LCD工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统的制作方法

lcd工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统
技术领域
1.本实用新型属于tft
‑
lcd光刻技术领域，具体涉及一种lcd工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统。


背景技术：

2.薄膜晶体管液晶显示器（tft
‑
lcd，thin film transistor liquid crystal display）的制造工序中，需要对玻璃基板各层进行图案化，而这时使用的物质就是光致抗蚀剂（photoresist）。光致抗蚀剂分为正性光致抗蚀剂（positive photoresist）和负性光致抗蚀剂（negative photoresist）两种。在tft
‑
阵列中，使用正性光致抗蚀剂为主，随着对画质的要求越来也高，在实际工艺中负性光致抗蚀剂的使用也变得越来越多。
3.本实用新型就是用于再生含成像用丙烯酸（photo acrylic），负性光致抗蚀剂的一种）的显影液的系统，在tft
‑
lcd的光刻工艺中，除去显影废液中所含的成像用丙烯酸并且对显影液进行再生后重复利用。
4.tft
‑
lcd的光刻工序中，被广泛应用的再生含有正性光致抗蚀剂成分的显影液的方法是通过纳米过滤系统对分子量进行过滤。由于纳米过滤器是以高分子分离膜组成，包含非多孔性活性层，当高分子运动（旋转，移动，振动等）时，在周围瞬间产生可接收显影液分子的自由体积（free volume），而又因非多孔性活性层的内外两侧形成压差，显影液分子透过自由体积扩散，可以穿过纳米过滤器；此时，由于光致抗蚀剂的分子直径大于纳米过滤器的孔径，因此会残留在过滤器上，而被去除光致抗蚀剂的显影液会通过纳米过滤器，从而达到分离显影液和光致抗蚀剂的目的。
5.但是，在此过程中，显影液包含的光致抗蚀剂会残留于纳米过滤器的内部，阻碍显影液的流动；虽然为了使含有光致抗蚀剂的显影液通过纳米过滤器，通常会采用高压供应泵来增加显影废液的动力，但纳米过滤器的再生效率仍然会大幅下降并且寿命也会缩短；尤其当再生浊度高的显影液时，再生效率会明显下降；由于上述原因纳米过滤器发生堵塞，需要经常进行更换，无法达到连续再生的要求，所以该纳米过滤系统不能用于再生成像用丙烯酸的显影液。


技术实现要素：

6.本实用新型解决的第一个问题是如何将若干个独立的过滤单元（filter array）进行并联连接，并且当某一过滤单元发生脏堵时，通过感应元件可自动切换至另一过滤单元，如此可实现连续性不间断的再生；
7.本实用新型需要解决的第二个问题是如何在不拆卸过滤器的情况下对过滤器进行在线清洗，可实现一组过滤单元在清洗的同时另一组过滤单元工作，提高显影液再生工艺的再生效率。
8.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：
9.本实用新型的一种lcd工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统，其特征在于，主
要包括：
10.第一过滤器单元，用于过滤包含成像用丙烯酸的显影废液；所述第一过滤器单元的显影废液进口处设有第一流入压力传感器，用于测量流入第一过滤器单元中的显影废液的压力；所述第一过滤器单元的再生液出口处设有第一排出压力传感器，用于测量从第一过滤器单元中排出的显影废液的压力；与所述第一过滤器单元并联设置的第二过滤器单元，用于过滤包含成像用丙烯酸的显影废液；所述第二过滤器单元的显影废液进口处设有第二流入压力传感器，用于测量流入第二过滤器单元中的显影废液的压力；所述第二过滤器单元的再生液出口处设有第二排出压力传感器，用于测量从第二过滤器单元中排出的显影废液的压力；
11.所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的显影废液进口，分别通过流入管路与显影废液储罐相连接，该流入管路上设有动力泵，用于向所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元提供显影废液；所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的再生液出口，分别通过流出管路与再生显影液储罐相连接，用于储存从所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元排出的再生显影液；
12.所述第一过滤器单元的再生液出口设有第一浊度测量管，所述第二过滤器单元的再生液出口设有第二浊度测量管，所述第一浊度测量管和第二浊度测量管分别通过设有浊度计的第三浊度测量管后，再通过排出管路与所述显影废液储罐相连接；
