CN102956432B - 显示基板的大气压等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种显示基板的APP处理装置，属于显示技术领域。解决了现有的APP处理装置难以使等离子体在玻璃基板上均匀分布的技术问题。该APP处理装置，用于对显示基板进行APP处理，包括射频发生器和相对竖直放置的两个电极板；其中，一个电极板的内表面为平面，另一个电极板的内表面为阶梯面，使所述两个电极板之间形成上窄下宽的缝隙，并在所述缝隙内产生等离子体；所述射频发生器与所述两个电极板相连接，向所述两个电极板施加射频信号。本发明应用于玻璃基板的APP处理。

Description

显示基板的大气压等离子体处理装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板的大气压等离子体处理装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）已在平板显示领域中占据了主导地位。在液晶显示器的制造过程中，需要提高光刻胶与非金属膜之间的粘附性，所以在玻璃基板（也可以是其他材料的显示基板）上涂敷光刻胶之前利用大气压等离子体（Atmospheric-Pressure Plasma，APP）处理装置对玻璃基板进行表面处理。
目前的APP处理装置大部分采用介质阻挡放电方式。具体是在上、下两个电极板之间放置一层或多层绝缘介质，当两个电极板上施加了足够高的交流电压时，两个电极板之间的气体就会被击穿而产生介质阻挡放电。绝缘介质的存在避免了两电极之间直流击穿放电的形成，如弧光或者火花放电，使两个电极板之间得到空间上分布相对均匀的气体放电，形成等离子体。但是，这种放电方式是由大量的快速脉冲放电通道构成的，且较难在两个电极板之间均匀分布。
现在的生产线中，在APP处理装置的下电极板上设置了许多通孔，这样等离子体可以透过这些通孔，对下电极板下方的玻璃基板进行表面处理。但是这种结构也不能保证等离子体在玻璃基板上均匀分布，玻璃基板上对应通孔位置的等离子体的密度较高，而对应通孔间隔位置的等离子体的密度较低；而且每个通孔中漏出的等离子体也不是等量的。因此，现有的APP处理装置难以使等离子体在玻璃基板上均匀分布，导致涂覆在玻璃基板上的光刻胶发生部分脱落，影响产品的良品率。
发明内容
本发明实施例提供了一种显示基板的大气压等离子体（APP）处理装置，解决了现有的APP处理装置难以使等离子体在玻璃基板上均匀分布的技术问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种显示基板的APP处理装置，用于对显示基板进行APP处理，包括射频发生器和相对竖直放置的两个电极板；
其中，一个电极板的内表面为平面，另一个电极板的内表面为阶梯面，使所述两个电极板之间形成上窄下宽的缝隙，并在所述缝隙内产生等离子体；
所述射频发生器与所述两个电极板相连接，向所述两个电极板施加射频信号。
与现有技术相比，本发明所提供的上述技术方案具有如下优点：由于两个电极板中有一个电极板的内表面为阶梯面，当射频发生器在两个电极板之间施加射频（电场）信号时，该阶梯面拐角处的凸角由于电场较强，而与其相对的电极板是平面，该凸角部分会产生电晕或者辉光放电，从而达到起辉放电的效果，之后随着射频发生器功率的增加便会在两个电极板之间形成大面积稳定的辉光放电。因为两个电极板之间的缝隙存在窄缝和宽缝两个部分，缝隙内气体的流动会使这两个部分产生一定的气压差，使得放电只发生在两个电极板之间气压较高的宽缝部分，即在宽缝部分产生射频容性耦合等离子体。基板经过两个电极板下方时，该缝隙中的射频容性耦合等离子体就能够对基板进行表面处理。
射频容性耦合等离子体是一种均匀、稳定的辉光放电等离子体，并且该等离子体可以从缝隙中直接涂布到基板表面，使等离子体能够与基板的表面充分均匀接触。因此，本发明提供的APP处理装置能够使等离子体在基板上均匀分布，从而有效避免了之后涂敷在基板上的光刻胶发生部分不定性脱落，提高了产品的良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1所提供的显示基板的APP处理装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例2所提供的显示基板的APP处理装置的结构示意图；
