中平移。

在另一方面，本公开描述了一种微散射测量的方法，该方法包括：

提供系统，该系统依次包括：

光源；

聚焦元件；