一种光学膜厚监控装置及监控方法与流程

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其是涉及一种光学膜厚监控装置及监控方法。

背景技术：

显示屏中的彩膜基板一般通过将黑色矩阵(bm)、红色(r)光阻材料、绿色(r)光阻材料、蓝色(b)光阻材料、保护膜及间隔物涂布于涂布基板上，经过曝光、显影和烘干后形成。r光阻材料、g光阻材料和b光阻材料经过曝光、显影及烘干后分别形成r光阻、g光阻及b光阻。由于高精细和超薄化是当今显示屏技术的发展趋势，而超薄化要求对光阻的膜厚进行严格的管控。但在机台量产的过程中无法对膜厚进行监控，当出现断膜/膜厚不均等涂布异常时，无法及时发现，容易造成异常片后流，对后制程造成影响。现有技术公开了一种检测涂布基板膜厚的方法，该方法是直接对涂布基板上的膜厚进行检测，但当涂布基板上存在凹凸不均的图型时，光路散射会导致无法接收回射光，在实际生产中无法实现对涂布基板膜厚的监控。

且生产中，为了防止光阻涂布头中的光阻因闲置一段时间后堵塞涂布头，通常在闲置一定时间或正式涂布前，在机台设置的预涂滚筒(dummyroller)上做预计涂布动作。但是，目前的光阻涂布头进行膜厚调试时，需要使用玻璃涂布光阻后，再用量测机台测试，通常膜厚调试需要三至四次补值才能调试成功，耗时较长且耗费玻璃较多。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种光学膜厚监控装置，用于监控涂布基板上的涂层厚度，该装置通过将光学膜厚监控装置设置在预涂滚筒上以实时监控预涂滚筒上的涂层厚度，从而根据预涂滚筒上的涂层厚度获取涂布基板上的涂层厚度，解决了现有技术中遇到涂布基板上存在凹凸不均的图型时，直接检测涂布基板上的涂层厚度无法实现的问题，实现了对涂布基板上涂层厚度的实时监控，此外，本发明还可用于调试膜厚，减少现有技术膜厚调试的时间及玻璃耗用。

根据本发明的一方面，一种光学膜厚监控装置，用于监控涂布基板上的涂层厚度，所述监控装置包括光感测系统和处理器，所述光感测系统与所述处理器电性连接；

其中，所述光感测系统用于检测预涂滚筒上的涂层厚度，所述处理器用于根据所述预涂滚筒上的涂层厚度获取所述涂布基板上的涂层厚度。

该装置通过将光学膜厚监控装置设置在预涂滚筒上以实时监控预涂滚筒上的涂层厚度，从而根据预涂滚筒上的涂层厚度获取涂布基板上的涂层厚度，实现了对涂布基板上涂层厚度的实时监控。

在一个实施方式中，所述光感测系统包括光源发射系统、信号接收系统和计算单元，所述计算单元分别与所述光源发射系统和所述信号接收系统电性连接；

其中，所述光源发射系统用于向所述预涂滚筒发射入射光；

所述信号接收系统，在涂布涂层前用于接收所述入射光经所述预涂滚筒表面反射后的第一反射光，在涂布涂层后用于接收所述入射光经所述预涂滚筒上的涂层表面反射后的第二反射光；

所述计算单元根据信号接收系统接收到的反射光信号得到所述预涂滚筒上的涂层厚度。

在一个实施方式中，所述处理器包括数据库，所述数据库用于存储所述预涂滚筒上的涂层厚度和所述涂布基板上的涂层厚度的对应关系。

在一个实施方式中，所述光源发射系统包括光源以及沿所述光源发出的光的前进方向上依次设置的狭缝和第一会聚镜，所述信号接收系统包括沿光的反射方向上依次设置的第二会聚镜和线性传感器；

其中，所述线性传感器包括受光单元和放大器，所述受光单元用于接收所述第一反射光和所述第二反射光，所述放大器用于放大受光单元接收到的光信号。

涂布涂层前，光源通过狭缝将光分成若干束，经分束后的光经过第一会聚镜投射到所述预涂滚筒的表面，一部分经预涂滚筒的表面反射后，经第二会聚镜投射到所述受光单元上。涂布涂层后，光源通过狭缝将光分成若干束，经分束后的光经过第一会聚镜投射到所述预涂滚筒上的涂层表面，一部分经预涂滚筒上的涂层表面反射后，经第二会聚镜投射到受光单元上；另一部分经预涂滚筒表面的涂层折射后达到预涂滚筒上的涂层，由于该监控装置多数情况下应用于光阻涂布，故达到涂层的光大部分被光阻吸收。所述放大器将受光单元接收到的反射光信号进行放大处理。具体的，将第一反射光与第二反射光信号在受光单元上的投射点之间的距离放大，根据光学检测原理，得到所述预涂滚筒上的涂层的厚度，然后，根据数据库中存储的预涂滚筒上的涂层厚度和所述涂布基板上的涂层厚度的对应关系获得所述涂布基板上的涂层厚度。

