CN103331232B - 涂布喷头、具有该涂布喷头的涂布装置及其涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种涂布喷头，其由左右半体结合而成，在左右半体中的至少一个半体的对接面上形成决定狭缝状喷出口的宽度尺寸的凹部，并且在涂布喷头的两端装有侧板，侧板封闭凹部形成的侧面开口，其特征在于，形成有凹部的半体的对接面上固定设有N个阻隔体(490)，N个阻隔体(490)将凹部分隔，以将涂布喷头分隔为N+1个独立的子涂布喷头，其中，N为正整数。本发明的涂布喷头是将一个横向尺寸较大的涂布喷头分隔成为多个横向尺寸较小的子涂布喷头，当涂布喷头在加速或者减速运动时，每个子涂布喷头从其喷出口的中间位置和两端位置喷出涂布液的均一性较好。本发明还公开一种具有该涂布喷头的涂布装置及其涂布方法。

Description

涂布喷头、具有该涂布喷头的涂布装置及其涂布方法
技术领域
本发明涉及一种在玻璃基板或者其它被处理物的表面上涂布如光阻或者其它涂布液的涂布喷头，以及具有该涂布喷头的涂布装置及其涂布方法。
背景技术
目前，在平板显示器的制作过程中，采用具有狭缝式喷嘴的涂布喷头在大尺寸玻璃基板上进行光阻涂布。光阻由狭缝式喷嘴吐出，形成均匀的光阻膜于玻璃基板表面上。图1a是现有的涂布喷头的立体图，图1b是现有的涂布喷头的立体分解图。如图1a、1b所示，现有的涂布喷头100由左右半体110、120构成，半体120的对接面121设为平面，光阻输入孔190设于半体120的中间位置上，同时，在半体110的中间位置上形成沿长度方向延伸的蓄积槽130，在蓄积槽130上方的部分140形成与半体120接合的接合面141，在蓄积槽130下方的部分150比上方部分140被更多地研磨而退进，在与半体120的对接面121之间形成间隙，该间隙成为涂布喷头100的狭缝式喷出口160的宽度尺寸，然后，该涂布喷头100的两侧端通过侧板170、180被不透液地封闭。
图2是具有图1a所示涂布喷头的涂布装置。同时结合图1、图2，涂布喷头100固定在吊挂架210上，吊挂架210通过自身所带的行走轴211进行水平X方向的运动，并带动涂布喷头100做水平X方向的运动。在涂布喷头100运动的同时，固定于吊挂架210上的送液泵220抽取光阻到涂布喷头100中，涂布喷头100的喷出口160喷出光阻，对放置在承载台230上的玻璃基板进行涂布。
然而，图1所示现有的涂布喷头100横向尺寸较大，光阻输入孔190设于半体120的中间位置上，在涂布喷头100加速或者减速运动时，由于从光阻输入孔190输出到蓄积槽130的中间位置和两端位置的光阻的量不同，进而使得光阻从喷出口160的中间位置和两端位置喷出光阻的均一性较差。
另外，在平板显示器制造领域，玻璃基板的成本占到CF玻璃基板(在玻璃基板上形成有黑色矩阵、三原色子像素等)总成本的60％以上。若对玻璃基板采用单一尺寸切割，势必会剩余较多的空白部分无法切割成该单一尺寸。近年来对玻璃基板采用混合排列模式(Multi-ModelGlass)进行切割，即对玻璃基板进行大尺寸切割后，剩余的空白部分进行小尺寸切割，以提高玻璃基板的利用率，如图3所示，一整块大的玻璃基板300生产43寸的产品310，再利用剩余的边角料生产尺寸较小的23寸产品320。但由于现有的涂布喷头在整块玻璃基板上涂布的光阻的膜厚相同，因此以同一块玻璃基板生产不同尺寸的产品时，必须将在不同尺寸的产品上的光阻的膜厚设计为相同。CF玻璃基板上的光阻的膜厚越大，相应的颜色也越纯(CF玻璃基板的色域值随光阻的膜厚变化而变化)。