CN107101953B - 确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，根据实际生产的膜系结构建立光学模型，得到每层薄膜厚度变化对产品性能的影响，形成对应于各膜层并体现产品性能变化趋势的矩阵；同时将产品性能的实际检测结果的变化状态用矩阵表示，并将两矩阵相乘，由计算结果确定影响产品工艺波动及均匀性的主要影响膜层，本发明采用矩阵方式分析各膜层对产品性能的影响，计算方法清晰简单便于识别，可以使分析过程计算程序化、达到自动监控分析。利用本发明可以快速确定影响产品工艺波动及均匀性的主要膜层，便于制定工艺调整制度，有利于连续生产中对工艺进行修正，保障生产的稳定、连续性。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜膜层分析方法，特别是涉及一种确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法。
背景技术
为使镀膜产品满足使用要求，需要镀制多层薄膜，通过各膜层的匹配、互补以达到光学、力学、耐环境等综合性能指标。如建筑节能低辐射(Low-E)镀膜玻璃镀制的膜系包括低辐射功能层Ag薄膜、保护Ag膜层的NiCr薄膜、改善Ag膜层性能的ZnO薄膜、进行光学匹配的SnZnOx、TiOx、SiNx薄膜、增强机械性能的SiNx薄膜，根据不同性能要求产品膜系中膜层数量一般有5-10层。在膜系生产过程中，每层薄膜都有独立的工艺条件，在连续生产时原材料成分、工艺气氛、温度等随时间的累积变化，会使各膜层产生工艺漂移，主要表现为膜层的沉积速率随时间改变，导致膜层厚度变化。此外，在以玻璃、铝板等材料的大面积镀膜中，由于工艺设备的局限性各膜层在不同位置处沉积速率不同，导致膜层厚度在大面积内存在不均匀性，表现为产品性能的不均匀，如建筑节能低辐射(Low-E)镀膜玻璃颜色会随位置变化，其中颜色均匀性以CIELAB均匀空间的色差△E来表示(单位：CIELAB)，在《GB/T 18915.2低辐射镀膜玻璃》国家标准中要求低辐射镀膜玻璃的朝向室外的表面的反射色差△E不应大于2.5CIELAB色差单位。由于膜系中各膜层对性能的影响各不相同，当在产品检测中发现产品性能变化超出合理范围后，很难直观判断导致性能变化的主要原因及膜层。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，所要解决的技术问题是快速确定影响产品工艺波动及均匀性的主要膜层，制定工艺调整制度从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其包括以下步骤:
(1)在明确膜层顺序、膜层光学常数的条件下，利用导纳矩阵法建立膜系光学模型；
(2)根据所述光学模型计算各膜层厚度预设范围内光谱数据，根据所述光谱数据确定各膜层厚度预设范围内的颜色数据L*、a*、b*；
(3)对于包含m层薄膜，建立各膜层颜色数据趋势矩阵，如下所示：
每一层膜层形成该矩阵的行向量，每个行向量的元素分别对应于L*、a*、b*数值随膜层厚度的单调变化趋势；
(4)建立工艺漂移趋势矩阵，如下所示：
该矩阵三行的元素分别对应于膜层玻面反射颜色L*、a*、b*数值相对与生产目标的玻面反射颜色L*、a*、b*数值的变化趋势；
(5)将膜层颜色数据L*、a*、b*分别在趋势变化拐点位置划分为n个不同的区域，建立颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵，如下所示：
该矩阵中每个区域形成三行一列的向量，三行的元素分别对应膜层颜色L*、a*、b*数值随测量点的变化趋势；
(6)工艺漂移分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与所述工艺漂移趋势矩阵相乘，得到工艺漂移结果矩阵；所述工艺漂移结果矩阵的行与膜层相对应，该结果矩阵中，与元素的绝对值最大的行对应的膜层为影响工艺漂移的主要膜层；
(7)膜系均匀性分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与所述颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵相乘，得到膜系均匀性颜色数据结果矩阵，所述膜系均匀性结果矩阵的行与膜层相对应，列与位置区域相对应，该结果矩阵的每列中，与元素的绝对值最大的行对应的膜层为该区域内影响膜系均匀性变化的主要膜层。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中所述的颜色数据按照国际标准照明组织(CIE)规定的L*、a*、b*颜色空间表示。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中所述的各膜层厚度预设范围为各膜层厚度±2％范围。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中所述的光谱数据包括透射光谱数据、膜面反射光谱数据和玻面反射光谱数据；所述颜色数据包括透射颜色数据、膜面反射颜色数据和玻面反射颜色数据。