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摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，其用于測(cè)量玻璃板 上鍍層的透射度。玻璃板放置在支撐件上，且玻璃 板相對(duì)于支撐件移動(dòng)。支撐件上設(shè)有狹縫，以使得 光束能穿透玻璃板并射到光接收器上。因此，鍍層 的透射度可以被確定。更進(jìn)一步地，鍍層的反射和 電阻可以通過(guò)該測(cè)量裝置測(cè)出。
1. 一種測(cè)量裝置，用于測(cè)量在板狀襯底上的鍍層的透射度，該襯底 可沿著X方向移動(dòng)，其特征在于，對(duì)襯底(4)的固定支撐件(2)包括 沿Y方向的連續(xù)狹縫(3)，襯底(4)的一側(cè)設(shè)有光發(fā)射器(12)，襯底的另一側(cè)設(shè)有光接收器(17)，使得光發(fā)射器(12)的光能穿過(guò)狹 縫(3)照射到光接收器(17)上。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，光發(fā)射器(12)設(shè)在襯底(4)的前面，光接收器(17)設(shè)在襯底(4)的后面。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，光發(fā)射器(12) 和光接收器(17)能沿Y方向同步移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，提供有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于將測(cè)量的光學(xué)值與其相關(guān)聯(lián)的空間坐標(biāo)一起存儲(chǔ)在其中。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，光發(fā)射器(12) 包括光接收器，用于接收被襯底(4)的鍍層所反射的光。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，電阻測(cè)量?jī)x器(13) 設(shè)置成與光發(fā)射器(12)間隔有特定的距離。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，電阻測(cè)量?jī)x器(13)是四點(diǎn)法電阻測(cè)量?jī)x器。
8.如權(quán)利要求7所述的測(cè)量裝置，其特征在于，四點(diǎn)法電阻測(cè)量?jī)x 器可沿Z方向移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，提供有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于將測(cè)量的電阻值與其相關(guān)聯(lián)的空間坐標(biāo)一起存儲(chǔ)在其中。
10.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，提供有傳輸裝置 (5-9)用子傳輸板狀襯底(4)，襯底(4)的一個(gè)側(cè)邊靠在該傳輸裝置上。
11.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，光發(fā)射器(12) 設(shè)置在外殼中，該外殼內(nèi)還設(shè)有光接收器，以便可以測(cè)量鍍層的反射。
用于測(cè)量鍍層的透射度的測(cè)量裝置
5 本發(fā)明涉及一種按照本發(fā)明權(quán)利要求1的前序部分所述的測(cè)量裝置。
襯底上的鍍層，例如利用濺射在玻璃板上的鍍層，應(yīng)該是盡可能均 勻的。只有當(dāng)鍍層在整個(gè)襯底上具有同樣的厚度時(shí)，才可以確保鍍層的 10 光學(xué)性質(zhì)，例如透射、反射以及電阻，在所有點(diǎn)上都是相同的。
對(duì)這些光學(xué)性質(zhì)的測(cè)量通常是在有鍍層的襯底試樣上進(jìn)行的。襯底 試樣是在實(shí)驗(yàn)室里被移動(dòng)和測(cè)試的，這就必須花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間。這一 點(diǎn)對(duì)于表征大面積鍍層的特征而言尤其明顯，因?yàn)樵谶@種情況下，必須 15 使用和測(cè)試大量的試樣。如果有好的空間分辨率，則需要將近80個(gè)小時(shí)
的工作以在整個(gè)試樣上獲得其光譜反射、光譜透射以及表面電阻。
因此，本發(fā)明著手解決對(duì)鍍層的基本光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)探測(cè)的問(wèn)題。 20 該問(wèn)題可按照本發(fā)明權(quán)利要求1所述的特征來(lái)解決。
