CN106053537B - 显影液的浓度监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显影液的浓度监测系统及方法，该系统包括：第一提取设备，用于从显影液存储设备提取显影液；第二提取设备，用于从反应液存储设备提取反应液；反应室，第一提取设备和第二提取设备进一步分别将提取到的显影液和反应液输送至反应室，以使得二者在反应室内进行化学反应；检测设备，用于检测反应后的显影液和反应液的PH值；计算设备，用于根据检测设备所检测到的PH值计算显影液的浓度。通过上述方式，本发明能够准确直观地在线反映显影液的浓度。

Description

显影液的浓度监测系统及方法

技术领域

本发明涉及浓度在线监测技术领域，特别是涉及一种显影液的浓度监测系统及显影液的浓度监测方法。

背景技术

薄膜晶体管-液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简写TFT-LCD)是目前在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能均表现良好的显示器件。它的性能优良，大规模生产特性好，自动化程度高，发展空间广阔，已经逐渐占据了显示器领域的主导地位。其由薄膜晶体管阵列基板(array基板)、彩色滤光片基板(CF基板)和夹在两基板间的液晶构成。

CF基板作为LCD显色最重要的部件，主要制程为R、G、B等光阻材料在玻璃基板成膜，经曝光、显影，得到设计所需的彩色图案。在目前工艺中，R、G、B、黑矩阵(Black Matrix，简写BM)等光阻的显影液为氢氧化钾水溶液，氢氧化钾的在线浓度是通过测量溶液的电导率间接进行监控的。但此方法存在较大的缺点，一是电导率不能直观地显示为氢氧化钾浓度，二是经过一定次数的显影后，氢氧化钾水溶液中含有大量的杂质和导电粒子，因此电导率的变化并不能准确的反映氢氧化钾浓度的变化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种显影液的浓度监测系统及显影液的浓度监测方法，能够准确直观地在线反映显影液的浓度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种显影液的浓度监测系统，所述浓度监测系统包括：第一提取设备，用于从显影液存储设备提取显影液；第二提取设备，用于从反应液存储设备提取反应液；反应室，所述第一提取设备和所述第二提取设备进一步分别将提取到的所述显影液和所述反应液输送至所述反应室，以使得二者在所述反应室内进行化学反应；检测设备，用于检测反应后的所述显影液和所述反应液的PH值；计算设备，用于根据所述检测设备所检测到的PH值计算所述显影液的浓度。

其中，所述浓度监测系统进一步包括连接于所述第一提取设备与所述显影液存储设备和所述反应室之间的第一切换设备以及连接于所述第二提取设备与所述反应液储设备和所述反应室之间的第二切换设备；其中，所述第一切换设备用于将所述第一提取设备选择性连接至所述显影液存储设备的出液口和所述反应室的第一进液口，以使得所述第一提取设备能够从所述显影液存储设备提取所述显影液并输送至所述反应室；所述第二切换设备用于将所述第二提取设备选择性连接至所述反应液存储设备的出液口和所述反应室的第二进液口，以使得所述第二提取设备能够从所述反应液存储设备提取所述反应液并输送至所述反应室。

其中，所述第一切换设备进一步用于将所述第一提取设备选择性连接至所述显影液存储设备的进液口，以使得所述第一提取设备能够将提取的所述显影液输送回所述显影液存储设备；所述第二切换设备进一步用于将所述第二提取设备选择性连接至所述反应液存储设备的进液口，以使得所述第二提取设备能够将提取的所述反应液输送回所述反应液存储设备。

其中，所述第一切换设备和所述第二切换设备分别为四通阀门。

其中，所述浓度监测系统进一步包括搅拌设备，所述搅拌设备用于对所述反应室内的所述显影液和所述反应液进行搅拌。

其中，所述浓度监测系统进一步包括清洗设备，所述清洗设备用于对所述反应室进行清洗。

其中，所述浓度监测系统进一步包括吹干设备，所述吹干设备用于对所述反应室进行吹干。

其中，所述反应室的底部呈倒锥状设置且设置有排液口。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种显影液的浓度监测方法，所述浓度监测方法包括：分别提取显影液和反应液；使得提取的所述显影液和所述反应液进行化学反应；检测反应后的所述显影液和所述反应液的PH值；根据所述PH值计算所述显影液的浓度。