图3为本发明的实施例2所提供的显示基板的APP处理装置的正面结构示意图；
图4为本发明的实施例2所提供的显示基板的APP处理装置中缝隙尺寸的示意图；
图5为本发明的实施例2所提供的显示基板的APP处理装置中绝缘材料上开设的窗口的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例所提供的显示基板的大气压等离子体（APP）处理装置，用于对显示基板进行APP处理，本实施例中用于对玻璃基板31进行APP处理。该APP处理装置包括射频发生器21和相对竖直放置的两个电极板11、12；其中，后电极板12的内表面为平面，前电极板11的内表面为阶梯面，使两个电极板11、12之间形成上窄下宽的缝隙13，其中所述玻璃基板，作为显示基板也可以替换为其他材料的基板如复合材料基板等。
上述技术方案中，由于两个电极板中有一个电极板的内表面为阶梯面，当射频发生器在两个电极板之间施加射频（电场）信号时，该阶梯面拐角处的凸角由于电场较强，而与其相对的电极板是平面，该凸角部分会产生电晕或者辉光放电，从而达到起辉放电的效果，之后随着射频发生器功率的增加便会在两个电极板之间形成大面积稳定的辉光放电。因为两个电极板之间的缝隙存在窄缝和宽缝两个部分，缝隙内气体的流动会使这两个部分产生一定的气压差，使得放电只发生在两个电极板之间气压较高的宽缝部分，即在宽缝部分产生射频容性耦合等离子体。基板经过两个电极板下方时，该缝隙中的射频容性耦合等离子体就能够对基板进行表面处理。
射频容性耦合等离子体是一种均匀、稳定的辉光放电等离子体，并且该等离子体可以从缝隙中直接涂布到基板表面，使等离子体能够与基板的表面充分均匀接触。因此，本实施例所提供的APP处理装置能够使等离子体在基板上均匀分布，从而有效避免了之后涂敷在基板上的光刻胶发生部分不定性脱落，提高了产品的良品率。
射频发生器21的工作频率为13.56MHz，其两端分别与两个电极板11、12相连接，向两个电极板11、12施加射频信号。其中，射频发生器21的正极连接至前电极板11，负极连接至后电极板12，并将后电极板12接地。当射频发生器21在两个电极板11、12之间施加射频（电场）信号时，前电极板11的阶梯面拐角处的凸角110由于电场较强，而且与其相对的后电极板12的内表面是平面，该凸角110会产生电晕或者辉光放电，从而达到起辉放电的效果，之后随着射频发生器21功率的增加便会在两个电极板11、12之间形成大面积稳定的辉光放电。因为两个电极板11、12之间的缝隙13存在窄缝和宽缝两个部分，缝隙13内气体的流动会使这两个部分产生一定的气压差，使得放电只发生在两个电极板11、12之间气压较高的宽缝部分，即在宽缝部分产生射频容性耦合等离子体14。
作为一个优选方案，该APP处理装置还包括传动机构3，传动机构3位于两个电极板11、12下方，且传动方向垂直于两个电极板11、12之间的缝隙13，在图1中为向右传动。具体实施方式可以是传动滚轮或传送带，用于从两个电极板11、12的下方传输玻璃基板31。玻璃基板31在传动机构3的带动下经过两个电极板11、12下方时，该缝隙13中的射频容性耦合等离子体14就能够对玻璃基板31进行表面处理。
本发明实施例中，射频容性耦合等离子体14是一种均匀、稳定的辉光放电等离子体；并且该等离子体14可以从缝隙13中直接涂布到玻璃基板31表面，使等离子体14能够与玻璃基板31的表面充分均匀接触。因此，本发明实施例提供的APP处理装置能够使等离子体14在玻璃基板31上均匀分布，从而有效避免了之后涂敷在玻璃基板31上的光刻胶发生部分不定性脱落，提高了产品的良品率。
与现有技术相比，本发明实施例提供的APP处理装置还省掉了两个电极板之间的绝缘介质，节省了APP处理装置的制造成本，而且使后期维护、更换部件的工作也更加方便。