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中，在所述各膜层颜色数据趋势矩阵中，规定颜色数值随膜层厚度增加而单调递增的趋势为1，单调递减的趋势为-1，不单调为0；在所述工艺漂移趋势矩阵中，规定实测玻面反射颜色数值相对于生产目标的玻面反射颜色数值增加的趋势为1，递减的趋势为-1，相同或相似为0；在位置区域均匀性趋势矩阵中，规定在各区域内颜色数据L*、a*、b*随测量点单调递增的趋势为1、单调递减的趋势为-1。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中，在所述工艺漂移结果矩阵中，元素的值为正数表示是由于膜层厚度增加导致工艺漂移，元素的值为负数表示由于膜层厚度减小导致工艺漂移。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中，在所述膜系均匀性结果矩阵中，元素的值为正数表示是由于膜层厚度增加导致膜系均匀性变化，元素的值为负数表示由于膜层厚度减小导致膜系均匀性变化。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中，在分析工艺漂移时，各膜层颜色数据趋势矩阵采用玻面反射颜色数据分析。
优选的，前述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其中，在所述膜系均匀性分析中，所述影响膜系均匀性变化的主要膜层为根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵分析得到的主要膜层，根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层或根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵、膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性膜面反射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层。
借由上述技术方案，本发明确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法至少具有下列优点：
本发明根据实际生产的膜系结构建立光学模型，得到每层薄膜厚度变化对产品性能的影响，形成对应于各膜层并体现产品性能变化趋势的矩阵；同时将产品性能的实际检测结果的变化状态用矩阵表示，并将两矩阵相乘，由计算结果确定影响产品工艺波动及均匀性的主要影响膜层，本发明采用矩阵方式分析各膜层对产品性能的影响，计算方法清晰简单便于识别，可以使分析过程计算程序化、达到自动监控分析。利用本发明可以快速确定影响产品工艺波动(工艺漂移)及均匀性的主要膜层，便于制定工艺调整制度，有利于连续生产中对工艺进行修正，保障生产的稳定、连续性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法的流程图。
图2是实施例各膜层玻面反射(Rg)颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势图。
图3是实施例各膜层透射(T)颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势图。
图4是实施例大面积镀膜产品玻面反射(Rg)颜色均匀性测量结果图。
图5是实施例大面积镀膜产品透射(T)颜色均匀性测量结果图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，流程图如图1所示，其包括以下步骤:
(1)在明确膜层顺序、膜层光学常数的条件下，利用导纳矩阵法建立膜系光学模型；
(2)根据所述光学模型计算各膜层厚度预设范围内光谱数据，根据所述光谱数据确定各膜层厚度预设范围内的颜色数据L*、a*、b*；所述颜色数据按照国际标准照明组织(CIE)规定的L*、a*、b*颜色空间表示；所述光谱数据包括透射(T)光谱数据、膜面反射(Rf)光谱数据和玻面反射(Rg)光谱数据；所述颜色数据包括透射(T)颜色数据、膜面反射(Rf)颜色数据和玻面反射(Rg)颜色数据；
较佳的，本发明的实施例所述的各膜层厚度预设范围为各膜层厚度±2％范围；
(3)对于包含m层薄膜，建立各膜层颜色数据趋势矩阵，如下所示：
对膜系膜层数量为m层，将形成m×3的矩阵，每层膜层及顺序与矩阵的行相对应，该矩阵每一层膜层形成矩阵的行向量，每个行向量的元素分别对应于L*、a*、b*数值随膜层厚度的变化趋势；其中，规定颜色数值随膜层厚度增加而单调递增的趋势为1，单调递减的趋势为-1，不单调为0；本发明根据实际缩小分析各膜层厚度预设范围使在重点分析的区间内变化趋势是单调的；
(4)建立工艺漂移趋势矩阵，如下所示：
