JPH0545288A - Method and device for judging degree of polymer hardening - Google Patents
Method and device for judging degree of polymer hardeningInfo
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- JPH0545288A JPH0545288A JP20062091A JP20062091A JPH0545288A JP H0545288 A JPH0545288 A JP H0545288A JP 20062091 A JP20062091 A JP 20062091A JP 20062091 A JP20062091 A JP 20062091A JP H0545288 A JPH0545288 A JP H0545288A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーの硬化度の判
定装置及び判定方法に関し、例えば液晶用カラーフィル
ターの製造工程などに用いて有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for determining the degree of cure of a polymer, and is useful for use in, for example, the manufacturing process of color filters for liquid crystals.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示体は、カラーフィルター
の採用によるカラー化が進み、テレビ等に利用されてい
る。従来のカラーフィルタの製造は、フォトリソグラフ
ィと真空蒸着により顔料を蒸着せしめ、必要部分に必要
な色調を設ける事が行なわれている。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal displays have been used in televisions and the like due to the progress of colorization by the use of color filters. In the conventional manufacture of a color filter, a pigment is vapor-deposited by photolithography and vacuum vapor deposition, and a necessary color tone is provided in a necessary portion.
【0003】また、別の製造法として、透明ガラス上に
透明電極を構成し、この透明電極に電圧を加え、顔料を
分散した液中に、前記透明ガラスを浸漬する事により、
透明ガラス上の透明電極部分に顔料を付着せしめる電着
法により液晶用カラーフィルタを製造している。As another manufacturing method, a transparent electrode is formed on transparent glass, a voltage is applied to the transparent electrode, and the transparent glass is immersed in a liquid in which a pigment is dispersed.
A color filter for liquid crystal is manufactured by an electrodeposition method in which a pigment is attached to a transparent electrode portion on transparent glass.
【0004】また、別の製造法として、レジスト中に顔
料を分散してすでに着色したレジストを透明ガラス上に
コーティングし、露光と現像工程により所望のパターン
を作成する顔料分散法により液晶表示デバイス用カラー
フィルタを製造している。Another manufacturing method is a pigment dispersion method in which a pigment is dispersed in a resist to coat a resist which has already been colored on a transparent glass, and a desired pattern is formed by exposure and development steps. We manufacture color filters.
【0005】従来の液晶用カラーフィルターの絵素はこ
のようにして作製されている。しかしながら、液晶の配
向に必要なカラーフィルターの絵素面の平坦性はSTN
液晶の場合±0.5μmであること、ITOのスパッタ衝
撃から絵素面を保護が必要であることなどの理由からオ
ーバーコート保護膜が液晶用カラーフィルターのパター
ン上に製膜される。The picture element of the conventional color filter for liquid crystal is manufactured in this way. However, the flatness of the picture element surface of the color filter, which is necessary for the alignment of the liquid crystal, is STN.
In the case of liquid crystal, the overcoat protective film is formed on the pattern of the color filter for liquid crystal because it is ± 0.5 μm and it is necessary to protect the pixel surface from the impact of ITO sputtering.
【0006】従来のオーバーコート保護膜の製造方法に
ついて説明する。オーバーコート保護膜としては、一般
に熱硬化形ポリマーが用いられている。製膜には、まず
絵素をパターニングした透明ガラス基板にオーバーコー
ト剤をスピンナーあるいは精密印刷機により精密塗布
し、ホットプレートもしくはクリーンオーブンによって
ベーキングして硬化させる。オーバーコート製膜のプロ
セス管理は、ベーキング温度と時間により行っている。
そのため、オーバーコート製膜プロセスはインライン化
せず、さらには製造面でのマージンを見込んでベーキン
グ温度を多めに設定するなどの対策をとっていた。A conventional method for manufacturing an overcoat protective film will be described. A thermosetting polymer is generally used as the overcoat protective film. For film formation, first, a transparent glass substrate on which picture elements are patterned is precisely coated with an overcoating agent by a spinner or a precision printing machine, and baked by a hot plate or a clean oven to cure. Process control of overcoat film formation is performed by the baking temperature and time.
For this reason, the overcoat film forming process is not inline, and measures such as setting a higher baking temperature in consideration of a manufacturing margin are taken.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のよ
うな方法では、オーバーコート保護膜等のポリマーの硬
化を直接把握することができなかった。そのため、例え
ば加熱装置が一次的に故障したような場合、オーバーコ
ート保護膜が完全硬化しない状態でITO製膜プロセス
に送られ、加熱される際に体積の膨張、収縮が起こりI
TO表面に割れが発生したり、硬化反応に伴う出ガスの
影響でITOの抵抗が大きくなる等という問題点を有し
ていた。また、仮にこのようなポリマーの硬化状態を知
ろうとした場合、フーリエ変換赤外分光分析を行なって
いたが、基板からポリマーを削り取って分析しなければ
ならず、基板に塗布したポリマーの膜の一部を破損させ
ていた。However, in the conventional method, it was not possible to directly grasp the curing of the polymer such as the overcoat protective film. Therefore, for example, when the heating device temporarily fails, the overcoat protective film is sent to the ITO film forming process in a state where the overcoat protective film is not completely cured, and when it is heated, volume expansion and contraction occur.
There are problems that cracks occur on the surface of the TO and the resistance of the ITO increases due to the effect of the gas emitted during the curing reaction. Further, if it was attempted to know the cured state of such a polymer, Fourier transform infrared spectroscopy analysis was performed, but the polymer had to be scraped off from the substrate for analysis, and one of the polymer films applied to the substrate The part was damaged.