但是，光阻的膜厚增加通常会导致光线透过率的下降，故向CF玻璃基板提供显示光源的背光模组的选用也会由此而受到影响。因此对于不同规格的产品，由于尺寸、驱动、背光模组等设计的差异，在其上涂布的光阻的膜厚难以设计为相同。尤其对于小尺寸和大尺寸的产品，涂布的光阻的膜厚各不相同，因此现有的涂布喷头及涂布方法给生产设计带来了极大的不便。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种涂布喷头，由左右半体结合而成，在所述左右半体中的至少一个半体的对接面上形成决定狭缝状喷出口的宽度尺寸的凹部，并且在所述涂布喷头的两端装有侧板，所述侧板封闭所述凹部形成的侧面开口，形成有所述凹部的半体的对接面上固定设有N个阻隔体，所述N个阻隔体将所述凹部分隔，以将所述涂布喷头分隔为N+1个独立的子涂布喷头，其中，N为正整数。
此外，所述形成有凹部的半体的对接面上设有N个安装槽，每个阻隔体安装于其对应的安装槽中，每个阻隔体的连接面紧密贴合其相对的半体的对接面，并且每个阻隔体的底部与所述形成有凹部的半体的底缘平齐。
此外，所述N个阻隔体与所述形成有凹部的半体一体成型。
本发明的另一目的还在于提供一种涂布装置，包括：承载台，承载被处理物；涂布喷头，向被处理物喷涂涂布液；吊挂架，支持所述涂布喷头，并且带动所述涂布喷头水平运动和垂直运动；送液泵，抽取涂布液并将涂布液输送到所述涂布喷头；控制系统，控制所述吊挂架的运动以及调节所述送液泵的吐液速率；其中，所述涂布喷头由左右半体结合而成，在所述左右半体中的至少一个半体的对接面上形成决定狭缝状喷出口的宽度尺寸的凹部，并且在所述涂布喷头的两端装有侧板，所述侧板封闭所述凹部形成的侧面开口，其特征在于，形成有所述凹部的半体的对接面上固定设有N个阻隔体，所述N个阻隔体将所述凹部分隔，以将所述涂布喷头分隔为N+1个独立的子涂布喷头，其中，N为正整数。
此外，所述形成有凹部的半体的对接面上设有N个安装槽，每个阻隔体安装于其对应的安装槽中，每个阻隔体的连接面紧密贴合其相对的半体的对接面，并且每个阻隔体的底部与所述形成有凹部的半体的底缘平齐。
此外，所述N个阻隔体与所述形成有凹部的半体一体成型。
此外，所述送液泵的数量为N+1个，每个送液泵抽取涂布液并将涂布液吐出到对应的子涂布喷头中。
此外，所述送液泵的数量为一个，该一个送液泵抽取涂布液并将涂布液吐出到每个子涂布喷头中。
此外，所述涂布装置还包括：N+1个流量计，其中，所述流量计用于测量其对应的子涂布喷头的进液流量；N+1个调节阀，其中，所述调节阀调节其对应的子涂布喷头的进液流量；流量控制模块，根据所述流量计反馈的进液流量来控制所述流量计对应的调节阀，以使该对应的调节阀调节其对应的子涂布喷头的进液流量。
本发明的另一目的还在于提供一种使用上述的涂布装置对被处理物进行涂布的涂布方法，包括步骤：将待涂布的被处理物置于承载台上；将涂布喷头的阻隔体与被处理物上的涂布区域的分界带对齐；确定送液泵的吐液速率；控制吊挂架运动，从而带动所述涂布喷头沿着水平方向运动，以实现对所述被处理物的涂布。
本发明的涂布喷头是将一个横向尺寸较大的涂布喷头分隔成为多个横向尺寸较小的子涂布喷头，当涂布喷头在加速或者减速运动时，每个子涂布喷头从各自的喷出口的中间位置和两端位置喷出涂布液的均一性较好。另外，在对不同被处理物表面上同时涂布不同厚度的涂布液膜层时，可分别控制涂布液进入各个子涂布喷头的流速，进而控制各个子涂布喷头的喷出口喷出涂布液的速度，而且在对不同被处理物表面上同时涂布不同种类的涂布液膜层时，可使不同种类的涂布液分别进入不同的子涂布喷头中，进而由不同的子涂布喷头的喷出口喷出。
