专利名称：一种用于测定玻璃基板表面洁净度的方法和设备的制作方法
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5 y L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Ib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:
9 2htan- = —
2 d( I )式中，h是液滴高度，d是液滴底的直径。若液滴体积小于l(T4mL，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。


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。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明所述的测定玻璃基板表面洁净度测试方法和设备做详细说明。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；同时，附图并不是按比例严格绘制，其重点仅是放在公开的原理上。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。本发明人研究发现，当测试用液滴的体积恒定时，在忽略重力因素条件下，接触角(切线与底边的夹角)正好可以通过计算弧形的高度与宽度后取反三角函数取得，如图3所不，可以看到9/2与(1和]1的关系。球缺的体积V= Ith2 (R —登)(2 )
Θ dta n - = — s m θ =—
2 d ,m因此可以得到球缺的体积:￥ = ,τ(^π )2χ -^—^
\22/ \ 2.3 ηθ6 /
、 /
权利要求
1.一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。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据所述液体的体积和所述液滴的直径计算玻璃基板的接触角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体为在玻璃表面形成小于90°接触角的液体； 优选地，所述液体为水、乙醇、丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一种或其组合；优选地，所述液体为水； 优选地，所述液体的体积为0.2-1.0 μ L，优选小于5 μ L0
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在空气洁净度不低于GB50073-2001《中华人民共和国国家标准洁净厂房设计规范》中4级的条件下测定所述液滴的直径。
6.一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(101)； 与所述载物台(101)相连的悬臂(102)； 与所述悬臂(102)相连的·支架(104);和 安装于所述支架(104)上的进样器(106)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述进样器(106)连接漏斗(105)，所述漏斗(105)含有液体并将液体以体积定量的方式输送给所述进样器(106)。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述悬臂(102)通过轴(103)固定于所述载物台(101)上。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述悬臂(102)为可伸缩悬臂，并且可沿轴(103)转动。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括带量尺的光学显微镜。
全文摘要
本发明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。此外，本发明还提供用于实施所述方法的设备，所述设备包括载物台(101)；与所述载物台(101)相连的悬臂(102)；与所述悬臂(102)相连的支架(104)；和安装于所述支架(104)上的进样器(106)。本发明提供的测定方法和设备可以精确测定液滴在玻璃基板上形成的接触角，测试步骤简便、快速、准确。
文档编号G01N13/00GK103245591SQ20121003239
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者周南云, 罗敏婷, 赵淑云, 黄兴国, 谢杏芬 申请人:广东中显科技有限公司