涂布装置制造方法
【专利摘要】一种涂布装置，用以将一涂液涂布于一基材上，该涂布装置包括：一涂布头，具有一涂液出口，该涂布头与该基材适于沿一第一轴向相对移动，并能够通过该涂液出口将该涂液涂布于该基材；一调节件，连接于该涂布头，该调节件包含一设置于该涂液出口处的活动垫片，该活动垫片适于沿一第二轴向移动，以调节该涂液出口的开口率；以及一驱动组件，与该调节件相接，用以控制该调节件沿该第二轴向进行移动。
【专利说明】涂布装置
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于一种涂布装置，特别是指一种可进行图形化涂布的涂布装置。【背景技术】
[0002]溶剂型涂布利用液体具有粘度与流动的惯性力涂于一个固体载体表面上以产生一个均匀薄膜的精密技术，广泛的应用在半导体制程，面板加工技术与光学膜制作技术上。目前涂布技术例如有身计量式(self-metering)的含浸式涂布(dip coating)、滚筒式涂布(roller coating)、刮刀式涂布(blade coating)、喷涂式涂布(inkjet coating)及点胶式涂布(dispensing)。当光学涂液或是功能性涂液涂布在基材上之后一般需要通过后制程将涂布层图形化，例如先将光阻剂涂布在基材上烘焙成膜，再利用曝光显影技术将薄膜图形化。光学胶涂布亦然，先将可拨胶印刷在载板上，在光学胶涂布初固化后，再将可拨胶移除，得到图形化涂布层。后制程的增加不只是提高的生产成本外，也容易因外来污染物影响涂布层外观。
[0003]传统的狭缝式涂布装置，所涂布的图形图案是具有一固定宽度的形状(例如矩形形状)，或是具有规则形状。但随着设计的不同需求，有些产品所需的图形图案是需要有变化性的(例如不规则形状)，因此传统设备不能满足这样的需求。
实用新型内容
[0004]为解决现有技术的问题，本实用新型主要目的在于提供一种通过活动垫片的调整而控制涂液在基材上的图形，以符合二维图形化涂布要求的涂布装置。
[0005]本实用新型实施例提供一种涂布装置，用以将一涂液涂布于一基材上，以形成一涂布层，该涂布装置包括:一涂布头，具有一涂液出口，该涂布头与该基材适于沿一第一轴向相对移动，并通过该涂液出口用以将该涂液涂布于该基材；一调节件，连接于该涂布头，该调节件包含一设置于该涂液出口处的活动垫片，该活动垫片适于沿一第二轴向移动，以调节该涂液出口的开口率；以及一驱动组件，与该调节件相接，用以控制该调节件沿该第二轴向移动。
[0006]根据上述构思，更包括一承载平台，用以承载被涂布的该基材。
[0007]根据上述构思，该基材通过真空吸附、静电吸附，或机械装置的方式固定在该承载平台上。
[0008]根据上述构思，该涂布头包括一公模以及一母模，该公模与该母模对应结合，该活动垫片配置于该公模与该母模之间。
[0009]根据上述构思，该涂布装置还包括一固定垫片，配置于该公模与该母模之间，且该活动垫片与该固定垫片沿一第三轴向进行排布。
[0010]根据上述构思，在该涂布头与该基材沿该第一轴向进行相对移动时，该活动垫片沿该第二轴向移动，调整该涂液出口的开口率。
[0011]根据上述构思，该调节件还包括一感应凸轮，该感应凸轮连接于该活动垫片。[0012]根据上述构思，该驱动组件为一图形模块，该图形模块具有一侧边，该侧边对应于该涂布层的形状，该感应凸轮可沿该侧边作动。
[0013]根据上述构思，该图形模块设置在该涂布头的至少一侧。
[0014]根据上述构思，该涂布装置更包括一涂液存储器以及一涂液输送组件，该涂液存储器连通于该涂布头，而该涂液输送组件用以将外部的该涂液输送至该涂液存储器中。
[0015]根据上述构思，该涂液输送组件为泵。
[0016]根据上述构思，更包括一涂液压力控制组件，用以控制该涂液存储器输送至该涂布头的该涂液的输送压力。
[0017]根据上述构思，该涂液压力控制组件为马达。
[0018]根据上述构思，该涂布装置更包括一控制单元，该控制单元包含神经网路系统或可编程电脑控制系统。
[0019]根据上述构思，该驱动组件为电脑数值控制系统，其连动控制该调节件的移动。
[0020]本实用新型的有益效果在于，实施例所提供的涂布装置，通过在涂布头移动的过程中，活动垫片与涂布头的相对位置可改变，以此，涂布头在移动的过程中经由调整涂液出口的开口率，而使涂布的图案具有不规则形状。
[0021]为了能更进一步了解本实用新型为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明、图式，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1A至图1C是本实用新型一实施例的涂布装置于使用状态中的立体示意图。