该矩阵三行的元素分别对应于膜层玻面反射颜色L*、a*、b*数值相对于生产目标的玻面反射颜色L*、a*、b*数值的变化趋势；其中，规定玻面反射颜色数值相对于生产目标的玻面反射颜色数值增加的趋势为1，递减的趋势为-1，与目标相同或近似相同为0，此变化趋势形成3×1矩阵，即三行一列的向量；
(5)将膜层颜色数据L*、a*、b*分别在趋势变化拐点位置划分为n个不同的区域，建立颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵，如下所示：
该矩阵中每个区域形成三行一列的向量，三行的元素分别对应膜层颜色L*、a*、b*数值随测量点的变化趋势；在位置区域均匀性趋势矩阵中，规定在各区域内颜色数据L*、a*、b*随测量点递增的趋势为1、递减的趋势为-1；所有区域的向量组成3×n的矩阵，n为区域的个数；
(6)工艺漂移分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与所述工艺漂移趋势矩阵相乘，对于膜系膜层数量为m层，得到m×1工艺漂移结果矩阵；所述工艺漂移结果矩阵的行与膜层相对应，m对应膜层数，矩阵的元素值可能为3、2、1、0、-1，-2或-3，该结果矩阵中，与元素的绝对值最大的行对应的膜层为影响工艺漂移的主要膜层，具体的为：元素绝对值越大相应膜层影响越大，正数表示是由于厚度增加导致工艺漂移，负数表示由于厚度减小导致工艺漂移；如当元素值为3或-3时，与该元素行对应的膜层即为影响工艺漂移的主要膜层，元素值为3时是由于该膜层沉积速率增加即厚度增加导致工艺漂移，当元素值为-3时是由于该膜层沉积速率减小即厚度减少导致工艺漂移；当工艺漂移复杂、受多层薄膜影响时，需要本发明提出的方法多次分析主要影响膜层，并开展工艺调整，使最终工艺状态分析恢复目标状态；在分析工艺漂移时，各膜层颜色数据趋势矩阵首先根据玻面反射颜色数据分析，不能全面的分析出工艺漂移时，接着采用透射颜色数据分析；
(7)膜系均匀性分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵相乘，对于膜系膜层数量为m层，得到m×n的膜系均匀性颜色数据结果矩阵，所述膜系均匀性结果矩阵的行与膜层相对应，m对应膜层数，列与位置区域相对应，n为位置区域数；该结果矩阵的每列中，矩阵的元素值可能为3、2、1、0、-1，-2或-3，元素所在的列为被分析的位置区域，元素绝对值越大相应膜层影响越大，正数表示是由于厚度增加导致该区域均匀性变化，负数表示由于厚度减小导致该区域均匀性变化，与元素的绝对值最大的行对应的膜层为该区域内影响膜系均匀性变化的主要膜层，如当元素值为3或-3时，该元素所在的行对应的膜层即为影响均匀性的主要膜层，元素值为3时是由于该区域膜层厚度增加导致该区域均匀性变化，当元素值为-3时是由于该区域膜层厚度减小导致该区域均匀性变化。
较佳的，本实施例确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，在所述膜系均匀性分析中，所述影响膜系均匀性变化的主要膜层为根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵分析得到的主要膜层，对根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层或对根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵、膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性膜面反射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层。具体的为：在分析膜系均匀性时，先利用膜层玻面反射的颜色数据分析，当玻面反射颜色数据不能全面的分析出膜系均匀性时，采用利用膜层玻面反射数据和透射颜色数据分析出的相应结果取交集得到的膜层为最主要的影响因素膜层，最后采用利用膜层玻面反射数据、膜面反射颜色数据、和透射颜色数据分析出的相应结果取交集得到的膜层为最主要的影响因素膜层；其中，在分析膜系均匀性时，两个矩阵相乘，其中两个矩阵的元素值同时为根据同类颜色数据分析得到的值，即所述各膜层颜色数据趋势矩阵与颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵相乘，膜层颜色数据趋势矩阵和颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵中的元素值同时为根据玻面反射颜色数据、透射颜色数据或膜面反射颜色数据分析得到的值。
实施例
以磁控溅射镀制大面积低辐射镀膜玻璃为例，生产线配置靶位靶材及相应膜层顺序如表1所示，该产品为单银低辐射膜系产品。
表1生产线配置靶位靶材及相应膜层顺序
| 顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 靶材 | Si | NiCr | Ag | NiCr | Si |
| 膜层 | SiN<sub>x</sub> | NiCr | Ag | NiCr | SiN<sub>x</sub> |
