CN106292006A - 一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法 - Google Patents

一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出了一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法，VCD单元、HP/CP单元中之间进行传送的过程中基板不接触传送组件。本发明的目的是为了改善彩色滤光片预烘过程中由于玻璃支撑销直接支撑基板而导致彩膜上玻璃支撑销缺陷的现象。一种彩膜预烘装置包括彩膜涂胶机单元、热风循环干燥单元、热风循环预烘单元、热风循环冷却单元和机械传输装置；风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元加热方式为循环热风加热，机械传输装置支撑基板的方式为超声振动组件支撑。本发明避免VCD单元、HP单元和CP单元中过程中玻璃支撑销的位置玻璃支撑销顶起地方形成支撑销缺陷，在传送的过程中基板不接触传送组件，降低破片风险。

Description

一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法
技术领域
本发明涉及彩膜的制备装置领域，尤其涉及一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)具有低工作电压、微功耗、体积轻薄、适于LSI驱动、易于实现画面显示、全色显示性能优良等特点，因此液晶显示器被公认为媒体时代的关键器件。液晶显示器的开发与发展大大扩展了显示器的应用范围，使显示便携化成为可能，应用个人化成为现实，目前液晶显示器与阴极射线显像管(CRT)两大类产品在现实技术上已形成互补、共同发展的局面，尽管现在在平板显示领域，将出现等离子体显示器(PDP)、有机互变性液晶显示器(EL)等强有力的挑战者，但液晶显示器在今后相当长的一段时间里仍将是最重要的显示器件之一。
彩色滤光片，即彩膜(color filter，CF)作为液晶显示能够彩色化的关键部件，彩色滤光片的的成本占了液晶面板的总成本的25％左右，随着低温多晶硅液晶显示器(TFT-LCD)生产基板尺寸越来越大，运输难度增加，成本增高，大部分厂家都选择自制。
彩色滤光片，即彩膜的制备方法有很多种，较常用的有颜料分散法、染色法、印刷法等，其中，颜料分散法制作彩色滤光片的过程是先将颜料分散到感光树脂中经光阻涂布、预烘、曝光、显影、固化等工艺，重复三次，最后制成彩色滤光片，该种制备方法具有工艺简单、制成的彩色滤光片光敏性和耐旋光性好，精密度高，有很高的热稳定性，可耐250℃左右的高温，并且具有较好的耐湿性、耐磨性和化学稳定性，是目前彩色滤光片生产中应用最多的方法。然而该方法还存在诸多问题，例如：彩膜涂胶机(CF Coater)主要进行CF玻璃基板彩色光刻胶(即光阻)涂布，涂布后的玻璃基板先进真空干燥单元(Vacuum Drying，VCD)采取真空抽取光阻溶剂，然后进入彩膜预烘机进行预烘及冷却(Hot Plate/Cold Plate，HP/CP)，最后进行后续曝光，显影，固化后，才能形成特定的图案格式。
VCD与HP/CP主要作用为确保曝光、显影、固化后图案不会发生较大形变，涂胶、VCD和HP/CP过程的系统结构示意图如图1所示，其包括涂胶单元200、真空干燥单元210、预烘单元220、冷却单元230和他们之间的机械传输结构240，目前该种工艺流程中，机械传输结构240设置有支撑基板的玻璃支撑销(pin)，基板设置于玻璃支撑销上，如图2所示，10为玻璃支撑销，11为基板；基板经机械传输结构进入真空干燥室，再将真空干燥室内抽成真空，进而来抽取光阻溶剂，湿膜情况下光阻具有流动性，在抽真空时玻璃支撑销与基板接触部位的光阻会发生流动，同时接触部位光阻溶剂挥发速度与其他部位不一致，进而形成玻璃支撑销缺陷。
此外，VCD、HP和CP过程中采用的是云母片作为传热介质对基板进行加热，如图3所示，对基板进行加热时，共有22片云母片拼接在一起形成一个平面，由于云母片位置和大小不同易导致加热时温度不均一发生，在遮光开口处，即图3中左侧边缘的温度会较中间低，这样光阻内光阻溶剂的残留量就会不一致。进入曝光机曝光及炉内固化后产品均一性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩膜预烘装置，避免由于玻璃支撑销直接支撑基板而导致彩膜上玻璃支撑销位置形成缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种彩膜预烘装置及彩膜的预烘方法。
一种彩膜预烘装置，所述装置包括依次设置的彩膜涂胶机单元、热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元；彩膜涂胶机单元、热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元之间设置有机械传输装置以实现对玻璃基板的传送从而完成彩膜的预烘，所述机械传输装置上设置有超声振动组件，由超声振动组件产生的振动把被预烘或被干燥的玻璃基板托起于机械传输装置上，处于超声波悬浮状态；所述热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元中的加热方式为循环热风加热。