附图说明
图1a是现有的涂布喷头的立体图。
图1b是现有的涂布喷头的立体分解图。
图2是具有图1a所示涂布喷头的涂布装置。
图3是现有的采用混合排列模式切割玻璃基板的示意图。
图4a是根据本发明的实施例的涂布喷头的立体分解图。
图4b是根据本发明的实施例的涂布喷头的侧视图。
图5a是具有图4a所示涂布喷头的涂布装置示意图。
图5b是使用图4a所示涂布喷头涂布被处理物的示意图。
图6是使用一个送液泵的控制系统示意图。
具体实施方式
现在对本发明的实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在附图中，为了清晰起见，可以夸大层和区域的厚度。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
图4a是根据本发明的实施例的涂布喷头的立体分解图。图4b是根据本发明的实施例的涂布喷头的侧视图。
如图4a、4b所示，根据本发明的实施例的涂布喷头400由左右半体410、420构成，一个半体420的对接面423设为平面，两个涂布液输入孔421、422分别设于半体420的中间位置上，同时，在另一个半体410的中间位置上形成沿长度方向延伸的蓄积槽430，在蓄积槽430上方的部分440形成与半体420接合的接合面441，在蓄积槽430下方的部分450比上方部分440被更多地研磨而退进，在与半体420的对接面423之间形成间隙，该间隙成为涂布喷头400的狭缝式喷出口460的宽度尺寸。
此外，在左右半体410、420接合的状态下，在前后侧面上，蓄积槽430和狭缝式喷出口460的侧端部都有开口，因此，用两个侧板470、480分别不透液地封闭所述开口。在本发明中，两个侧板470、480可由树脂等疏水性材料构成，或者在于两个侧板470、480接合的内侧面上涂覆疏水层。另外，两个侧板470、480可通过螺丝或者黏结剂分别固定在前后侧面上。
在半体410的接合面441上设有一安装槽411，将安装槽411完全填满的阻隔体490可通过螺丝或者黏结剂固定安装于安装槽411中，阻隔体490的连接面491紧密贴合其相对的半体420的对接面423，并且阻隔体490的底部492与半体410的底缘412平齐，以将涂布喷头400分隔为两个独立的子涂布喷头。这样，可将一个横向尺寸较大的涂布喷头400分隔成为两个横向尺寸较小的子涂布喷头，当涂布喷头400在加速或者减速运动时，每个子涂布喷头从各自的喷出口的中间位置和两端位置喷出涂布液的均一性较好。另外，在对不同被处理物表面上同时涂布不同厚度的涂布液膜层时，可分别控制涂布液进入各个子涂布喷头的流速，进而控制各个子涂布喷头的喷出口喷出涂布液的速度，具体将在下文描述；或者，在对不同被处理物表面上同时涂布不同种类的涂布液膜层时，可使不同种类的涂布液分别进入不同的子涂布喷头中，进而由不同的子涂布喷头的喷出口喷出。
应当理解，在本发明中，可根据对子涂布喷头的横向尺寸的要求，来调整安装槽411在半体410的接合面441上的位置；也可通过模具的设计，使得阻隔体490与半体410一体成型，进而简化了组装。另外，在本发明中，半体410的接合面441上设置的安装槽411的数量并不以图4a中所示为限，可根据实际需求增加安装槽411的数量，进而将涂布喷头400分隔成更多个子涂布喷头，形成多段式涂布喷头。而且，在本发明中，半体420的对接面423也设计成为与半体410的接合面441同样的结构，这种结构可以使得半体结构的统一，节省制作成本，并且半体420的对接面423上的安装槽可与半体410的接合面441上的安装槽411错开。
