一種配向膜塗布方法以及配向膜製備裝置與流程

2023-10-06 07:50:24 1

本發明涉及顯示設備製造技術領域，特別涉及一種配向膜塗布方法以及配向膜製備裝置。

背景技術：

傳統配向膜工藝是利用不同尺寸的轉印板掛在印刷輥輪上，通過對位技術，將轉印板上的圖案轉印到基板上，之後進行摩擦配向。

但是，目前該技術有以下問題：1.受制於轉印板精度和對位精度的限制，塗布精度比較低，只有800±500um。2.由於不同尺寸轉印板不同，因為每次更換尺寸需要更換轉印板，操作複雜。3.由於非顯示區域和顯示區域配向膜塗布不同，具有段差，在摩擦配向時會造成布毛損傷，會造成摩擦不均勻。

技術實現要素：

本發明提供了一種配向膜塗布方法以及配向膜製備裝置，上述配向膜塗布方法採用對襯底基板進行全塗布的方式，利於提高配向膜的精確度，減緩摩擦布毛的磨損。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種配向膜塗布方法，所述方法包括：

在襯底基板一側整版塗布配向膜溶液並形成整層膜層；

對所述整層膜層進行摩擦配向；

採用構圖工藝對進行摩擦配向之後的所述整層膜層進行構圖，形成配向膜圖案。

上述配向膜塗布方法中，先對整版塗布配向膜溶液的襯底基板上的整層膜層進行摩擦配向，之後構圖形成配向膜圖案，該方法使得配向膜圖案的形成位置精度高，邊緣控制優良，使得通過該方法製成的配向膜可以憑藉高精度的特性應用於超窄邊框設計。而且，由於摩擦配向過程中沒有段差，有效的避免了摩擦布毛的損傷，可延長摩擦布毛的使用壽命。

此外，上述配向膜塗布方式採用對襯底基板整版塗布的方式，在生產多種型號的顯示面板時，可以不更換轉印板，多種型號都可以使用同一種轉印板，有效地增強生產的連續性，可提高生產效率。

因此，上述配向膜塗布方法採用對襯底基板進行全塗布的方式，利於提高配向膜的精確度，減緩摩擦布毛的磨損。

進一步地，所述構圖工藝包括：

採用雷射刻蝕方法進行刻蝕；或者，

採用等離子刻蝕方法進行刻蝕；或者，

採用先雷射刻蝕後等離子刻蝕的方法進行刻蝕。

進一步地，採用雷射刻蝕方法進行刻蝕時，採用雷射刻蝕裝置對所述整層膜層進行刻蝕，形成配向膜圖案。

進一步地，採用等離子刻蝕方法進行刻蝕時，採用等離子刻蝕裝置對所述整層膜層進行刻蝕，形成配向膜圖案。

進一步地，採用先雷射刻蝕後等離子刻蝕的方法進行刻蝕時，先採用雷射刻蝕裝置對所述整層膜層進行軟化，再採用等離子刻蝕裝置對軟化後的所述整層膜層進行轟擊，形成配向膜圖案。

本發明還提供了一種配向膜製備裝置，用於如以上任一項技術方案中所述的配向膜塗布方法，包括塗布裝置、配向裝置和構圖裝置，

所述塗布裝置用於在襯底基板一側整版塗布配向膜溶液並形成整層膜層；

所述配向裝置用於對所述整層膜層進行摩擦配向；

所述構圖裝置用於採用構圖工藝對進行摩擦配向之後的所述整層膜層進行構圖，形成配向膜圖案。

進一步地，所述構圖裝置為雷射刻蝕裝置，所述雷射刻蝕裝置包括雷射束髮射單元、平面準直鏡、平面反射鏡和平面聚焦鏡：

所述雷射束髮射單元位於所述平面準直鏡的焦點；所述平面準直鏡位於所述雷射束髮射單元與所述平面反射鏡之間，且所述平面準直鏡的光軸與所述平面反射鏡的鏡面呈45°夾角，所述平面準直鏡的光軸與所述平面聚焦鏡的光軸垂直；所述平面聚焦鏡的光軸與所述平面折反鏡的鏡面呈45°夾角。

進一步地，所述構圖裝置為等離子刻蝕裝置，所述等離子刻蝕裝置具有等離子發生腔，所述等離子發生腔通過管路連接有氧氣源和氬氣源；

所述等離子發生腔內安裝有兩個電極，兩個所述電極分別與高頻電源連接,以便充入所述等離子發生腔內的氬氣和氧氣經兩個所述電極產生的快速變化的電場形成高速等離子流體；

所述等離子發生腔的端部安裝有用於噴出所述等離子流體的噴嘴。

進一步地，所述構圖裝置還包括用於承載襯底基板的載物臺。

進一步地，所述載物臺為固定平臺；或者，

所述載物臺為移動平臺。

附圖說明

圖1a-圖1d為本發明實施例提供的配向膜塗布方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供的構圖工藝選取方法一時使用的裝置結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的構圖工藝選取方法三時使用的裝置結構示意圖。