[0023]图2是本实用新型一实施例的涂布装置的局部立体示意图。
[0024]图3是图2的涂布装置的局部爆炸示意图。
[0025]图4A至图4B是图2的涂布装置于使用状态中母模的局部剖面示意图。
[0026]图5为本实用新型一实施例的涂布装置沿第三轴向的上视图。
[0027]图6A是另一实施例母模的局部剖面示意图。
[0028]图6B为另一实施例的涂布装置沿第三轴向的上视图。
[0029]图7A是又一实施例母模的局部剖面示意图。
[0030]图7B为又一实施例的涂布装置沿第三轴向的上视图。
[0031]图8是本实用新型一实施例的涂布装置的局部侧视示意图。
[0032]图9是本实用新型一实施例的涂布方法的步骤流程图。
[0033]【主要元件符号说明】
[0034]涂布装置I
[0035]涂布头110
[0036]公模111
[0037]母模112
[0038]第一凹槽1011
[0039]第二凹槽1012[0040]涂液出口101
[0041]涂液流道102
[0042]涂液入口103
[0043]组装面P1、P2
[0044]容置空间Ml、M2
[0045]涂液出口宽度dl、d2
[0046]调节件120
[0047]活动垫片121
[0048]外接端122
[0049]感应凸轮123
[0050]连接架124
[0051]凸杆1241
[0052]弹性件1242
[0053]驱动组件130
[0054]图形模块131
[0055]图形模块的侧边L
[0056]承载平台140
[0057]固定垫片150
[0058]涂液存储器160
[0059]涂液压力控制组件170
[0060]控制阀171
[0061]涂液输送组件180
[0062]输送阀1幻
[0063]输送管182
[0064]基材2
[0065]涂布层3
[0066]步骤SI ?S3
[0067]X第一轴向
[0068]Y第二轴向
[0069]Z第三轴向
【具体实施方式】
[0070]为便于了解本实用新型涂布装置的涂布方式，请参考图1A至图1C，图1A至图1C绘示了本实用新型一实施例的涂布装置于使用状态中的立体示意图。
[0071]如图1A所示，涂布装置I包含有三个主要部件:涂布头110、调节件120、驱动组件130，调节件120连接于涂布头110，驱动组件130连接于调节件120，各组件的具体构造后文将详述。
[0072]在本实施例中，涂布装置I更包含承载平台140，用以承载被涂布的基材2。待涂布的基材2可通过真空吸附、静电吸附，或机械装置等方式固定在承载平台140上。基材2可为卷材等载体，例如为玻璃基材、或塑胶基材。同时，基材2亦可为复合叠层的载体，例如已形成有光学涂层的玻璃基材。
[0073]进一步参考图1B和图1C，在涂布过程中，涂布头110具有涂液出口(后文详述)，且涂布头110能够与基材2沿一第一轴向X进行相对移动，并能够通过涂液出口将涂液涂布于基材2。于本实施例，涂布过程中，承载平台140是处于静置状态，而涂布头110进行移动。但不难理解，在另一实施例中，亦可使涂布头110处于静置状态，而承载平台140进行移动。在又一实施例中，亦可使涂布头110和承载平台140都进行移动。
[0074]在涂布头110与基材2沿第一轴向X进行相对移动时，在第二轴向Y上，驱动组件130可驱动调节件120，进而调整经由涂布头110所涂布的涂液的尺寸，形成如图1C所示的涂布层3。
[0075]以下将详述本实用新型涂布装置I的构造及作动原理。
[0076]请参考图2至图5，图2是本实用新型一实施例的涂布装置的局部立体示意图，而图3是图2的涂布装置I的局部爆炸示意图，图4A和图4B为涂布装置于使用状态中母模的局部剖面示意图，图5为涂布装置沿第三轴向Z的上视图。
[0077]如图2和图3所示，涂布头110包含公模111和母模112，公模111与母模112可对应结合。公模111和母模112分别具有一组装面Pl和一组装面P2。公模111的组装面Pl以及母模112的组装面P2两者形状、大小可大致相同。在本实施例中，公模111的组装面Pl上开设有第一凹槽1011，而母模112的组装面P2开设有第二凹槽1012。第一凹槽1011以及第二凹槽1012两者的延伸方向大致沿第二轴向Y，且形状、大小也可大致相同，如皆为长条形状。第一凹槽1011以及第二凹槽1012的设置位置相对应，例如第一凹槽1011以及第二凹槽1012分别邻接于公模111组装面Pl以及母模112组装面P2的底边。也即，公模111的底端可暴露第一凹槽1011，且母模112的底端可暴露第二凹槽1012。如图5所示，涂布头110具有涂液出口 101，其为第一凹槽1011与第二凹槽1012所围设的空间所构成。在本实施例中，公模111和母模112还分别设置有容置空间Ml和M2。