以下文中，将对具有图4a所示涂布喷头的涂布装置进行详细说明。
图5a是具有图4a所示涂布喷头的涂布装置示意图。
如图5a所示，涂布装置500包括：承载台510，承载被处理物；涂布喷头400，向被处理物喷涂涂布液；吊挂架520，支持涂布喷头400，并且通过自身所带的行走轴521进行水平X方向运动，进而带动涂布喷头400沿着水平X方向运动；送液泵531抽取涂布液并将涂布液吐出到涂布喷头400的一个子涂布喷头中，送液泵532抽取涂布液并将涂布液吐出到涂布喷头400的另一个子涂布喷头中；控制系统(未示出)，控制吊挂架520的运动以及调节送液泵531、532的吐液速率(即送液泵向其对应的子涂布喷头吐出涂布液的速率，也就是上述的涂布液进入子涂布喷头的流速)。
在本发明的中，送液泵的数量可与涂布喷头400被分隔成的子涂布喷头的数量保持一致，即一个送液泵向其对应的一个子涂布喷头吐出涂布液；但是也可用一个送液泵向涂布喷头400被分隔成的各个子涂布喷头吐出涂布液，具体将在下文描述。
图5b是使用图4a所示涂布喷头涂布被处理物的示意图。其中，为了方便参照图中所示，图5b中省去了吊挂架520。
如图5b所示，将待涂布的被处理物540置于承载台510上，而后将涂布喷头400的阻隔体490与被处理物540上的涂布区域的分界带543对齐，确定送液泵531向子涂布喷头401中吐出涂布液的吐液速率，以及确定送液泵532向子涂布喷头402中吐出涂布液的吐液速率；使涂布喷头400沿着水平X方向运动，进而使得子涂布喷头401、402分别对被处理物540的涂布区域541、542进行涂布，并在涂布区域541、542上分别形成均匀的薄膜。
送液泵向其对应的子涂布喷头中吐出涂布液的吐液速率被式(1)所确定，
P＝H×L×V(1)
其中P表示送液泵的吐液速率，H表示子涂布喷头向其对应的涂布区域进行涂布后形成的薄膜的预定厚度，L表示子涂布喷头的宽度，V表示涂布喷头400在水平X方向上的运动速度，通常该运动速度为100mm/sec～300mm/sec。
当然，如前所述，也可用一个送液泵向子涂布喷头401、402中分别吐出涂布液，如下描述。
图6是使用一个送液泵的控制系统示意图。
如图6所示，当使用一个送液泵600时，涂布装置还包括：流量计611、612，其中，流量计611测量子涂布喷头401的进液流量，流量计612测量子涂布喷头402的进液流量；调节阀621、622，其中，调节阀621调节子涂布喷头401的进液流量，调节阀622调节子涂布喷头402的进液流量；流量控制模块630，根据流量计611、流量计612反馈的进液流量来分别控制调节阀621、调节阀622，以使调节阀621调节子涂布喷头401的进液流量，调节阀622调节子涂布喷头402的进液流量。
应当理解，当有多个子涂布喷头时，相应地调节阀和流量计的数量均与该多个子涂布喷头的数量相同。
送液泵600的吐液速率被式(2)所确定，
P＝(H1×L1+H2×L2)×V(2)
其中P表示送液泵600的吐液速率，H1表示子涂布喷头401向其对应的涂布区域进行涂布后形成的薄膜的预定厚度，H2表示子涂布喷头402向其对应的涂布区域进行涂布后形成的薄膜的预定厚度，L1表示子涂布喷头401的宽度，L2表示子涂布喷头402的宽度，V表示涂布喷头在水平X方向上的运动速度。
