TWI248506B - Measuring device for measuring the degree of transmission of a coating - Google Patents

Description

1248506 九、發明說明： (一） 發明所屬之技術領域 本發明係有關一種如申請專利範圍第1項之量測裝置 〇 (二） 先前技術 藉由濺射法爲例如玻璃板構成之基板施行的被覆應該 儘可能愈均勻愈好。只要被覆在整個基板上都具有相同的 厚度，則可確所有地點上諸如透射率及反射率之類光學性 質以及被覆之電阻都是完全相同的。 習知設計中係在含被覆的基板樣本上執行這類光學性 質的量測。移除並於實驗室中測試各基板樣本的作業須耗 費可觀的時間。特別適用在大面積被覆的特徵檢測，由於 此例中必須取用並測試大數量的樣本。在良好的空間解析 度下，大槪需要8 0小時的工作以收集整個樣本表面的波 譜反射率、波譜透射率及表面電阻。 (三） 發明內容 因此本發明強調的是自動取得被覆之光學性質的難題 〇 本發明係依申請專利範圍第1項之特徵解決這個難題 〇 本發明所獲致的優點是可在所有表面點上自動量測一 含被覆平板形基板的透射率。除此之外可於本發明的實施 例中自動地量測該被覆之波譜反射率及表面電阻。其規則 是，使用厚度爲0.5毫米到6毫米的平面玻璃當作基板， 1248506 其中該玻璃板的尺寸大槪是2 · 2米X 2 · 4米。可在小於5 毫米的絕對準確度及小於1毫米的相對準確度下趨近玻璃 板上任意選定的量測地點。在同時進行透射率Τ( λ )、反 射率R( λ )及表面電阻R之量測下其量測速率是大於每小時 1 00 0次量測。假如只進行透射率Τ( λ )及反射率R( λ )的量 測則其量測速率可大於每小時2000次量測。表面電阻R 的量測係根據一種量測範圍落在1〇毫歐姆與1〇〇〇歐姆間 之四點量測法施行的。可從Τ( λ )及R( λ )的量測値計算出 玻璃上被覆的厚度。 (四）實施方式 第1圖顯示的是一種用於量測基板被覆之參數或光學 性質的裝置1。這種量測裝置1包括的支撐板2在中心設 置有一垂直插槽3。配置在此支撐板2前方之含被覆玻璃 板4係相對於垂直方向以落在48與108度之間的角度靜 置於各滾筒5到9上。這裡係在玻璃板4面向遠離其支撐 板2之一側上設置有例如藉由濺射法塗覆其上的被覆。令 空氣透過第1圖中未標示的噴嘴流入玻璃板4與支撐板2 之間的空間內使得該玻璃板4靜置於空氣墊上。這種連接 的進一步細節可參見國際專利申請案第 PCT/EP 2004/002333號文件中的說明。 滾筒5到9係藉由第1圖中未標示之馬達的驅動而同 步地作順時鐘方向或是逆時鐘方向的旋轉。透過這種旋轉 使玻璃板4相對於靜止的支撐板2朝右邊或左邊平移。 同時靜態地配置有兩個圓柱1 〇，1 1，其中一個圓柱1 〇 1248506 係設置於支撐板2前方而另一個圓柱丨丨則設置於支撐板 2後方。圓柱1 〇，1 1係用以支撐可沿著γ-方向作垂直運 動的量測儀。其中一個量測儀1 2爲一反射量測儀而另一 個量測儀13則爲一電阻量測拾訊器（resistance measuring head)。這兩個量測儀都固定在拖架14上。係經由圖中未 標示而合倂於圓柱1 0以移動拖架1 4的皮帶驅動器使各量 測儀12，13產生沿著γ-方向的運動。用於量測儀12，13 的供應導線及量測電纜係於拉線裝置1 5內受到引導。類 似於圓柱1 〇 ’圓柱1 1也是用來支撐量測儀，雖則此量測 儀只是一種第1圖中未淸楚標示的光接收用量測儀然而如 同光學量測儀1 2 —般係直接配置在鄰近縫隙3處。 玻璃板4係依三個階段輸送：首先，在玻璃板4與支 撐板2之間產生空氣墊。隨後，旋轉各滾筒5到9而肇因 於各滾筒5到9與玻璃板4下緣之間的摩擦力使玻璃板4 沿著X.-方向的運動。在玻璃板4抵達特定的量測位置之 後，關掉空氣供應使得空氣墊再次坍塌。 該電阻量測拾訊器1 3會於施行量測程序期間接觸到 被覆，故必須自被覆上移除該電阻量測拾訊器1 3以便進 行下一個量測程序。必然地，假如依序施行數個量測程序 ，則該電阻量測拾訊器1 3會沿著Z-方向來回地運動。 第2圖顯不一種支撐板2的邊緣1 6的上視圖，在玻 璃板4前面係配置有反射量測儀1 2。該玻璃板4後方配 置有一透射量測儀1 7。該透射量測儀1 7會收集該反射率 量測儀1 2內照光源因被覆層或玻璃板4之反射及吸收耗 1248506 損而減小的強度。必然地該透射量測儀1 7會收集到穿透 樣本的光強度。該反射量測儀1 2及透射量測儀1 7會同時 沿著Y-方向運動。