【0008】本発明は上記問題点に鑑み、基板上に塗布
したポリマーを破壊することなく、リアルタイムでその
硬化度を知ることができるポリマー硬化度判定装置及び
判定方法を提供することを目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a polymer curing degree judging device and a judging method capable of knowing the curing degree in real time without destroying the polymer coated on the substrate. ..
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、赤外線照射手段と、この赤外線照射手段
からの赤外線を集光する第1の集光手段と、前記第1の
集光手段の集光面に設置され被検査体である表面にポリ
マーを塗布した基板を設置する反射鏡と、前記集光手段
により集光され前記基板上で反射した後に広がった赤外
線を平行光にする手段と、前記赤外線を平行光とする手
段により平行光とされた赤外線をスペクトルに分光する
ための分光手段と、前記分光手段により分光された赤外
線を再び集光する第2の集光手段と、前記第2の集光手
段の集光面に配設されスペクトル強度を電気信号に変換
する検知手段と、前記検知手段で得られたスペクトル強
度の電気信号値から予め定めた2個以上の波数のスペク
トル強度をサンプリングして予め定めた演算を行う演算
手段とからポリマー硬化度判定装置を構成する。In order to solve the above problems, the present invention provides an infrared irradiating means, a first condensing means for condensing infrared rays from the infrared irradiating means, and the first collecting means. A reflecting mirror installed on the light collecting surface of the light means and having a substrate coated with a polymer on the surface to be inspected, and infrared rays that are collected by the light collecting means and spread on the substrate and then spread into parallel light. Means, a spectroscopic means for spectrally splitting the infrared rays made into parallel light by the means for making the infrared rays into parallel light, and a second condensing means for condensing the infrared rays split by the spectroscopic means again. A detecting means disposed on the light collecting surface of the second light collecting means for converting the spectral intensity into an electric signal; and two or more wave numbers predetermined from the electric signal value of the spectral intensity obtained by the detecting means. Sum the spectral intensity of Ring and constituting the polymer curing degree determination apparatus and a predetermined arithmetic means for performing an arithmetic operation.
【0010】あるいは、赤外線照射手段と、この赤外線
照射手段からの赤外線を集光するための第1の集光手段
と、前記第1の集光手段の集光面に設置される被検査体
である表面にポリマーを塗布した基板と、前記基板を通
過した後に広がった赤外線を平行光にする手段と、前記
赤外線を平行光にする手段により平行光とされた赤外線
を各波数のスペクトルに分光するための分光手段と、前
記分光手段により分光された赤外線を再び集光する第2
の集光手段と、前記第2の集光手段の集光面に配設され
スペクトルを電気信号に変換する検知手段と、前記検知
手段で得られたスペクトル強度の電気信号値から予め定
めた2個以上の波数のスペクトル強度をサンプリングし
て予め定めた演算を行う演算手段とから構成する。Alternatively, the infrared irradiation means, the first condensing means for condensing the infrared rays from the infrared irradiation means, and the object to be inspected installed on the condensing surface of the first condensing means A substrate having a certain surface coated with a polymer, a means for collimating infrared rays that have spread after passing through the substrate, and a means for collimating the infrared rays to separate the infrared rays into parallel rays into spectra of each wave number And a second condensing means for condensing the infrared rays dispersed by the spectroscopic means.
2) a light-collecting means, a detecting means arranged on the light-collecting surface of the second light-collecting means for converting a spectrum into an electric signal, and an electric signal value of the spectrum intensity obtained by the detecting means. It comprises a calculation means for sampling the spectral intensities of not less than the number of waves and performing a predetermined calculation.
【0011】また、ポリマーの硬化完了は、予め定めた
2個以上の波数のスペクトル強度をサンプリングして予
め定めた演算を実行し、その演算結果が予め設定した値
になったことで判定を行なうものである。Further, the completion of the curing of the polymer is judged by sampling the spectral intensities of two or more predetermined wave numbers and executing a predetermined calculation, and the result of the calculation reaching a preset value. It is a thing.
【0012】[0012]
【作用】ポリマーの硬化に伴い、溶剤の蒸発や構成物の
反応が生じるので、赤外線吸収スペクトルが変化する
(例えば、「赤外線吸収スペクトル −理論と応用
−」、化学の領域委員会編、株式会社南江堂、27ペー
ジ〜47ページ)。The infrared absorption spectrum changes as the solvent evaporates and the components react with the curing of the polymer (for example, "Infrared absorption spectrum-theory and application-", edited by the Chemistry Committee, K.K. Nankodo, pages 27-47).
【0013】従って、ポリマーから反射した若しくはポ
リマーを通過した赤外線のスペクトルを分析することで
ポリマーの硬化度を判定できるのである。Therefore, the degree of cure of the polymer can be determined by analyzing the spectrum of infrared rays reflected from or passed through the polymer.
【0014】ポリマー層を通過もしくはポリマー層で反
射した赤外線について、赤外線吸収スペクトルの各波数
のスペクトル強度をサンプリングする。このようにして
サンプリングした各波数の赤外線吸収スペクトル強度か
ら特定の2つ以上の赤外線吸収スペクトル強度を選択
し、予め設定した演算を行なって演算結果が予め設定し
た値になったことでポリマーの硬化を判断できるのであ
る。With respect to infrared rays which have passed through the polymer layer or which have been reflected by the polymer layer, the spectral intensity of each wave number of the infrared absorption spectrum is sampled. In this way, two or more specific infrared absorption spectrum intensities are selected from the infrared absorption spectrum intensities of each wave number sampled, and the preset calculation is performed, and the calculation result reaches the preset value. Can be judged.