本发明的涂布喷头可用于对玻璃基板、半导体晶片或者其他被处理物的表面上涂布光阻或者其他适合的涂布液。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种涂布喷头，由左右半体结合而成，在所述左右半体中的至少一个半体的对接面上形成决定狭缝状喷出口的宽度尺寸的凹部，并且在所述涂布喷头的两端装有侧板，所述侧板封闭所述凹部形成的侧面开口，其特征在于，形成有所述凹部的半体的接合面上固定设有N个阻隔体(490)，所述N个阻隔体(490)将所述凹部分隔，以将所述涂布喷头分隔为N+1个独立的子涂布喷头，其中，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的涂布喷头，其特征在于，所述形成有凹部的半体的对接面上设有N个安装槽(411)，每个阻隔体(490)安装于其对应的安装槽(411)中，每个阻隔体(490)的连接面紧密贴合其相对的半体的对接面，并且每个阻隔体(490)的底部(492)与所述形成有凹部的半体的底缘(412)平齐。
3.根据权利要求1所述的涂布喷头，其特征在于，所述N个阻隔体(490)与所述形成有凹部的半体一体成型。
4.一种涂布装置，其特征在于，包括：
承载台(510)，承载被处理物(540)；
涂布喷头(400)，向被处理物(540)喷涂涂布液；
吊挂架(520)，支持所述涂布喷头(400)，并且带动所述涂布喷头(400)水平运动；
送液泵，抽取涂布液并将涂布液吐出到所述涂布喷头(400)中；
控制系统，控制所述吊挂架(520)的运动以及调节所述送液泵的吐液速率；
其中，所述涂布喷头(400)由左右半体结合而成，在所述左右半体中的至少一个半体的对接面上形成决定狭缝状喷出口的宽度尺寸的凹部，并且在所述涂布喷头(400)的两端装有侧板，所述侧板封闭所述凹部形成的侧面开口，其特征在于，形成有所述凹部的半体的对接面上固定设有N个阻隔体(490)，所述N个阻隔体(490)将所述凹部分隔，以将所述涂布喷头分隔为N+1个独立的子涂布喷头，其中，N为正整数。
5.根据权利要求4所述的涂布装置，其特征在于，所述形成有凹部的半体的对接面上设有N个安装槽(411)，每个阻隔体(490)安装于其对应的安装槽(411)中，每个阻隔体(490)的连接面紧密贴合其相对的半体的对接面，并且每个阻隔体(490)的底部(492)与所述形成有凹部的半体的底缘(412)平齐。
6.根据权利要求4所述的涂布装置，其特征在于，所述N个阻隔体(490)与所述形成有所述凹部的半体一体成型。
7.根据权利要求4所述的涂布装置，其特征在于，所述送液泵的数量为N+1个，每个送液泵抽取涂布液并将涂布液吐出到对应的子涂布喷头中。
8.根据权利要求4所述的涂布装置，其特征在于，所述送液泵的数量为一个，该一个送液泵抽取涂布液并将涂布液吐出到每个子涂布喷头中。
9.根据权利要求8所述的涂布装置，其特征在于，所述涂布装置还包括：
N+1个流量计，其中，所述流量计用于测量其对应的子涂布喷头的进液流量；
N+1个调节阀，其中，所述调节阀调节其对应的子涂布喷头的进液流量；
流量控制模块，根据所述流量计反馈的进液流量来控制所述流量计对应的调节阀，以使该对应的调节阀调节其对应的子涂布喷头的进液流量。
10.一种使用权利要求4所述的涂布装置对被处理物进行涂布的涂布方法，其特征在于，包括步骤：
将待涂布的被处理物(540)置于承载台(510)上；
将涂布喷头(400)的阻隔体(490)与被处理物(540)上的涂布区域的分界带(543)对齐；
确定送液泵的吐液速率；
控制吊挂架(520)运动，从而带动所述涂布喷头(400)沿着水平方向运动，以实现对所述被处理物(540)的涂布。
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