[0078]母模112的第二凹槽1012的位置设置有多个涂液入口 103，其用以将外部涂液导入到涂液流道102(后文将详述)。在另一实施例中，涂液入口 103亦可设置于公模111上。涂液流道102位于涂液出口 101的上方，涂液流道102的宽度可略大于、略小于或等于狭缝状涂液出口 101的宽度。涂布装置I还包括固定垫片150，配置于公模111和母模112之间，更具体地，在本实施例中，固定垫片150亦配置于第一凹槽1011和第二凹槽1012所围设的空间，且活动垫片121与固定垫片150沿第三轴向Z进行排布。于本实施例中，固定垫片150能与公模111、母模112配合，例如可通过螺丝锁缚的方式进行配合。
[0079]调节件120连接于涂布头110，且包含设置于涂液出口 101处的活动垫片121、活动垫片121的外接端122、感应凸轮123、连接架124，其中，连接架124包含凸杆1241和弹性件1242，感应凸轮123通过连接架124以及外接端122连接于活动垫片121。
[0080]当公模111和母模112对应接合之后，活动垫片121将配置于公模111与母模112之间。于本实施例中，活动垫片121将配置于第一凹槽1011和第二凹槽1012所围设的空间，而弹性件1242和凸杆1241将配置于容置空间Ml和M2。更具体而言，活动垫片121设置在涂液出口 101的一侧(或两侧)，且活动垫片121设置在涂液出口 101的短边端，且活动垫片121的高度可略大于、略小于或略等于狭缝状涂液出口 101的高度。弹性件1242位于容置空间Ml和M2的一端可抵住于涂布头110，而弹性件1242的另一端可抵住凸杆1241，弹性件1242可被凸杆1241与涂布头110压缩。
[0081]驱动组件130连接于调节件120，用以控制调节件120的活动垫片121沿第二轴向Y进行移动。在本实施例中，驱动组件130为图形模块131，图形模块131具有一侧边L，侧边L对应于涂布层3的形状，侧边L沿第一轴向X进行延展，且感应凸轮123可沿侧边L进行作动。
[0082]复结合图1A至图1C，不难理解，在涂布头110与基材2沿一第一轴向X相对移动时，感应凸轮123可沿图形模块131的一侧边L进行滚动，并凭借弹性件1242和凸杆1241的连动作用，使得活动垫片121沿第二轴向Y的进行移动，调整涂液出口 101的开口率(如图4A和图4B，涂液出口 101的开口率可为dl和d2等不同宽度)。
[0083]图形模块131为可拆卸的模块，以根据不同产品需要作调整。图形模块131可设置在涂布头Iio的至少一侧(于本实施例中，涂布头110的两侧都有设置图形模块131)，且图形模块131的侧边L可具有不同的特定形状，图形模块122的尺寸也可根据涂布层3图案的长度或宽度而设计。
[0084]值得一提的是，在本实用新型一实施例中，驱动组件130可以是其它控制系统，其可电脑化连动控制调节件120的移动，而调整狭缝状涂液出口 101的开口率。详细而言，驱动组件130例如为电脑数值控制系统(CNC, Computer Numerical Control),而不使用图形模块131。活动垫片121的外接端122与所述控制系统连接，所述控制系统可通过程序设计调整活动垫片121的移动。
[0085]以上各组件的相对位置亦可视需要作多种变型，以下将说明本实用新型涂布装置的其它实施例。需先叙明，以下各实施例各组件未作说明的其它特性可与前述实施例相同，后续不再赘述。
[0086]请同时参考图3、图6A和图6B，图6A是另一实施例母模的局部剖面示意图，图6B为另一实施例涂布装置沿第三轴向Z的上视图。比照图6A与图4A，可知母模112的第二凹槽1012的区域可依需要进行调整，以本实施例而言，如为满足节省固定垫片150的目的。比照图6B与图5，可知公模111的上亦可不开设第一凹槽1011。