圖標：1-襯底基板；2-整層膜層；3-配向膜圖案；4-雷射束髮射單元；5-平面準直鏡；6-平面反射鏡；7-平面聚焦鏡；8-等離子發生腔；9-氧氣源；10-氬氣源；11-電極；12-高頻電源；13-噴嘴。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參考圖1a-圖1d，本發明提供一種配向膜塗布方法，上述方法包括：

請參考圖1a至圖1b，在襯底基板1一側整版塗布配向膜溶液並形成整層膜層2；

請參考圖1c，對整層膜層2進行摩擦配向；

請參考圖1d，採用構圖工藝對進行摩擦配向之後的整層膜層2進行構圖，形成配向膜圖案3。

上述配向膜塗布方法中，先對整版塗布配向膜溶液的襯底基板1上的整層膜層2進行摩擦配向，之後構圖形成配向膜圖案3，該方法使得配向膜圖案3的形成位置精度高，邊緣控制優良，使得通過該方法製成的配向膜可以憑藉高精度的特性應用於超窄邊框設計。而且，由於摩擦配向過程中沒有段差，有效的避免了摩擦布毛的損傷，可延長摩擦布毛的使用壽命。

此外，上述配向膜塗布方式採用對襯底基板1整版塗布的方式，在生產多種型號的顯示面板時，可以不更換轉印板，多種型號都可以使用同一種轉印板，有效地增強生產的連續性，可提高生產效率。

因此，上述配向膜塗布方法採用對襯底基板1進行全塗布的方式，利於提高配向膜的精確度，減緩摩擦布毛的磨損。

在上述技術方案的基礎上，對進行摩擦配向之後的整層膜層2進行構圖的構圖工藝可包括多種方法，具體至少可以為以下幾種方法中的一種：

方法一：採用雷射刻蝕方法進行刻蝕。

需要說明的是，採用雷射刻蝕的方法可以提高刻蝕邊緣的平整度，使得待形成的配向膜圖案3上的整層膜層2的刻蝕區域與非刻蝕區域的交界處更加清晰、準確，邊緣控制效果較好。

方法二：採用等離子刻蝕方法進行刻蝕。

需要說明的是，採用等離子刻蝕方法進行刻蝕的方法可縮短刻蝕操作過程所需時間，加快生產速度，提高生產速率。

方法三：採用先雷射刻蝕後等離子刻蝕的方法進行刻蝕。

步驟一：採用雷射刻蝕方法進行初步刻蝕；

步驟二：採用等離子刻蝕方法進行二次刻蝕。

作為一種優選實施例，在方法三中刻蝕操作過程中，先採用雷射刻蝕的方法將待形成的配向膜圖案3上的整層膜層2的刻蝕區域用雷射束進行初步刻蝕，在該操作中雷射束可清晰準確的劃分配向膜的刻蝕區域和非刻蝕區域。在上述過程中，雷射刻蝕方法將刻蝕區域的整層膜層2加熱軟化，之後採用的等離子刻蝕方法對上述刻蝕區域進行二次刻蝕直至構圖工藝完成。

需要說明的是，上述方法三中不僅採用雷射刻蝕方法準確的劃分刻蝕區域與非刻蝕區域的邊界，而且等離子刻蝕方法加快整個刻蝕操作的速度，縮短時間。

在上述方法一中技術方案的基礎上，請參考圖2，採用雷射刻蝕方法進行刻蝕時，採用雷射刻蝕裝置對整層膜層2進行刻蝕，形成配向膜圖案3。

在上述方法二中技術方案的基礎上，採用等離子刻蝕方法進行刻蝕時，採用等離子刻蝕裝置對整層膜層2進行刻蝕，形成配向膜圖案3。

在上述方法三中技術方案的基礎上，請參考圖3，採用先雷射刻蝕後等離子刻蝕的方法進行刻蝕時，先採用雷射刻蝕裝置對整層膜層2進行軟化，再採用等離子刻蝕裝置對軟化後的整層膜層2進行轟擊，形成配向膜圖案3。

在上述技術方案的基礎上，本發明還提供了一種配向膜製備裝置，用於如以上任一項技術方案中的配向膜塗布方法，包括塗布裝置、配向裝置和構圖裝置，

塗布裝置用於在襯底基板1一側整版塗布配向膜溶液並形成整層膜層2；

配向裝置用於對整層膜層2進行摩擦配向；

構圖裝置用於採用構圖工藝對進行摩擦配向之後的整層膜層2進行構圖，形成配向膜圖案3。

在上述技術方案的基礎上，請繼續參考圖2，選取構圖裝置為雷射刻蝕裝置，雷射刻蝕裝置包括雷射束髮射單元4、平面準直鏡5、平面反射鏡6和平面聚焦鏡7：

雷射束髮射單元4位於平面準直鏡5的焦點；平面準直鏡5位於雷射束髮射單元4與平面反射鏡6之間，且平面準直鏡5的光軸與平面反射鏡6的鏡面呈45°夾角，平面準直鏡5的光軸與平面聚焦鏡7的光軸垂直；平面聚焦鏡7的光軸與平面折反鏡的鏡面呈45°夾角。