另外，本发明实施例提供的APP处理装置以辉光放电的方式产生射频容性耦合等离子体，所需的击穿电压更低，放电较容易，能够在反应气体（惰性气体）中掺入更大比例的活性气体，从而增加了APP处理装置对玻璃基板31表面的处理能力以及可调性。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于：如图2和图3所示，本实施例中，前电极板11的内表面为平面，连接至射频发生器21的负极，并且接地；后电极板12的内表面为阶梯面，连接至射频发生器21的正极。
此外，本实施例在实施例1的基础上，还在射频发生器21的负极与前电极板11之间串联了匹配器22。匹配器22能够根据等离子体14的阻抗变化调节自身的阻抗（容抗和感抗）参数，用于使射频发生器21与负载（两个电极板11、12和等离子体14）之间实现阻抗匹配，从而防止不匹配引起的功率反射返回射频发生器21，造成射频发生器21损坏。增加了匹配器22之后，还能够将更多的能量耦合到等离子体14中，从而使等离子体14的稳定性和对玻璃基板31的表面处理效率得到进一步提高。
如图3所示，本实施例中，两个电极板11、12的长度稍大于被处理的玻璃基板31的宽度。当玻璃基板31在传动机构3的带动下，沿垂直纸面向里的方向传输时，玻璃基板31的整个表面都能够与等离子体14相接触，使玻璃基板31的各处都能“涂上”等离子体14。
如图4所示，狭缝的窄缝部分的缝宽S1小于1毫米；宽缝部分的缝宽S2可以为2-4毫米之间，优选为3毫米，这样可以达到最好的放电效果。宽缝部分的高度S3不宜过长，可以为8-12厘米之间，因为S3过长的话会使等离子体溢出宽缝部分下端出口的难度增大，所以这里S3优选为10厘米；同时还便于将两个电极板与玻璃基板之间的间距维持在一个安全距离区间内。
如图2所示，作为一个优选方案，在缝隙13的窄缝部分的顶部设置有气体扩散器15，用于将放电所用的反应气体通入缝隙13中，并使其在缝隙13中均匀的扩散。另一方面，APP处理装置产生的废气，可通过APP处理装置外壳5上的废气通道51排出。
当射频发生器21在两个电极板11、12之间施加射频（电场）信号时，后电极板12的阶梯面拐角处的凸角120由于电场较强，而且与其相对的前电极板11的内表面是平面，该凸角120会产生电晕或者辉光放电，从而达到起辉放电的效果，之后随着射频发生器21功率的增加便会在两个电极板11、12之间流动的反应气体形成大面积稳定的辉光放电。因为两个电极板11、12之间的缝隙13存在窄缝和宽缝两个部分，缝隙13内反应气体的流动会使这两个部分产生一定的气压差，使得放电只发生在两个电极板11、12之间气压较高的宽缝部分，即在两个电极板11、12之间的缝隙13的宽缝部分产生射频容性耦合等离子体14。同时，由匹配器22保持射频发生器21与负载之间的阻抗匹配，使APP处理装置能够高效、稳定的产生射频容性耦合等离子体14。此时，玻璃基板31在传动机构3的带动下从两个电极板11、12下方经过，缝隙13中的射频容性耦合等离子体14就能够对玻璃基板31进行表面处理。
本发明实施例中，射频容性耦合等离子体14是一种均匀、稳定的辉光放电等离子体；并且该等离子体14可以从缝隙13中直接涂布到玻璃基板31表面，使等离子体14能够与玻璃基板31的表面充分均匀接触。因此，本发明实施例提供的APP处理装置能够使等离子体14在玻璃基板上31均匀分布，从而有效避免了之后涂敷在玻璃基板31上的光刻胶发生脱落，提高了产品的良品率。
作为一个优选方案，两个电极板11、12的外表面，以及缝隙13的上端和两侧开口覆盖有绝缘材料4，绝缘材料4形成开口向下的罩形绝缘层包裹住两个电极板11、12及缝隙13。该绝缘材料4应当尽量选取耐高温耐腐蚀的高分子绝缘材料，以保证两个电极板11、12之间电场的稳定。此外，如图5所示，覆盖在缝隙13的侧开口上的绝缘材料4上开设有窗口40，露出缝隙13的宽缝部分。这样可以从该窗口40中插入石英玻璃片，以便于发射光谱仪或其他光学仪器能够采集等离子体的实时参数指标。
本实施例中，在前电极板11的底端还设置有接触式传感器41，用于检测两个电极板11、12与玻璃基板31之间的间距。该接触式传感器41的初始位置与两个电极板11、12的下沿在同一水平高度，当玻璃基板31被传输至两个电极板11、12下方时，接触式传感器41的探针（图中未示出探针）慢慢向下运动，探针接触到玻璃基板31的表面便即返回，同时将获取的间距值反馈至控制系统，再由控制系统对两个电极板11、12的位置进行微调，使两个电极板11、12与玻璃基板31之间的间距保持在合适的范围之内，该间距通常应当保持在5毫米左右。
