JP2000230950A - 表面抵抗測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】導電膜の性能劣化あるいは品位の劣化を防止で
きながら、パスライン変動による測定誤差を抑制でき
て、インライン連続測定を精度良く行うことができる表
面抵抗測定装置を提供する。 【解決手段】 導電膜２に設定間隔を空けて対向させる
渦電流発生部３Ａと、導電膜２に流れる渦電流を導電膜
２とは離間した状態で検出する渦電流検出部３Ｂと、渦
電流発生部３Ａと導電膜２の間隔を検出する間隔検出部
４とを所定数づつ設け、渦電流発生部３Ａに印加する電
圧を一定にした状態で、導電膜２の表面抵抗を算出する
算出手段７を設け、算出手段７は、間隔検出部４の検出
結果が設定間隔から外れていると、設定間隔から外れた
ことに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、渦電
流の増減量を渦電流検出部３Ｂの検出結果から減じある
いは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づ
いて、導電膜２の表面抵抗を算出するよう構成してあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面抵抗測定装置に
関し、詳しくは、導電膜の表面抵抗をインラインで測定
する表面抵抗測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス、セラミックあるいは高分子フィ
ルムなどの表面に電気抵抗の低い金属被膜または金属酸
化物被膜を付着させた導電基板は、その導電性を利用し
た用途、たとえば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレ
イ、プラズマディスプレイといったフラットパネルディ
スプレイや、大陽電池などの透明電極、プラウン管の窓
の透明静電シールド板、または透明電磁シールド板、発
熱体などの電気・電子分野の用途に広く使用されてい
る。

【０００３】また、このような導電膜の中で光の選択透
過性を有するものは、その赤外光反射特性を利用して、
大陽エネルギ利用のための窓材や、建物・自動車などの
熱線反射用材料として利用されている。

【０００４】従来、上記のような導電基板の導電膜の表
面抵抗は、二端子もしくは二探針または四端子もしくは
四探針などの接触式表面抵抗測定法により測定されるの
が一般的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
接触式表面抵抗測定法は破壊測定であり、産業的には製
品の導電膜表面での傷の発生による性能劣化あるいは品
位の劣化が起こるという問題があった。

【０００６】上記のような導電膜表面での傷の発生を防
止するため、電磁誘導コイルと導電膜との結合インダク
タンスを測定する方法（磁界を印加して発生する渦電流
を測定する方法）が知られている。

【０００７】この方法は、１００Ω／□程度以上の表面
抵抗値を持つ導電膜を測定するには印加磁界の強度をか
なり上げる必要があるために、磁束の広がりが大きくな
り、インラインの連続測定では製造プロセスでの基板の
パスライン変動（基板面の法線方向の振動）により、セ
ンサ部と測定対象である導電膜との間隔が変動し、結合
インダクタンスが一定とならず、結果として測定誤差が
大きくなるという問題がある。

【０００８】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、導電膜の性能劣化あるいは品位の劣化
を防止できながら、パスライン変動による測定誤差を抑
制できて、インライン連続測定を精度良く行うことがで
きる表面抵抗測定装置を提供する点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明の構
成・作用・効果は次の通りである。

【００１０】［構成］導電膜に設定間隔を空けて対向さ
せてその導電膜に渦電流を流す渦電流発生部と、前記導
電膜に流れる渦電流を前記導電膜とは離間した状態で検
出する渦電流検出部と、前記渦電流発生部と導電膜の間
隔を検出する間隔検出部とを所定数づつ設け、前記渦電
流発生部に印加する電圧を一定にした状態で、前記渦電
流検出部の検出結果と前記間隔検出部の検出結果とに基
づいて、前記導電膜の表面抵抗を算出する算出手段を設
け、前記算出手段は、前記間隔検出部の検出結果が前記
設定間隔から外れていると、前記設定間隔から外れたこ
とに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦
電流の増減量を前記渦電流検出部の検出結果から減じあ
るいは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基
づいて、前記導電膜の表面抵抗を算出するよう構成して
ある。

【００１１】［作用］導電膜に設定間隔を空けて対向さ
せた渦電流発生部で導電膜に渦電流を流す。例えば、渦
電流発生部としてのフェライトコアコイルなどのコイル
に高周波電圧を印加し、前記コイルを導電膜に近づける
ことで、導電膜に高周波誘導結合による渦電流を流す。

【００１２】電圧を一定にしておくと、導電膜に流れる
渦電流と導電膜の表面抵抗が逆比例（反比例）すること
から、渦電流を検出することで、渦電流発生部と導電膜
を前記設定間隔空けた状態（基準点）での表面抵抗を求
めることができる。

