CN103994637A - 一种基板干燥装置及基板干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基板干燥装置及基板干燥方法，其中基板干燥装置包括腔体以及设置在腔体顶部的干燥棒和感应器，腔体中装有浸没基板的液体；干燥棒对离开液体的基板进行干燥，包括平行设置的第一干燥棒和第二干燥棒，第一干燥棒和第二干燥棒之间具有缝隙，缝隙的一端或两端设置有感应器，用于对基板离开液体的位置进行监测。通过使用上述装置，通过干燥棒向离开液体的基板表面喷出气体，利用马拉高尼效应改变液膜表面张力形成的表面张力梯度使液膜收缩，对基板表面进行干燥，不会造成基板表面缺陷，提高基板良率。

Description

一种基板干燥装置及基板干燥方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种基板干燥装置及基板干燥方法。
背景技术
目前在液晶显示装置加工领域内在基板的制造工序中，一般是先在玻璃基板上制作形成电路图案或彩色滤光片(color filter，简称CF)，得到阵列基板和彩膜基板，在阵列基板或彩膜基板上滴注液晶，在将二者进行对盒得到显示面板。一般在玻璃基板上制作电路图案和彩色滤光片之前需要对玻璃基板进行显影或蚀刻等药液处理。
在基板进行药液处理之前或者药液处理之后，必须使用纯水等清洗液对基板进行清洗，为了后续工艺的正常进行，还需要对清洗后的基板进行干燥处理。现有技术中对基板干燥处理较多的实施方式是一边使用滚筒式移动机等移动装置移动基板，一边进行清洗以及干燥处理。在对基板进行干燥处理的过程中，通过气刀喷出的干燥高压空气对玻璃基板进行干燥，由此从基板表面冲掉并去除清洗液。
利用气刀对基板进行干燥，一方面能够实现对基板的干燥，但另一方面，气刀喷出的高压空气容易对玻璃基板表面的光刻胶造成脱落或者部分缺失，造成刻蚀后基板上存在缺陷，降低产品良率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何避免在对基板进行干燥过程中对基板表面造成的缺陷，提高产品良率。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基板干燥装置，包括腔体以及设置在腔体顶部的干燥棒和感应器，腔体中装有浸没基板的液体；
干燥棒对离开液体的基板进行干燥，包括平行设置的第一干燥棒和第二干燥棒，第一干燥棒和第二干燥棒之间具有缝隙，缝隙的一端或两端设置有感应器，用于对基板离开液体的位置进行监测。
进一步地，感应器与第一干燥棒和第二干燥棒处于同一水平位置。
进一步地，第一干燥棒和第二干燥棒朝向缝隙方向均设置有针孔洞，并通过针孔洞向处于缝隙中的基板喷出气体。
进一步地，所述缝隙为长条状，且缝隙的宽度大于基板的厚度。
进一步地，腔体内部在基板两侧还设置有导轨，基板沿导轨进行运动。
进一步地，所述导轨靠近腔体顶部的一端通过枢转结构连接于腔体侧壁，导轨与竖直方向的倾斜角范围为0～90度。
进一步地，腔体内部还设置有推杆，在腔体外部的马达控制下为基板的运动提供推力。
进一步地，腔体的侧壁设置有液体注入管道，腔体的底部设置有液体排出管道，实现腔体内液体的循环。
进一步地，所述干燥棒喷出的气体为氮气和异丙醇的混合气体。
进一步地，所述混合气体的气压高于标准大气压，范围为1～1.5Pa。
进一步地，所述混合气体中氮气的流量范围为5～20标况毫升每分，异丙醇的流量范围为0.1～0.7标况毫升每分。
进一步地，还包括气体通道，与第一干燥棒和第二干燥棒连接，用于向第一干燥棒和第二干燥棒输送气体。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于上述的基板干燥装置对基板进行干燥的方法，包括：
基板在推力作用力逐渐离开液体，当感应器感应到基板离开液体时位于基板两侧的第一干燥棒和第二干燥棒向基板表面喷出气体，同时基板在推力作用下继续离开液体，在气体作用下利用马拉高尼效应改变基板上液膜表面的张力，液膜表面张力梯度使液膜收缩，实现对基板表面的干燥。
进一步地，当感应器感应到基板全部离开液体时停止喷出气体。
(三)有益效果
本发明实施例提供的一种基板干燥装置，包括腔体以及设置在腔体顶部的干燥棒和感应器，腔体中装有浸没基板的液体；干燥棒对离开液体的基板进行干燥，包括平行设置的第一干燥棒和第二干燥棒，第一干燥棒和第二干燥棒之间具有缝隙，缝隙的一端或两端设置有感应器，用于对基板离开液体的位置进行监测。通过使用上述基板干燥装置，通过干燥棒向离开液体的基板表面喷出气体，利用马拉高尼效应改变液膜表面张力形成的表面张力梯度使液膜收缩，对基板表面进行干燥，不会造成基板表面缺陷，提高基板良率。同时本发明还提供了一种基于上述装置的基板干燥方法。