【0015】従って、基板上に塗布したポリマーを破壊
することなくリアルタイムにポリマーの硬化度を検知す
ることとなる。Therefore, the degree of cure of the polymer can be detected in real time without destroying the polymer applied on the substrate.
【0016】[0016]
【実施例】以下本発明の第1の実施例のポリマー硬化度
判定装置を、液晶表示装置のオーバーコート保護膜の硬
化度判定に用いた場合について、図面を参照しながら説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case in which the polymer curing degree judging device of the first embodiment of the present invention is used for judging the curing degree of an overcoat protective film of a liquid crystal display device will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は本発明の第1の実施例におけるポリ
マー硬化度判定装置の構成図を示すものである。図1に
おいて、1は赤外線ランプ等の赤外線照射手段、2は第
1の集光手段である凹面鏡で、赤外線照射装置1から照
射された赤外線は、凹面鏡2により集光される。なお、
赤外線はガラスに吸収されるので、凹面鏡2は赤外線の
入射面にアルミ等の金属を蒸着しておく。FIG. 1 is a block diagram of a polymer curing degree judging device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an infrared irradiating means such as an infrared lamp, and 2 is a concave mirror which is a first condensing means. The infrared light emitted from the infrared irradiating device 1 is condensed by the concave mirror 2. In addition,
Since infrared rays are absorbed by glass, the concave mirror 2 deposits metal such as aluminum on the incident surface of infrared rays.
【0018】3は被検査体であるオーバーコート保護膜
(図示せず)を塗布したガラス基板、4はガラス基板3
を設置する反射鏡である。ガラス基板3は反射鏡4の上
にオーバーコート保護膜が赤外線の入射面となるように
設置され、凹面鏡2による赤外線の焦点位置が、ガラス
基板3上のオーバーコート保護膜と反射鏡3の反射面の
間になるよう調節する。なお、反射鏡4は赤外線の入射
面にアルミ等の金属を蒸着したものである。Reference numeral 3 is a glass substrate coated with an overcoat protective film (not shown) which is an object to be inspected, and 4 is a glass substrate 3.
Is a reflector for installing. The glass substrate 3 is installed on the reflecting mirror 4 so that the overcoat protective film serves as an incident surface of infrared rays, and the infrared focal point of the concave mirror 2 is reflected by the overcoat protective film on the glass substrate 3 and the reflecting mirror 3. Adjust so that it is between the faces. The reflecting mirror 4 is formed by evaporating a metal such as aluminum on the incident surface of infrared rays.
【0019】5はアパーチャーで、ガラス基板3とオー
バーコート保護膜と反射鏡4で反射した赤外線のフレア
ー成分を除去する。6は第2の凹面鏡で、アパーチャー
5を通過した赤外線を平行光にする。7はプリズムで、
第2の凹面鏡6のより平行光となった赤外線をスペクト
ルに分解する。8は第3の凹面鏡で、プリズム7を通過
しスペクトルに分解された赤外線を集光する。なお、第
3の凹面鏡8も赤外線の入射面にアルミ等の金属を蒸着
したものである。9は真空熱電対でプリズム7でスペク
トルに分解された後、第3の凹面鏡で集光された赤外線
の各波数のスペクトル強度を電気信号に変換する。An aperture 5 removes the flare component of infrared light reflected by the glass substrate 3, the overcoat protective film and the reflecting mirror 4. A second concave mirror 6 collimates the infrared rays that have passed through the aperture 5. 7 is a prism,
The infrared rays that have become parallel light from the second concave mirror 6 are decomposed into a spectrum. Reference numeral 8 is a third concave mirror, which collects the infrared light that has passed through the prism 7 and decomposed into spectra. The third concave mirror 8 is also formed by vapor-depositing a metal such as aluminum on the incident surface of infrared rays. Reference numeral 9 denotes a vacuum thermocouple, which is decomposed into a spectrum by the prism 7 and then converted into an electric signal from the spectrum intensity of each wave number of infrared rays condensed by the third concave mirror.
【0020】10は信号増幅器、11はアナログ/デジ
タル変換器で、真空熱電対9で各波数のスペクトル強度
の電気信号を信号増幅器10で増幅しアナログ/デジタ
ル変換器11でデジタル化する。12は演算装置で、ア
ナログ/デジタル変換器11でデジタル化された各波数
のスペクトル強度の電気信号の内、予め設定した波数17
80cm-1、1725cm-1のスペクトル強度の電気信号A(178
0)、A(1725)をサンプリングし、 ψ=A(1780)/A(1725)・・・(1) なる式によりψを計算し、ψが0.08となった時にオーバ
ーコート保護膜の硬化が終了したことを告知する手段を
備えている。Reference numeral 10 is a signal amplifier, and 11 is an analog / digital converter. The vacuum thermocouple 9 amplifies an electric signal having a spectral intensity of each wave number by the signal amplifier 10 and digitizes it by the analog / digital converter 11. Reference numeral 12 denotes an arithmetic unit, which has a preset wave number of 17 among the electric signals of the spectral intensities of the respective wave numbers digitized by the analog / digital converter 11.