通常在大面积连续生产过程中玻璃基片尺寸宽2440mm、长3660mm，基片宽度方向与靶材平行，长度方向垂直靶材，镀膜过程玻璃基片依次经过相应靶材，其中氮化硅SiNx膜层是使用Si靶材通入氮气N2反应溅射生成，由于阴极磁场、反应气氛等原因将导致玻璃基片宽度方向沉积速率不能完全一致，对于非反应溅射镀制NiCr、Ag膜层也存在阴极磁场不均匀导致膜层沉积速率不一致现象；在连续生产过程中由于靶材消耗、热量累积等原因将导致各膜层的实际生产条件发生变化；由于各膜层对产品性能影响幅度不同，因此各膜层的均匀性及工艺波动叠加后的膜系性能变化会很复杂。
在表1所示的生产配置下选择了相应的靶材靶位，构成了表1的膜系结构，按照导纳矩阵法建立膜系光学模型，本实施例建立的光学模型如表2所示，该模型的光谱计算结果与生产的目标状态一致，表3为模型及相应生产目标的颜色性能。
表2生产膜系光学模型
| 顺序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 膜层 | SiN<sub>x</sub> | NiCr | Ag | NiCr | SiN<sub>x</sub> |
| 厚度(nm) | 21.2 | 1.2 | 10.8 | 1.5 | 55.4 |
表3模型及生产目标颜色性能
| 透射 | 玻面反射 | 膜面反射 | |
| L<sup>*</sup> | 83.3 | 53.90 | 35.94 |
| a<sup>*</sup> | -1.55 | -4.61 | -3.03 |
| b<sup>*</sup> | 3.16 | -7.23 | -20.25 |
各阴极在安装调试中会将均匀性调整到±2％以内，本实施例以表2所示膜系模型的厚度为平均厚度，获得各膜层厚度在±2％范围内膜系光谱数据，根据光谱数据得到该膜层厚度范围内颜色数据，颜色数据以国际标准照明组织(CIE)规定的L*、a*、b*颜色空间来表示，对应包括透射颜色、膜面反射颜色、玻面反射颜色。
图2为各膜层玻面反射(Rg)颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势，图2中的a1为第一层膜层玻面反射颜色L*随厚度的变化趋势，为单调递减，b1为第一层膜层玻面反射颜色a*随厚度的变化趋势，为单调递增，c1为第一层膜层玻面反射颜色b*随厚度的变化趋势，为单调递增；a2、b2、c2分别为第二层膜层玻面反射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；a3、b3、c3分别为第三层膜层玻面反射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；a4、b4、c4分别为第四层膜层玻面反射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；a5、b5、c5分别为第五层膜层玻面反射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势。由图2所示各膜层玻面反射颜色数据L*、a*、b*随厚度的变化趋势建立各膜层玻面反射颜色趋势矩阵如式(1)；其中，每层膜层及顺序与该矩阵的行相对应，该矩阵每一层膜层形成矩阵的行向量，每个行向量的元素分别对应于L*、a*、b*数值随膜层厚度的单调变化趋势，规定单调递增为1，单调递减为-1。
由图2及式(1)可知，第二、三、四变化玻面颜色趋势相同，但第三层是Ag膜层，由于Ag膜层的导电属性，膜层厚度增加膜系的面电阻会降低，因此可以通过结合面电阻的变化确定膜层的影响。
图3各膜层透射(T)颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势。图3中的d1为第一层膜层透射颜色L*随厚度的变化趋势，为单调递增，e1为第一层膜层透射颜色a*随厚度的变化趋势，为单调递减，f1为第一层膜层透射颜色b*随厚度的变化趋势，为单调递减；d2、e2、f2分别为第二层膜层透射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；d3、e3、f3分别为第三层膜层透射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；d4、e4、f4分别为第四层膜层透射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势；d5、e5、f5分别为第五层膜层透射颜色L*、a*、b*随厚度的变化趋势。由图3所示各膜层透射颜色数据色L*、a*、b*随厚度的变化趋势建立各膜层玻面反射颜色趋势矩阵如式(2)；其中，每层膜层及顺序与该矩阵的行相对应，该矩阵每一层膜层形成矩阵的行向量，每个行向量的元素分别对应于反射颜色L*、a*、b*数值随膜层厚度的单调变化趋势，规定单调递增为1，单调递减为-1。