必然地該反射量測儀1 2內的光源會照 射到玻璃板4的被覆以及透射率量測儀1 7。此透射率量 測儀1 7係相對於支撐板2稍呈傾斜，使得因其感知器受 到反射的光線不致因樣本而投影回到該透射率量測儀1 7 內。該支撐板2及玻璃板4會向左作最小的傾斜以便使玻 璃板4不致向右倒下。 該電阻量測拾訊器1 3係如同反射率量測儀1 2 —般牢 牢地固定於相同的拖架1 4上。這兩個量測儀係沿著X-方 向彼此間隔有一特定距離而同步地沿著Y-方向運動。該 反射率量測儀12可以是例如型號爲「Zeiss Corona D vis 」的量測儀。 第3圖係用以顯示第2圖中各基礎結構性元件的俯視 圖。.可以淸楚地看出該反射量測儀1 2及透射率量測儀1 7 係依彼此相對的方式配置在縫隙3的位準上。因此光線可 在不受支撐板2阻礙下從該反射量測儀1 2行進到透射率 量測儀1 7。位於該反射量測儀1 2內的白光光源可同時爲 反射量測及透射量測供應光。該透射量測儀1 7可以是例 如型號爲「Zeiss Corona TV vis」的量測儀。 第4圖係用以顯示一種電阻量測拾訊器1 3之終端1 8 的示意圖。圖中可以淸楚地看到四個彈簧裝設型插針1 9, 20，21，22。吾人能夠以這四個插針19到22在玻璃板的 被覆上執行所謂的四點量測作業。各插針1 9到22都是支 1248506 撐在彈簧上且所有插針1 9到22都會在其壓力點上以相同 的力量作用於被覆上。該電阻量測拾訊器1 3本身也是彈 簧裝設型的且可調整其彈力使之最小大於四個插針1 9到 2 2的彈力總和。 可透過可將玻璃板4靜置其上之支撐板2防止玻璃板 4因插針1 9到22作用其上的壓力出現彎折。 各光學量測儀之光軸與電阻量測位置之間的距離係一 特定値，使得當光學量測光軸之位置是已知時則其電阻量 測位置也是已知的，反之亦然。 第5圖再次顯示了已知之四點電阻量測法的原理。此 中淸楚地顯示具有被覆2 5之玻璃板4的細部圖示。可藉 由在彈簧張力作用下放到被覆25上之四個插針19到22 的輔助量測出被覆2 5的電阻。對一寬度d比各插針1 9到 2 2之間的距離s大很多且其厚度t比距離s小很多的切口 而言，可根據下列公式計算出其表面電阻。 R = ( 7Γ /1η(2))(υ/Ι) = 4·5 3 24(υ/Ι) 距離s的習知數値爲例如s=1.0毫米。假如滿足d>10s 且10t<s則上述方程式就成立，這意指該方程式對tS 100 微米的被覆層而言是成立的。這個適用範圍完全足夠在奈 米範圔的薄層上進行量測。 可令玻璃板4沿著X -方向運動且令量測儀1 2，1 3，1 7 沿著Y-方向運動的事實’使吾人能夠定出含被覆玻璃板4 上所有點的透射率、反射率及電阻。此例中’可依量測曲 線T = fu)或R = fU)的形式取得很難依資料形式處理的透 1248506 射率及反射率。 不過，變得可作簡單的處理因此例如可依以正交座標 顯示其標準色品座標之標準色品圖CIE 1931，針對每一個 量測曲線於色品圖內指定一色彩位置。隨後只需將量測得 的反射率及透射率曲線乘上所用光源的波譜曲線以及人眼 的可見度曲線亦即所謂的V,曲線。用於處理T = f( λ )或R = f( λ )波譜曲線的其他選擇包括定出波長的區域最大値及最 小値。這個波長係經由被覆的折射率與被覆層的厚度產生 連結，亦即波長的區域最大値及最小値的平移量係正比於 該被覆層厚度的變化。 藉此可於很短的時間內跨越玻璃板4的整個表面收集 光學及電氣的量測値，而能夠定出被覆25的均勻度。可 依光學方式顯示此均勻度，例如藉由表爲對應於玻璃板4 尺寸之框架內的彩色場。 塗覆程序本身可以所定出之被覆均勻度分布爲基楚進 行調整。例如假設判定玻璃板右上角的被覆層太薄，則可 於濺射程序中採取適當的策略例如增加其電壓以便於下次 通過時在這個角落施行更劇烈的塗覆作業。 (五）圖式簡單說明 以下將參照各附圖進一步詳細說明本發明的實施例。 第1圖顯示的是一種具有玻璃板的支撐板及其量測儀 器。 第2圖顯示的是第1圖的局部放大圖示。 第3圖係用以顯示如第2圖所示之裝置的俯視圖。 -10- 1248506 第4圖係用以顯示一種電阻量測拾訊器之終端的示意 圖。 第5圖顯示的是一種用於四點電阻量測法的結構圖示 主要元件符號說明 1 量測裝置 2 支撐板 3 垂直插槽 4 合被覆玻璃板 5-9 滾筒 10，11 圓柱 12 反射量測儀 13 電阻量測拾訊器 14 拖架 15 拉線裝置 16 邊緣 17 透射量測儀 18 終端 19-22 插針 25 被覆

