液晶顯示設備與基片組裝設備的製造方法
2023-06-10 18:05:21 1
專利名稱：液晶顯示設備與基片組裝設備的製造方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示設備和基片組裝設備的組裝方法，其中層壓的一對基片被分別支撐並在真空腔體中彼此相對放置，且這些基片成面對面關係，在減壓狀態中基片間有狹窄間隙。
背景技術：
有兩種組裝液晶顯示器的方法。在一種方法中，以彼此面對面的關係以小到幾個μm的距離使用粘合劑(以下也稱為密封材料)把一對具有透明基片和薄膜電晶體陣列的玻璃基片結合在一起(完成的基片以下稱為單元)，並在這些基片之間形成的空氣間隔內填以液晶材料。在另一方法中，液晶材料滴注到一個基片的表面，其上使用密封材料形成一種封閉的模樣，使得不形成填充物孔，另一基片放置在先前的基片上，並使這些基片以面對面的關係彼此非常靠近。至於用於把基片以面對面的關係組合在一起的液晶顯示設備的組裝設備，有這樣的基片組裝設備，用於在施加如日本專利(公開號2001-133745(2001))中所公開內容中應用的壓力之前支撐上側的基片，其中上側基片通過粘合裝置支撐，且基片以面對面的關係通過減小在基片間形成的距離被結合在一起。在其優選實施例中，上述公開的內容中包括使用粘合片作為粘合裝置及一種結構的方法，其中在加壓板側設有開口，並在加壓板之上裝有一致動器，以使得粘合部件可在開口中上下流動。
在以上先有技術的結構中，基片被支撐以便在大氣壓中與粘合裝置接觸。在在大氣壓中使用粘合裝置支撐基片的情形下，可能有這樣的問題，即由於基片的凹和/或凸表面和基片的變形，空氣通過基片與粘合裝置之間滲透，並在腔體的內部壓力降低時，包含在基片與粘合裝置之間的空氣膨脹，在最壞情形下會導致不能支撐基片。
發明內容
本發明的目的是要提供一種能夠以加壓板牢固支撐基片的基片層壓設備，用於層壓液晶基片的基片組裝設備，以及對於液晶顯示設備使用這種設備的組裝方法，以便以高精度在高真空壓力中層壓基片，其中即使試圖增加基片的尺寸並降低基片的厚度，在液晶顯示器中也不會出現缺陷。
為了實現以上目的，本發明的特徵在於，提供了多個吸口用於抽吸加壓板以支撐基片之一；多個粘合裝置，用於通過粘合力支撐基片；以及壓力降低通道，用於降低由裝有所述粘合裝置和基片的開口形成的空隙內的壓力。此外，用於抽吸多個粘合裝置的多個吸口裝設在用於支撐另一基片以及加壓板的臺板上。而且，在降低了具有粘合裝置開口和基片的開口之間形成的空隙內的壓力之後，使粘合裝置壓在基片上並以該基片支撐。
在另一實施例中，至少在加壓板中，基片被吸引並吸附以及粘附地支撐在大氣壓中，然後把基片在壓力下與粘合劑結合之後，通過在給定的減低氣壓中使得至放置在臺板上的基片的距離變得狹窄來提供基片之一，最後通過操作裝設在加壓板處用於去除粘合部件的多個去除機構，粘合部件從層壓基片的表面去除。
使用裝設在真空腔體內的加壓板以及放置在至所述加壓板某一距離相反位置處的臺板，液晶基片之一由多個粘合裝置支撐在所述加壓板處，且密封材料以環形塗敷在液晶基片上，其上液晶劑定量滴在由密封材料形成的封閉環形區域中的另一液晶基片被放置在所述臺板上，並被以負壓或粘合裝置支撐，真空腔體的內部壓力降低，並在使兩個基片彼此定位之後，隨之通過使所述臺板和所述加壓板之間的距離變窄暫時層壓基片，然後把裝設在所述加壓板處的粘合裝置去除，最後液晶顯示設備完成，通過從基片之一分開加壓板之後恢復真空腔體內部對大氣壓的壓力使兩個基片牢固接觸。
從以下給出的本發明優選實施例的詳細說明及附圖，將更充分地理解本發明，然而它們不應當被看作是對本發明的限制，而僅是用於示例和理解。
這些圖中圖1是表示本發明的一實施例的基片組裝設備的示意剖視圖；圖2是粘附結合機構一例的詳細視圖；圖3是層壓基片的流程圖；圖4是表示用於層壓上和下基片的過程的主要部件的剖視圖；圖5是用於表示通過粘附結合機構進行層壓操作的示意圖；圖6是用於表示由粘附結合機構從基片表面去除操作的示意圖；圖7是表示在加壓板和臺板處裝設強化的粘附部件情形的一例的圖示；圖8是本發明另一實施例中基片層壓設備的一剖視圖；圖9是圖8中所示設備中層壓操作程序步驟的流程圖；圖10是表示形成真空腔體以用於施加圖8中所示基片層壓操作的狀態的圖示；圖11是表示從基片表面(液晶單元pc)去除圖8中所示粘附薄片過程的局部放大圖示；圖12是本發明另一實施例中粘附部件去除機構的結構圖。
具體實施例方式
以下將藉助於根據本發明的優選實施例參照附圖詳細討論本發明。在以下的說明中，要提供許多特別的細節以便提供對本發明徹底的理解。然而明顯的是，對於業內專業人員來說，本發明可在沒有這些細節的情況之下實施。有時，熟知的結構沒有詳細示出以避免對理解本發明不必要的妨礙。
現在參照
