CN107321557B - 一种涂布检测装置、涂布设备及涂布检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜层制备技术领域，公开了一种涂布检测装置、涂布设备及涂布检测方法，该涂布检测装置中，包括：预涂辊，设于预涂辊周侧的光检测组件；光学检测组件包括用于向预涂辊表面发射光线的光发射器、和用于接收光发射器发射的光线被预涂辊表面反射回来的光线的光接收器；数据处理模块，数据处理模块与光接收器信号连接。上述涂布检测装置中的光发射器向预涂辊发射的光线经反射形成出射光线，通过光接收器感应出射光线的偏移量判断光线扫射处光刻胶涂层的涂覆状况，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免在基板上涂覆时发生Suji Mura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

Description

一种涂布检测装置、涂布设备及涂布检测方法

技术领域

本发明涉及膜层制备技术领域，特别涉及一种涂布检测装置、涂布设备及涂布检测方法。

背景技术

随着TFT器件制作工艺的发展，玻璃基板的尺寸也越来越大，因此对TFT制造工艺要求也越来越高，对膜层缺陷的管控也更为严格。其中，在TFT制造工艺中的诸多缺陷中，很大一部分缺陷是由于曝光前涂胶不良引起的，在涂布过程中，由于涂布机上的喷嘴单元较长，很容易由于颗粒发生阻塞，导致阻塞处无PR胶涂覆，在玻璃基板上形成一处无PR胶的平行于短边的亮线，这种缺陷成为Suji Mura。

目前，在TFT产业生产中用到的涂胶主要有两种方式：旋转涂布和线性涂布。旋转涂布方式仅用在5代线以下，其涂覆方式是将待涂覆的基板吸附在机台上，在基板中心处喷涂光刻胶，在通过机台高速旋转带动基板高速旋转，利用离心力使基板上的光刻胶均匀涂敷在基板上，但由于光刻胶的粘附性等原因会导致涂覆完成后会有同心圆环状的缺陷，并且这种涂覆方式均匀性也难以管控，总会出现中心处光刻胶厚度较大的情况，且基板越大，同心圆环状的缺陷越明显，厚度均匀性也越差，因此逐渐不适用于大尺寸基板的涂覆。对于较大尺寸的基板涂布，线性涂覆方式可以适用，这种涂覆方式是使用一条与基板长边等长的狭缝状喷嘴喷吐一定量的PR胶附着在玻璃基板上，随着喷嘴的喷涂，机械部件带动喷嘴从基板的一边扫向另外一边，完成对整个基板的涂覆过程。但是此过程中对喷嘴喷涂的压力要严格管控，并且在喷嘴涂覆过程中不能有阻塞，喷嘴阻塞后会形成Suji Mura，这种缺陷会在造成贯穿线所处的所有仪表都停止，严重影响产品良率。

因此，在线性涂覆设备中，在正式涂覆光刻胶之前，为了预防喷嘴放置太久发生阻塞，都会在正式涂布之前在预涂辊上进行预喷涂，而现阶段只能通过在玻璃基板上涂覆后人眼观察涂覆是否有缺陷，这就造成了玻璃基板有重做或报废的风险，特别是在涂覆有机膜的过程中，如果发生了Suji Mura，由于有机膜无法修复，只能做报废处理，严重的影响了投入产出比，造成人力物力的浪费。

发明内容

本发明提供了一种涂布检测装置及涂布检测方法，该涂布检测装置的光发射器向预涂辊发射光线经预涂辊反射形成出射光线，通过光接收器接收出射光线来感应出射光线的偏移量判断光线扫射处光刻胶涂层的涂覆状况，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免喷嘴在基板上涂覆时发生Suji Mura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种涂布检测装置，包括预涂辊，还包括：

设于所述预涂辊周侧、且可相对于所述预涂辊沿与所述预涂辊轴心线平行的方向移动的光检测组件；所述光学检测组件包括用于向预涂辊表面发射光线的光发射器、和用于接收所述光发射器发射的光线被预涂辊表面反射回来的光线的光接收器；

数据处理模块，所述数据处理模块与所述光接收器信号连接，用于根据所述光接收器接收的光线信息判断所述光发射器发射的光线在预涂辊表面的反射光的偏移量是否超过设定的偏移量阈值范围，若超出，判断所述预涂辊表面的光刻胶涂层发生涂覆不良。

