CN104511388B - 光阻涂布设备及光阻涂布方法 - Google Patents

光阻涂布设备及光阻涂布方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光阻涂布设备，包括工作台、喷嘴、喷嘴驱动装置、检测装置及控制器，待涂布的基板放置于所述工作台上，所述喷嘴驱动装置用于驱动所述喷嘴在所述工作台上的基板上方移动，所述喷嘴横跨所述基板，所述检测装置横跨所述基板且平行于所述喷嘴，所述检测装置用于检测所述基板表面凹凸起伏变化并计算出所述喷嘴与基板之间的间隙变化曲线，所述控制器根据所述检测装置计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离。本发明还公开一种光阻涂布方法。能够使得涂布后的膜厚均匀一致，有助于液晶显示器件的性能的提升。

Description

光阻涂布设备及光阻涂布方法
技术领域
本发明涉及一种涂布设备和涂布方法，尤其涉及一种用于涂布光阻材料的光阻涂布设备及其光阻涂布方法。
背景技术
在面板上进行光阻涂布前，基板上包括种膜层堆叠成的不同pattern形状，各处高低会有不同。目前使用较多的是slit涂布(狭缝涂布)方式，其基本结构为基板的载台及横跨基板的狭缝式喷嘴，在狭缝喷嘴沿横跨方向的垂直方向移动过程中，喷嘴按照设定的压力、速度及gap等参数将光阻等材料涂布与基板上，但涂布过程中，其gap为一个固定值，涂布过程中不会变化。由于涂布前基板上就包括多层堆叠的形状导致基板表面不是平坦的，这样以slit涂布的方式涂布后，光阻的膜厚不均匀，从而会影响液晶显示器件的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于涂布光阻材料的光阻涂布设备及其光阻涂布方法，能够使得涂布后的膜厚均匀一致，有助于液晶显示器件的性能的提升。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种光阻涂布设备，用于在基板上涂布膜层，所述光阻涂布设备包括工作台、喷嘴、喷嘴驱动装置、检测装置及控制器，所述基板放置于所述工作台上，所述喷嘴驱动装置用于驱动所述喷嘴在所述工作台上的基板上方移动，所述喷嘴横跨所述基板，所述检测装置横跨所述基板且平行于所述喷嘴，所述检测装置用于检测所述基板表面凹凸起伏变化并计算出所述喷嘴与基板之间的间隙变化曲线，所述控制器根据所述检测装置计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离。
其中，所述检测装置为反射式激光侦测器，所述检测装置包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板，所述检测装置从所述工作台的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板的扫描。
其中，所述控制器包括均值单元，所述均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值，所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置，所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴定位，使得所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离等于所述平均值。
其中，所述控制器还包括曲线修正单元和侦测单元，所述侦测单元用于侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，所述曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。
其中，所述控制器还包括报警单元，当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述报警单元。
另一方面，本发明还提供一种光阻涂布方法，包括：利用检测装置检测基板的表面凹凸起伏变化；通过所述检测装置计算所述喷嘴与基板之间的间隙变化曲线；通过控制器接收所述间隙变化曲线信息并控制喷嘴驱动装置工作；所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离。
其中，所述检测装置为反射式激光侦测器，所述检测装置包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板，所述检测装置从所述工作台的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板的扫描。
其中，通过控制器接收所述间隙变化曲线信息之后，且在所述控制器控制喷嘴驱动装置工作之前，还包括如下步骤：所述控制器中的均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值；所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置；及所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴定位，使得所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离等于所述平均值。
其中，所述控制器计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值后，还包括如下步骤：通过所述控制器的侦测单元侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，利用所述控制器的曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。
其中，当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述控制器中的报警单元。
本发明通过所述检测装置用于检测所述基板表面凹凸起伏变化并计算出所述喷嘴与基板之间的间隙变化曲线，所述控制器根据所述检测装置计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离，这样在涂布的过程中，能够保证喷嘴与基板之间的垂直距离保持一致，从而使得涂布的膜层的厚度均匀一致，提供了液晶显示器件的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施方式提供的光阻涂布设备的示意图。