【００１３】この場合、予め渦電流と表面抵抗との関係
について校正曲線（検量線）を作成しておくと、表面抵
抗を求めやすくすることができる。

【００１４】渦電流は、原理的に導電膜と渦電流発生部
との間隔が大きくなるにつれて小さくなる傾向がある。

【００１５】そこで、前記間隔検出部の検出結果が前記
設定間隔から外れていると、算出手段が、前記設定間隔
から外れたことに起因する渦電流の増減量を求めるとと
もに、前記渦電流の増減量を渦電流検出部の検出結果か
ら減じあるいは加える補正を行い、その補正した渦電流
の値に基づいて、導電膜の表面抵抗を算出する。

【００１６】このようにして導電膜の表面抵抗を算出す
るから、導電膜と渦電流発生部との間隔が変わっても、
導電膜の表面抵抗の測定値に誤差が生じにくくなる。

【００１７】また、導電膜の表面抵抗を導電膜に接触す
ることなく測定するから、導電膜に傷がつくのを防止す
ることができる。

【００１８】そして、例えば渦電流発生部と渦電流検出
部とを導電膜の製造プロセスの幅方向に複数配置するこ
とで、表面抵抗の前記幅方向における分布や表面抵抗の
流れ方向のトレンド（経時的変化）を求めることができ
る。

【００１９】［効果］従って、導電膜の性能劣化あるい
は品位の劣化を防止できながら、パスライン変動による
測定誤差を抑制できて、インライン連続測定を精度良く
行うことができる表面抵抗測定装置を提供することがで
きた。

【００２０】請求項２による発明の構成・作用・効果は
次の通りである。

【００２１】［構成］請求項１による発明の構成におい
て、前記間隔検出部の数を前記渦電流発生部の数よりも
少なくしてある。

【００２２】［作用］請求項１の構成による作用と同様
の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏す
ることができる。

【００２３】例えば、導電膜の製造ライン速度が１ｍ／
ｍｉｎ程度以下の低速では、パスライン変動は幅方向に
ほぼ均等に生じると考えることができる。

【００２４】このような場合は、渦電流発生部の数より
も少ない数（例えば１個）の間隔検出部の検出結果と各
渦電流検出部の検出結果とに基づいて、算出手段で導電
膜の表面抵抗を算出する。

【００２５】これにより、間隔検出部の個数を少なくす
ることができて、間隔検出部に要するコストを低廉化す
ることができる。

【００２６】［効果］従って、請求項１の構成による効
果と同様の効果を奏することができるのに加え、安価に
製作できる表面抵抗測定装置を提供することができた。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２８】図１に、本発明にかかる非接触式の表面抵
抗測定装置の構成を示してある。

【００２９】この表面抵抗測定装置は、基板１上の導電
膜２に設定間隔を空けて対向させてその導電膜２に渦電
流を流す渦電流発生部３Ａと、導電膜２に流れる渦電流
を導電膜２とは離間した状態で検出する渦電流検出部３
Ｂ（渦電流発生部３Ａとは一体である）とから成る複数
（ｎ個）の渦電流センサー３を設け、渦電流発生部３Ａ
と導電膜２の間隔を検出する複数（ｎ個）の変位センサ
ー４（間隔検出部に相当）を前記渦電流センサー３と一
体に設け、渦電流検出部３Ｂの検出結果と変位センサー
４の検出結果とに基づいて、導電膜２の表面抵抗を算出
するコンピュータ７（算出手段に相当）を設けて構成し
てある。

【００３０】前記渦電流発生部３Ａはフェライトコアコ
イルなどのコイルで構成してあり、このコイルに高周波
電圧を印加し、コイルを導電膜２に近づけることで導電
膜２に高周波誘導結合による渦電流を流す。

【００３１】前記渦電流センサー３と変位センサー４と
は、それらに対するセンサーアンプ６にセンサーケーブ
ル５を介して接続してある。また、測定結果を表示する
ＣＲＴ８と、測定結果を印字出力するプリンタ９と、測
定された表面抵抗値が規定された範囲外になったことや
異常をオペレータに報知する警報装置１０とを設けてあ
る。

【００３２】前記センサーアンプ６には、高周波発振器
と、渦電流のアナログ信号をデジタル信号に変換する第
１Ａ／Ｄ変換器と、前記間隔に応じたアナログ信号をデ
ジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換器とを設けてあ
る。