上述涂布检测装置中，光检测组件在预涂辊周侧可以沿着与预涂辊轴心线平行的方向移动，即光检测组件可以在预涂辊周侧沿预涂辊长度方向移动，且在预涂辊的一端匀速移动到另一端，光检测组件包括有光发射器和光接收器，且在移动过程中光发射器和光接收器保持相对固定，在移动过程中，光发射器朝向预涂辊发射光线，即为入射光，入射光在预涂辊表面入射角θ₁，如果光线入射处有光刻胶涂层，则光线射入光刻胶涂层在光刻胶涂层内发生折射,折射角为θ₂，最终再射出光刻胶涂层，设为出射光线L₁，如果光线入射处没有光刻胶涂层，则光线直接射到预涂辊的表面，在预涂辊的表面发生反射，设为出射光线L₂，依据光线折射原理和光线反射原理易知光线L₁和L₂之间有一个平行的位移d，即光线的位移量d，设预涂辊上预设涂覆的光刻胶涂层厚度为h，则由光线折射原理、光反射原理以及三角函数公式容易得到以下等式：

d＝2cosθ₁×(tanθ₁-tanθ₂)×h

n₁×sinθ₁＝n₂×sinθ₂

其中，n₁为光线在空气中的折射率，n₂光线在光刻胶涂层中的折射率；

由上可得：

由上述公式可知，当入射角θ₁不变时，光线的位移量d只与膜层厚度h有关，所以，预涂辊上是否有光刻胶涂层可以通过光接收器接收的光线的偏移量d体现出来，且此偏移量d可以由光接收器感应到，数据处理模块与光接收器信号连接，可以接收光接收器的光线信息，并根据光线信息判断预涂辊上光刻胶涂层的涂覆状况。且，由上述公式可知，当入射角θ₁不变时，光线的位移量d只与膜层厚度h有关，且涂布设备的喷嘴涂胶并不是均匀一致的，所以膜层厚度会有微小偏差，因此，即使膜层厚度在合格范围内，光接收器也会检测到微小偏移量，则为保证检测准确性，在数据处理模块预设一个偏移量阈值范围，设定偏移量阈值范围的最大值为d_max,当光接收器检测到的光线偏移量超过d_max时，数据处理模块可以判断预涂辊表面的光刻胶涂层发生涂覆不良，即可以判断涂布设备有发生阻塞的情况。

因此，上述涂布检测装置中的光发射器向预涂辊发射光线经预涂辊反射形成出射光线，通过光接收器接收出射光线来感应出射光线的偏移量判断光线扫射处光刻胶涂层的涂覆状况，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免喷嘴在基板上涂覆时发生SujiMura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

优选地，上述涂布检测装置还包括延伸方向与所述预涂辊的轴心线平行的横杆，所述光检测组件与所述横杆滑动配合，且所述横杆上设有用于驱动所述光检测组件动作的驱动装置。

优选地，所述横杆上设有滑槽，所述光发射器和光接收器均通过所述滑槽与所述横杆滑动配合。

优选地，其中，所述驱动装置包括：

安装于所述横杆上的驱动电机；

与所述驱动电机的输出轴传动连接的丝杠，所述丝杠与所述光发射器以及所述光接收器螺纹配合。

优选地，其中，所述驱动装置包括：

形成于所述横杆上的齿条；

安装于所述光发射器上的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上设有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述齿条啮合；

安装于所述光接收器上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴上设有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与所述齿条啮合。

优选地，上述涂布检测装置还包括与所述数据处理模块信号连接的报警装置。

优选地，所述报警装置包括发声器或振动器。

本发明还提供了一种涂布设备，包括如上述技术方案中所述的任意一种涂布检测装置。

另外，本发明还提供了一种涂布检测方法，采用如上述技术方案中所述的任意一种涂布检测装置，包括如下步骤：

S101，光发射器朝向所述预涂辊发射沿所述预涂辊长度方向且与所述预涂辊表面成一定角度的光线；

S102，光接收器接收所述光线经预涂辊表面反射后形成的反射光线；

S103，与所述光接收器信号连接的数据处理模块根据所述光接收器接收的光线信息判断所述光发射器发射的光线在预涂辊表面的反射光的偏移量是否超出设定的偏移量阈值范围，若所述偏移量超过所述偏移量阈值范围，判断所述预涂辊表面的光刻胶涂层发生涂覆不良，停止检测；若所述偏移量没有超过所述偏移量阈值范围，所述光检测组件继续沿所述预涂辊长度方向移动，重复上述步骤S102和S103，直至所述光检测组件到达所述预涂辊的末端，停止检测。