进一步，在两个电极板11、12的后侧还设置有静电监测器42和温度监测器43。其中，静电监测器42用于监测玻璃基板31经APP处理装置处理后的表面静电，温度监测器43用于监测玻璃基31板经APP处理装置处理后的表面温度。这样，可以实时监控玻璃基板31的表面静电和温度是否超标，保证玻璃基板31表面处理的质量和安全性。
进一步，如图2所示，在两个电极板11、12上均设置有冷却水入口44和冷却水出口45。在APP处理装置工作时，可以从冷却水入口44将冷却水通入两个电极板11、12中空的内部，对两个电极板11、12进行冷却，并通过冷却水出口45排出，以使两个电极板11、12保持低温，保证APP处理装置的工作温度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种显示基板的大气压等离子体处理装置，用于对显示基板进行大气压等离子体处理，其特征在于：包括射频发生器和相对竖直放置的两个电极板；
其中，一个电极板的内表面为平面，另一个电极板的内表面为阶梯面，使所述两个电极板之间形成上窄下宽的缝隙，并在所述缝隙内产生等离子体；
所述射频发生器与所述两个电极板相连接，向所述两个电极板施加射频信号。
2.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：还包括传动机构；所述传动机构位于所述两个电极板下方，且传动方向垂直于所述缝隙，用于传输所述基板。
3.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述射频发生器与所述两个电极板中的一个电极板之间串联有匹配器，所述匹配器用于使所述射频发生器与所述两个电极板之间的阻抗匹配。
4.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述缝隙的宽缝部分的缝宽为2-4毫米。
5.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述缝隙的宽缝部分的高度为8-12厘米。
6.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述缝隙的窄缝部分的缝宽小于1毫米。
7.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述两个电极板的外表面以及所述缝隙的上端和两侧开口覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料形成开口向下的罩形绝缘层包裹所述两个电极板及所述缝隙。
8.根据权利要求7所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：覆盖在所述缝隙的侧开口上的绝缘材料上开设有窗口，所述窗口露出所述缝隙的宽缝部分的局部。
9.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：所述缝隙的顶部设置有气体扩散器，所述气体扩散器用于将反应气体通入所述缝隙中，并使所述反应气体在所述缝隙中均匀扩散。
10.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：其中一个电极板的底端设置有接触式传感器，用于检测所述两个电极板与所述基板之间的间距。
11.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：还包括静电监测器，用于监测所述基板经所述大气压等离子体处理装置处理后的表面静电。
12.根据权利要求1所述的大气压等离子体处理装置，其特征在于：还包括温度监测器，用于监测所述基板经所述大气压等离子体处理装置处理后的表面温度。
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