【００３３】前記複数の渦電流センサー３と変位センサ
ー４は、導電膜２の製造プロセスにおいて導電膜２の幅
方向に配置して、表面抵抗の幅方向の分布や表面抵抗の
流れ方向のトレンド（経時的な変化）をコンピュータ７
により求めることができるようにしてある。

【００３４】前記コンピュータ７は、前記第１及び第２
Ａ／Ｄ変換器によって得られたデジタル信号に基づいて
データ処理し、変位センサー４の検出結果が前記設定間
隔から外れていると、設定間隔から外れたことに起因す
る渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流の増減
量を渦電流検出部３Ｂの検出結果から減じあるいは加え
る補正を行い、その補正した渦電流の値に基づいて、導
電膜２の表面抵抗を算出するよう構成してある。この算
出方法については後で詳しく説明する。

【００３５】次に、上記構造の表面抵抗測定装置の動作
について説明する。

【００３６】1) 前記渦電流発生部３Ａが基板１上の導
電膜２と数ｍｍの設定間隔を空けて対向する状態に、渦
電流センサー３と変位センサー４を配置する。

【００３７】2) センサーアンプ６から渦電流センサー
３の渦電流発生部３Ａに高周波を印加して、高周波誘導
結合により導電膜２に渦電流を発生させる。

【００３８】3) 前記印加する高周波電圧を一定に制御
していれば、導電膜２に流れる渦電流と導電膜２の表面
抵抗が逆比例（反比例）することから、図２に示すよう
に、予め渦電流と表面抵抗との関係について校正曲線
（検量線）を作成しておくことで、導電膜２と渦電流発
生部３Ａとを前記設定間隔空けた状態（基準点）での未
知の導電膜２の表面抵抗を求めることができる。

【００３９】4) 渦電流は、原理的に導電膜２と渦電流
発生部３Ａとの間隔が大きくなるにつれて小さくなる傾
向があるため、予め作成しておいた渦電流と前記間隔
（渦電流発生部３Ａと導電膜２の間隔）との関係につい
ての校正曲線（検量線）（図３参照）に基づいて、渦電
流検出部３Ｂの検出結果を補正する。

【００４０】5) 次に、上記の補正の方法について説明
する。

【００４１】例えば、表面抵抗が６Ω／□の導電膜の場
合、基準点での渦電流は６６％であるが、インラインに
おいてパスライン変動により、前記間隔が−１ｍｍ、す
なわち（渦電流センサー３の）渦電流発生部３Ａと導電
膜２との間隔が１ｍｍ小さくなった場合、渦電流は７８
％となって、実際の表面抵抗よりも測定値が１２％大き
くなる。

【００４２】そこで、この場合は渦電流センサー３の渦
電流検出部３Ｂが検出した渦電流の値から１２％減算す
る補正を行う。

【００４３】逆に、前記間隔が＋１ｍｍ、すなわち渦電
流発生部３Ａと導電膜２との間隔が１ｍｍ大きくなった
場合、渦電流の値は５４％となって実際の表面抵抗より
も測定値が１２％小さくなる。

【００４４】そこで、この場合は渦電流検出部３Ｂが検
出した渦電流に１２％加算する補正を行う。このような
補正をすれば、パスライン変動があっても表面抵抗測定
の誤差を抑制できる。

【００４５】このように、表面抵抗が既知の導電膜２に
ついて、図３に示すような校正曲線を予め作成しておく
ことで、補正値を正しく求めやすくすることができる。

【００４６】前記コンピュータ７により表示される表面
抵抗は任意の作成ソフトウエアにより、測定値やグラフ
としてデータ処理を行い、インラインでの表面抵抗連続
測定を行う。

【００４７】導電膜２の表面抵抗の算出は、コンピュー
タ７の演算周期により導電膜２の製造プロセスにおいて
連続的に行うことができる。

【００４８】表面抵抗の測定結果を警報装置１０や製造
プロセスにフィードバックすることで、製造の際に表面
抵抗を制御することができ、製造工程における品質の向
上・生産性向上を図ることができる。

【００４９】前記渦電流センサー３と変位センサー４を
一体に設けたことで、導電膜の製造ライン速度が１ｍ／
ｍｉｎ程度以上の高速では、ほぼ同一点での渦電流と前
記間隔の測定を行うことができ、測定精度を向上させる
ことができる。

【００５０】〔別実施形態〕前記導電膜２の製造ライン
速度が１ｍ／ｍｉｎ程度以下の低速では、パスライン変
動は幅方向にほぼ均等に生じると考えることもでき、こ
のような低速で導電膜２を製造する場合、複数の渦電流
センサー３に対して前記変位センサー４を１個だけ設け
た構造に構成することもできる。