根據(jù)本發(fā)明可獲得的優(yōu)點(diǎn)特別包括：在有鍍層的板狀襯底的表面上 所有點(diǎn)處對(duì)其透射進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中更是使得對(duì)鍍 層的光譜反射和表面電阻進(jìn)行額外地自動(dòng)測(cè)量成為可能。通常，釆用厚 25 度為0.5-6mm的平板玻璃作為襯底，這里玻璃板的尺寸可以大約為2.2mx2.4m„對(duì)于玻璃板上可以任意選擇的測(cè)量點(diǎn)，采用<5mm的絕對(duì)精 度和
則可能超過(guò)每小時(shí)2000次測(cè)量。表面電阻的測(cè)量按照四點(diǎn)法進(jìn)行，該四 點(diǎn)法的測(cè)量范圍介于10mQ和1000Q之間。玻璃上鍍層的厚度能夠由對(duì) 和R(X)的測(cè)量來(lái)計(jì)算得出。
附圖顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，下面進(jìn)一步對(duì)實(shí)施例進(jìn)行具體地描述。
附圖中：
圖1所示的是與玻璃板和測(cè)量?jī)x器一起的支撐板;
圖2所示的是從圖1中放大的局部視圖;
圖3所示的是圖2中所示裝置的俯視圖。
圖4所示的是電阻測(cè)量頭的端部;
圖5所示的是四點(diǎn)法電阻測(cè)量的結(jié)構(gòu)。
圖1描述的裝置1用于測(cè)量襯底上鍍層的參數(shù)或性質(zhì)。該裝置1 包括支撐板2,其中設(shè)有豎直的狹縫3。在支撐板2的前面設(shè)置著有鍍層的玻璃板4，其坐放在滾筒5-9上，這些滾筒與豎直方向所成夾角在48-108之間。這里，在玻璃板4背離支撐板2的那一側(cè)面上有鍍 層，該鍍層是采用諸如濺射工藝等方法沉積的。空氣通過(guò)噴嘴(圖1 中未示)流進(jìn)玻璃板4與支撐板2之間的間隙，使得玻璃板靠在空氣 氣墊上。對(duì)這一連接的進(jìn)一步細(xì)節(jié)描述見(jiàn)PCT申請(qǐng)PCT/EP 0 04/0023 3 3 =滾筒5-9利用馬達(dá)(圖1中未示)沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行同 步旋轉(zhuǎn)。通過(guò)此旋轉(zhuǎn)，玻璃板4相對(duì)于靜止的支撐板2被向右或向左移動(dòng)。
裝置1還固定地設(shè)有兩個(gè)柱10和11，其中柱10裝在支撐板2的 前面，柱11裝在支撐板2的后面。這兩個(gè)柱10和11支撐著可沿豎直 方向移動(dòng)的測(cè)量?jī)x器，該豎直方向即為Y方向。測(cè)量?jī)x器之一 12為 反射測(cè)量?jī)x器，另一測(cè)量?jī)x器13為電阻測(cè)量頭。測(cè)量?jī)x器12和13都被固定在滑架14上。通過(guò)集成在柱10內(nèi)的皮帶傳動(dòng)件(圖中未示 出)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x器12、13在Y方向上的運(yùn)動(dòng)，從而移動(dòng)滑架14。 測(cè)量?jī)x器12和13的電源線和測(cè)量線都在牽引線裝置15中被引導(dǎo)。 與柱10相類似，柱11也支撐著測(cè)量?jī)x器，但其只是接收光的測(cè)量?jī)x器，且在圖1中并未顯示，然而，該測(cè)量?jī)x器直接設(shè)在狹縫3附近，就如光學(xué)測(cè)量?jī)x器12—樣。
玻璃板4的傳輸有三個(gè)階段：首先，在支撐板2和玻璃板4之間 產(chǎn)生所述的空氣氣墊。隨后，滾筒5-9進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由于滾筒5-9與玻璃板4的下緣之間的摩擦力，從而使得玻璃板4沿著X方向移動(dòng)。當(dāng)玻璃板4到達(dá)指定的測(cè)量位置以后，空氣被切斷，空氣氣墊又瓦解了。
在測(cè)量過(guò)程中，電阻測(cè)量頭13接觸在鍍層上。為了進(jìn)行下一個(gè) 測(cè)量過(guò)程，則該測(cè)量頭必須從鍍層上移開(kāi)。因此，如果要順序進(jìn)行幾次測(cè)量，則電阻測(cè)量頭13要沿著Z方向完成前后往返的移動(dòng)。
圖2所示的是支撐板2的側(cè)邊16的視圖。可以看出，玻璃板4 前面安裝著反射測(cè)量?jī)x器12,玻璃板4的后面安裝著透射測(cè)量?jī)x器 17。包含在反射測(cè)量?jī)x器中的照射光源，其照射強(qiáng)度由于鍍層或玻璃板4的反射和吸收損耗而被減弱，透射測(cè)量?jī)x器就對(duì)此強(qiáng)度進(jìn)行探測(cè)。