13.所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的显影废液进口，还分别通过清洗液流入管路与清洗液储罐相连接，在该清洗液流入管路上设有驱动泵和清洗液总阀门，在清洗液进入所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的入口处分别设有第一清洗液阀门和第二清洗液阀门，用于所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的在线清洗；所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元的清洗液出口处分别通过带有阀门的管路与清洗液排干管路相连接。
14.本实用新型与现有技术相比，有如下好处：
15.由于使用了各自独立的过滤单元，在某一过滤单元脏堵的情况下，可自动切换到另一过滤单元，使显影废液得到了连续再生，提高了整个显影系统的生产效率；又因系统增加了在线清洗设备（cip：cleaning in place），可对脏堵的过滤单元进行反冲洗；实现了一组过滤单元运行的同时另一组过滤单元进行在线反冲洗；在经济方面减少了过滤器更换维护费用，在运行方面提高了显影液的再生效率。
附图说明
16.图1为本实用新型的成像用丙烯酸显影液再生系统的结构示意图；
17.图2为图1中所示的两组过滤单元的局部放大图；
18.图3为过滤单元的过滤器的截面图；
19.图中：1
‑
显影剂缓存储罐，2
‑
显影废液储罐，3
‑
超纯水储罐，4
‑
显影液机控制系统，5
‑
新显影液储罐，6
‑
再生显影液储罐，7
‑
清洗液储罐，8
‑
清洗液排干管路，9
‑
稀释剂储罐，10
‑
排出管，20
‑
网状过滤器，21
‑
圆柱形外筒，22
‑
圆柱形网状物；23
‑
导流片；
20.f1
‑
第一过滤器单元，f2
‑
第二过滤器单元，t1
‑
第一流入压力传感器，t2
‑
第一排出压力传感器，t3
‑
第二流入压力传感器，t4
‑
第二排出压力传感器，p1
‑
动力泵，p2
‑
驱动泵，
p3
‑
供应泵，p4
‑
排液泵，m1、m2
‑
流量计，v1
‑
第一阀门，v2
‑
第二阀门，v3
‑
第三阀门，v4
‑
第四阀门，v5
‑
第五阀门，v6
‑
第六阀门，v7
‑
第七阀门，v8
‑
第八阀门，v9
‑
第一清洗液阀门，v10
‑
第十阀门，v11
‑
第十一阀门，v12
‑
第十二阀门，v13
‑
第十三阀门，v14
‑
第十四阀门，v15
‑
第十五阀门，v16
‑
第十六阀门，v17
‑
第十七阀门，v18
‑
第十八阀门，v19
‑
第二清洗液阀门，v20
‑
第二十阀门，v21
‑
第二十一阀门，v22
‑
第二十二阀门，v23
‑
第二十三阀门，v24
‑
第二十四六阀门，v25
‑
第二十五阀门，v26
‑
第二十六阀门，v27
‑
第二十七阀门，v28
‑
第二十八阀门，v29
‑
清洗液总阀门，v30
‑
第三十阀门，v31
‑
第三十一阀门；
21.a
‑
显影废液进口，b
‑
清洗液出口，d
‑
再生液出口，c
‑
未被过滤的显影废液出口。
具体实施方式
22.本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本实用新型权利要求的范围内。
23.如图2和图3所示。本实用新型的一种lcd工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统，主要包括：
24.第一过滤器单元f1，用于过滤包含成像用丙烯酸的显影废液；所述第一过滤器单元的显影废液进口处设有第一流入压力传感器t1，用于测量流入第一过滤器单元中的显影废液的压力；所述第一过滤器单元f1的再生液出口处设有第一排出压力传感器t2，用于测量从第一过滤器单元中排出的显影废液的压力；与所述第一过滤器单元f1并联设置的第二过滤器单元f2，用于过滤包含成像用丙烯酸的显影废液；所述第二过滤器单元f2的显影废液进口处设有第二流入压力传感器t3，用于测量流入第二过滤器单元中的显影废液的压力；所述第二过滤器单元f2的再生液出口处设有第二排出压力传感器t4，用于测量从第二过滤器单元中排出的显影废液的压力；
25.所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的显影废液进口，分别通过流入管路与显影废液储罐2相连接，该流入管路上设有动力泵p1，用于向所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2提供显影废液；所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的再生液出口，分别通过流出管路与再生显影液储罐6相连接，用于储存从所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2排出的再生显影液；
26.所述第一过滤器单元f1的再生液出口设有第一浊度测量管l1，所述第二过滤器单元f2的再生液出口设有第二浊度测量管l2，所述第一浊度测量管l1和第二浊度测量管l2分别通过设有浊度计d1的第三浊度测量管l3后，再通过排出管路与所述显影废液储罐2相连接；