对比式(1)、(2)可以看出，利用透射颜色变化趋势时第三层与第二、四层不同，因此当变化趋势相同是可以结合透射颜色进行分析。从式(1)、(2)可以看出第二层、第四层对于透射、玻面反射影响一致，因此可以根据实际靶材消耗、膜层附着力等情况调节，增加了调整的可选范围，如在一个设备维护周期内，发生了与第二层、第四层相关的工艺漂移，通过趋势矩阵分析增加厚度可以使产品颜色性能恢复，而由于长期生产已经使第二层薄膜对应的靶材消耗较多，可以通过增加第四层厚度达到相同的效果，同时避免了对第二层薄膜对靶材的消耗。
表4为生产中工艺漂移后玻面反射颜色结果和目标的对比，工艺漂移后L*减小，相应的工艺漂移趋势矩阵元素值为-1；a*增加，相应的工艺漂移趋势矩阵元素值为1；b*增加，相应的工艺漂移趋势矩阵元素值为1，根据表4的工艺漂移趋势建立工艺漂移趋势矩阵，如式(3)。
表4生产中工艺漂移后颜色结果和目标的对比
| 玻面反射Rg | 目标 | 漂移后 | 工艺漂移趋势 |
| L* | 53.90 | 53.22 | -1 |
| a | -4.61 | -4.55 | 1 |
| b | -7.23 | -6.98 | 1 |
将各膜层玻面反射颜色趋势矩阵式(1)与工艺漂移趋势矩阵(3)相乘，如式(4)；
由该结果矩阵可知第一行元素值为3，说明是由第一层膜层的厚度增加导致的工艺漂移，因此需要通过工艺调整减少第一层厚度使产品工艺状态恢复至目标状态。
当工艺漂移复杂、受多层薄膜影响时，需要本发明提出的方法多次分析主要影响膜层，并开展工艺调整，使最终工艺状态分析恢复目标状态，表5为生产目标、工艺漂移及调整过程结果。
表5生产目标、工艺漂移及调整过程结果
将各膜层玻面反射颜色趋势矩阵式(1)与根据表5得中的漂移趋势得到的工艺漂移趋势矩阵相乘，如式(5)；
工艺漂移的结果分析如式(5)，由该结果矩阵可知该工艺漂移是由于第5层薄膜厚度增加导致，因此需要减少第5层厚度，结果如表5中的第一次调整结果，经过第一次减少第5层的调整后相对应目标的趋势没有变化，需要继续减少第5层厚度，结果如表5中第二次调整结果，其中a*与生产目标近似相同，b*与生产目标的趋势和第一次调整后不同。
将各膜层玻面反射颜色趋势矩阵式(1)与根据表5中的第二次调整后趋势得到的工艺漂移趋势矩阵相乘，如式(6)；
工艺漂移的结果分析如式(6)，从结果矩阵可以看出是由于第一层薄膜厚度相对目标减少导致工艺漂移，因此应增加第一层厚度，按照此方法直到生产结果满足目标允许范围。
膜系均匀性分析：
图4为大面积镀膜产品玻面反射(Rg)颜色均匀性测量结果，按照本发明的方法，根据将玻面反射颜色数据L*、a*、b*在趋势变化拐点位置划分为不同的区域，本实施例将其划分为4个区域，建立玻面反射颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵，如式(7)，在该矩阵中，每个区域形成三行一列的向量，三行的元素分别对应膜层颜色L*、a*、b*数值随测量点的单调变化趋势；在玻面反射颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵中，规定在各区域内玻面反射颜色数据L*、a*、b*随测量点单调递增的趋势为1、单调递减的趋势为-1。
将式(1)与式(7)相乘，如式(8)，
式(8)的结果矩阵中，每一列代表相应的测量位置区域，每一行对应相应的膜层；由式(8)的结果矩阵可知：第一区域内的均匀性变化是由于第五层膜层厚度随测量位置增加导致，第二区域内的均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置增加导致，第三区域内的均匀性变化是由于第二、三、四层膜层厚度随测量位置增加导致，第四区域均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置减小导致。
图5为该大面积镀膜产品透射(T)颜色均匀性测量结果，按照本发明的方法，根据将透射颜色数据L*、a*、b*在趋势变化拐点位置划分为不同的区域，本实施例将其划分为4个区域，根据图5建立透射颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵，如式(9)，在该矩阵中，每个区域形成三行一列的向量，三行的元素分别对应膜层透射颜色L*、a*、b*数值随测量点的单调变化趋势；在该透射颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵中，规定在各区域内透射颜色数据L*、a*、b*随测量点单调递增的趋势为1、单调递减的趋势为-1。
将式(2)与式(9)相乘，如式(10)，
式(10)的结果矩阵中，每一列代表相应的测量位置区域，每一行对应于相应的膜层；由式(10)的结果矩阵可知：第一区域内的均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置减小、第五层膜层厚度随测量位置增加导致，第二区域内的均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置增加、第五层膜层厚度随测量位置减小导致，第三区域内的均匀性变化是由于第三膜层厚度随测量位置增加导致，第四区域均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置减小导致、第五层膜层厚度随测量位置增加导致。