上述涂布检测方法中，利用光发射器向预涂辊发射光线经预涂辊反射形成出射光线，通过光接收器接收出射光线来感应出射光线的偏移量判断光线扫射处是否有光刻胶涂层，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免涂布设备在基板上涂覆时发生Suji Mura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

优选地，上述涂布检测方法还包括以下步骤：

S104，如果所述光检测组件沿所述预涂辊长度方向检测完毕且所述偏移量没有超过所述偏移量阈值范围，则转动所述预涂辊以使所述预涂辊转动一定角度后停止，重复步骤S101、S102和S103，当所述偏移量超过所述偏移量阈值范围或所述预涂辊累计旋转360度时，停止检测。

附图说明

图1为本发明实施例提供的涂布检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的涂布检测装置对预涂辊上有缺陷的光刻胶涂层进行检测的示意图；

图3为本发明实施例提供的涂布检测装置利用光线检测的原理示意图。

图标：预涂辊-1；横杆-2；光发射器-3；光接收器-4；光刻胶涂层-5。

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。

请参考图1和图2，本发明实施例提供的一种涂布检测装置，包括预涂辊1，还包括：设于预涂辊1周侧、且可相对于预涂辊1沿与预涂辊1轴心线平行的方向移动的光检测组件；光学检测组件包括用于向预涂辊1表面发射光线的光发射器3、和用于接收光发射器3发射的光线被预涂辊1表面反射回来的光线的光接收器4；数据处理模块，数据处理模块与光接收器4信号连接，用于根据光接收器4接收的光线信息判断光发射器3发射的光线在预涂辊1表面的反射光的偏移量是否超过设定的偏移量阈值范围，若超出，判断预涂辊1表面的光刻胶涂层5发生涂覆不良。

上述涂布检测装置中，光检测组件在预涂辊1周侧可以沿着与预涂辊1轴心线平行的方向移动，即光检测组件可以在预涂辊1周侧沿预涂辊1长度方向移动，且在预涂辊1的一端匀速移动到另一端，光检测组件包括有光发射器3和光接收器4，且在移动过程中光发射器3和光接收器4保持相对固定，在移动过程中，光发射器3朝向预涂辊1发射光线，即为入射光，如图3所示，入射光在预涂辊1表面入射角θ₁，如果光线入射处有光刻胶涂层5，则光线射入光刻胶涂层5在光刻胶涂层5内发生折射,折射角为θ₂，最终再射出光刻胶涂层5，设为出射光线L₁，如果光线入射处没有光刻胶涂层5，则光线直接射到预涂辊1的表面，在预涂辊1的表面发生反射，设为出射光线L₂，依据光线折射原理和光线反射原理易知光线L₁和L₁之间有一个平行的位移d，即光线的位移量d，设预涂辊1上预设涂覆的光刻胶涂层5厚度为h，则由光线折射原理、光反射原理以及三角函数公式容易得到以下等式：

d＝2cosθ₁×(tanθ₁-tanθ₂)×h

n₁×sinθ₁＝n₂×sinθ₂

其中，n₁为光线在空气中的折射率，n₂光线在光刻胶涂层5中的折射率；

由上可得：

由上述公式可知，当入射角θ₁不变时，光线的位移量d只与膜层厚度h有关，所以，预涂辊1上是否有光刻胶涂层5可以通过光接收器4接收的光线的偏移量d体现出来，且此偏移量d可以由光接收器4感应到，数据处理模块与光接收器4信号连接，可以接收光接收器4的光线信息并根据光线信息判断预涂辊1上光刻胶涂层5的涂覆状况。且，由上述公式可知，当入射角θ₁不变时，光线的位移量d只与膜层厚度h有关，且涂布设备的喷嘴涂胶并不是均匀一致的，所以膜层厚度会有微小偏差，因此，即使膜层厚度在合格范围内，光接收器4也会检测到微小偏移量，则为保证检测准确性，在数据处理模块预设一个偏移量阈值范围，设定偏移量阈值范围的最大值为d_max,当光接收器4检测到的光线偏移量超过d_max时，数据处理模块可以判断预涂辊1表面的光刻胶涂层5发生涂覆不良，即可以判断涂布设备有发生阻塞的情况。

因此，上述涂布检测装置中的光发射器3向预涂辊1发射光线经预涂辊1反射形成出射光线，通过光接收器4接收出射光线来感应出射光线的偏移量判断光线扫射处光刻胶涂层5的涂覆状况，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免喷嘴在基板上涂覆时发生Suji Mura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