其中，所述分别提取显影液和反应液的步骤包括：分别从显影液存储设备和反应液存储设备提取所述显影液和所述反应液；将提取的所述显影液和所述反应液分别输送回所述显影液存储设备和所述反应液存储设备；分别再次从所述显影液存储设备和所述反应液存储设备重新提取所述显影液和所述反应液。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明浓度监测系统包括：第一提取设备，用于从显影液存储设备提取显影液；第二提取设备，用于从反应液存储设备提取反应液；反应室，第一提取设备和第二提取设备进一步分别将提取到的显影液和反应液输送至反应室，以使得二者在反应室内进行化学反应；检测设备，用于检测反应后的显影液和反应液的PH值；计算设备，用于根据检测设备所检测到的PH值计算显影液的浓度。由于监测系统是检测反应后的显影液和反应液的PH值，通过这种方式，能够准确直观地在线反映显影液的浓度。

附图说明

图1是本发明显影液的浓度监测系统一实施方式的结构示意图；

图2是本发明显影液的浓度监测系统另一实施方式的结构示意图；

图3是本发明显影液的浓度监测方法一实施方式的流程图；

图4是本发明显影液的浓度监测方法另一实施方式的流程图；

图5是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第一示意图；

图6是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第二示意图；

图7是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第三示意图；

图8是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第四示意图；

图9是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第五示意图；

图10是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的pH与显影液质量浓度对应关系示意图；

图11是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第六示意图；

图12是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第七示意图；

图13是本发明显影液的浓度监测系统及方法在实际应用中的第八示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

参阅图1，图1是本发明显影液的浓度监测系统一实施方式的结构示意图，该浓度监测系统100包括：第一提取设备1、第二提取设备2、反应室3、检测设备4以及计算设备5。

第一提取设备1用于从显影液存储设备6提取显影液。

第一提取设备1从显影液存储设备6提取显影液时，可以是固定体积的显影液或者非固定体积的显影液。如果是固定体积的显影液，则每次的体积是固定的，如果是非固定体积的显影液，则每次的体积是非固定的，此时第一提取设备1还需要专门测量提取的显影液的体积。

第二提取设备2用于从反应液存储设备7提取反应液。

第二提取设备2从反应液存储设备7提取反应液时，可以是固定体积的反应液或者非固定体积的反应液。如果是固定体积的反应液，则每次的体积是固定的，如果是非固定体积的反应液，则每次的体积是非固定的，此时第二提取设备2还需要专门测量提取的反应液的体积。反应液的初始浓度是已知的。

反应室3，第一提取设备1和第二提取设备2进一步分别将提取到的显影液和反应液输送至反应室3，以使得二者在反应室3内进行化学反应。

检测设备4用于检测反应后的显影液和反应液的PH值。

显影液和反应液实际上发生的是酸碱中和反应。

计算设备5用于根据检测设备4所检测到的PH值计算显影液的浓度。

根据显影液与反应液反应的化学式、提取的显影液的体积、反应液的体积、反应液的初始浓度以及检测到的PH值，计算设备5即可计算出显影液的浓度。

本发明实施方式浓度监测系统包括：第一提取设备，用于从显影液存储设备提取显影液；第二提取设备，用于从反应液存储设备提取反应液；反应室，第一提取设备和第二提取设备进一步分别将提取到的显影液和反应液输送至反应室，以使得二者在反应室内进行化学反应；检测设备，用于检测反应后的显影液和反应液的PH值；计算设备，用于根据检测设备所检测到的PH值计算显影液的浓度。由于监测系统是检测反应后的显影液和反应液的PH值，通过这种方式，能够准确直观地在线反映显影液的浓度。

参见图2，浓度监测系统100进一步包括连接于第一提取设备1与显影液存储设备6和反应室3之间的第一切换设备8以及连接于第二提取设备2与反应液储设备7和反应室3之间的第二切换设备9。