27.所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的显影废液进口，还分别通过清洗液流入管路与清洗液储罐7相连接，在该清洗液流入管路上设有驱动泵p2和清洗液总阀门v29，在清洗液进入所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的入口处分别设有第一清洗液阀门v9和第二清洗液阀门v19，用于所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的在线清洗；所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的清洗液出口处分别通过带有第十阀门v10和第二十阀门v20的管路与清洗液排干管路8相连接。
28.进一步地，在所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的显影废液进口
外，还分别设有第一阀门v1和第十一阀门v11，用于控制显影废液是否流入所述第一过滤器单元f1或所述第二过滤器单元f2；在所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的再生液出口外，还分别设有第三阀门v3和第十三阀门v13，用于控制再生液是否输送给所述显影再生液储罐13；在所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的未被过滤的显影废液出口处，分别设有第四阀门v4和第十四阀门v14，并通过流出管路与所述显影废液储罐2相连接，用于将未被过滤的显影废液回流循环；所述第一浊度测量管l1和第二浊度测量管l2的入口处，分别设有第二阀门v2和第十二阀门v12，用于控制所述第一过滤器单元f1或所述第二过滤器单元f2的再生液是否进入所述浊度计17。
29.进一步地，所述清洗液储罐7具备从超纯水储罐3引入超纯水的管道及第二十五阀门v25，从稀释剂储罐9中引入稀释剂的管道及第二十六阀门v26，从显影液新液储罐5中引入新鲜显影液的管道及第二十七阀门v27；通过自动化控制，所述清洗液储罐15中，清洗液、超纯水及显影液新液按顺序流入，并在过滤单元与所述清洗液储罐15之间进行循环，按顺序对需要清洗的第一过滤器单元f1或第二过滤器单元f2进行清洗；所述清洗液储罐7还具有管路与排液泵p4相连接，用于排出清洗液储罐7中的液体。
30.进一步地，为了能充分利用清洗液，更好地循环清洗所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2，在所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的未被过滤的显影废液出口处，还分别设有通过第七阀门v7和第十七阀门v17的管路与所述清洗液储罐7相连接，用于将多余的清洗液循环回流。
31.进一步地，为了排干管路内的清洗液，在所述第一过滤器单元f1与第七阀门v7之间，还设有通过第八阀门v8的管路与所述清洗液排干管路8相连接；在所述第二过滤器单元f2与第十七阀门v17之间，还设有通过第十八阀门v18的管路与所述清洗液排干管路8相连接；在所述清洗液排干管路8的排出管路上，设有阀门v31。
32.进一步地，为了实现过滤单元的反清洗，在所述第一过滤器单元f1和所述第二过滤器单元f2的再生液出口还分别与超纯水储罐3相连接，在二者的连接管路上，还设有第五阀门v5和第十五阀门v15；通过自动化控制可实现对正在清洗的过滤器单元，在显影液新液流入前，向过滤器内部反方向流入超纯水。
33.进一步地，为了更好地排干管道废液，所述第一浊度测量管l1和第二浊度测量管l2还分别通过设有第六阀门v6和第十六阀门v16的管路直接与显影废液储罐2相连接。
34.进一步地，为了更好地排干管道内的清洗液，在所述第一过滤器单元f1的显影废液进口外，所述第一阀门v1与第一流入压力传感器t1之间，还设有带有第二十一阀门v21的管路与所述清洗液排干管路8相连接；在所述第二过滤器单元f2的显影废液进口外，所述第十一阀门v11与第二流入压力传感器t3之间，还设有带有第二十二阀门v22的管路与所述清洗液排干管路8相连接；所述第一浊度测量管l1和第二浊度测量管l2的入口处，所述第二阀门v2和第十二阀门v12之前，还分别设有带有第二十三阀门v23和第二十四阀门v24的管路与所述清洗液排干管路8相连接。
35.进一步地，本实用新型的lcd工艺中的成像用丙烯酸显影液的再生系统，虽示例图中网状过滤器单元数有2组，但是可根据用户要求，还包括与所述第一过滤器单元和所述第二过滤器单元并联设置的第三个至以上的过滤器单元，适当增加网状过滤器单元组数量。
36.优选地，本实用新型的第一过滤器单元f1和/或第二过滤器单元f2的过滤器采用