本发明彩膜预烘装置中，超声振动组件使被干燥或被预烘的玻璃基板处于超声波悬浮状态热，保证了被预烘或被干燥的玻璃基板不接触超声振动组件，可以避免基板上彩膜局部部位的光阻会发生流动，基板上光阻溶剂挥发速度一致，进而避免形成玻璃支撑销缺陷，同时玻璃基板不接触超声振动组件，基板静电减小，降低破片风险。
此外，VCD、HP和CP过程中采用的是循环热风加热，取消了云母片的使用，可以保证VCD、HP和CP内温度均一，可以避免进而可以避免产品均一性差的问题。
具体地，所述超声振动组件包括超声波发生器、震动子和震动板。
这种改进方式可以避免玻璃支撑销直接支撑基板形成玻璃支撑销缺陷；装置中超声振动组件使被干燥或被预烘的玻璃基板处于超声波悬浮状态热，保证了被预烘或被干燥的玻璃基板不接触超声振动组件，可以避免基板上彩膜局部部位的光阻会发生流动，基板上光阻溶剂挥发速度一致，进而避免形成玻璃支撑销缺陷，同时玻璃基板不接触超声振动组件，基板静电减小，降低破片风险。
具体地，所述震动子的材质为铝、钢或钛合金。
具体地，所述震动板的材质为铝、钢或钛合金。
具体地，所述超声波发生器产生的超声波通过震动子传送给震动板，被预烘或被干燥的玻璃基板设置在震动板上。
这种改进方式可以避免玻璃支撑销直接支撑基板形成玻璃支撑销缺陷；装置中超声振动组件使被干燥或被预烘的玻璃基板处于超声波悬浮状态热，保证了被预烘或被干燥的玻璃基板不接触超声振动组件，可以避免基板上彩膜局部部位的光阻会发生流动，基板上光阻溶剂挥发速度一致，进而避免形成玻璃支撑销缺陷，同时玻璃基板不接触超声振动组件，基板静电减小，降低破片风险。
具体地，所述循环热风加热通过采用热循环风机实现。
这种改进方式，取消了云母片的使用，采用循环热风加热，可以保证VCD、HP和CP内温度均一，可以避免进而可以避免产品均一性差的问题。
具体地，所述热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元中设有若干个进风口和出风口，所述进风口处设有压力检测仪与流量调节器。
这种改进方式可以精确控制循环热风的风量和压力，进而控制产品质量。
具体地，所述热循环风机采用耐高温风机和不锈钢散热片。
这种改进方式使热循环风机运行稳定、散热加快，工艺上节能。
利用上述彩膜预烘装置预烘彩膜的方法包括以下步骤：
步骤1、玻璃基板通过机械传输装置进入到彩膜涂胶机单元中进行涂布；
步骤2、涂布后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环干燥单元中通过热风循环干燥，去除溶剂；
步骤3、真空干燥后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环预烘单元中通过热风循环预烘烤；
步骤4、预烘烤后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环冷却单元中通过热风循环进行冷却，完成彩膜预烘。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明将彩膜预烘过程中，彩膜涂胶机单元、真空干燥单元、预烘单元、冷却单元和机械传输结构进行了改造，具体地，将原机械传输结构上玻璃支撑销支撑玻璃基板改为超声振动组件支撑，原有的真空干燥单元、预烘单元以及冷却单元中云母片接触式加热方式改为了循环热风加热方式，经过本发明所述装置的改进后，预烘得到的彩膜具有如下优点：
本发明彩膜预烘装置中，超声振动组件使被干燥或被预烘的玻璃基板处于超声波悬浮状态热，保证了被预烘或被干燥的玻璃基板不接触超声振动组件，可以避免基板上彩膜局部部位的光阻会发生流动，基板上光阻溶剂挥发速度一致，进而避免形成玻璃支撑销缺陷，同时玻璃基板不接触超声振动组件，基板静电减小，降低破片风险。
此外，VCD、HP和CP过程中采用的是循环热风加热，取消了云母片的使用，可以保证VCD、HP和CP内温度均一，可以避免进而可以避免产品均一性差的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
图1显示了原彩膜预烘装置的简易结构示意图；
图2显示了原机械传输结构上玻璃支撑销支撑基板的结构示意图；
图3显示了原彩膜预烘装置的VCD单元、HP单元和CP单元中云母片排列示意图；
图4显示了本发明实施例中彩膜预烘装置的简易结构示意图；
图5显示了本发明实施例中超声振动组件的结构示意图；
图6显示了本发明实施例循环热风加热方式示意图；
图7显示了本发明实施例中的彩膜的预烘方法流程图。
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做出创造性劳动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。
为了改善彩色滤光片，即彩膜(color filter，CF)预烘过程中由于玻璃直接支撑基板而导致彩膜上玻璃支撑销位置形成缺陷，本实施方式提供一种彩膜预烘装置，解决彩膜预烘过程中由于玻璃支撑销直接支撑基板而导致彩膜上玻璃支撑销位置形成缺陷的问题。
请参阅图4～6，一种彩膜预烘装置，由依次设置的彩膜涂胶机单元300、热风循环干燥单元310、热风循环预烘单元320和热风循环冷却单元330组成；彩膜涂胶机单元300、热风循环干燥单元310、热风循环预烘单元320和热风循环冷却单元330之间设置有机械传输装置340以实现对玻璃基板的传送从而完成彩膜的预烘，所述机械传输装置340上设置有超声振动组件100，由超声振动组件100产生的振动把被预烘或被干燥的玻璃基板托起于机械传输装置340上，处于超声波悬浮状态；所述热风循环干燥单元310、热风循环预烘单元320和热风循环冷却单元330中的加热方式为循环热风加热。