其中，第一切换设备8用于将第一提取设备1选择性连接至显影液存储设备6的出液口61和反应室3的第一进液口31，以使得第一提取设备1能够从显影液存储设备6提取显影液并输送至反应室3；第二切换设备9用于将第二提取设备2选择性连接至反应液存储设备7的出液口71和反应室3的第二进液口32，以使得第二提取设备2能够从反应液存储设备7提取反应液并输送至反应室3。

第一切换设备8连接在第一提取设备1、显影液存储设备6以及反应室3之间，使得第一提取设备1能够方便地从显影液存储设备6提取显影液并输送至反应室3；第二切换设备9连接在第二提取设备2、反应液存储设备7以及反应室3之间，使得第二提取设备2能够方便地从反应液存储设备7提取反应液并输送至反应室3。

其中，第一切换设备8进一步用于将第一提取设备1选择性连接至显影液存储设备6的进液口62，以使得第一提取设备1能够将提取的显影液输送回显影液存储设备6；第二切换设备9进一步用于将第二提取设备2选择性连接至反应液存储设备7的进液口72，以使得第二提取设备2能够将提取的反应液输送回反应液存储设备7。

通过第一切换设备8，使得第一提取设备1能够将提取的显影液输送回显影液存储设备6，通过这种方式，一方面能够在提取的显影液体积过多时，返回一部分到显影液存储设备6，另一方面，可以在正式提取显影液之前，用显影液预先润洗第一提取设备1。

其中，第一切换设备8和第二切换设备9分别为四通阀门。

浓度监测系统100进一步包括搅拌设备10，搅拌设备10用于对反应室3内的显影液和反应液进行搅拌。浓度监测系统100进一步包括清洗设备11，清洗设备11用于对反应室3进行清洗。浓度监测系统100进一步包括吹干设备12，吹干设备12用于对反应室3进行吹干。其中，反应室3的底部呈倒锥状设置且设置有排液口。

本发明还提供一种显影液的浓度监测方法，该方法采用上述任一项所述的浓度监测系统100，参见图3，该浓度监测方法包括：

步骤S101：分别提取显影液和反应液。

步骤S102：使得提取的显影液和反应液进行化学反应。

步骤S103：检测反应后的显影液和反应液的PH值。

步骤S104：根据PH值计算显影液的浓度。

进一步地，请参见图4，步骤S101具体可以包括：子步骤S1011、子步骤S1012以及子步骤S1013。

子步骤S1011：分别从显影液存储设备和反应液存储设备提取显影液和反应液。

子步骤S1012：将提取的显影液和反应液分别输送回显影液存储设备和反应液存储设备。

子步骤S1013：分别再次从显影液存储设备和反应液存储设备重新提取显影液和反应液。

本发明实施方式该浓度监测方法包括：分别提取显影液和反应液；使得提取的显影液和反应液进行化学反应；检测反应后的显影液和反应液的PH值；根据PH值计算显影液的浓度。由于检测的是反应后的显影液和反应液的PH值，通过这种方式，能够准确直观地在线反映显影液的浓度。

下面以具体的实施例来结合说明上述的浓度监测系统和浓度监测方法。其中，检测设备以PH计或PH电极为例，显影液以氢氧化钾溶液为例，反应液以盐酸溶液为例。

显影液浓度在线监测系统组成如图5所示。由反应测量杯20(即反应室)、排液阀21、反应液定量管22和反应液定量管活塞23(组合后即为第二提取设备)、显影液定量管24和显影液定量管活塞25(组合后即为第一提取设备)、反应液供液槽26(即为反应液存储设备)、反应液27、显影液槽28(即为显影液存储设备)、显影液29、反应液四通阀门30、显影液四通阀门31、搅拌转子32(即为搅拌设备)、pH电极33和电极储存槽34(组合即为检测设备)、喷水头35(清洗设备)、喷气头36(吹干设备)、排液泵37、相关管路等组成。

