[发明专利]一种用于测定玻璃基板表面洁净度的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术，更具体地，涉及一种测定平板显示领域中所用玻璃基板表面洁净度的方法以及设备。

背景技术

在平板显示行业中，玻璃基板的清洗是所有工艺的开始，洁净的玻璃基板是后续工艺的保障，因此，玻璃基板表面洁净度的测定就显得尤为重要。目前，通常采用接触角测量仪来测量玻璃衬底的洁净程度，特别是有机物的去除程度。通常当液滴的体积小于5μL时，理想情况下液滴的形状将不受重力作用的影响，由于表面张力的存在，而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当液滴置于在固体平面上时，它能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。在一些非常亲水的表面，水滴会完全铺展开，其有效接触角为0°。这种现象也发生在对水具有很大亲和力的固体表面(包括吸水性的材料)。在许多亲水性的表面，水滴会形成介于0到30°的接触角。在一些高疏水性、与水不兼容的表面，水滴会在其上面形成介于70到90°的大的接触角。水滴在某些表面的接触角可达到150到180°，在这些表面，水滴其实是坐在上面，并没有真正润湿这一表面。这些表面被称为超疏水性表面。

平板显示行业所用的玻璃基板清洗后，按照经验判断，若纯水液滴在其表面接触角小于7°，则可以认为其表面洁净度满足工艺要求，可以进行下一步处理。目前，业内测量接触角的方法通常有以下两种：量角法和量高法。

其中，液滴角度测量法是测量接触角的最常用的方法之一，如图1a和1b所示。该方法是将固体表面上的液滴，或将浸入液体中的固体表面上形成的气泡投影到屏幕上，然后直接测量切线与相界面的夹角，直接测量接触角的大小。此方法可以快速测量接触角，但软件须带影像自动分析系统，才能很好的分析出接触角的度数，否则误差相当的大，效率也低，且带影像自动分析系统的软件较昂贵。

对于量高法，如果液滴很小，重力作用引起液滴的变形可以忽略不计，这时的液滴可认为是球形的一部分，如图2所示。接触角可通过高度的测量按下式计算：

tanθ2=2hd---(1)]]>

式中，h是液滴高度，d是液滴底的直径。若液滴体积小于10^-4mL，此方法可用。若接触角小于90°，则液滴稍大亦可应用。当液滴也固体表面接触角很小时，高度d值很小，较难测得真实值，误差很大。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种用于测定玻璃基板表面洁净度的方法和设备。

根据一个方面，提供一种用于测定玻璃基板表面洁净度的方法，所述方法包括测定所述玻璃基板上液滴的直径。所述方法包括：将所述玻璃基板置于保持水平的载物台上，将已知体积的液体滴于所述玻璃基板上，然后测定所述液体形成的液滴的直径。

根据另一个方面，提供一种用于测定玻璃基板表面洁净度的设备，所述设备包括：载物台；与所述载物台相连的悬臂；与所述悬臂相连的支架；和安装于所述支架上的进样器。

综上所述，本发明提供了一种测定玻璃基板表面洁净度的新方法，并提供了实施该方法的设备。与现有技术相比，本发明的测试方法通过测定一定体积的液体在基板上形成的直径，避免了现有技术如量高法中测量液滴高度所可能带来的误差，测试步骤简便、快速、准确。同时，方法所采用的设备与现有方法所采用的设备相比，无需复杂的分析系统，结构简单，成本低。实验证明，本发明提供的测定方法和设备可以准确测定液滴在玻璃基板上的接触角，从而提供关于玻璃基板洁净度的信息。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1a和图1b为量角法测试示意图；

图2为量高法测试示意图；

图3为球缺体积与接触角和接触面圆直径关系示意图；

图4为测试设备结构主视图；

图5为测试设备结构俯视示意图；

图6为实施例1液滴的直径与接触角的关系，点为实验数据，曲线为理论曲线。

具体实施方式