本發明的一個實施例。圖1示出根據本發明的基片層壓設備一整體結構。
圖1中，根據本發明的基片組裝設備100由下腔體T1和上腔體T2組成，且xyθ-方向驅動機構(未示出)裝設在下腔體T1之下。使用xyθ-方向驅動機構，下腔體T1能夠在定義為左和右方向的x軸及與x方向垂直的y軸自由移動。此外，使用θ-方向驅動機構，其上裝有下基片的臺板4可在垂直平面上對於下腔體單元通過到真空密封的軸被驅轉。當下基片1a安裝在臺板4上時，通過設在臺板4處的吸口7c施加抽吸操作。管路16a的一端連接到吸口7c，減壓(負壓)源通過閥門(未示出)連接到管路的另一端。所裝設的是這樣一種機構，其使得下基片1a由這一負壓源提供的負壓被吸引到吸口7c。
上腔體T2通過裝設上腔體單元6及在其中安裝的加壓板7構成，其中上腔體單元6和加壓板7能夠獨立地上下移動。就是說，上腔體單元6有一殼體8，其包括一直線襯套及內部的真空密封，並由軸9導向，在垂直方向(在z-軸)由固定在框架10處的缸體11驅動。加壓板7通過裝設在軸9處的驅動設備(未示出)在垂直方向(z-軸方向)移動。
上基片1b被吸引向裝設在加壓板7的下表面的吸口7d。管路16b的一端連接到吸口7d，一負壓源通過未示出的閥門連接到管路16b的另一端。在這一結構中，通過從負壓源提供負壓，上基片1b被吸附到加壓板7上。
在xyθ-方向驅動機構上的下腔體部分T1直接在上腔體部分T2之下移動，然後上腔體單元6向下移動，該上腔體單元6的法蘭接觸到裝設在下腔體單元5周圍的O-環12。然後這些腔體單元結合為單個的單元作為真空腔體。裝設在下腔體單元5周圍的球軸承13用於調節在真空中的O-環12的彈性變形量，這可在水平和垂直的任意位置調節。球軸承13的位置被調節以便優化O-環12的彈性變形量，以使得真空腔體內部的壓力可保持在給定的減壓狀態，並可獲得最大彈性。通過降低腔體內部的壓力產生的巨大的力由下腔體單元通過球軸承13支撐。由於這一結構，當層壓稍後將描述的上和下基片時，能夠易於通過在O-環12的彈性區域內細調下腔體部分T1形成這些基片的精確定位。
殼體8具有內置的真空密封以便可上下移動，使得即使當由連接上腔體單元6和下腔體單元5形成的真空腔體內的壓力降低時上腔體單元變形，也不會出現壓力洩漏。由於這一結構，由真空腔體變形造成的對軸9施加的壓力能夠被吸收，並一般能夠防止由軸9支撐的加壓板7的變形。這樣，上基片1b通過吸附部件18b被吸附到加壓板7的下表面，且由臺板4支撐的下基片1a能夠被層壓，同時能夠保持它們的水平狀態。加壓板7的上和下運動由安裝在軸9的上部分的驅動結構(未示出)執行。
安裝在上腔體單元6表面的真空管路14通過未示出的真空閥門和軟管連接到負壓源。這些組件用來把真空腔體的內部壓力降低到給定的壓力水平。裝設洩漏閥17是為了調節真空腔體內的真空度(減壓水平)，以便在任意壓力水平增加壓力。氣體清洗閥和管路15連接到壓力源，諸如氮氣(N2)或清潔的乾燥空氣，並用於把真空腔體內部的壓力恢復到大氣壓。
安裝圖象識別攝相機22a和22b用於讀取裝設在上和下基片1a和1a上的定位標記。用於圖象識別攝相機22a和22b的透明的觀察口23a和23b裝設在上腔體單元6中形成的孔6a和6b之上，以便建立真空密封防止空氣通過孔6a和6b流入腔體。在加壓板7上還設有小尺寸的孔7a和7b，圖象識別攝相機能夠通過孔7a和7b觀察在基片上形成的定位標記。
以下參照圖1和圖2，說明支撐上基片1b及其驅動部分的粘附部分的機構。圖2展示了粘附和支撐結構部分的詳細結構。
如圖2中所示，在加壓板7或臺板4處設有開口30，且具有粘附部件18的卡盒35安裝在轉軸33的一端部分的開口30之內，且這一卡盒可被更換。旋轉致動器32裝設在轉軸33的另一端，且旋轉致動器32固定在可活動臺板36處。在垂直方向移動的上和下驅動軸38的一端連接到並固定在固定件37處，且用於在垂直方向驅動的上和下致動器裝設在上和下驅動軸38的另一端。此外，連接到負壓源的腔體通路39裝設在加壓板7和臺板4內部，並裝設多個吸口7d和7c以便從腔體通路39通向加壓板7和臺板4的表面。腔體通路39還連接到開口30。
對於圖2所示的各致動器31和32，符號「a」指定給與加壓板相關的致動器，而符號「b」指定給與臺板相關的另一致動器。響應加壓板處的致動器31b和32b的操作，粘附部件18b上下移動並在開口30b內旋轉。軸33b由密封件33b密封以便直接在致動器31b之下上下移動並自由旋轉。開口30b連接到腔體通路39b，並通過未示出的閥門連接到負壓源，這樣就建立了上基片1b能夠被吸附的結構。替代如圖中所示在加壓板7內彼此連接的開口30b和吸口7d，允許這些部件通過在與基片接觸的加壓板7的表面上形成的用於在開口30b和吸口7d之間連接的通道連接。