[0087]请同时参考图3、图7A和图7B，图7A是又一实施例母模的局部剖面示意图，图7B为又一实施例涂布装置沿第三轴向Z的上视图。比照图7A与图4A、图7B与图5，可知母模112的形状可依需要作调整，且母模112的第二凹槽1012可仅配置出涂液流道102。同时，公模111亦可不开设第一凹槽1011。于此实施例中，活动垫片121、固定垫片150沿第三轴向Z进行配置排布，且配置于公模111和母模112之间。固定垫片150配置于公模111与母模112之间，能使公模111与母模112之间具有间隙，也就是说，公模111与母模112对应结合，公模111组装面Pl以及母模112组装面P2之间具有特定距离，以此形成狭缝状涂液出口 101。于本实施例中，公模111、母模112以及固定垫片150分别包含有至少一个螺丝口，公模111、母模112以及固定垫片150上的螺丝口的位置、尺寸相对应，螺丝等固定件可穿设于公模111、母模112以及固定垫片150上相对应的螺丝口，以固定公模111、母模112与固定垫片150。也就是说，公模111和母模112可通过穿设于螺丝口的螺丝锁缚固定垫片150。螺丝口均匀分布，以确保固定垫片150各部分受力均匀。不难理解，于其它实施例中，固定垫片150亦可与公模111或母模112 —体成形。[0088]在以上各实施例中，公模111、母模112、固定垫片150以及活动垫片121的材料例如可为不锈钢等材料。
[0089]结合以上各实施例，可知涂布头110的各组件与调节件120的各组件的组合关系(如公模、母模的凹槽和容置空间的位置、形状，以及调节件相对公模、母模的位置)可视需要作多种调整。
[0090]以下将就外部涂液如何凭借涂液入口 103进入涂液流道102进行详述。
[0091]请同时参考图7A和图8，图8是本实用新型一实施例的涂布装置的局部侧视示意图。在本实用新型一实施例中，涂布装置I还可包括涂液存储器160以及涂液输送组件180。涂液存储器160连通于涂布头110，例如通过导管连通于母模112的涂液入口 103。涂液输送组件180用以将外部涂液输送至涂液存储器160中。涂液输送组件180例如为泵，且涂液输送组件180可具有输送阀181以及输送管182。在本实施例中，涂布装置I还可包括涂液压力控制组件170，涂液压力控制组件170用以控制涂液存储器160输送至涂布头110的涂液的输送压力。涂液压力控制组件170例如为马达，且涂液压力控制组件170可具有控制阀171。
[0092]需说明的是，为利于展示各关键组件的相对位置，本实用新型的图示中略去部分非关键的组件，以图1A为例，于图示中，驱动组件130似为悬空设置，便本领域人员应不难理解，其仅为示例使用，于实际产品中，驱动组件130例如凭借一外接件进行固定。类似组件的位置都可依此理解，故不再一一赘述。
[0093]在本实用新型一实施例中，涂布装置I还可包括控制单元，举例而言，控制单元可包含神经网路系统(Neural network system)或是可编程电脑控制系统(Programmablecontrol system)。可编程电脑控制系统用以程式化地控制涂布头110与承载平台140的相对移动速度与移动位置，精准计算涂液输送流量与速率，与活动垫片121的移动位置与速度。涂布控制的基础理论可以从简化白努利方程式(Bernoulli’s equation)得到一简易方程式:
[0094]P IVlAl=P 2V2A2,
[0095]P:涂液密度，V:流速，A:涂液出口投影面积。
[0096]换句话说，当涂液密度固定时，活动垫片121缩小涂液出口投影面积，涂布头110与承载平台140的相对移动速度就需要降低，或者，可降低涂布头110涂液出口压力。控制单元可依据涂布图形而控制涂液流率，并可确定涂布程序，以此，涂布装置I可用以得到一个具有异型图形(Geometry-shaped pattern)涂布图案。另外，控制单元还可延伸到抽吸涂布头110里的涂液，以稳定控制涂液吐出量以达到稳定的涂层厚度。
[0097]上述实施例可归纳出本实用新型一实施例的涂布方法，请参照图9，图9是本实用新型一实施例的涂布方法的步骤流程图。首先，提供一涂布装置1，涂布装置I包含:一涂布头110，具有一涂液出口 101 调节件120，连接于涂布头110，调节件120包含一设置于涂液出口 101处的活动垫片121 ;以及一驱动组件130，连接于调节件120 (步骤SI)。涂布装置I各组件的相对关系可参考前面的描述。其次，将一基材2设置于涂布头110下方(步骤S2)。最后，使涂布头110与基材2沿一第一轴向X进行相对移动，且同时通过驱动组件130驱动调节件120，使活动垫片121沿一第二轴向Y进行移动，进而调整涂液出口 101的开口率(步骤S3)。[0098]本实用新型实施例所提供的涂布装置1，可用以将涂液涂布于基材2上。所述涂布装置I可通过调节件120的活动垫片121的调整而控制涂液在基材2上的图形，以符合二维异型涂布的要求，避免于后制程导入时所伴随的外观缺陷的发生。具体而言，在涂布头110移动的过程中，活动垫片121会调整其与母模112的相对位置，以此，涂布头110在移动的过程中会经由调整狭缝状涂液出口 101的开口率而使涂布的图形图案具有不规则形状。所述涂布装置I可用以得到具有均匀膜厚以及二维异型特征图形的涂布膜层。所述涂布装置I可用以得到特定涂布形状与均匀的成膜厚度。