图2是图1所示的光阻涂布设备的侧面的示意图。
图3是图1所示的光阻涂布设备的检测装置检测基板的示意图。
图4是本发明一种实施方式提供的光阻涂布设置之检测装置计算所得到的间隙变化曲线的示意图，其中包括通过修正单元修正之前的间隙变化曲线和修正之后的间隙变化曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1和图2，图1中的箭头的方向代表喷嘴和检测装置移动的方向。本发明实施方式提供的光阻涂布设备用于在基板10上涂布膜层。所述光阻涂布设备包括工作台20、喷嘴30、喷嘴驱动装置(未图示)、检测装置50及控制器(未图示)。所述基板10放置于所述工作台20上。所述喷嘴驱动装置用于驱动所述喷嘴30在所述工作台20上的基板10上方移动，所述喷嘴30横跨所述基板10，具体而言，喷嘴30横跨整个工作台20，工作台20的尺寸大于基板10的尺寸，以使得工作台20可以适合不同尺寸规格的基板10。所述检测装置50横跨所述基板10且平行于所述喷嘴30，所述喷嘴30为狭缝式的涂布头，同时涂布横跨基板10的一条线，检测装置50平行于喷嘴30，检测装置50也是检测基板10上的一条线，这样检测装置50多基板10的一端移动至另一端就完成了对整块基板10的检测。
在基板10制作工艺中，基板10上会由多种膜层堆叠成的不同pattern形状，各处高低会有不同，也就是在基板10的表面形成了凹凸起伏的变化表面。所述检测装置50用于检测所述基板10表面凹凸起伏变化，并计算出所述喷嘴30与基板10之间的间隙变化曲线。所述控制器根据所述检测装置50计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴30移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴30与所述基板10之间的垂直距离。所述喷嘴驱动装置能够提供喷嘴30的移动、升、降的控制，在带动喷嘴30向前移动的同时，能够调节喷嘴30与基板10之间的距离。
本发明的光阻涂布设备通过“所述检测装置50用于检测所述基板10表面凹凸起伏变化并计算出所述喷嘴30与基板10之间的间隙变化曲线，所述控制器根据所述检测装置50计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴30移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴30与所述基板10之间的垂直距离”的设计，在涂布的过程中，能够保证喷嘴30与基板10之间的垂直距离保持一致，从而使得涂布的膜层的厚度均匀一致，提供了液晶显示器件的性能。
具体而言，所述检测装置50为反射式激光侦测器，如图3所示，图3中检测装置50与基板10之间的箭头表示光线，所述检测装置50包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台20的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板10，所述检测装置50从所述工作台20的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板10的扫描。其它实施方式中，所述检测装置50也可以为距离检测器，设置在工作台20上方与喷头同样的高度，这样能够检测出喷头所在位置与基板10之间的垂直距离，在此其中上形成间隙变化曲线。
一种实施方式中，所述控制器包括均值单元，所述均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴30与所述基板10之间各点间隙的平均值，所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置，所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴30定位，使得所述喷嘴30与所述基板10之间的垂直距离等于所述平均值。具体而言，均值单元可以在间隙变化曲线上取多个点，可以随机取点，也可以将间隙变化曲线平均分段，每一段中取一个或多个点。
进一步而言，所述控制器还包括曲线修正单元和侦测单元，所述侦测单元用于侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，所述曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。本实施方式是针对基板10表面起伏明显的位置，例如在基板10上膜层交界的位置处，膜层堆叠产生基板10表面明显的高度差，这样的位置处的间隙变化曲线会产生突变，若喷嘴30也随着这样突变的曲线升高或降低，会引起涂布异常，例如会造成严重的膜层不均匀，产生mura现象。例如侦测单元侦测到一个较高的位置时，修正单元设定在侦测到的较高位置之前一段距离就开始做缓慢的调整，将所需要调整的间隙值分散到一定的距离范围内，而不是在高低起伏的点处突然变化。请参阅图4，图4中包括检测高度变化示意图和计算得gap变化示意图，这里的gap就是指喷嘴与基板之间的间隙。检测高度变化示意图就是侦测到的实际高度变化，其中A位置处为突然起伏的位置。计算得gap变化示意图就是修正后的间隙变化曲线，其中A’位置处为将检测出的A位置的曲线修正后的间隙变化曲线。以修正后的间隙变化曲线控制喷嘴能够使喷嘴的调整变得比较平缓，保证涂布质量。
一种实施方式中，所述控制器还包括报警单元，当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述报警单元。实际操作过程中，按照不同的产品及材料设定不同的预定的范围，这个预定的范围可视为安全范围，以保证涂布的质量，当喷嘴30升降的距离超出安全范围时，发出报警，由工作人员进行手动调整。
本发明还提供一种光阻涂布方法，包括：利用检测装置50检测基板10的表面凹凸起伏变化；通过所述检测装置50计算所述喷嘴30与基板10之间的间隙变化曲线；通过控制器接收所述间隙变化曲线信息并控制喷嘴驱动装置工作；所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴30移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴30与所述基板10之间的垂直距离。