上述涂布检测装置中还包括延伸方向与预涂辊1的轴心线平行的横杆2，光检测组件与横杆2滑动配合，且横杆2上设有用于驱动光检测组件动作的驱动装置。横杆2与预涂辊1平行设置，且驱动装置驱动光检测组件在横杆2上沿横杆2长度方向滑动，方便光检测组件对预涂辊1表面进行检测，且光检测组件与横杆2滑动配合，滑动配合方式简单可靠，且可以实现光检测组件在横杆2上匀速连续的移动，可以对预涂辊1上的光刻胶涂层5进行连续检测，有利于提高检测的可靠性。

具体地，横杆2上设有滑槽，光发射器3和光接收器4均通过滑槽与横杆2滑动配合，结构简单，连接方便。

具体地，上述驱动装置可以有多种选择方式，如：

方式一

驱动装置可以包括安装于横杆2上的驱动电机；与驱动电机的输出轴传动连接的丝杠，丝杠与光发射器3以及光接收器4螺纹配合。丝杠传动可以将丝杠的回转运动转变为光发射器3以及光接收器4的直线运动，结构简单，且传动准确可靠，稳定性好，有利于提高光检测组件检测的准确性。

方式二

驱动装置可以包括：形成于横杆2上的齿条；安装于光发射器3上的第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴上设有第一传动齿轮，第一传动齿轮与齿条啮合；安装于光接收器4上的第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴上设有第二传动齿轮，第二传动齿轮与齿条啮合。齿轮传动传动比较准确，效率高，工作可靠，利于提高光检测组件对预涂辊1检测的准确性，且结构紧凑，寿命长，利于延长整体装置的使用寿命。

具体地，上述涂布检测装置还包括与数据处理模块信号连接的报警装置。报警装置可以做出报警动作以吸引工作人员的注意，使工作人员及时发现检测状况。

具体地，上述报警装置的选择方式有多种，如：

方式一

报警装置可以设置为发声器，发声器可以发出声音，提醒工作人员上述涂布检测装置检测到非正常状况，且声音可以吸引工作人员的注意，有利于工作人员发现。

方式二

报警装置可以设置为振动器，振动器动作提醒工作人员上述检测装置检测到非正常状况，以振动形式提醒工作人员，可以有助于提高工作环境，减少工作环境中的噪音污染，改善工作人员的工作环境。

具体地，本发明实施例提供的涂布检测装置也可以用于检测有机膜层的涂覆状况以判断有机膜涂覆设备是否有阻塞状况，进而可以提高涂覆有机膜涂层的基板的良率，减少材料浪费。需要说明，上述涂布检测装置还可以检测其他材料的胶涂层，本实施例不做局限。本发明实施例还提供了一种涂布设备，包括上述实施例中所述的任意一种涂布检测装置。

另外，本发明实施例还提供了一种涂布检测方法，采用如上述实施例中所述的任意一种涂布检测装置，包括如下步骤：

S101，光发射器3朝向预涂辊1发射沿预涂辊1长度方向且与预涂辊1表面成一定角度的光线；

S102，光接收器4接收光线经预涂辊1表面反射后形成的反射光线；

S103，与光接收器4信号连接的数据处理模块根据光接收器4接收的光线信息判断光发射器3发射的光线在预涂辊1表面的反射光的偏移量是否超出设定的偏移量阈值范围，若偏移量超过偏移量阈值范围，判断预涂辊1表面的光刻胶涂层5发生涂覆不良，停止检测；若偏移量没有超过偏移量阈值范围，光检测组件继续沿预涂辊1长度方向移动，重复上述步骤S102和S103，直至光检测组件到达预涂辊1的末端，停止检测。

上述涂布检测方法中，利用光发射器3向预涂辊1发射光线经预涂辊1反射形成出射光线，通过光接收器4接收出射光线来感应出射光线的偏移量判断光线扫射处光刻胶涂层5的涂覆状况，进而可以确定涂布设备是否发生阻塞，避免涂布设备在基板上涂覆时发生Suji Mura，提高产品良率，减少人力、物力浪费。

上述涂布检测方法中，还包括以下步骤：S104，如果光检测组件沿预涂辊1长度方向检测完毕且偏移量没有超过偏移量阈值范围，则转动预涂辊1以使预涂辊1转动一定角度后停止，重复步骤S101、S102和S103，当偏移量超过偏移量阈值范围或预涂辊1累计旋转360度时，停止检测。