附图说明
图1是本发明实施例一中提供的一种基板干燥装置的结构图；
图2是本发明实施例二中提供的一种基板干燥方法对基板进行干燥过程的示意图。
图中编号代表的含义分别为：
1、感应器；21、第一干燥棒；22、第二干燥棒；3、导轨；4、基板；5、推杆；6、液体注入管道；7、腔体；8、液体排出管道；9、气体通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本发明实施例一提供了一种基板4干燥装置，结构图如图1所示，包括腔体7以及设置在腔体7顶部的干燥棒和感应器1，腔体7中装有浸没基板4的液体。
干燥棒对离开液体的基板4进行干燥，包括平行设置的第一干燥棒21和第二干燥棒22，第一干燥棒21和第二干燥棒22之间具有缝隙，缝隙的一端或两端设置有感应器1，用于对基板4离开液体的位置进行监测。
该基板干燥装置通过对现有基板干燥装置的结构进行改进，不再使用气刀直接对基板表面进行干燥，通过感应器对基板离开液体的位置进行监测，当监测到基板离开液体，通过基板两侧的干燥棒喷出的气体对基板进行干燥，避免起到喷出压力较大的气体对基板表面造成缺陷。
进一步地，本实施例中的感应器1与第一干燥棒21和第二干燥棒22处于同一水平位置。其中感应器的个数为一个或两个，图1中是以两个为例，即在缝隙的两端设置两个感应器，对基板离开液体位置进行监测。但是在本发明的其他实施例中仅在缝隙的一端设置一个感应器同样可以实现对基板离开液体的位置进行监测，因此对于感应器的个数为一个或两个均可行。
进一步地，本实施例中的第一干燥棒21和第二干燥棒22朝向缝隙方向均设置有针孔洞，并通过针孔洞向处于缝隙中的基板4喷出气体。干燥棒喷出的气体在基板表面对基板进行干燥过程，气体的气流越缓和越好，可以避免未固化的液体在强气流作用下发生流动，对基板表面液膜成形造成破坏性影响。
进一步地，本实施例中的缝隙为长条状，且缝隙的宽度大于基板4的厚度。两个干燥棒之间的长条状缝隙是基板逐渐向上运动离开液体的通道，因此缝隙的宽度应该大于基板的厚度。
进一步地，本实施例中的腔体7内部在基板4两侧还设置有导轨3，基板4沿导轨3进行运动。更进一步地，导轨3靠近腔体7顶部的一端通过枢转结构连接于腔体7侧壁，导轨3与竖直方向的倾斜角范围为0～90度。基板在离开液体的运动过程中沿着导轨进行运动，但是基板时垂直离开液体还是具有一定倾斜角度离开液体均可以，因此导轨靠近腔体顶部的一端是活动连接的，即通过枢转结构可以发生倾斜，并且与垂直方向向左或右两侧倾斜均可以。
进一步地，本实施例中的腔体7内部还设置有推杆5，在腔体7外部的马达控制下为基板4的运动提供推力。通过推杆为基板的运动提供均匀的推力，使得基板一直沿着与缝隙相平行的方向运动，保证基板表面被气体干燥时的均匀性。
进一步地，本实施例中的腔体7的侧壁设置有液体注入管道6，腔体7的底部设置有液体排出管道8，实现腔体7内液体的循环。需要说明的是，对基板进行干燥之前，基板一般是在去离子水(DeionizedWater，简称DIW)对基板进行清洗。
进一步地，本实施例中的干燥棒喷出的气体为氮气(N2)和异丙醇(IPA)的混合气体。需要说明的是所述混合气体的气压高于标准大气压，范围为1～1.5Pa。由于对基板进行干燥的混合气体的气压只是略大于标准大气压，相比现有技术中采用气刀喷出的高压气体来说气压很小，可以避免气刀喷出的高压气体对基板表面进行干燥的过程中基板表面液膜发生脱落，产生缺陷。
具体的，混合气体中氮气的流量范围为5～20sccm，异丙醇的流量范围为0.1～0.7sccm。其中，sccm是体积流量单位，英文全称为standard-state cubic centimeter per minute，中文为标况毫升每分。本实施例中将按照上述方式混合得到的混合气体作为干燥气体对基板表面进行干燥。
进一步地，还包括气体通道9，与第一干燥棒21和第二干燥棒22连接，用于向第一干燥棒21和第二干燥棒22输送气体。其中图1中并未示出气体通道的具体结构，只是示意性地示出干燥棒与气体通道的连接关系。当然在气体通道的另一端还有对氮气和异丙醇气体进行混合的结果，将混合后的气体通入到气体通道中，进而通过干燥棒的针孔洞喷出。