80 cm -1, the electric signal of spectral intensity of 1725 cm -1 A (178
0), A (1725) are sampled, and ψ is calculated by the formula ψ = A (1780) / A (1725) (1), and when ψ becomes 0.08, the overcoat protective film is cured. It is equipped with a means to announce that it has ended.
【0021】以上のように構成されたポリマー硬化度判
定装置について、以下図1〜図3を用いてその動作を説
明する。The operation of the polymer curing degree determining device configured as described above will be described below with reference to FIGS.
【0022】まず、オーバーコート保護膜の硬化の判定
方法を説明する。オーバーコート剤は、日本合成ゴム社
製のオプトマーSS7215を用いている。ここで、図
2は、透明ガラス基板上に上記のオーバーコート剤を塗
布し、240℃で加熱した場合の10分後、30分後の
赤外線吸収スペクトルの変化を示すものである。First, a method for determining the hardening of the overcoat protective film will be described. As the overcoat agent, Optomer SS7215 manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. is used. Here, FIG. 2 shows a change in infrared absorption spectrum after 10 minutes and 30 minutes when the above-mentioned overcoating agent was applied onto a transparent glass substrate and heated at 240 ° C.
【0023】加熱に伴いオーバーコート保護膜の硬化が
進行し、オーバーコート保護膜による赤外線吸収スペク
トルが変化している。特に顕著なのは、波数1720cm-1と
1780cm-1の赤外線吸収スペクトルである。ここで、波数
1720cm-1はオーバーコート剤に含まれる樹脂のνC=O
結合にに関わる赤外線吸収領域で、波数1780cm-1は酸無
水物関わる赤外線吸収領域である。The curing of the overcoat protective film proceeds with heating, and the infrared absorption spectrum of the overcoat protective film changes. Especially remarkable is the wave number of 1720 cm -1
It is an infrared absorption spectrum at 1780 cm -1 . Where the wave number
1720 cm -1 is νC = O of the resin contained in the overcoat agent
In the infrared absorption region related to bonding, the wave number 1780 cm -1 is the infrared absorption region related to acid anhydride.
【0024】オーバーコート保護膜が加熱により硬化し
ていくと、オーバーコート保護膜に含まれる溶剤が蒸発
して溶剤中のνC=Oのピークが減少し、相対的に酸無
水物のピーク強度が増加すると考えられる。また、加熱
処理による硬化が進むにつれて酸無水物と樹脂との反応
が進行し、酸無水物のピーク強度が減少していくと考え
られる。As the overcoat protective film is cured by heating, the solvent contained in the overcoat protective film evaporates, the peak of νC = O in the solvent decreases, and the peak intensity of the acid anhydride relatively increases. It is expected to increase. Further, it is considered that the reaction between the acid anhydride and the resin proceeds as the curing by the heat treatment progresses, and the peak intensity of the acid anhydride decreases.
【0025】次に図3は、赤外吸収スペクトルの内、オ
ーバーコート保護膜の硬化に伴い変動する波数1780cm-1
と1725cm-1の赤外線吸収スペクトル強度に注目し、その
比ψを(1)式から計算し、その加熱時間による変化を
示している。図3から、硬化温度を240℃にした場
合、硬化時間が30分を経過するとψの値が0.08で一定
となり、オーバーコート保護膜の硬化が終了しているの
がわかる。Next, FIG. 3 shows a wave number of 1780 cm -1 which changes in the infrared absorption spectrum as the overcoat protective film cures.
And the infrared absorption spectrum intensity at 1725 cm -1 are calculated, the ratio ψ is calculated from the equation (1), and the change with heating time is shown. From FIG. 3, it can be seen that when the curing temperature is 240 ° C., the value of ψ becomes constant at 0.08 after the curing time of 30 minutes, and the curing of the overcoat protective film is completed.
【0026】また、硬化温度が200℃では、硬化時間
が120分を経過してもψの値が0.08とならず硬化が終
了していないことがわかる。したがって、(1)式から
計算したψの値が0.08となったことで、オーバーコート
保護膜の硬化が終了したと判断できる。Further, it can be seen that when the curing temperature is 200 ° C., the value of ψ does not become 0.08 even after the curing time of 120 minutes, and the curing is not completed. Therefore, it can be judged that the curing of the overcoat protective film is completed when the value of ψ calculated from the equation (1) becomes 0.08.
【0027】ここで、図1を用いて本発明によるポリマ
ー硬化度判定装置がオーバーコート保護膜の硬化度をど
のように判定するかを説明する。Here, how the polymer curing degree judging device according to the present invention judges the degree of curing of the overcoat protective film will be described with reference to FIG.
【0028】被検査体である図示しないオーバーコート
保護膜を塗布したガラス基板3は反射鏡4の上にオーバ
ーコート保護膜(図示せず)が赤外線の入射面となるよ
うに設置され、第1の凹面鏡2による赤外線の焦点位置
がガラス基板3上のオーバーコート保護膜(図示せず)
と反射鏡3の反射面の間になるよう調節されている。従
って、赤外線はオーバーコート保護膜を通過して反射鏡
3により反射される。The glass substrate 3 to be inspected, which is coated with an overcoat protective film (not shown), is installed on the reflecting mirror 4 so that the overcoat protective film (not shown) serves as an infrared ray incident surface. The infrared focal point by the concave mirror 2 is an overcoat protective film (not shown) on the glass substrate 3.