当涂布设备发生阻塞时，在预涂辊1上的涂覆形成的光刻胶涂层5均匀性较差，在预涂辊1的同一直径的圆周面的光刻胶涂层5可能会状况不同，在对预涂辊1的其中一周侧面检测完毕且偏移量没有超过偏移量阈值范围时，转动预涂辊1使其转过一定角度，使光发射器3和光接收器4与预涂辊1的另一周侧面相对且对其进行检测，同理，如此重复检测，直至检测到偏移量超过偏移量阈值范围，或者预涂辊1已经旋转360度至第一次检测时的周侧面与光发射器3和光接收器4再次相对。这样对预涂辊1的圆周侧面进行全面的检测，可以提高检测精确度，可以更确切的判断涂布设备是否发生阻塞，有利于降低基片制备过程中报废风险，提高产品良率。

具体地，数据处理模块还与报警装置信号连接，在步骤S103中，当偏移量超过偏移量阈值范围，判断预涂辊1表面的光刻胶涂层5发生涂覆不良时，数据处理模块向报警装置发出动作指令，报警装置执行动作指令并做出报警动作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种涂布检测装置，包括预涂辊，其特征在于，还包括：

设于所述预涂辊周侧、且可相对于所述预涂辊沿与所述预涂辊轴心线平行的方向移动的光检测组件；所述光检测组件包括用于向预涂辊表面发射光线的光发射器、和用于接收所述光发射器发射的光线被预涂辊表面反射回来的光线的光接收器；

数据处理模块，所述数据处理模块与所述光接收器信号连接，用于根据所述光接收器接收的光线信息判断所述光发射器发射的光线在预涂辊表面的反射光的偏移量是否超过设定的偏移量阈值范围，若超出，判断所述预涂辊表面的光刻胶涂层发生涂覆不良，其中，所述偏移量为：所述光发射器发射的光线在所述预涂辊表面反射的出射光线与所述光发射器发射的光线在所述预涂辊表面有预设涂覆的光刻胶涂层厚度时反射的出射光线之间的平行的位移量。

2.根据权利要求1所述的涂布检测装置，其特征在于，还包括延伸方向与所述预涂辊的轴心线平行的横杆，所述光检测组件与所述横杆滑动配合，且所述横杆上设有用于驱动所述光检测组件动作的驱动装置。

3.根据权利要求2所述的涂布检测装置，其特征在于，所述横杆上设有滑槽，所述光发射器和光接收器均通过所述滑槽与所述横杆滑动配合。

4.根据权利要求3所述的涂布检测装置，其特征在于，其中，所述驱动装置包括：

安装于所述横杆上的驱动电机；

与所述驱动电机的输出轴传动连接的丝杠，所述丝杠与所述光发射器以及所述光接收器螺纹配合。

5.根据权利要求3所述的涂布检测装置，其特征在于，其中，所述驱动装置包括：

形成于所述横杆上的齿条；

安装于所述光发射器上的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴上设有第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述齿条啮合；

安装于所述光接收器上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴上设有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与所述齿条啮合。

6.根据权利要求1所述的涂布检测装置，其特征在于，还包括与所述数据处理模块信号连接的报警装置。

7.根据权利要求6所述的涂布检测装置，其特征在于，所述报警装置包括发声器或振动器。

8.一种涂布设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的涂布检测装置。

9.一种涂布检测方法，采用如权利要求1-8任一项所述的涂布检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

S101，光发射器朝向所述预涂辊发射沿所述预涂辊长度方向且与所述预涂辊表面成一定角度的光线；

S102，光接收器接收所述光线经预涂辊表面反射后形成的反射光线；

S103，与所述光接收器信号连接的数据处理模块根据所述光接收器接收的光线信息判断所述光发射器发射的光线在预涂辊表面的反射光的偏移量是否超出设定的偏移量阈值范围，若所述偏移量超过所述偏移量阈值范围，判断所述预涂辊表面的光刻胶涂层发生涂覆不良，停止检测；若所述偏移量没有超过所述偏移量阈值范围，所述光检测组件继续沿所述预涂辊长度方向移动，重复上述步骤S102和S103，直至所述光检测组件到达所述预涂辊的末端，停止检测。

10.根据权利要求9所述的涂布检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S104，如果所述光检测组件沿所述预涂辊长度方向检测完毕且所述偏移量没有超过所述偏移量阈值范围，则转动所述预涂辊以使所述预涂辊转动一定角度后停止，重复步骤S101、S102和S103，当所述偏移量超过所述偏移量阈值范围或所述预涂辊累计旋转360度时，停止检测。

Images