在一个实施方式中，所述光源发射系统还包括第一折光组件，所述第一折光组件、第一会聚镜和狭缝组成同光轴系统。

在一个实施方式中，所述信号接收系统还包括第二折光组件，所述第二折光组件、第二会聚镜和线性传感器组成同光轴系统。

设置所述第一折光组件和所述第二折光组件适用于空间有限的监测环境中，第一折光组件和第二折光组件均包括两个相配合的折光元件，所述第一会聚镜位于所述第一折光组件中的两个折光元件之间，所述第二会聚镜位于所述第二折光组件中的两个折光元件之间。通过设置第一折光组件和第二折光组件，使得光线按照预设的光路投射。

在一个实施方式中，所述入射光与所述预设滚筒上涂层表面的切线之间的夹角小于或等于12度。该角度越小，第一反射光和第二反射光投射到线性传感器之间的距离越大，检出率和准确度也会越高。

在一个实施方式中，所述处理器连接涂布控制器，所述涂布控制器连接涂布头；其中，所述涂布控制器接收所述处理器获取到的涂布基板上涂层厚度的信号，并藉以实时控制所述涂布头以调整所述涂布基板上涂层的厚度。

此外，该监控装置还可用于调试膜厚，通过检测预涂滚筒上做预计涂布动作时涂层的膜厚，并及时进行调整，减少了膜厚调试时间及玻璃耗用。

根据本发明的另一方面，一种监控涂布基板上涂层厚度的方法，包括以下步骤：

s1、获取预涂滚筒上的涂层厚度；

s2、根据所述预涂滚筒上的涂层厚度获取所述涂布基板上的涂层厚度。

在一个实施方式中，所述步骤s1包括：

s11、向所述预涂滚筒发射入射光，检测所述入射光在涂布涂层前经所述预涂滚筒表面反射后的第一反射光，及检测所述入射光在涂布涂层后经所述预涂滚筒上的涂层表面反射后的第二反射光；

s12、根据信号接收系统接收到的反射光信号得到预涂滚筒上的涂层厚度。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该装置通过将光学膜厚监控装置设置在预涂滚筒上以实时监控预涂滚筒上的涂层厚度，从而根据预涂滚筒上的涂层厚度获取涂布基板上的涂层厚度，解决了现有技术中遇到涂布基板上存在凹凸不均的图型时，直接检测涂布基板上的涂层厚度无法实现的问题，实现了对涂布基板上涂层厚度的实时监控，此外，本发明还可用于调试膜厚，减少现有技术膜厚调试的时间及玻璃耗用。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置的结构示意图。

图2显示了根据本发明的实施例所述的涂布装置的示意图。

图3显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置的光感测系统结构示意图。

图4显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置监控预涂滚筒上涂层厚度的原理示意图一。

图5显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置监控预涂滚筒上涂层厚度的原理示意图二。

图6显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置监控预涂滚筒涂层厚度的光学原理示意图一。

图7显示了根据本发明的实施例所述的光学膜厚监控装置监控预涂滚筒涂层厚度的光学原理示意图二。

图8显示了根据本发明的实施例所述的监控涂布基板上涂层厚度的方法流程图。

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绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种光学膜厚监控装置，用于监控涂布基板上的涂层厚度，所述监控装置包括光感测系统1和处理器2，所述光感测系统1与所述处理器2电性连接。

如图2所示，显示了一种涂布装置，其中，所述光感测系统1通过检测预涂滚筒3上的涂层的厚度，所述处理器2根据所述预涂滚筒3上的涂层的厚度获取所述涂布基板5上的涂层厚度。其中，所述预涂滚筒3上的涂层记为第一涂层4，所述涂布基板5上的涂层记为第二涂层(图中未表示)。

该装置通过将光学膜厚监控装置设置在预涂滚筒3上以实时监控预涂滚筒3上的第一涂层4的厚度，从而根据预涂滚筒3上的第一涂层4的厚度获取涂布基板5上的第二涂层的厚度，实现了对涂布基板5上的第二涂层的厚度的实时监控。

在一个实施例中，如图3所示，所述光感测系统1包括光源发射系统11、信号接收系统12和计算单元12，所述计算单元12分别与所述光源发射系统11和所述信号接收系统12电性连接；

参见图4和图5所示，其中，所述光源发射系统11用于向所述预涂滚筒3发射入射光a，所述信号接收系统12，在涂布涂层前用于接收所述入射光a经所述预涂滚筒3表面反射后的第一反射光b，在涂布涂层后用于接收所述入射光a经所述预涂滚筒3上的涂层表面反射后的第二反射光c；