And the reflecting surface of the reflecting mirror 3 are adjusted. Therefore, infrared rays pass through the overcoat protective film and are reflected by the reflecting mirror 3.
【0029】このとき、赤外線の一部はオーバーコート
保護膜に吸収されるので、前述の反射した赤外線を調べ
れば、オーバーコート保護膜の赤外線吸収スペクトルが
得られることになる。また、赤外線はガラス基板に吸収
されるが、一部はオーバーコート保護膜中で反射するの
で赤外線吸収スペクトルを得ることが可能である。At this time, since a part of infrared rays is absorbed by the overcoat protective film, the infrared absorption spectrum of the overcoat protective film can be obtained by examining the reflected infrared rays. Further, infrared rays are absorbed by the glass substrate, but some of them are reflected in the overcoat protective film, so that an infrared absorption spectrum can be obtained.
【0030】前述の赤外線の反射光はアパーチャー5で
フレアー成分を除去した後、第2の凹面鏡6で平行光に
され、プリズム7によりスペクトルに分解する。さらに
第3の凹面鏡8で赤外線を集光し、真空熱電対9で赤外
線吸収スペクトルの各波数のスペクトル強度を電気信号
に変換する。さらに信号増幅器10で電気信号を増幅し
アナログ/デジタル変換器11でデジタル化する。After the flare component is removed by the aperture 5, the reflected light of the infrared rays described above is collimated by the second concave mirror 6 and decomposed into a spectrum by the prism 7. Further, infrared rays are condensed by the third concave mirror 8, and the vacuum thermocouple 9 converts the spectrum intensity of each wave number of the infrared absorption spectrum into an electric signal. Further, the electric signal is amplified by the signal amplifier 10 and digitized by the analog / digital converter 11.
【0031】演算装置12で、アナログ/デジタル変換
器11でデジタル化された各波数のスペクトル強度の電
気信号の内、予め設定した波数1780cm-1、1725cm-1のス
ペクトル強度の電気信号A(1780)、A(1725)をサンプリ
ングし、(1)式によりψを計算し、ψが0.08となった
場合オーバーコート保護膜の硬化が終了したことを告知
する。Among the electric signals of the spectrum intensity of each wave number digitized by the analog / digital converter 11 in the arithmetic unit 12, the electric signal A (1780 cm 1 of the wave intensity of the preset wave numbers 1780 cm −1 and 1725 cm −1 is set. ), A (1725) is sampled, ψ is calculated by the equation (1), and when ψ is 0.08, it is notified that the overcoat protective film has been cured.
【0032】なお、ここではオーバーコート剤(日本合
成ゴム社製のオプトマーSS7215)を用いていた
が、他のオーバーコート剤やレジストについても同様の
方法で硬化の進行と赤外線吸収スペクトルの変化を調べ
ればよい。Although an overcoating agent (Optomer SS7215 manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was used here, the progress of curing and the change in infrared absorption spectrum of other overcoating agents and resists can be examined by the same method. Good.
【0033】以上のように本実施例のよれば、赤外線吸
収スペクトルがガラス基板に吸収されることなく検出で
き、オーバーコート保護膜を製膜する際、膜を破損する
ことなくリアルタイムに硬化度を判定することができ
る。As described above, according to the present embodiment, the infrared absorption spectrum can be detected without being absorbed by the glass substrate, and when the overcoat protective film is formed, the curing degree can be measured in real time without damaging the film. Can be determined.
【0034】次に本発明の第2の実施例について図面を
参照しながら説明する。図4は本発明の第2の実施例を
示すポリマー硬化度判定装置の構成図である。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of a polymer curing degree judging device showing a second embodiment of the present invention.
【0035】同図において、13は赤外線照射装置、1
4は第1の凹面鏡で、赤外線照射装置1から照射された
赤外線は、第1の凹面鏡14により集光される。なお、
赤外線はガラスに吸収されるので第1の凹面鏡14は赤
外線の入射面にアルミ等の金属を蒸着しておく。15は
被検査体である図示しないオーバーコート保護膜を塗布
したガラス基板である。ガラス基板15は保護膜(図示
せず)が赤外線の入射面となるように設置され、第1の
凹面鏡14による赤外線の焦点位置がガラス基板15上
のオーバーコート保護膜内(図示せず)になるよう位置
調節する。In the figure, 13 is an infrared irradiation device, 1
Reference numeral 4 denotes a first concave mirror, and the infrared light emitted from the infrared irradiation device 1 is condensed by the first concave mirror 14. In addition,
Since infrared rays are absorbed by glass, the first concave mirror 14 deposits a metal such as aluminum on the incident surface of infrared rays. Reference numeral 15 is a glass substrate to be inspected, which is coated with an overcoat protective film (not shown). The glass substrate 15 is installed so that a protective film (not shown) becomes the incident surface of infrared rays, and the focus position of the infrared rays by the first concave mirror 14 is within the overcoat protective film (not shown) on the glass substrate 15. Adjust the position so that
【0036】16はアパーチャーで、ガラス基板15を
通過した赤外線のフレアー成分を除去する。17は第2
の凹面鏡で、アパーチャー16を通過した赤外線を平行
光にする。18はプリズムで、第2の凹面鏡17により
平行光となった赤外線をスペクトルに分解する。19は
第3の凹面鏡で、プリズム18を通過しスペクトルに分
解された赤外線を集光する。なお、赤外線はガラスに吸
収されるので第3の凹面鏡19は赤外線の入射面にアル
ミ等の金属を蒸着しておく。Reference numeral 16 is an aperture that removes infrared flare components that have passed through the glass substrate 15. 17 is the second
The infrared light that has passed through the aperture 16 is converted into parallel light by the concave mirror. Reference numeral 18 denotes a prism, which decomposes the infrared light, which is collimated by the second concave mirror 17, into a spectrum. Reference numeral 19 denotes a third concave mirror, which collects the infrared light that has passed through the prism 18 and has been decomposed into spectra. Since infrared rays are absorbed by the glass, a metal such as aluminum is deposited on the incident surface of the third concave mirror 19 by infrared rays.