上基片1b能夠被這樣支撐，使得由於其粘附作用而與粘附部件18b牢固接觸，無需使上基片被吸附到加壓板7的下表面。在這種結構中，為了支撐上基片1b以便其與下基片1a水平地相對，在指定的位置裝有多個粘附部件18b，相應地對於上基片1b的大小和形狀有它們間隔和粘附區。
在這一實施例中，其中由於旋轉粘附部件18b的旋轉致動器32以及由於垂直驅動粘附部件的上下致動器31是獨立裝設的，這允許具有它們的功能的單獨的致動器可使用球形螺栓等配置。這一實施例中的致動器能夠通過或者使用壓縮空氣或其它使用電動機驅動機構實現。
如上所述，下基片1a通過一種結構吸引和吸附，其中下基片連接到臺板4上的管路16a，閥門和負壓源(都未示出)。在該實施例中，粘附部件18a裝設在與用於加壓板7類似的結構中。致動器31a和32a安裝在設在臺板4處的多個開口30a之下。粘附部件18a裝設在從致動器31a和32a向上延伸的軸33a的頂端。通過致動器31a和32a的操作粘附部件18a上下運動並在開口10a內旋轉。類似於軸33b的方式，軸33a由密封件34a密封，以便可在直接致動器31a之下上下運動並旋轉。開口30a連接到吸口7c，並通過未示出的閥門連接到管路16a和負壓源，這樣建立了上基片1a能夠被吸引和吸附的結構。
為了穩固地支撐下基片1a，還在臺板4上指定位置裝設粘附部件18a，相應地對於上基片1a的大小和形狀有它們的間隔和粘附區。代替使用粘附部件18a用於在臺板4上固定下基片1a，允許使用機械針和輥軸。有合理的基本原理解釋為什麼代替使用吸引和吸附裝置而由針和輥軸固定下基片1a；在降低腔體內部壓力的過程中，由於當腔體內的真空度(減壓水平)超過吸引和吸附下基片1a所需的真空度(減壓水平)時所產生的壓差，下基片1a不能固定在臺板4上。為了解決這一問題，本實施例中的機構通過機械針與輥軸支撐下基片1a，以防止由於諸如來自設備本身的各種驅動源、地板和負壓源等激勵源產生的振動，或當層壓上和下基片時與密封件和液晶板接觸產生的阻力引起下基片1a的位移。
以下參照圖3到6，所要描述的是用於在根據本發明基片組裝設備中製造液晶顯示設備的過程。圖3示出層壓液晶基片操作的流程圖。圖4示出在各程序步驟設備操作狀態。圖5示出層壓基片中粘附和支撐機構的操作。圖6是對於在最初層壓操作之後從基片表面去除粘附支撐機構的操作的示意圖。
首先，使用機械手等把上液晶顯示基片1b傳送到加壓板7之下(步驟S1)。然後，通過向在加壓板7處形成的吸引和吸附口提供負壓，上液晶基片1b被吸引和吸附並支撐(步驟S2)。下液晶基片1a由機械手等傳送到臺板4之上(步驟S3)，並在對於臺板4定位下液晶基片之後，下液晶基片1a通過吸引和吸附操作被固定(步驟S4)。密封劑19塗敷在下液晶基片1a的上表面周圍上的閉環模樣中，且液晶劑20定量滴入封閉模樣中。在本實施例中，其中密封劑19提供在下液晶基片1a處，這允許把密封劑提供到上液晶基片或兩個液晶基片上。直到這一步驟的處理狀態示於圖4(a)。
接下來，下腔體部分T1移動到對於上腔體部分T2的位置(步驟S5)。圖4(b)表示其中在xyθ-方向驅動機構之上的下腔體部分T1向上腔體部分T2正下方移動，以及下液晶基片1a和上液晶基片1b彼此相對定位的狀態。如上所述，上液晶基片1b通過抽吸口7d對於加壓板7的吸引和吸附被支撐。此外，由於在這一結構中開口30b還連接到負壓源，上液晶基片也被吸引和吸附到開口30b。這時，上液晶基片1b的表面和粘合部件18b如圖5(a)中所示彼此分離定位，並且粘合部件18b的粘合表面與上液晶基片1b之間的空隙處於指定的減壓(真空)狀態。從這種狀態開始，如圖5(b)所示，通過致動器31b的操作粘合部件18b向上液晶基片1b表面移動並被吸引到上液晶基片1b(步驟S6)。這樣，當把粘合部件18b吸引到上液晶基片1b時，由於用於吸引和吸附操作的真空管16b的作用，在開口30b與基片表面之間形成的空隙處於壓力降低狀態。這樣，將可看到，即使通過降低真空腔體內的壓力而在基片與粘合部件之間沒有滲透的空氣，也能建立起指定的粘合力。例如，在空氣於基片和粘合部件之間滲透而沒有降低開口30b與基片表面之間的空隙中的壓力的情形下，使真空腔體內部的壓力降低，基片與粘合部件之間的空隙膨脹。這造成粘合力減小，這不能使基片被吸引和被支撐。
這一操作還幾乎同時施加到下液晶基片1a與粘合部件18a之間(步驟S6)，其中下液晶基片1a以重力方向被定位在臺板4上，這允許下液晶基片可由機械針和輥軸支撐，而不是與粘合部件18a固定。
在這樣固定上和下基片1b和1a之後，上腔體單元6如圖4(c)由缸體1向下移動，然後使上腔體單元6的法蘭接觸到配置在下腔體單元6周邊的O-環12，上和下腔體部件T1和T2整合為單體(步驟S7)。然後，腔體內的空氣通過真空管路14被抽出。由於通過整合上腔體單元6和下腔體單元5形成的真空腔體內的壓力降低，用於把上液晶基片1b吸引到加壓板7的壓力降低程度與真空腔體內部壓力降低程度之間的差別變得比較小，因而由加壓板7產生的吸引和吸附力消失，同時因為由粘合部件18b支撐上液晶基片1b不會下落。