纳米过滤器、超滤器或筛网过滤器中的一种，更优选的为孔径大小在2μm以下的筛网过滤器20；所述网状过滤器20主要是由圆柱形外筒21和圆柱形网状物22组成；所述圆柱形外筒21上包括显影废液进口a、再生液出口d、未被过滤的显影废液出口c以及清洗液出口b；所述圆柱形网状物的孔径在2μm以下，只可通过2μm及以下大小的分子，所以分子量大的成像用丙烯酸的分子无法通过，残留在筛网过滤器上，而分子量小的显影液分子可顺利通过其过滤器，达到分离的目的。优选地，在所述圆柱形网状物22外还设有螺旋形导流片23，用于使显影液按导流片的方向旋转流动。
37.所述显影废液储罐2通过管路与显影剂缓存储罐1相连接，在该管路上设有流量计m1，所述显影剂缓存储罐1中的显影废液通过流量计m1计量后提供给所述显影废液储罐2。
38.所述再生显影液储罐6通过显影液供应管路与显影液机控制系统4相连接，在该供应管路上设有供应泵p3和流量计m2；流入再生显影液储罐6内的显影再生液由供应泵p2驱动并通过流量计m2计量后，向显影液机控制系统4中供应；该供应管路上另有循环回路返回所述再生显影液储罐6，其上设有第二十九阀门v29。
39.所述再生显影液储罐6还具备从所述显影液新液储罐5中引入新鲜显影液的管道及第二十八阀门v28，当再生显影液不足时用于，向显影液机控制系统4中供应显影液。
40.所述显影废液储罐2和所述再生显影液储罐6还分别通过管路与排液泵p4相连接，用于当全部装置需要进行检修时，通过排出管10排出所述显影废液储罐2和所述再生显影液储罐6的显影液。
41.优选地，所述第二阀门v2、第十二阀门v12、第二十三阀门v23、第二十四阀门v24、第二十七阀门v27、第二十八阀门v28和清洗液总阀门v29是气动阀门，其余阀门为电动阀门。
42.本实用新型的运行过程为：开启第一阀门v1和第二阀门v2，动力泵p1将清洗废液从显影废液储罐2中输送到第一过滤器单元f1；第一流入压力传感器t1和第一排出压力传感器t2测量流体压力；第三阀门v3只有在第一过滤器单元f1中流入显影废液过滤后，从浊度计17中测量出再生显影液的浊度值在设定值以内时开启，使第一过滤器单元f1中的再生显影液流入再生显影液储罐6中；当测量到第一过滤器单元的流入压力和排出压力之差大于设定值后，关闭第一阀门v1、第二阀门v2和第三阀门v3；开启第十一阀门v11和第十二阀门v12，动力泵p1将清洗废液从显影废液储罐2中输送到第二过滤器单元f2切换；第二流入压力传感器t3和第二排出压力传感器t4测量流体压力；第十三阀门v13是在第二过滤器单元f2中显影废液流入过滤后，通过浊度计17判定显影再生液的浊度在设定值以内的时候打开，使再生液从第二过滤器单元f2向显影再生液储罐13流入。
43.若第一过滤器单元f1的浊度值超过设定值（测量设定值），第三阀门v3关闭，第四阀门v4和第六阀门v6打开，显影废液回流到显影废液储罐2中再次进行过滤。
44.压力传感器t1和压力传感器t2实时监控网状过滤器的压差，高于设定差压值（例如：1kgf/cm
²
）时，第一阀门v1关闭，第十一阀门v11打开，显影废液的流路切换至第二过滤器单元f2，第一过滤器单元f1则切换至包括反洗的在线清洗模式。
45.第一过滤器单元的包括反洗的在线清洗将按照以下顺序进行：
46.首先，第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4和第六阀门v6关闭，清洗液储罐7中充填清洗剂——稀释剂，清洗液储罐7出口管路上的清洗液总阀门v29与第一清
洗液阀门v9均打开，稀释剂通过驱动泵p2流入第一过滤器单元f1的过滤器，并开启第七阀门v7，开始第1次循环清洗；
47.在稀释剂清洗进行中，第一过滤器单元的差压正常的话，清洗循环中断；开始第1次用超纯水清洗，此时，清洗液总阀门v29关闭，第三十阀门v30打开，清洗液储罐7中的稀释剂排出；第二十五阀门v25打开，在清洗液储罐7中注入超纯水；清洗液总阀门v29打开，关闭阀门v30和第二十五阀门v25，进行第2次清洗循环；
48.第2次清洗循环结束后，进入反洗模式，清洗液总阀门v29关闭，第五阀门v5打开，超纯水流入第一过滤器单元f1的过滤器中，第八阀门v8，第十阀门v10、第二十一阀门v21和第二十三阀门v23以及排液管路上的第三十一阀门v31均打开，进行用超纯水反洗；
49.在第一过滤器单元f1的反洗中，阀门v27打开清洗液储罐7用纯显影液充填，反洗结束后，第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4、第五阀门v5、第六阀门v6、第八阀门v8，第十阀门v10和第二十阀门v21关闭，第十七阀门v7，第二十三阀门v23、清洗液总阀门v29和第三十一阀门v31打开，通过驱动泵p2用纯显影液清除第一过滤器单元f1及管道内残留的超纯水，并通过所述清洗液排干管路8排出。
50.当压力传感器t3和t4实时监控网状过滤器的压差，高于设定差压值（例如：1kgf/cm
²
）时，第十一阀门v11关闭，第一阀门v1打开，显影废液的流路切换至第一过滤器单元f1，第一过滤器单元f2则切换至包括反洗的在线清洗模式。