将依据玻面反射(Rg)颜色分析结果式(8)和透射(T)颜色分析结果式(10)取交集，可知，第一区间内的均匀性变化是由于第五层膜层厚度随测量位置增加导致，第二区间内的均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置增加，第三区间内的均匀性变化是由于第三膜层厚度随测量位置增加导致，第四区间均匀性变化是由于第一层膜层厚度随测量位置减小导致。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于：其包括以下步骤:
(1)在明确膜层顺序、膜层光学常数的条件下，利用导纳矩阵法建立膜系光学模型；
(2)根据所述光学模型计算各膜层厚度预设范围内光谱数据，根据所述光谱数据确定各膜层厚度预设范围内的颜色数据L*、a*、b*；
(3)对于包含m层薄膜，建立各膜层颜色数据趋势矩阵，如下所示：
每一层膜层形成该矩阵的行向量，每个行向量的元素分别对应于L*、a*、b*数值随膜层厚度的变化趋势；
(4)建立工艺漂移趋势矩阵，如下所示：
该矩阵三行的元素分别对应于膜层玻面反射颜色L*、a*、b*数值相对于生产目标的玻面反射颜色L*、a*、b*数值的变化趋势；
(5)将产品颜色均匀性数据L*、a*、b*分别在趋势变化拐点位置划分为n个不同的区域，建立颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵，如下所示：
该矩阵中每个区域形成三行一列的向量，三行的元素分别对应膜层颜色L*、a*、b*数值随测量点的单调变化趋势；
(6)工艺漂移分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与所述工艺漂移趋势矩阵相乘，得到工艺漂移结果矩阵；所述工艺漂移结果矩阵的行与膜层相对应，该结果矩阵中，与元素的绝对值最大的行相对应的膜层为影响工艺漂移的主要膜层；
(7)膜系均匀性分析：将所述各膜层颜色数据趋势矩阵与所述颜色数据位置区域均匀性趋势矩阵相乘，得到膜系均匀性颜色数据结果矩阵，所述膜系均匀性颜色数据结果矩阵的行与膜层相对应，列与位置区域相对应，该结果矩阵的每列中，与元素的绝对值最大的行相对应的膜层为该区域内影响膜系均匀性变化的主要膜层。
2.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，所述颜色数据按照国际标准照明组织(CIE)规定的L*、a*、b*颜色空间表示。
3.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，所述的各膜层厚度预设范围为各膜层厚度±2％范围。
4.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，所述光谱数据包括透射光谱数据、膜面反射光谱数据和玻面反射光谱数据；所述颜色数据包括透射颜色数据、膜面反射颜色数据和玻面反射颜色数据。
5.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，在所述各膜层颜色数据趋势矩阵中，规定颜色数值随膜层厚度增加而单调递增的趋势为1，单调递减的趋势为-1，不单调为0；在所述工艺漂移趋势矩阵中，规定实测玻面反射颜色数值与生产目标的玻面反射颜色数值相比递增的趋势为1，递减的趋势为-1，相同或相似为0；在位置区域均匀性趋势矩阵中，规定在各区域内颜色数据L*、a*、b*随测量点单调递增的趋势为1、单调递减的趋势为-1。
6.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，在所述工艺漂移结果矩阵中，元素的值为正数表示是由于膜层厚度增加导致工艺漂移，元素的值为负数表示由于膜层厚度减小导致工艺漂移。
7.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，在所述膜系均匀性颜色数据结果矩阵中，元素的值为正数表示是由于膜层厚度增加导致膜系均匀性变化，元素的值为负数表示由于膜层厚度减小导致膜系均匀性变化。
8.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，在分析工艺漂移时，各膜层颜色数据趋势矩阵采用玻面反射颜色数据分析。
9.根据权利要求1所述的确定影响膜系工艺漂移及均匀性的主要膜层的分析方法，其特征在于，在所述膜系均匀性分析中，所述影响膜系均匀性变化的主要膜层为根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵分析得到的主要膜层，根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层或根据膜系均匀性玻面反射颜色数据结果矩阵、膜系均匀性透射颜色数据结果矩阵和膜系均匀性膜面反射颜色数据结果矩阵分析取交集得到主要膜层。
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