【００５１】つまり、前記変位センサー４の数を前記渦
電流発生部３Ａの数よりも少なく設定する。これによ
り、変位センサー４にかかるコストを低く抑えることが
できる。

【００５２】前記変位センサー４は分解能が高くて精度
がよい方がよく、分解能が１０μｍ、精度が±５％以下
であれば、より正確な測定結果を得ることができる。

【００５３】前記渦電流センサー３と変位センサー４と
を別体に形成してあってもよい。

【００５４】前記設定間隔は上記の実施形態の数値に限
られないが、３ｍｍ以下に設定すると、より正確な測定
結果を得ることができる。

【００５５】前記変位センサー４は、静電容量式・超音
波式・レーザ式・光電式などの変位センサーで構成する
ことができる。

【００５６】前記コンピューター７は、パーソナルコン
ピュータ・ファクトリーコンピュータ等で構成すること
ができる。

【００５７】前記渦電流発生部３Ａと渦電流検出部３Ｂ
と変位センサー４との数は上記の実施形態における数に
限られるものではなく、適宜変更することができる。

【００５８】

【実施例】本発明の実施例を説明する。

【００５９】本実施例において使用した非接触式表面抵
抗測定装置を以下に示す。高周波渦電流センサー（フェ
ライトコアコイル内臓）として、測定範囲１Ω／□〜２
０００Ω／□を使用し、高周波発信器で２ＭＨｚを印加
した。

【００６０】導電膜として、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈ
ｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム上
のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ）被膜を
付着させたもので、６〜２０００Ω／□の範囲で表面抵
抗値の異なるものを数枚使用した。

【００６１】前記変位センサーとしてレーザ式変位セン
サーを使用し、仕様として測定範囲は０〜３ｍｍ、分解
能１０μｍ、測定精度は±３％である。

【００６２】センサーアンプには１６ビットＡ／Ｄ変換
器を含めた。表面抵抗の補正演算器としてパーソナルコ
ンピュータを使用した。

【００６３】なお、本実施例による測定結果の妥当性を
評価するため、本実施例にて使用する導電膜について予
めＪＩＳ Ｋ７１９４規格の四探針法にて表面抵抗値を
測定した。

【００６４】本実施例による非接触式表面抵抗測定結果
と前記ＪＩＳ Ｋ７１９４規格の四探針法による表面抵
抗測定結果との比較を図４に示す。

【００６５】また、本実施例によるパスライン変動と測
定結果との関係を図５に示す。本実施例によるパスライ
ン変動に対する測定精度の向上について図６に示す。

【００６６】この結果、本実施例により測定した表面抵
抗値はＪＩＳ Ｋ７１９４規格の四探針法により測定し
た表面抵抗値と相関係数０．９９以上で一致した。ま
た、パスライン変動が±３ｍｍ以内では非接触式表面抵
抗測定を精度±５％以下で測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面抵抗測定装置の概略図

【図２】渦電流と表面抵抗との関係についての校正曲線
（検量線）を示す図

【図３】渦電流と離隔距離の関係についての校正曲線
（検量線）を示す図

【図４】表面抵抗測定結果の比較を示す図

【図５】パスライン変動と測定結果との関係を示す図

【図６】測定精度の向上を示す図

【符号の説明】

２ 導電膜 ３Ａ 渦電流発生部 ３Ｂ 渦電流検出部 ４ 間隔検出部 ７ 算出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電膜に設定間隔を空けて対向させてそ
   の導電膜に渦電流を流す渦電流発生部と、前記導電膜に
   流れる渦電流を前記導電膜とは離間した状態で検出する
   渦電流検出部と、前記渦電流発生部と導電膜の間隔を検
   出する間隔検出部とを所定数づつ設け、前記渦電流発生
   部に印加する電圧を一定にした状態で、前記渦電流検出
   部の検出結果と前記間隔検出部の検出結果とに基づい
   て、前記導電膜の表面抵抗を算出する算出手段を設け、
   前記算出手段は、前記間隔検出部の検出結果が前記設定
   間隔から外れていると、前記設定間隔から外れたことに
   起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流
   の増減量を前記渦電流検出部の検出結果から減じあるい
   は加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づい
   て、前記導電膜の表面抵抗を算出するよう構成してある
   表面抵抗測定装置。
2. 【請求項２】 前記間隔検出部の数を前記渦電流発生部
   の数よりも少なくしてある請求項１記載の表面抵抗測定
   装置。