【0037】20は真空熱電対でプリズム18でスペク
トルに分解された後第3の凹面鏡で集光された赤外線の
各波数のスペクトル強度を電気信号に変換する。21は
信号増幅器、22はアナログ/デジタル変換器で、真空
熱電対20で各波数のスペクトル強度の電気信号を信号
増幅器21で増幅しアナログ/デジタル変換器22でデ
ジタル化する。23は演算装置で、アナログ/デジタル
変換器22でデジタル化された各波数のスペクトル強度
の電気信号の内、予め設定した波数1780cm-1、1725cm-1
のスペクトル強度の電気信号A(1780)、A(1725)をサン
プリングし、(1)式によりψを計算し、ψが0.08とな
った場合オーバーコート保護膜の硬化が終了したことを
告知する手段を備えている。以上は図1の構成と同様な
ものである。Reference numeral 20 denotes a vacuum thermocouple for converting the spectrum intensity of each wave number of infrared rays, which is decomposed into a spectrum by the prism 18 and then condensed by the third concave mirror, into an electric signal. Reference numeral 21 is a signal amplifier, and 22 is an analog / digital converter. The vacuum thermocouple 20 amplifies an electric signal having a spectral intensity of each wave number by the signal amplifier 21 and digitizes it by the analog / digital converter 22. 23 is a computing device, of the electrical signals of the spectral intensity of each wave number that has been digitized by an analog / digital converter 22, the wave number 1780 cm -1 preset, 1725 cm -1
Means for sampling the electric signals A (1780) and A (1725) of the spectrum intensity of, calculating ψ by the equation (1), and notifying that the curing of the overcoat protective film is completed when ψ becomes 0.08 Is equipped with. The above is the same as the configuration of FIG.
【0038】図1と異なるのは第2の凹面鏡14を被検
査体であるポリマーを塗布した基板に対向して設け、ポ
リマーを通過した赤外線の赤外線吸収スペクトルを検出
するようにした点と反射鏡3を省いた点であり、上記の
構成による第2の実施例によるポリマー硬化度判定装置
の動作は第1の実施例の動作と同様である。The difference from FIG. 1 is that a second concave mirror 14 is provided so as to face a substrate coated with a polymer, which is an object to be inspected, and an infrared absorption spectrum of infrared rays passing through the polymer is detected, and a reflecting mirror. 3 is omitted, and the operation of the polymer curing degree determining apparatus according to the second embodiment having the above-described configuration is the same as that of the first embodiment.
【0039】以上のように、第2の実施例によるポリマ
ー硬化度判定装置は、基板に塗布したポリマーを破損す
ることなくリアルタイムに硬化度を判定することができ
る。As described above, the polymer curing degree determining apparatus according to the second embodiment can determine the curing degree in real time without damaging the polymer applied to the substrate.
【0040】なお、第1の実施例において、分光手段と
してプリズム7としたが、プリズム7はアルカリハライ
ド等の結晶板としてもよい。In the first embodiment, the prism 7 is used as the spectroscopic means, but the prism 7 may be a crystal plate of alkali halide or the like.
【0041】また、第1の実施例において、検知手段と
して真空熱電対9としたが、真空熱電対9は、光伝導セ
ル、ボロメーターやニューマチックセルなどを用いても
よい。 また、第1の実施例において、基板は固定した
がベルトコンベアーで移動しながらの検査も可能であ
る。Further, in the first embodiment, the vacuum thermocouple 9 is used as the detecting means, but the vacuum thermocouple 9 may be a photoconductive cell, a bolometer, a pneumatic cell or the like. Further, although the substrate is fixed in the first embodiment, it is possible to perform the inspection while moving the substrate.
【0042】また、第1の実施例において、赤外線を集
光したり平行光とする手段に凹面鏡を用いたが複数のレ
ンズを用いてもよい。また、第2の実施例では、分光手
段としてプリズム7としたが、プリズム7はアルカリハ
ライド等の結晶板としてもよい。Further, in the first embodiment, the concave mirror is used as the means for condensing infrared rays or for making parallel rays, but a plurality of lenses may be used. Further, in the second embodiment, the prism 7 is used as the spectroscopic means, but the prism 7 may be a crystal plate of alkali halide or the like.