這種狀態下，由於空氣不會在粘合部件18b的粘合表面與上基片1b之間滲透，它們的固定狀態能夠保持而不會有粘合力的變化。這樣，就不會有由於減壓的過程中空氣的膨脹所導致的粘合力降低以及上液晶基片1b下落這樣的問題。至於下液晶基片1a，其中粘合部件18a的粘合表面與下液晶基片1a彼此粘合固定，它們之間沒有任何滲入空氣，因而粘合力不會由於空氣的膨脹而降低，或不會發生上液晶基片1b的位移。
當真空腔體內部的壓力達到指定的真空度時，如圖6(a)所示，通過軸上的上下操作未示出的驅動機構，使加壓板7向下移動，同時定位上和下基片1b和1a。上下驅動機構的操作可產生強度足夠的施加的壓力，使得上液晶基片1b能夠牢固地與塗敷在下液晶基片1a的上表面周邊的封閉環模樣中的密封劑19接觸或壓擠，因而上和下壓擠基片1b和1a以指定的間隙被層壓(步驟S9)。圖6(a)示出這一狀態的放大圖示。在這一步驟，下液晶基片1a與上液晶基片1b以密封劑19被牢固地層壓。這樣，在這一機構中，即使真空腔體內部的壓力增加，封閉的密封模樣內部的空間的氣密性仍能夠保持在一定的程度，因而空氣向最終的層壓液晶基片之間的滲透量變得非常小。
然後，如上所述，小量的空氣通過洩漏閥17被引入真空腔體，真空腔體內部的壓力增加到指定的高於吸口7d內部負壓的減壓水平，且上和下液晶基片的支撐由它們之間的壓差建立(步驟S10)。進一步的定位操作使用這一支撐力進行，且施加的壓力由加壓板7產生，並獲得指定的最終壓力(步驟S11)。這一操作是需要的，因為如果在上基片1b接觸密封劑19之後在加壓過程中不進行附加的定位操作，可能由於當加壓時液晶和密封劑的阻力基片被移位。
在定位基片時，通過在上腔體單元6上形成的觀察口23a和23b使用圖象識別攝相機22a和22b讀取在上和下基片上形成的定位標記，並通過圖象處理來測量它們的位置，並最終通過操作在下腔體T1處未示出的xyθ-方向驅動機構進行高精度定位。在這一細調中，上和下腔體單元6和5之間的間隙通過球形軸承13保持為指定的距離，使得O-環12不會過分變形並可建立指定的減壓水平。
當在層壓基片之後從上和下液晶基片1b和1a去除粘合標記18b和18a時，進行如圖6(b)所示的進一步的操作。對於上液晶基片1b，使致動器32b在由箭頭所示的方向旋轉，並在扭轉粘合部件18b同時或之後操作致動器31b，以從基片表面剝離粘合部件18b。對於下液晶基片1a，以類似的方式使致動器32b在由箭頭所示的方向旋轉，並在扭轉粘合部件18a同時或之後操作致動器31a，從基片表面剝離粘合部件18a(步驟S12)。這一扭轉操作對於較易於從液晶基片去除粘合部件是必要的手段。這一扭轉操作可在與圖6(b)所示相反的方向進行。當剝離粘合部件時，各開口30a和30b周圍部件阻擋液晶基片1b和1a的移動。這樣，這些扭轉操作和提升操作使能夠易於從液晶基片去除粘合部件。
接下來，通過打開氣體清洗閥門15向真空腔體引入氮氣(N2)或清潔乾燥的空氣來等淨化真空腔體的內部，並使其內部壓力恢復到大氣壓(步驟S13)，並通過釋放吸口7d對液晶基片的吸引操作，使加壓板7上移(步驟S14)。然後，上腔體單元6上移且下腔體單元T1移動到其原始位置(圖4(a)所示)(步驟S15)，然後從臺板4抽出層壓單元pc(步驟S16)。層壓的上和下基片即單元pc的上和下表面由環境大氣壓均勻加壓，並且它們之間的間隙精確地達到指定的單元間隙。在以上程序步驟結束時，完成了對於基片的層壓操作。在基片之間的間隙在大氣壓中達到指定的單元間隙之後，通過對密封劑曝光使密封劑硬化而結束層壓工作。在完成機械加壓操作之後(完成步驟S12之後)對於通過曝光暫時固定密封劑有另一種方式。本實施例中，其中在移動下腔體T1之後基片由粘合部件支撐，允許在移動下腔體之前進行這一操作。此外，至於從基片表面去除粘合部件的操作，允許在恢復真空腔體內部壓力到大氣壓之後進行這一操作。
本實施例中，如上所述，是在由加壓板完成加壓最後階段之後進行去除加壓板處粘合部件的操作。另外還允許在基片不能由吸引和吸附操作支撐(只通過使粘合部件接觸基片被支撐)的狀態下，對基片施加初步的加壓操作之後，在從基片表面去除粘合部件之後使用加壓板最後施加的壓力與基片的定位一同施加，同時在通過增加腔體內部的壓力由吸引和吸附操作支撐基片的狀態扭轉粘合部件。
以下參照圖6和7，說明本發明的另一實施例中液晶顯示設備的製造方法。