因此，該透射測(cè)量?jī)x器探測(cè)出穿透試樣的光的強(qiáng)度。反射測(cè)量?jī)x器12 和透射測(cè)量?jī)x器17沿著Y方向同步移動(dòng)。從而，反射測(cè)量?jī)x器12中 的光源照射到玻璃板4的鍍層上，也照射到透射測(cè)量?jī)x器17上。該 透射測(cè)量?jī)x器17相對(duì)于支撐板2略微傾斜，以使被其傳感器反射的 光線不會(huì)被試樣投射回該測(cè)量?jī)x器內(nèi)。支撐板2和玻璃板4極其細(xì)微地向左傾斜，以使玻璃板4不會(huì)向右邊掉下去。
電阻測(cè)量頭13與反射測(cè)量?jī)x器12安裝在同一個(gè)滑架14上。兩 個(gè)儀器之間沿著X方向間隔有特定的距離，但它們沿著Y方向是同步 移動(dòng)的。反射測(cè)量?jī)x器12可以是諸如“Zeiss CoronaD vis”的型號(hào)。
圖3所示的是圖2中基本結(jié)構(gòu)元件的俯視圖。顯而易見(jiàn)，反射測(cè) 量?jī)x器12和透射測(cè)量?jī)x器17安裝成在狹縫3的水平面上彼此相對(duì)。 因此，光線就可以不受支撐板2的阻礙而自反射測(cè)量?jī)x器12到達(dá)透 射測(cè)量?jī)x器17。裝在反射測(cè)量?jī)x器12內(nèi)的白光光源提供用于反射測(cè)
量以及也用于透射測(cè)量的光。透射測(cè)量?jī)x器17可以是“Zeiss Corona TV vis”型號(hào)。
圖4所示的是電阻測(cè)量頭13的端部18，可以看到裝有彈簧的四根針19、20、21和22。利用這些針19-22就可能在玻璃板的鍍層上進(jìn)行所謂的四點(diǎn)法測(cè)量。針19-22支撐在彈簧上，且都有壓力針尖， 使得所有的四根針19-22每次都能施加同樣的力到鍍層上。電阻測(cè)量 頭13本身裝有彈簧，電阻測(cè)量頭的可調(diào)彈力最低限度要大于針19-22 的四個(gè)彈力的總和。
玻璃板4靠在支撐板2上，利用該支撐板2能防止玻璃板4因受 到針19-22所施加的壓力而彎曲。
光學(xué)測(cè)量?jī)x器的光學(xué)測(cè)量軸線與電阻測(cè)量點(diǎn)之間的距離為特定的 值，使得如果已知光學(xué)測(cè)量軸線的位置，就可知道電阻測(cè)量點(diǎn)，反過(guò)來(lái)也成立。
人們已知道四點(diǎn)法測(cè)量過(guò)程，圖5再次顯示了四點(diǎn)法測(cè)量過(guò)程的 原理，其中可以明顯地看見(jiàn)玻璃板4及其鍍層25的細(xì)節(jié)。四根針在彈簧張力的作用下放置在鍍層25上，依靠這四根針來(lái)測(cè)量鍍層的25電阻。對(duì)于寬度d遠(yuǎn)大于針19-22之間的間距s且厚度t遠(yuǎn)小于距離s 的具體鍍層切塊，其表面電阻可根據(jù)公式計(jì)算出來(lái)
s的常規(guī)值例如可為s==1.0mm。當(dāng)滿足條件d>10s和10t ，可以應(yīng)用上述公式，即意味著上述公式能應(yīng)用于層厚GlOOiim的情況。這個(gè)應(yīng)用范圍對(duì)于納米量級(jí)的薄層的測(cè)量是完全足夠的。
玻璃板4能沿著X方向移動(dòng)，測(cè)量?jī)x器12、13、17能沿著Y方 向移動(dòng)，這一事實(shí)就使得對(duì)有鍍層的玻璃板4上所有點(diǎn)的透射、反射和電阻進(jìn)行確定成為可能。這種情況下，透射和反射能以測(cè)量曲線
T=f(X)或R=f(X)的形式獲得，就其數(shù)據(jù)而言處理起來(lái)比較困難。
然而，可以使簡(jiǎn)單的處理成為可能，只要為每條測(cè)量曲線在色度 圖上指定色彩位置，例如在標(biāo)準(zhǔn)色度圖CIE 1931上，其標(biāo)準(zhǔn)色度坐標(biāo) 在正交坐標(biāo)系中顯示，接著只需要將測(cè)得的反射和透射曲線與所用光源的光譜曲線以及人眼的發(fā)光度曲線相乘，其中，人眼的發(fā)光度曲線 即所謂的Vx曲線。處理T(X)和R認(rèn))光譜曲線的另—種選擇方法包括 對(duì)局部極大和極小波長(zhǎng)的確定。該波長(zhǎng)通過(guò)鍍層的折射率與鍍層厚度 相聯(lián)系，S卩，局部極大和極小波長(zhǎng)的變化與層厚的變化成比例。
因此，在很短的時(shí)間內(nèi)，就可以在玻璃板4的整個(gè)表面上探測(cè)出 其光、電測(cè)量值，這就使得對(duì)鍍層25的均勻性進(jìn)行確定成為可能。 該均勻性可從光學(xué)上表現(xiàn)出來(lái)，例如，通過(guò)在與玻璃板4的尺寸對(duì)應(yīng) 的框架里描繪色場(chǎng)而表現(xiàn)出來(lái)。
可以根據(jù)所確定的鍍層均勻性分布來(lái)調(diào)整鍍層過(guò)程本身。如果確 定了該分布，例如玻璃板右上角處的鍍層太薄，就可以在濺射工藝中 采取適當(dāng)?shù)拇胧缭黾与妷海员阍谙麓谓?jīng)過(guò)時(shí)對(duì)這個(gè)角鍍得更 25 厚一些。
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