[发明专利]双路型切变应力测定方法及装置

说明书

本申请是申请号为200680036158.8、申请日为2006年9月27日，发明名称为“切变测定方法及其装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及不论是透明或不透明中的哪一个都可对2个固体表面间或其间的薄膜进行期望的测定的切变测定方法及其装置，更具体而言，特别涉及(1)进行厚度容易地变化的膜和挥发性高的液体膜等的测定的迅速、简便、通用且精密的共振切变测定方法及其装置、(2)通过基于双路型干涉法的表面间距离计量，以纳米等级改变二个固体表面的间隔并对其间夹入的液体薄膜·液晶薄膜·高分子吸附层等之间的切变应力进行测定的测定方法及其装置。

背景技术

(1)首先第1

将固体表面中夹入的试样(液体·液晶等)的剪切响应与纳米等级的膜厚的变化一起得知的技术，在固体表面间的摩擦·润滑以及液体·液晶分子的定向·结构化的理解以及控制中是重要的。在对试样的剪切响应进行测定的共振切变测定中，使单侧表面沿着水平方向振动来对试样赋予剪切，并在共振频率附近对该响应进行监视。将该剪切响应作为频率的函数而绘制出的结果为共振曲线。共振频率以及共振峰值的高度对固体表面间的试样的物性敏感并对来自测定装置外部的振动噪声也较强。

以往，为了精密地得知固体表面中夹入的试样的剪切响应，进行如下的动作：在共振频率附近一边改变频率一边对试样的剪切响应进行测定，由此取得对频率进行绘制出的共振切变曲线。例如在下述非专利文献1中公开有这样的技术。

另外，已提出作为基于本申请发明者的提案的精密切变应力测定装置(下述专利文献1)。

专利文献1：专利第3032152号公报

非专利文献1：液晶第6卷第1号p34-412002

(2)第2，本申请发明者已经提出可高精度地对纳米等级的微小空间中的流变学(rheology)游动进行测定的精密切变应力测定装置(参照下述专利文献2)。

另外，已提出即使是光无法透过的试样也可以以高精度对试样间的表面力进行测定的表面力测定装置及其方法(参照下述专利文献3)。

专利文献2：专利第3032152号公报

专利文献3：特开2001-108603号公报

但是，在上述(1)的以往技术中，由于一边改变振动频率一边在共振频率附近对试样的剪切响应进行测定，所以需要长时间将试样的膜厚保持为恒定，存在难以进行厚度容易地变化的膜和挥发性高的液体薄膜的测定的问题。

另外，作为上述(2)的以往的技术，为了一边以0.1纳米的分辨率对表面间距离进行测定一边对表面中夹入的试样的粘弹性以及摩擦·润滑特性进行测定，采用将基于使用等色序干涉条纹(FECO)的光干涉法的表面间距离测定和切变共振测定装置进行组合的方法。该方法由于使用透过表面的光，所以基板以及基板表面中夹入的试样限于光透过性的试样。特别，基板在实用上大致限于云母，即使在试验中也仅将蓝宝石或玻璃的薄片(厚度为2μm左右)使用为基板。

另外，双路型表面力测定装置(上述专利文献3)是测定对上下表面作用的力的装置，无法进行切变测定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不论试样是透明或者不透明中的哪一个都可进行期望的测定的切变测定方法及其装置。

在更具体地叙述时，

鉴于上述状况，本发明的第1目的在于提供一种共振切变测定方法，其中，在试样的剪切响应的测定中，对试样的单侧表面的振动的衰减曲线进行傅立叶变换，取得共振切变曲线，从而可进行其简便的短时间测定。

另外，鉴于上述状况，本发明的第2目的在于提供一种双路型切变应力测定方法及其装置，其中，使用在基板或试样为不透明的情况下可对基板间的距离进行测定的双路法，可进行精密的切变应力测定。

本申请发明为了达成上述目的，

(1)在共振切变测定方法中，将输入信号U_in输入到共振切变测定单元的水平驱动部，针对该共振切变测定单元中的固体表面中所夹入的试样，使用位移计对其单侧表面的振动进行检测来作为输出信号U_out，并与所述输入信号U_in一起，将所述输出信号U_out输入到共振切变计量装置，将所述共振切变测定单元的固体表面中所夹入的试样的剪切响应与膜厚的变化一起进行计量，其特征在于，对所述试样的单侧表面的振动的衰减曲线进行傅立叶变换，来取得共振切变曲线。