所述计算单元13根据第一反射光b和第二反射光c在信号接收系统12上的光信号得到所述第一涂层4的厚度。

在一个实施例中，所述处理器2包括数据库21，所述数据库21用于存储所述第一涂层4的厚度和第二涂层的厚度的对应关系。

在一个实施例中，如图6所示，所述光源发射系统11包括光源111以及沿所述光源111发出的光的前进方向上依次设置的狭缝112和第一会聚镜113，所述信号接收系统12包括沿光的反射方向上依次设置的第二会聚镜121和线性传感器122；

其中，所述线性传感器122包括受光单元(图中未显示)和放大器(图中未显示)，所述受光单元用于接收所述第一反射光a和所述第二反射光b，所述放大器用于放大所述受光单元接收到的光信号。

涂布涂层前，光源111通过狭缝112将光分成若干束，优选为三条光束，通过将光分束，可以防止乱射造成的信号干扰，经分束后的光经过第一会聚镜113投射到所述预涂滚筒3的表面，一部分经预涂滚筒3的表面反射后，经第二会聚镜121投射到所述受光单元上。涂布涂层后，光源111通过狭缝112将光分成若干束，经分束后的光经过第一会聚镜113投射到所述第一涂层4的表面，一部分经第一涂层4的表面反射后，经第二会聚镜121投射到受光单元上；另一部分经达到第一涂层4，优选的，所述第一涂层4和第二涂层为光阻，进入光阻的光大部分被吸收，经光阻表面反射后到达受光单元的光被所述放大器进行放大处理。其中，涂布涂层前，入射光a经所述预涂滚筒3表面反射后的第一反射光b在受光单元上的投射点记为原点o，将原点o与被第一涂层4反射后的第二反射光c在受光单元上的投射点之间的距离放大，方便计算。

获取所述原点o与第二反射光c在受光单元上的投射点之间的距离放大后，根据光学检测的原理，得到所述预涂滚筒3上的涂层厚度，之后根据数据库中存储的预涂滚筒3上的涂层厚度和所述涂布基板5的涂层厚度的对应关系获得所述涂布基板5上的涂层厚度。

在一个实施例中，如图7所示，所述光源发射系统11还包括第一折光组件114，所述第一折光组件114、第一会聚镜113和狭缝112组成同光轴系统。

在一个实施例中，所述信号接收系统12还包括第二折光组件123，所述第二折光组件123、第二会聚镜121和线性传感器122组成同光轴系统。

设置所述第一折光组件114和所述第二折光组件123适用于空间有限的监测环境中，第一折光组件114和第二折光组件123均包括两个相配合的折光元件，所述第一会聚镜113位于所述第一折光组件114中的两个折光元件之间，所述第二会聚镜121位于所述第二折光组件123中的两个折光元件之间。通过设置第一折光组件114和第二折光组件123，使得光线按照预设的光路投射。

在一个实施例中，所述入射光与所述第一涂层4的表面的切线之间的夹角小于或等于12度。该角度越小，第一反射光b和第二反射光c投射到线性传感器122之间的距离越大，检出率和准确度也会越高。

在一个实施例中，所述处理器2连接涂布控制器(图中未显示)，所述涂布控制器连接涂布头7；其中，所述涂布控制器接收所述处理器2获取到的第一涂层4的厚度的信号，并藉以实时控制所述涂布头7以调整所述第二涂层的厚度。

此外，该监控装置还可用于调试膜厚，通过检测预涂滚筒3做预计涂布动作时第一涂层4的膜厚，并及时进行补值调整，减少了膜厚调试时间及玻璃耗用。

如图8所示，本实施例提供一种监控涂布基板上涂层厚度的方法，包括以下步骤：

s1、获取预涂滚筒3上的第一涂层4的厚度；

s2、根据所述第一涂层4的厚度获取所述涂布基板5上的第二涂层的厚度。

在一个实施例中，所述步骤s1包括：

s11、向所述预涂滚筒3发射入射光a，检测所述入射光a在涂布涂层前经所述预涂滚筒3表面反射后的第一反射光b，及检测所述入射光a在涂布涂层后经所述预涂滚筒3上的涂层表面反射后的第二反射光c；

s12、根据所述第一反射光b和第二反射光c在信号接收系统12的光信号得到预涂滚筒3上的涂层厚度。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该装置通过将光学膜厚监控装置设置在预涂滚筒上以实时监控预涂滚筒上的涂层厚度，从而根据预涂滚筒上的涂层厚度获取涂布基板上的涂层厚度，解决了现有技术中遇到涂布基板上存在凹凸不均的图型时，直接检测涂布基板上的涂层厚度无法实现的问题，实现了对涂布基板涂层厚度的实时监控，此外，本发明还可用于调试膜厚，减少现有技术膜厚调试的时间及玻璃耗用。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。