【0043】第2の実施例では、検知手段として真空熱
電対9としたが、真空熱電対9は、光伝導セル、ボロメ
ーターやニューマチックセルなどを用いてもよい。ま
た、基板は固定したがベルトコンベアーで移動しながら
の検査も可能であり、更に赤外線を集光したり平行光と
する手段に凹面鏡を用いたが複数のレンズを用いてもよ
い。In the second embodiment, the vacuum thermocouple 9 is used as the detecting means, but the vacuum thermocouple 9 may be a photoconductive cell, a bolometer, a pneumatic cell or the like. Further, although the substrate is fixed, it is possible to inspect it while moving it on a belt conveyor. Further, a concave mirror is used as a means for condensing infrared rays or for making parallel rays, but a plurality of lenses may be used.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上のように本発明は、基板上に塗布さ
れたポリマーに赤外線を照射し、ポリマー層での反射光
もしくはポリマー層の反射光からポリマーの赤外線吸収
スペクトルを検知しポリマーの硬化度を判定する。この
ため、本発明によるポリマー硬化度判定装置を用いた場
合、基板上に塗布したポリマーの膜を破損することな
く、リアルタイムに硬化度を判定することができる。As described above, according to the present invention, the polymer coated on the substrate is irradiated with infrared rays, and the infrared absorption spectrum of the polymer is detected from the reflected light from the polymer layer or the reflected light from the polymer layer to cure the polymer. Judge the degree. Therefore, when the polymer cure degree determination device according to the present invention is used, the cure degree can be determined in real time without damaging the polymer film applied on the substrate.
【0045】また、硬化度の判定に際し、被検査体であ
るポリマーを赤外線の吸収率が大きいガラス基板に塗布
した場合でも、反射光を用いることで硬化度を判定でき
る。Further, when determining the degree of curing, the degree of curing can be determined by using the reflected light even when the polymer, which is the object to be inspected, is applied to the glass substrate having a large absorption rate of infrared rays.
【0046】また、被検査物であるポリマーを塗布した
基板に赤外線を照射し、ポリマー層での反射光もしくは
ポリマー層の反射光からポリマーの赤外線吸収スペクト
ルを検知すればよいので、例えばベルトコンベアーに組
み込むなどしてインラインセンサーとして利用できる。
このように、本発明は工業的価値が極めて高いものであ
る。Further, since it is sufficient to irradiate the substrate coated with the polymer as the inspection object with infrared rays and detect the infrared absorption spectrum of the polymer from the reflected light from the polymer layer or the reflected light from the polymer layer, for example, on a belt conveyor. Can be used as an in-line sensor by incorporating it.
As described above, the present invention has extremely high industrial value.
【図1】本発明の第1の実施例におけるポリマー硬化度
判定装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a polymer curing degree determination device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の原理を説明するための、オーバーコー
ト保護膜を通過した赤外線吸収スペクトル図。FIG. 2 is an infrared absorption spectrum diagram that has passed through an overcoat protective film for explaining the principle of the present invention.
【図3】本発明の原理を説明するための、赤外線吸収ス
ペクトル強度比の加熱硬化による変化図。FIG. 3 is a diagram showing a change in infrared absorption spectrum intensity ratio by heat curing for explaining the principle of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例におけるポリマー硬化度
判定装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a polymer curing degree determination device according to a second embodiment of the present invention.
1 赤外線照射装置 2 第1の凹面鏡 3 反射鏡 4 ポリマーを塗布した基板 5 アパーチャー 6 第2の凹面鏡 7 プリズム 8 第3の凹面鏡 9 真空熱電対 10 信号増幅器 11 アナログ/デジタル変換器 12 演算装置 1 Infrared Irradiation Device 2 First Concave Mirror 3 Reflector 4 Polymer Coated Substrate 5 Aperture 6 Second Concave Mirror 7 Prism 8 Third Concave Mirror 9 Vacuum Thermocouple 10 Signal Amplifier 11 Analog / Digital Converter 12 Arithmetic Device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井波 敬 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kei Inami, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (6)
れ被検査体である表面にポリマーを塗布した基板に照射
し、その後、前記基板上で反射した赤外線を平行光にし
てからスペクトルに分光し、この分光された赤外線を再
び集光して、この集光面においてスペクトル強度を電気
信号値に変換し、前記電気信号値から、予め定めた2個
以上の波数のスペクトル強度をサンプリングして予め定
めた演算を実行し、その演算結果が予め設定した値にな
ったことでポリマーの硬化反応の終了を判定するポリマ
ー硬化度判定方法。1. An infrared ray is condensed, and the infrared ray reflected on the substrate is collimated after irradiating the infrared ray on the substrate, which is placed on the condensing surface and whose surface is an object to be inspected, is coated with a polymer. The spectrum is separated into spectra, the separated infrared rays are condensed again, and the spectrum intensity is converted into an electric signal value on this condensing surface. From the electric signal values, the spectrum intensities of two or more predetermined wave numbers are calculated. A method for determining the degree of cure of a polymer, which determines the end of the curing reaction of a polymer by sampling and executing a predetermined operation, and the result of the operation reaching a preset value.
れる被検査体である表面にポリマーを塗布した基板に照
射し、前記基板を通過して広がった赤外線を平行光にし
てから各波数のスペクトルに分光し、分光された赤外線
を再び集光して、その集光面においてスペクトルを電気
信号値に変換し、前記電気信号値から予め定めた2個以
上の波数のスペクトル強度をサンプリングして予め定め
た演算を実行し、その演算結果が予め設定した値になっ
たことでポリマーの硬化反応の終了を判定するポリマー
硬化度判定方法。2. An infrared ray is condensed and irradiated onto a substrate having a surface coated with a polymer, which is an object to be inspected installed on the condensing surface, and the infrared ray which has spread through the substrate is collimated. To spectrum of each wave number, and the condensed infrared rays are condensed again, and the spectrum is converted into an electric signal value on the converging surface, and the spectrum intensity of two or more wave numbers predetermined from the electric signal value. Is performed, a predetermined calculation is executed, and the result of the calculation reaches a preset value, whereby the end of the curing reaction of the polymer is judged.