需要說明的是，平凸準直鏡的光軸與平凸聚焦鏡的光軸垂直，利於變焦距的平凸聚焦鏡來調節光斑的刻蝕面積以及累積光亮值。雷射刻蝕裝置的總能量(mj/cm2)＝強度(mw/cm2)×時間(sec)＝強度(mw/cm)×[刻蝕距離(cm)/刻蝕頭與機臺相對速度(cm/sec)]，請繼續參考圖2，雷射刻蝕裝置的刻蝕角度tanα＝d/t，t為整層膜層2的厚度，d為待形成配向膜圖案3的整層膜層2的刻蝕區域寬度。

具體地，在方法一與方法三中技術方案的基礎上，雷射束髮射單元4發射的雷射束射向平面準直鏡5，雷射束經過平面準直鏡5後變成平行雷射束，平行雷射束照射在平面反射鏡6上且經平面反射鏡6反射改變軌跡，改變軌跡後平行雷射束經過平面聚焦鏡7，平面聚焦鏡7對平行雷射束聚焦形成焦點，焦點位於配向膜的刻蝕區域。

在方法一中技術方案的基礎上，通過檢查判斷刻蝕區域形態，雷射刻蝕裝置調節適當強度對刻蝕區域進行照射，從而對刻蝕區域進行刻蝕。

在方法三中技術方案的基礎上，通過檢查判斷刻蝕區域形態，雷射刻蝕裝置調節適當強度對刻蝕區域進行照射，刻蝕區域吸收光線後會發生表面融化，之後選取等離子刻蝕裝置對經過初步刻蝕的刻蝕區域進行二次刻蝕。

或者，在上述技術方案的基礎上，選取構圖裝置為等離子刻蝕裝置，等離子刻蝕裝置具有等離子發生腔8，等離子發生腔8通過管路連接有氧氣源9和氬氣源10；

等離子發生腔8內安裝有兩個電極11，兩個電極11分別與高頻電源12連接,以便充入等離子發生腔8內的氬氣和氧氣經兩個電極11產生的快速變化的電場形成高速等離子流體；

等離子發生腔8的端部安裝有用於噴出等離子流體的噴嘴13。

具體地，在方法二和方法三中技術方案的基礎上，等離子刻蝕裝置具有等離子發生腔8，在等離子發生腔8內安裝有兩個電極11，兩個電極11通過與其連接的高頻電源12產生快速變化的電場，充入等離子發生腔8內的氬氣和氧氣在電場內形成高速等離子流體，高速等離子流體在噴嘴13處噴出從而對與非顯示區域對應的刻蝕區域進行刻蝕。

需要說明的是，通過檢查判斷刻蝕區域形態，等離子刻蝕裝置調節適當強度對刻蝕區域進行照射，從而對刻蝕區域進行刻蝕。

在上述方法一、方法二和方法三中技術方案的基礎上，採用構圖裝置對整層膜層2的構圖操作過程為：構圖裝置接收到上遊檢查設備傳遞的襯底基板1上應形成的配向膜圖案3以及與非顯示區域對應的刻蝕區域刻蝕線坐標點，摩擦配向部按照坐標進行移動，顯微鏡停止在檢出刻蝕區域上方，顯微鏡對刻蝕區域進行對焦，電荷耦合器件進行拍照，通過對圖像進行差分處理，識別出襯底基板1上、摩擦配向後的整層膜層2灰度差異最大點作為刻蝕區域中心，構圖裝置進行構圖。

在上述技術方案的基礎上，上述構圖裝置還包括用於承載襯底基板1的載物臺。

需要說明的是，在上述載物臺上進行構圖操作，以形成配向膜圖案3。

在上述技術方案中的載物臺可以有多種結構，具體結構至少為以下幾種結構中的一種：

結構一：載物臺為固定平臺。

需要說明的是，為了滿足對載物臺上的襯底基板1不同部位的構圖操作，當載物臺為固定平臺時，構圖裝置相對固定平臺可移動。構圖裝置與xy移動單元連接，xy移動單元控制構圖裝置在x方向和y方向的移動。

結構二：載物臺為可移動平臺。

在結構二中技術方案的基礎上，載物臺可分別沿x方向移動和y方向移動；或者，

載物臺可沿x方向或者y方向移動。

需要說明的是，當載物臺可分別沿x方向移動和y方向移動，載物臺由xy移動單元控制，構圖裝置為固定結構，在進行構圖操作時，載物臺相對構圖裝置移動；當載物臺可沿x方向或者y方向移動，構圖裝置位置可調，對載物臺移動方向的限制進行補充，即當載物臺可沿x方向移動時，構圖裝置可沿y方向移動，二者均受xy移動單元控制；同理，當載物臺可沿y方向移動時,構圖裝置可沿x方向移動，二者均受xy移動單元控制。

上述幾種結構使得構圖裝置對整層膜層2進行構圖操作時，構圖裝置可刻蝕二維平面上的各個點，刻蝕範圍廣。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。