[0099]所述涂布装置I可用以得到特定涂布形状与薄形化的成膜厚度，同时保持成膜的致密性与物理性质化学性质可靠度。所述涂布装置I在涂布的过程可避免涂液回收的问题。所述狭缝式涂布装置I可用以得到较平坦的成膜，成膜具有较小表面粗糙度，在应用于光学膜制程时，可避免成膜表面粗糙度影响光学效果，减少渐层与彩虹纹等缺陷的产生。此夕卜，所述涂布装置I对涂液的选择性较低，适合具有不同粘度的涂液，或适合具有不同含量固成份的涂液。再者，所述涂布装置I于用以可图形化成膜的同时，可提升基材2使用率，并可快速成膜。
[0100]以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以限定本实用新型的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种涂布装置，其特征在于，该涂布装置用以将一涂液涂布于一基材上，以形成一涂布层，该涂布装置包括: 一涂布头，具有一涂液出口，该涂布头与该基材能沿一第一轴向相对移动，并通过该涂液出口用以将该涂液涂布于该基材； 一调节件，连接于该涂布头，该调节件包含一设置于该涂液出口处的活动垫片，该活动垫片能沿一第二轴向移动，以调节该涂液出口的开口率；以及 一驱动组件，与该调节件相接，用以控制该调节件沿该第二轴向移动。
2.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，更包括一承载平台，用以承载被涂布的该基材。
3.如权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，该基材通过真空吸附、静电吸附，或机械装置的方式固定在该承载平台上。
4.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，该涂布头包括一公模以及一母模，该公模与该母模对应结合，该活动垫片配置于该公模与该母模之间。
5.如权利要求4所述的涂布装置，其特征在于，该涂布装置还包括一固定垫片，配置于该公模与该母模之间，且该活动垫片与该固定垫片沿一第三轴向进行排布。
6.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，在该涂布头与该基材沿该第一轴向进行相对移动时，该活动垫片沿该第二轴向移动，调整该涂液出口的开口率。
7.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，该调节件还包括一感应凸轮，该感应凸轮连接于该活动垫片。
8.如权利要求7所述的涂布装置，其特征在于，该驱动组件为一图形模块，该图形模块具有一侧边，该侧边对应于该涂布层的形状，该感应凸轮可沿该侧边作动。
9.如权利要求8所述的涂布装置，其特征在于，该图形模块设置在该涂布头的至少一侧。
10.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，该涂布装置更包括一涂液存储器以及一涂液输送组件，该涂液存储器连通于该涂布头，而该涂液输送组件用以将外部的该涂液输送至该涂液存储器中。
11.如权利要求10所述的涂布装置，其特征在于，该涂液输送组件为泵。
12.如权利要求10所述的涂布装置，其特征在于，更包括一涂液压力控制组件，用以控制该涂液存储器输送至该涂布头的该涂液的输送压力。
13.如权利要求12所述的涂布装置，其特征在于，该涂液压力控制组件为马达。
14.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，该涂布装置更包括一控制单元，该控制单元包含神经网路系统或可编程电脑控制系统。
15.如权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，该驱动组件为电脑数值控制系统，其连动控制该调节件的移动。
【文档编号】B05C5/00GK203578115SQ201320601998
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】黄俊尧, 陈英哲, 洪博斌, 江益增 申请人:宸鸿光电科技股份有限公司