反应测量杯20的底部为倒锥状结构，便于测量后液体能顺利排干，最底部中心有出孔(即为排液口)连接排液管路。排液阀21在量测过程中关闭，当PH量测完毕，需排出反应后的液体时打开。反应液定量管22和反应液定量管活塞23用于抽取定量的盐酸反应液27，当活塞23向下拉至底部时，定量管22中填满盐酸反应液27，当活塞23向上推至顶部时，定量管22中盐酸反应液27全部排出。显影液定量管24和显影液定量管活塞25用于抽取定量的氢氧化钾显影液29，当活塞25向下拉至底部时，定量管24中填满氢氧化钾显影液29，当活塞25向上推至顶部时，定量管24中氢氧化钾显影液29全部排出。反应液供液槽26装填一定浓度的盐酸反应液27。反应液27是一定浓度的盐酸水溶液，其理论浓度与等量中心规格浓度的氢氧化钾显影液29反应后PH为7。显影液槽28封装氢氧化钾显影液29。反应液四通阀门30及显影液四通阀门31通过控制四个通道间连接的切换，改变连通管路。搅拌转子32旋转反应测量杯20中的显影液29和反应液27，使之快速反应完毕。PH电极33量测反应测量杯20中反应完毕后液体的PH。电极储存槽34装有电极保存液，当PH电极33不工作时，储存并保护电极。喷水头35，当排完反应完毕后的液体时，喷水头35伸入反应测量杯20中，喷洒纯水，清洗反应测量杯20、搅拌转子32、PH电极33，清洗完毕，喷水头35返回原位置。喷气头36，当喷水清洗完毕，喷气头36伸入反应测量杯20中，吹出干燥空气，吹干反应测量杯20、搅拌转子32。排液泵37，当排液阀21打开时工作，用于快速将反应完毕后的液体排出。

上述浓度监测系统的工作过程是：

(1)显影液四通阀门31及反应液四通阀门30的上下通道连通，显影液定量管活塞25及反应液定量管活塞23向下拉至底部，此时显影液定量管24中充满显影液29，反应液定量管22中充满盐酸反应液27，如图6所示。

(2)显影液四通阀门31的左下通道连通，反应液四通阀门30的右下通道连通，显影液定量管活塞25及反应液定量管活塞23向上推至顶部，此时显影液定量管24中显影液29排回至显影液槽28中，反应液定量管22中盐酸反应液27排回至反应液供液槽26中，如图7所示。

(3)显影液四通阀门31及反应液四通阀门30的上下通道连通，显影液定量管活塞25及反应液定量管活塞23向下拉至底部，此时显影液定量管24中充满显影液29，反应液定量管22中充满盐酸反应液27，如图6所示。

(4)显影液四通阀门31的右下通道连通，反应液四通阀门30的左下通道连通，显影液定量管活塞25及反应液定量管活塞23向上推至顶部，此时显影液定量管24中显影液29及反应液定量管22中盐酸反应液27均排至反应测量杯20中，此时搅拌转子32启动，使显影液29与盐酸反应液27反应，如图8所示。

(5)PH电极33从电极储存槽34中抬起，插入到反应测量杯20中，量测反应完毕后液体的PH，如图9所示。

(6)系统的计算设备通过PH计算出氢氧化钾显影液29的浓度，如设计显影液定量管24及反应液定量管22均为10.00ml，假设显影液规格中心质量浓度为0.0428％，因浓度较稀，其密度近似于1g/ml，配制对应的盐酸反应液27浓度为0.007629mol/L，显影液29与盐酸反应液27反应后体积近似相加，即为20.00ml，当pH≥7时，显影液29质量浓度＝(2×10-14/10-pH+0.007629)×56.1/1000×100％，当pH<7时，显影液29质量浓度＝(0.007629-2×10-pH)×56.1/1000×100％，pH与显影液29质量浓度对应如图10所示。实际应用时，应在系统的计算设备中输入盐酸反应液27的实际浓度。