からの赤外線を集光する第1の集光手段と、前記第1の
集光手段の集光面に設置され被検査体である表面にポリ
マーを塗布した基板を設置する反射鏡と、前記集光手段
により集光され前記基板上で反射した後に広がった赤外
線を平行光にする手段と、前記赤外線を平行光とする手
段により平行光とされた赤外線をスペクトルに分光する
ための分光手段と、前記分光手段により分光された赤外
線を再び集光する第2の集光手段と、前記第2の集光手
段の集光面に配設されスペクトル強度を電気信号に変換
する検知手段と、前記検知手段で得られたスペクトル強
度の電気信号値から予め定めた2個以上の波数のスペク
トル強度をサンプリングして予め定めた演算を行う演算
手段とを具備したポリマー硬化度判定装置。3. Infrared irradiating means, first condensing means for condensing infrared rays from this infrared irradiating means, and a surface to be inspected, which is installed on a condensing surface of the first converging means. A reflecting mirror on which a substrate coated with a polymer is placed, a means for making infrared rays condensed by the light collecting means and spread after being reflected on the substrate into parallel rays, and a parallel light by means for making the infrared rays parallel rays. Dispersing means for dispersing the separated infrared rays into a spectrum, second condensing means for condensing the infrared rays dispersed by the spectroscopic means again, and a condensing surface of the second condensing means. A detection means for converting the spectrum intensity into an electric signal; and an operation means for sampling the spectrum intensity of two or more predetermined wave numbers from the electric signal value of the spectrum intensity obtained by the detection means to perform a predetermined calculation. Equipped with Limmer curing degree determination device.
からの赤外線を集光するための第1の集光手段と、前記
第1の集光手段の集光面に設置される被検査体である表
面にポリマーを塗布した基板と、前記基板を通過した後
に広がった赤外線を平行光にする手段と、前記赤外線を
平行光にする手段により平行光とされた赤外線を各波数
のスペクトルに分光するための分光手段と、前記分光手
段により分光された赤外線を再び集光する第2の集光手
段と、前記第2の集光手段の集光面に配設されスペクト
ルを電気信号に変換する検知手段と、前記検知手段で得
られたスペクトル強度の電気信号値から予め定めた2個
以上の波数のスペクトル強度をサンプリングして予め定
めた演算を行う演算手段とを具備したポリマー硬化度判
定装置。4. An infrared irradiating means, a first condensing means for condensing infrared rays from the infrared irradiating means, and an object to be inspected installed on a condensing surface of the first condensing means. A substrate having a certain surface coated with a polymer, a means for collimating infrared rays that have spread after passing through the substrate, and a means for collimating the infrared rays to separate the infrared rays into parallel rays into spectra of each wave number And a second condensing means for condensing the infrared rays dispersed by the spectroscopic means again, and a detector arranged on the condensing surface of the second condensing means for converting the spectrum into an electric signal. An apparatus for determining a degree of cure of polymer, comprising means and means for calculating a predetermined calculation by sampling spectrum intensities of two or more predetermined wave numbers from an electric signal value of the spectrum intensity obtained by the detection means.
線吸収波長とポリマーに含まれる樹脂のνC=O結合の
赤外線吸収波長の2つに関し、それぞれのスペクトル強
度であるA(酸無水物)、A(νC=O)に対して ψ=A(酸無水物)/A(νC=O) なる演算を実行し、ψが予め設定した値になったことで
ポリマーの硬化反応の終了を判定する請求項1記載のポ
リマー硬化度判定方法。5. Regarding the infrared absorption wavelength of an acid anhydride contained in the polymer and the infrared absorption wavelength of the νC═O bond of the resin contained in the polymer, the spectral intensities A (acid anhydride) and A are respectively represented. Claim that the end of the curing reaction of the polymer is determined when the calculation of ψ = A (acid anhydride) / A (νC = O) is performed on (νC = O) and ψ reaches a preset value. Item 1. The method for determining the degree of cure of a polymer according to item 1.
線吸収波長とポリマーに含まれる樹脂のνC=O結合の
赤外線吸収波長の2つに関し、それぞれのスペクトル強
度であるA(酸無水物)、A(νC=O)に対して ψ=A(酸無水物)/A(νC=O) なる演算を実行し、ψが予め設定した値になったことで
ポリマーの硬化反応の終了を判定する請求項2記載のポ
リマー硬化度判定方法。6. The infrared absorption wavelength of the acid anhydride contained in the polymer and the infrared absorption wavelength of the νC═O bond of the resin contained in the polymer are the spectral intensities A (acid anhydride) and A, respectively. Claim that the end of the curing reaction of the polymer is determined when the calculation of ψ = A (acid anhydride) / A (νC = O) is performed on (νC = O) and ψ reaches a preset value. Item 2. The method for determining the degree of cure of a polymer according to item 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20062091A JPH0545288A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Method and device for judging degree of polymer hardening |
Applications Claiming Priority (1)
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JP20062091A JPH0545288A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Method and device for judging degree of polymer hardening |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JPH0545288A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-08-09 JP JP20062091A patent/JPH0545288A/en active Pending
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