所述光阻涂布方法中，所述检测装置50为反射式激光侦测器，所述检测装置50包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台20的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板10，所述检测装置50从所述工作台20的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板10的扫描。
具体而言，通过控制器接收所述间隙变化曲线信息之后，且在所述控制器控制喷嘴驱动装置工作之前，还包括如下步骤：所述控制器中的均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴30与所述基板10之间各点间隙的平均值；所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置；及所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴30定位，使得所述喷嘴30与所述基板10之间的垂直距离等于所述平均值。
所述控制器计算出所述喷嘴30与所述基板10之间各点间隙的平均值后，还包括如下步骤：通过所述控制器的侦测单元侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，利用所述控制器的曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。
当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述控制器中的报警单元。
本发明的光阻涂布方法，在涂布的过程中，能够保证喷嘴30与基板10之间的垂直距离保持一致，从而使得涂布的膜层的厚度均匀一致，提供了液晶显示器件的性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光阻涂布设备，用于在基板上涂布膜层，其特征在于，所述光阻涂布设备包括工作台、喷嘴、喷嘴驱动装置、检测装置及控制器，所述基板放置于所述工作台上，所述喷嘴驱动装置用于驱动所述喷嘴在所述工作台上的基板上方移动，所述喷嘴横跨所述基板，所述检测装置横跨所述基板且平行于所述喷嘴，所述检测装置用于检测所述基板表面凹凸起伏变化并计算出所述喷嘴与基板之间的间隙变化曲线，所述控制器根据所述检测装置计算出的所述间隙变化曲线控制所述喷嘴驱动装置，使得所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离，所述控制器包括均值单元，所述均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值，所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置，所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴定位，使得所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离等于所述平均值。
2.如权利要求1所述的光阻涂布设备，其特征在于，所述检测装置为反射式激光侦测器，所述检测装置包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板，所述检测装置从所述工作台的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板的扫描。
3.如权利要求1所述的光阻涂布设备，其特征在于，所述控制器还包括曲线修正单元和侦测单元，所述侦测单元用于侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，所述曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。
4.如权利要求3所述的光阻涂布设备，其特征在于，所述控制器还包括报警单元，当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述报警单元。
5.一种光阻涂布方法，其特征在于，包括：
利用检测装置检测基板的表面凹凸起伏变化；
通过所述检测装置计算喷嘴与基板之间的间隙变化曲线；
通过控制器接收所述间隙变化曲线信息并控制喷嘴驱动装置工作，所述控制器中的均值单元依据所述间隙变化曲线计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值；所述控制器将所述平均值发送给所述喷嘴驱动装置；及所述喷嘴驱动装置将所述喷嘴定位，使得所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离等于所述平均值；
所述喷嘴驱动装置带动所述喷嘴移动，且按照所述间隙变化曲线调整所述喷嘴与所述基板之间的垂直距离。
6.如权利要求5所述的光阻涂布方法，其特征在于，所述检测装置为反射式激光侦测器，所述检测装置包括发射器、接收器和计算单元，所述发射器和所述接收器均设于所述工作台的上方且用于发射接收激光束，所述激光束横跨基板，所述检测装置从所述工作台的一侧移动到相对的另一侧的过程中完成对所述基板的扫描。
7.如权利要求5所述的光阻涂布方法，其特征在于，所述控制器计算出所述喷嘴与所述基板之间各点间隙的平均值后，还包括如下步骤：通过所述控制器的侦测单元侦测所述间隙变化曲线的起伏状况，当侦测到所述间隙变化曲线突然起伏状况时，利用所述控制器的曲线修正单元修正所述间隙变化曲线，使得所述突然起伏的位置处平缓化，所述控制器依据修正后的所述间隙变化曲线操纵所述喷嘴驱动装置。
8.如权利要求7所述的光阻涂布方法，其特征在于，当所述侦测单元侦测到所述间隙变化曲线的最高点或最低点与所述平均值之间的差超过一个预定的范围时，启动所述控制器中的报警单元。
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