本實施例中，在與先前所述的實施例類似的方式把上和下液晶基片放到加壓板和臺板上之後，真空腔體內部的壓力降低到指定的減壓水平。然後，如參照圖6(a)所述，通過上下操作未示出的驅動機構加壓板7在軸9上被向下移動，同時定位上和下基片1b和1a。上液晶基片1b向下液晶基片1a移動，直到它牢固接觸或壓擠塗敷在下壓擠基片1a的上表面周邊的封閉環模樣中的密封劑19。在先前所述的實施例中，在這一操作之後，真空腔體內部的壓力增加到指定的高於吸口7d內部負壓的減壓水平，並且上和下壓擠基片的支撐通過它們之間的壓差建立，最後，施加的壓力通過加壓板7產生，同時進行定位操作並獲得指定的最後壓力。
然而本實施例中，沒有使用由於增加真空腔體內部的壓力所導致的壓差。本實施例中，如圖7中所示，在加壓板7和與基片接觸的臺板的表面上局部形成具有較大摩擦係數的樹脂24或橡膠25材料。當施加定位和加壓操作時，液晶基片1a和1b在垂直於加壓板7和臺板4的方向的滑動由摩擦力阻止。由於這一結構，在腔體內部壓力沒有增加而是保持其減壓水平的狀態下，最後，施加的壓力由加壓板7產生，同時進行定位操作並獲得指定的最終壓力。以上的樹脂24或橡膠25材料可在接觸加壓板和臺板的表面的整個表面區域上形成。為了簡化說明，吸口，開口，粘合部件及其周圍區域在圖7中沒有示出。
當粘合部件分別從層壓的上和下基片去除時以及此後的操作與先前所述的實施例相同。
本發明不限於以上所述實施例，而是還可按以下方式實現。
(1)在以上實施例的結構中，粘合部件18b的粘合表面與上液晶基片1b可被層壓而在其中沒有空氣滲入。不使用這一結構，而是允許用於吸引液晶基片的一個或多個吸引和吸附口也裝設在粘合部件18b的粘合表面，並在使粘合表面與液晶基片接觸並使用在大氣壓中的吸引吸附操作支撐這些組件之後，以便防止通過突然抽取粘合表面與基片之間當在由粘合表面的吸引和吸附裝置在減壓的過程中產生的膨脹的空氣而使液晶基片脫落。這種情形下，使開口30b連接到真空腔體內部。該結構對於下液晶基片1a與以上所述類似。此外，它允許開口30b不連接到吸口7d，而是連接到另一負壓源。
(2)至於方法(1)的另一方式，它允許粘合部件18b的粘合表面在凹凸表面上形成，以防止當在大氣壓中層壓基片時空氣停留在粘合表面的凸出部分中，並允許停留在粘合表面凸出部分和液晶基片之間的在減壓過程中產生的膨脹空氣突然從凹陷部分向真空腔體內部釋放，以防止上液晶基片脫落。這種情形下，使開口30b連接到真空腔體內部。下液晶基片1a的結構與以上所述相同。
(3)允許吸口功能通過在加壓板7或臺板4表面上形成的凹坑實現，以便使用在凹坑之間形成的通道吸引和吸附各液晶基片。
以下參照圖8，將說明本發明的另一實施例。
圖1中，包括多個粘合部件和驅動部件的基片支撐機構裝設在加壓板7或臺板4中。反之，圖8所示的結構中，形成基片支撐機構的粘合部件裝設在加壓板7和臺板4整個表面。此外，在這一結構中，為了去除在加壓板7和臺板4整個表面上裝設的粘合部件，裝設了多個用於從基片去除粘合部件的粘合部件去除機構，以便從粘合部件表面延伸並接觸到基片的表面。
以下將說明本實施例中的基片支撐機構。
本實施例中在臺板4處的基片支撐機構包括鐵板41a和作為固定在並粘合在鐵板上的粘合部件的粘合薄片42a。在以下說明中，基片支撐機構還稱為層壓和支撐機構。吸口7c裝設在鐵板4處，且這一吸口7c被裝設成使其通過鐵板41a及基片支撐機構的粘合薄片42a連接。下基片1a加載到裝設在鐵板4上的基片支撐機構。加載的下基片1a由在粘合薄片處形成的吸口7c吸引和吸附，並粘合固定在粘合薄片42a上。管路16a的一端連接到吸口7c，而管路另一端通過未示出的閥門連接到減壓(負壓)源。這一結構中，下基片1a由負壓源提供的負壓被吸引和吸附到吸口7c。
先前所述的基片支撐機構是通過把鐵板42a一端壓向裝設在臺板4表面一端的止動器44a而定位的，並且其位置由壓力螺栓45a對鐵板41a的另一端通過裝設在臺板4的表面另一端上的支架44a加壓而保持。多個磁體43a裝設在臺板4的內部，且鐵板41由磁力吸引並支撐。在這一結構中，基片支撐機構由磁體的磁力和加壓螺栓45a的力支撐在臺板4上。
用於加壓板的基片支撐機構裝設在面向臺板4的加壓板7的表面。這一基片支撐機構在其用於加壓板7的部分具有鐵板41b，其用於臺板側的部分類似於此，以及在其用於臺板4的部分具有粘合薄片42。
用於吸引和吸附操作的吸口7d裝設在加壓板7處，且吸口7d通過基片支撐機構的鐵板41b和粘合薄片42b被連接。上基片1b被吸引和吸附到裝設在粘合薄片42b的下表面的吸口7d。管路16b的一端連接到這一吸口7d，且一負壓源通過未示出的閥門連接到管路16b的另一端。在這一結構中，通過施加來自這一負壓源的負壓，上基片1b被吸引和吸附到粘合薄片42b的表面，並被粘合固定。
以類似於先前對於臺板4所述情形的方式，基片支撐機構由配置在加壓板7內的多個磁體43b，用於定位基片的止動器44b，及加壓板7，通過用於對鐵板41b端面加壓的壓力螺栓45b經過裝設在加壓板7處的支架46b定位並支撐。