(7)氢氧化钾显影液29浓度量测完毕，打开排液阀21，启动排液泵37，将量测完毕的液体排出反应测量杯20。如图11所示。

(8)当排完反应完毕后液体时，喷水头35伸入反应测量杯20中，喷洒纯水，清洗反应测量杯20、搅拌转子32、pH电极33，清洗完毕喷水头35返回原位置，pH电极33返回电极储存槽34中保存，如图12所示。

(9)喷气头36伸入反应测量杯20中，吹出干燥空气，吹干反应测量杯20、搅拌转子32，如图13所示。

(10)喷气头36返回初始位置，关闭排液泵37和排液阀21，整个系统回到初始状态，如图5所示。

(11)可根据实际需要设定每次测定的间隔时间。

上述显影液浓度在线监测系统，能准确直观地反映氢氧化钾显影液浓度，并提供给显影液浓度补液系统，保持显影液浓度稳定在规格中心线附近，保证产品品质的稳定。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种显影液的浓度监测系统，其特征在于，所述浓度监测系统包括：

第一提取设备，用于从显影液存储设备提取显影液；

第二提取设备，用于从反应液存储设备提取反应液；

反应室，所述第一提取设备和所述第二提取设备进一步分别将提取到的所述显影液和所述反应液输送至所述反应室，以使得二者在所述反应室内进行化学反应；

检测设备，用于检测反应后的所述显影液和所述反应液的PH值；

计算设备，用于根据所述检测设备所检测到的PH值计算所述显影液的浓度；

其中，所述浓度监测系统进一步包括连接于所述第一提取设备与所述显影液存储设备和所述反应室之间的第一切换设备以及连接于所述第二提取设备与所述反应液储设备和所述反应室之间的第二切换设备；

其中，所述第一切换设备用于将所述第一提取设备选择性连接至所述显影液存储设备的出液口和所述反应室的第一进液口，以使得所述第一提取设备能够从所述显影液存储设备提取所述显影液并输送至所述反应室；

所述第二切换设备用于将所述第二提取设备选择性连接至所述反应液存储设备的出液口和所述反应室的第二进液口，以使得所述第二提取设备能够从所述反应液存储设备提取所述反应液并输送至所述反应室；

所述第一切换设备进一步用于将所述第一提取设备选择性连接至所述显影液存储设备的进液口，以使得所述第一提取设备能够将提取的所述显影液输送回所述显影液存储设备；所述第二切换设备进一步用于将所述第二提取设备选择性连接至所述反应液存储设备的进液口，以使得所述第二提取设备能够将提取的所述反应液输送回所述反应液存储设备。

2.根据权利要求1所述的浓度监测系统，其特征在于，所述第一切换设备和所述第二切换设备分别为四通阀门。

3.根据权利要求1所述的浓度监测系统，其特征在于，所述浓度监测系统进一步包括搅拌设备，所述搅拌设备用于对所述反应室内的所述显影液和所述反应液进行搅拌。

4.根据权利要求1所述的浓度监测系统，其特征在于，所述浓度监测系统进一步包括清洗设备，所述清洗设备用于对所述反应室进行清洗。

5.根据权利要求1所述的浓度监测系统，其特征在于，所述浓度监测系统进一步包括吹干设备，所述吹干设备用于对所述反应室进行吹干。

6.根据权利要求1所述的浓度监测系统，其特征在于，所述反应室的底部呈倒锥状设置且设置有排液口。

7.一种显影液的浓度监测方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-6任一项所述的浓度监测系统，所述浓度监测方法包括：

分别提取显影液和反应液；

使得提取的所述显影液和所述反应液进行化学反应；

检测反应后的所述显影液和所述反应液的PH值；

根据所述PH值计算所述显影液的浓度。

8.根据权利要求7所述的浓度监测方法，其特征在于，所述分别提取显影液和反应液的步骤包括：

分别从显影液存储设备和反应液存储设备提取所述显影液和所述反应液；

将提取的所述显影液和所述反应液分别输送回所述显影液存储设备和所述反应液存储设备；

分别再次从所述显影液存储设备和所述反应液存储设备重新提取所述显影液和所述反应液。