所述超声振动组件100包括超声波发生器101、震动子102和震动板103。
所述震动子102的材质为钛合金。
所述震动板103的材质为钛合金。
所述超声波发生器101产生的超声波通过震动子102传送给震动板103，被预烘或被干燥的玻璃基板设置在震动板103上。
所述循环热风加热通过采用热循环风机实现。
所述热风循环干燥单元310、热风循环预烘单元320和热风循环冷却单元330中设有若干个进风口410和出风口420，所述进风口410处设有压力检测仪411与流量调节器412。
所述热循环风机采用耐高温风机和不锈钢散热片。
利用上述装置预烘彩膜的方法包括以下步骤：
步骤1、玻璃基板通过机械传输装置340进入到彩膜涂胶机单元300中通过热风循环进行涂布；
步骤2、涂布后的玻璃基板通过机械传输装置340进入到热风循环干燥单元310中通过热风循环干燥，去除溶剂；
步骤3、真空干燥后的玻璃基板通过机械传输装置340进入到热风循环预烘单元320中通过热风循环预烘烤；
步骤4、预烘烤后的玻璃基板通过机械传输装置340进入到热风循环冷却单元330中通过热风循环进行冷却，完成彩膜预烘。
所述热风循环的风量为10～30CMM。
本实施方式中，热风循环干燥单元310为现有的真空干燥单元210的改进；热风循环预烘单元320为现有的预烘单元220的改进；热风循环冷却单元330为现有的冷却单元230的改进；
本实施方式彩膜预烘装置中，超声振动组件100使热风循环干燥单元310和热风循环预烘单元320中被干燥或被预烘的玻璃基板处于超声波悬浮状态热，保证了被预烘或被干燥的玻璃基板不接触超声振动组件100，可以避免玻璃基板上彩膜局部部位的光阻会发生流动，基板上光阻溶剂挥发速度一致，进而避免形成玻璃支撑销缺陷，同时玻璃基板不接触超声振动组件100，基板静电减小，降低破片风险。
此外，VCD、HP和CP过程中采用的是循环热风加热，取消了云母片的使用，可以保证VCD、HP和CP内温度均一，可以避免进而可以避免产品均一性差的问题。本实施方式装置中设置了若干个进风口410和出风口420，进风口410处设有压力检测仪411与流量调节器412，这种改进方式可以精确控制循环热风的流量和压力，进而控制产品质量。
本实施方式装置中所述热循环风机采用耐高温风机和不锈钢散热片。这种改进方式使热循环风机运行稳定、散热加快工艺上节能。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种彩膜预烘装置，所述装置包括依次设置的彩膜涂胶机单元、热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元；彩膜涂胶机单元、热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元之间设置有机械传输装置以实现对玻璃基板的传送从而完成彩膜的预烘，其特征在于，机械传输装置上设置有超声振动组件，由超声振动组件产生的振动把被预烘或被干燥的玻璃基板托起于机械传输装置上，处于超声波悬浮状态；所述热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元中的加热方式为循环热风加热。
2.如权利要求1所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述超声振动组件包括超声波发生器、震动子和震动板。
3.如权利要求2所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述震动子的材质为铝、钢或钛合金。
4.如权利要求2所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述震动板的材质为铝、钢或钛合金。
5.如权利要求2所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述超声波发生器产生的超声波通过震动子传送给震动板，被预烘或被干燥的玻璃基板设置在震动板上。
6.如权利要求1所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述循环热风加热通过采用热循环风机实现。
7.如权利要求6所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述热风循环干燥单元、热风循环预烘单元和热风循环冷却单元中设有若干个进风口和出风口，所述进风口处设有压力检测仪与流量调节器。
8.如权利要求6所述的一种彩膜预烘装置，其特征在于，所述热循环风机采用耐高温风机和不锈钢散热片。
9.一种彩膜的预烘方法，其特征在于，利用上述权利要求1-8中任一项所述一种彩膜预烘装置进行，所述方法包括以下步骤：
步骤1：玻璃基板通过机械传输装置进入到彩膜涂胶机单元中进行涂布；
步骤2：涂布后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环干燥单元中通过热风循环干燥，去除溶剂；
步骤3：真空干燥后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环预烘单元中通过热风循环预烘烤；
步骤4：预烘烤后的玻璃基板通过机械传输装置进入到热风循环冷却单元中通过热风循环进行冷却，完成彩膜预烘。
10.如权利要9所述的一种彩膜的预烘方法，其特征在于，步骤2、步骤3和步骤4中所述热风循环的风量为10-30CMM。
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