多個去除機構裝設在臺板4和加壓板7上，以便從基片的表面去除粘合薄片42a和42b。這些去除機構包括壓力軸(壓力部件)48a和48b，及用於形成在垂直方向驅動壓力軸的驅動機構的致動器47a和47b。在這一結構中，壓力軸48a和48b在其中移動的開口30a和30b連接到吸口7c和7d的流體通道，這樣可在開口30a和30b處形成吸引和吸附力。替代如圖所示在加壓板7內使開口30b和吸口7d彼此連接，允許在與基片接觸的加壓板7的表面上形成用於橋接開口30b和吸口7d的通道，以便使開口30b和吸口7d彼此連接。在不施加通過開口30b進行吸引和吸附操作及加壓和分離操作的情形下，允許開口30b延伸到加壓板7之外，而不是以密封件34b密封，以便使開口30b內的壓力等於腔體內的壓力。
上基片1b能夠以其粘合行為牢固地被支撐在粘合薄片42b的下表面，而無需把基片吸引和吸附在加壓板7的下表面上。相應於上基片1b的大小和形狀粘合薄片42b按它們的間隔和粘合面積裝設，使其水平地面向下基片1a來支撐上基片1b。在這一實施例中，下基片1a相對於以上所述的臺板4有相同的結構。
以下將參照圖9描述用於製造液晶顯示設備的過程。圖9示出層壓過程的流程圖。首先，使用機械手等把上液晶顯示基片1b裝入(步驟100)，並通過在加壓板7之下的粘合薄片42b處的粘合動作和吸引與吸附操作被支撐(步驟S102)。在通過向吸口施加負壓使基片被吸引和吸附，並通過粘合薄片42b的粘合動作使其被支撐時，由於用於吸引工件的負壓，空隙殘留在液晶基片和粘合薄片之間的可能性，與基片只由粘合動作而沒有吸引和吸附操作的情形比較可被降低。在使液晶基片周圍區域的壓力降低同時在液晶基片與粘合薄片之間殘留有任何空隙的情形下，殘留在粘合薄片42b與上液晶基片1b之間的空隙可能膨脹，因而存在降低的粘合力引起上液晶基片1b脫落的潛在可能。在上述實施例中，與液晶基片接觸的粘合薄片表面是製成為平坦的。為了進一步增加可靠性防止上液晶基片脫落，通過在粘合薄片表面上的區域中形成比液晶基片面積更寬的凹凸部分或通道，防止由於向粘合表面施加的負壓導致的殘留空隙的增長，並可允許形成凹凸部分，使得即使可能出現殘留空隙並且由於周圍區域壓力降低該殘留的空隙可能膨脹，包含的空氣也可通過粘合表面的凸起部分釋放到基片之外。在用於實現這一結構的一中方法中，在凸起表面形成用於吸引和吸附液晶基片的吸口。在用於實現這一結構的的另一方法中，使對於凹凸部分以及各通道的區域稍微小於基片的外圍，並在凸起表面形成吸口以便從凸起表面抽取空氣，應當看到這能夠防止液晶基片脫落。這種情形下，在凸起表面上吸口的形成能夠更有效從凸起表面以及從凹陷表面吸取殘留在凸起表面中的膨脹的空氣。
下液晶基片1a也是由機械手等裝入(步驟S103)，並由粘合作用和真空吸附操作固定在位於臺板4之上的粘合薄片42a(步驟S104)。本實施例中，液晶劑20滴到下液晶基片上，且用於密封周圍區域的粘合劑19塗敷在下液晶基片上。由於存在著殘留在粘合薄片42a和下液晶基片1a之間空隙可能膨脹的可能，並在降低液晶基片周圍區域壓力情形時下液晶基片1a可能發生位移，因而以類似對於上液晶基片1b情形的方式在粘合薄片上形成凹凸部分和通道。由於下液晶基片1a在重力方向位於臺板4之上，因而允許以機械針和輥軸而不是使用粘合薄片42a固定下液晶基片1a。本實施例中，粘合劑19塗敷在下液晶基片1a上，這允許在上液晶基片1b上塗敷粘合劑19。
如圖8中所示，從步驟S104結束狀態開始，在xy-方向驅動機構之上的下腔體部分T1移動到上腔體部分T2正下方的位置(步驟S105)。下液晶基片1a和上液晶基片1b彼此面對，且缸體11使上腔體單元6向下移動，上腔體單元6的法蘭接觸配置在下腔體單元5周圍的O-環12，且最後上和下腔體T1和T2合成為單體(步驟S106)。然後，腔體內的壓力降低且排出的空氣從真空管路14導出(步驟S107)。在以上腔體單元6和下腔體單元5合成到一起形成為單體的真空腔體內部的壓力降低時，用於在加壓板7處吸附上液晶基片1b的減壓水平與真空腔體內減壓水平之間的差變小，然後在加壓板7處的吸引和吸附作用消失。然而，粘合薄片42粘合地支撐上液晶基片1b。這時，由於上述的凹凸面和通道在粘合薄片42b的粘合表面上形成，所以不會出現由於在壓力降低操作中空氣膨脹所導致的粘合力降低或上液晶基片1b脫落的問題。此外，由於上述的凹凸面和通道還在用於下液晶基片1a的粘合薄片42a的粘合表面上形成，所以絕不會發生由於壓力降低操作中空氣膨脹所導致的下液晶基片1a的吸附力降低或移位。
現在真空腔體內部的壓力達到指定的減壓水平，通過操作未示出的在軸9上的上和下驅動機構使加壓板7向下移動，同時使上和下液晶基片1b和1a定位，然後以指定施加的壓力使上和下液晶基片1b和1a被層壓(步驟S108)。