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Claims (1)

1248506 十、申請專利範圍： 第93 1 2403 8號「量測被覆之透射度的量測裝置」專利案 (2005年8月修正） 1 ·一種量測裝置，係用於量測一可沿著X-方向運動之平板 式基板上被覆之透射度，其特徵爲包含一用以支持基板 的靜止支撐板，該支撐板包括一沿著Y-方向延伸的連續 縫隙，且在基板一側上配置有一光發射器並在基板另一 側上配置有一光接收器，使得來自該光發射器的光會穿 過該縫隙撞擊在光接收器上。 2 ·如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中係將該光發射 器配置在基板前方並將光接收器配置在基板後方。 3 ·如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中可使該光發射 器（12)及光接收器沿著Y-方向運動。 4.如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中設置一資料儲 存器並將量測得的光學數値連同其相關的空間座標儲存 其內。 5 ·如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中該光發射器包 含一光接收器以接收因基板之被覆受到反射的光。 6 ·如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中將該電阻量測 儀配置在該離開該光發射器一特定距離處。 7 ·如申請專利範圍第6項之量測裝置，其中該電阻量測儀 係一種四-點電阻量測儀。 8 ·如申請專利範圍第7項之量測裝置，其中可使該四-點 電阻量測儀沿著Z-方向運動。 1248506 9.如申請專利範圍第6項之量測裝置，其中設置一資料儲 存器並將量測得的電阻値連同其相關的空間座標儲存其 內。 1 〇.如申請專利範圍第1項之量測裝置’其中設置一可將基 板的側面邊緣靜置其上之傳輸裝置（5到9)以傳輸該平板 式基板。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之量測裝置，其中係將該光發射 器配置於一同時有光接收器座落其上的外殼內，以便量 測被覆的反射率。

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