综上所述，本实施例提供的基板干燥装置，采用氮气和异丙醇的混合气体作为干燥气体，通过干燥棒的针孔洞箱离开液体的基板表面喷出干燥气体，利用(marangoni)马拉高尼效应改变基板上液膜表面的张力，马拉高尼效应是一种热物理学效应，当一种液体的液膜当受外界扰动(如温度、浓度)而使液膜局部变薄时，它会在表面张力梯度的作用下形成马拉高尼流，使液体沿最佳路线流回薄液面，利用该结构对基板进行干燥，不会对基板表面造成缺陷，可以提高基板的良率。
实施例二
基于上述，本发明实施例二还提供了一种基于实施例一所述的基板干燥装置对基板进行干燥的方法，具体包括：
基板在推力作用力逐渐离开液体，当感应器感应到基板离开液体时位于基板两侧的第一干燥棒和第二干燥棒向基板表面喷出气体，同时基板在推力作用下继续离开液体，在气体作用下利用马拉高尼效应改变基板上液膜表面的张力，液膜表面张力梯度使液膜收缩，实现对基板表面的干燥。
进一步地，当感应器感应到基板全部离开液体时停止喷出气体。
基于上述，实施例一中的基板干燥装置对基板进行干燥处理过程的示意图如图2所示，其中基板上位于干燥棒上方的区域为干燥区，即经过混合气体进行干燥处理的区域，在图2中用A表示干燥区，位于干燥棒上方的区域为湿润区，即未经过混合气体进行干燥处理的区域，在图2中用B表示湿润区。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (14)

1.一种基板干燥装置，其特征在于，包括腔体以及设置在腔体顶部的干燥棒和感应器，腔体中装有浸没基板的液体；
干燥棒对离开液体的基板进行干燥，包括平行设置的第一干燥棒和第二干燥棒，第一干燥棒和第二干燥棒之间具有缝隙，缝隙的一端或两端设置有感应器，用于对基板离开液体的位置进行监测。
2.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，感应器与第一干燥棒和第二干燥棒处于同一水平位置。
3.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，第一干燥棒和第二干燥棒朝向缝隙方向均设置有针孔洞，并通过针孔洞向处于缝隙中的基板喷出气体。
4.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，所述缝隙为长条状，且缝隙的宽度大于基板的厚度。
5.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，腔体内部在基板两侧还设置有导轨，基板沿导轨进行运动。
6.如权利要求5所述的基板干燥装置，其特征在于，所述导轨靠近腔体顶部的一端通过枢转结构连接于腔体侧壁，导轨与竖直方向的倾斜角范围为0～90度。
7.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，腔体内部还设置有推杆，在腔体外部的马达控制下为基板的运动提供推力。
8.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，腔体的侧壁设置有液体注入管道，腔体的底部设置有液体排出管道，实现腔体内液体的循环。
9.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，所述干燥棒喷出的气体为氮气和异丙醇的混合气体。
10.如权利要求9所述的基板干燥装置，其特征在于，所述混合气体的气压高于标准大气压，范围为1～1.5Pa。
11.如权利要求9或10所述的基板干燥装置，其特征在于，所述混合气体中氮气的流量范围为5～20标况毫升每分，异丙醇的流量范围为0.1～0.7标况毫升每分。
12.如权利要求1所述的基板干燥装置，其特征在于，还包括气体通道，与第一干燥棒和第二干燥棒连接，用于向第一干燥棒和第二干燥棒输送气体。
13.一种基于权利要求1～12中任一项所述的基板干燥装置对基板进行干燥的方法，其特征在于，包括：
基板在推力作用力逐渐离开液体，当感应器感应到基板离开液体时位于基板两侧的第一干燥棒和第二干燥棒向基板表面喷出气体，同时基板在推力作用下继续离开液体，在气体作用下利用马拉高尼效应改变基板上液膜表面的张力，液膜表面张力梯度使液膜收缩，实现对基板表面的干燥。
14.如权利要求13所述的基板干燥方法，其特征在于，当感应器感应到基板全部离开液体时停止喷出气体。
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