在定位基片時，首先通過在上腔體單元6處形成的觀察口23a和23b以圖象識別攝相機22a和22b讀取在上和下液晶基片上形成的定位標記。在圖象處理部件中，從攝相機發送的圖象信號被處理並估計定位標記的位置，然後通過最後操作未示出的在下腔體T1處的xyθ-方向驅動機構進行高精度定位。在這一細調中，上和下腔體單元6和5之間的間隙由球軸承13保持為指定的距離，以使得O-環12不會過分變形，並可建立指定的減壓水平。
在層壓基片之後，程序步驟進入用於從上和下液晶基片即單元pc去除粘合部件42b和42a的操作。這一操作按圖10和11所示的過程進行。圖10和圖11(a)示出在其內部壓力降低的腔體中層壓基片之後的狀態。在這一狀態中，如圖所示，開口30b和30a內的壓力軸48b和48a(以下也稱為壓力針)定位於與單元pc的液晶基片1b和1a分開。然後，如圖11(b)所示，對於形成單元pc的上液晶基片1b，通過操作致動器47b使壓力軸48b在箭頭所示的方向移動，並對被層壓的上液晶基片1b表面以指定的壓力水平加壓(步驟S109)，且加壓板在這一狀態被上移(步驟S110)。這時，用於壓力軸48b以指定的壓力對單元pc的上液晶基片1b下壓，因而能夠從上液晶基片1b去除粘合薄片42b(這一去除方法以下也稱為加壓去除)(步驟S111)。然後壓力軸48b被上移並設置在離開上液晶基片1b之處(步驟S112)。然後，腔體內的壓力恢復到大氣壓，且上腔體單元6上移(步驟S113)。通過上移下壓力軸48a能夠把其餘的單元pc從粘合薄片42a去除(步驟S114)。最後，通過在水平方向移動下腔體把層壓的液晶基片(液晶單元pc)移出(步驟S115)。
對於從單元pc的上液晶基片1b去除粘合薄片42b的步驟，以上實施例中所描述的是壓力去除過程，其中壓力軸48b對上液晶基片1b施加指定的壓力水平。另外，當壓力軸48b下移並接觸到上液晶基片1b時還允許軸48b的停止位置被暫時固定，然後加壓板7上移，且壓力軸48b按等於上移加壓板7長度的長度被同步下移，以便去除粘合薄片而不改變它們的位置(這一去除方法以下也稱為位置固定去除)。
可以看到，如果在從單元pc的上基片1b以壓力軸48b的壓力操作去除粘合薄片42b之前，通過從吸口7d和開口30b向上液晶基片1b的表面噴射正壓力空氣或氣體，使粘合薄片的表面局部地從粘合薄片42b和上液晶基片1b分開，則只要推動壓力軸48b而無需施加任何作用於上液晶基片額外的壓力，基片就能夠被去除。當從粘合薄片42a去除單元pc下液晶基片1a時，可以看到，如果在以壓力軸48a的推動操作之前，通過從吸口7c和開口30a向下液晶基片1a的表面噴射正壓力空氣或氣體，使粘合薄片的表面局部地從粘合薄片42a和下液晶基片1a分離，則只要推動壓力軸48a而無需施加任何作用於下液晶基片額外的壓力，基片就能夠被去除。在以上實施例中，其中粘合部件由單個的粘合薄片組成，這允許在被層壓的基片尺寸較大即加壓板7和臺板4較大的情形下，可在加壓板7和臺板4的表面上裝設多個分開的粘合薄片。
此外，本實施例中，其中粘合機構藉助於帶有鐵板41和41b的臺板4裝設在加壓板7上，但允許裝設諸如塑料或陶瓷的板件而替代使用鐵板。這種情形下，需要在加壓板7和鐵板4處形成彈性機構用於固定由塑料或陶瓷製成的板件。此外，本實施例中的粘合機構還還可作為另一方法實現，其中粘合部件直接裝設在臺板或加壓板表面。
允許嵌入在加壓板7內部的致動器44b配置為用於驅動多個壓力軸48b的單個單元。嵌入在臺板4中的致動器44a可以類似的結構配置。
以下參照圖12將進而描述本發明的另一實施例。
本實施例中，修改了用於從基片表面去除粘合部件的去除機構的結構。在本實施例的去除機構中，其上裝有多個向加壓表面延伸的壓力針(壓力軸)48的針支撐板55(固定板)，與裝設在加壓板7的加壓面板7n上的壓簧支撐針56，壓簧54和針支撐板止動器53配合，以便在加壓板7內上下自由移動。支撐板57裝設在針支撐板55之上(在與加壓面相對的表面)，並且使用推動上液晶基片1表面的壓簧48，藉助於支撐板57推動由安裝在設置於驅動加壓板的軸9處的驅動板上的缸體50所膨脹的針支撐推動軸51，從上液晶基片表面去除粘合部件42。風箱58裝設在軸9的驅動板與上腔體6之間，這使得即使降低了腔體內的壓力，也能夠在腔體內保持減壓狀態。此外，密封件52也裝設在針支撐板推動軸51與上腔體單元6之間，它使得能夠保持腔體內部的減壓狀態。
臺板4側有幾乎與加壓板側相同的結構。與加壓板側不同在於，用作為上下移動針支撐板推動軸62的驅動源的缸體60裝設在下腔體單元。雖然允許缸體50也可裝設在上腔體單元6處加壓板側，但對於針支撐板推動軸51需要通過加壓板7的位移對其補償形成較大的行程，因為這種情形下加壓板7上下移動。
如上所述，本實施例中，有這樣的優越的效果，即對於各推動針不需要裝設各驅動源，並且設備的結構得以簡化。
如上所述，本實施例中，包括多個吸附孔的吸引和吸附機構，以及具有在薄片內形成的一粘合部件的粘合支撐機構裝設在加壓板或臺板之一處，且基片被吸引和支撐以及在大氣壓中被粘合和支撐，即使吸引和吸附力在腔體內減壓的過程中被降低基片也能由粘合力支撐，通過對基片以指定的減壓水平加壓使基片被層壓，最後，在層壓基片之後，使用包括裝設在加壓板和臺板處的多個推動軸的去除機構，從被層壓的基片的表面去除粘合部件。
如上所述，通過組合吸引力和粘合力兩者，可以看到，即使腔體的壓力降低也能夠支撐液晶基片而不會有位移，同時液晶基片在大氣壓下被支撐，且能夠形成高精度的層壓工件，並在層壓工件完成之後粘合部件能夠從液晶基片表面去除。
在以上說明中，假設基片用於液晶顯示設備，但顯然本發明可用於等離子顯示器和電發光(EL)顯示設備的基片以及這些顯示設備的組裝過程。
根據本發明，可以看到，即使液晶基片的尺寸較大且其厚度較小，也能夠避免在真空處理環境中製造過程的故障，並且能夠以高精度層壓液晶基片雖然已經就其示例性實施例對本發明進行了解釋，專業人員應當理解，在不背離本發明的精神和範圍之下可以在這裡或那裡作出上述的及各種其他的變化，簡化和添加。因而，本發明不應當理解為限制在以上提出的特定的實施例，而是包括對於在所附權利要求中提出的特徵函蓋的範圍內及其等價物能夠實施的所有可能的實施例。
權利要求
1.一種液晶顯示設備製造方法，其中待層壓的液晶基片之一由裝設在加壓板處的粘合與支撐機構支撐，其上定量滴有液晶劑的待層壓的另一液晶基片被支撐在臺板上，且所述液晶基片彼此面向，所述液晶基片通過提供在所述液晶基片兩者之一處的粘合劑在減壓環境中以狹窄間隙層壓，其中所述液晶基片之一通過在大氣壓中施加吸引和吸附力被吸引和吸附；以及液晶基片通過在吸引和吸附狀態下操作所述粘合與支撐機構由粘合部件支撐。
2.根據權利要求1的液晶顯示設備製造方法，其中在以裝設在所述加壓板處的粘合與支撐機構的粘合部件支撐液晶基片之一，且以指定的施加壓力層壓兩片液晶基片之後，在扭轉所述粘合部件的同時或之後所述粘合部件從液晶基片表面被去除。
3.根據權利要求1或2的液晶顯示設備製造方法，其中兩片液晶基片在具有其指定的減壓水平的腔體內被層壓，然後在在所述腔體內通過對所述腔體內部加壓形成大氣壓條件以使得吸引和吸附力可以起作用後，通過驅動所述粘合與支撐機構同時激活加壓力，所述粘合件從所述液晶基片表面被去除。
4.一種液晶顯示設備製造方法，其中待層壓的液晶基片之一由裝設在加壓板處的粘合與支撐機構支撐，待層壓的另一液晶基片支撐在一臺板上，且所述液晶基片彼此面向，所述液晶基片通過提供在所述液晶基片兩者之一處的粘合劑在減壓環境中以狹窄間隙被層壓，其中基片之一由裝設在加壓板內的一粘合裝置支撐；以及當層壓兩片基片之後一粘合部件在加壓板內被向後移動時，在相對於一基片表面扭轉所述粘合部件的同時或此後所述粘合件被向後移動。
5.根據權利要求4的液晶顯示設備製造方法，其中在對所述兩片基片層壓的過程中，在把腔體內部減壓到指定減壓水平之後，操作所述減壓板，並通過壓擠提供在所述基片任何之一上的粘合劑層壓所述兩片基片，然後增加所述腔體內部的壓力直到達到能夠通過吸引和吸附來支撐所述基片所需的減壓水平，在吸引和吸附狀態觀察定位標記，然後在定位的同時加壓板施加所施加的壓力，直到獲得指定的壓力施加水平，接下來所述粘合部件被扭轉並向後移動。
6.一種基片組裝設備，包括用於支撐待層壓的液晶基片之一的加壓板，裝設在所述加壓板處的粘合與支撐機構，以及支撐待層壓的另一液晶基片的臺板，其中具有由裝設在所述加壓板或臺板至少之一的驅動機構形成的基片之間的間隙，且所述基片在減壓的氣氛中以提供在所述基片至少之一處的粘合劑被層壓，其中多個吸口被裝設在所述加壓板處用於以負壓支撐基片；以及從所述吸口到開口連接的氣流通道，其中所述粘合和支撐機構的粘合部件。
7.根據權利要求6的基片組裝設備，其中所述粘合和支撐機構具有用於支撐基片的粘合部件，以及用於從基片表面扭轉和後移所述粘合部件的驅動機構。
8.根據權利要求6或7的基片組裝設備，其中所述粘合與支撐機構還裝設在所述臺板處。
9.一種液晶顯示設備製造方法，其中待層壓的液晶基片之一由一加壓板支撐，其上定量滴有液晶劑的待層壓的另一液晶基片被支撐在一臺板上，且所述液晶基片彼此面向，所述液晶基片通過提供在所述液晶基片兩者之一處的粘合劑在真空壓力中以狹窄間隙被層壓，其中所述液晶基片之一由裝設在所述加壓板處以便可拆卸的粘合部件支撐，並且在層壓兩片液晶基片之後，通過從所述加壓板延伸至少一個或多個推動部件以便推動所述液晶基片，所述粘合部件從液晶基片去除。
10.根據權利要求9的液晶顯示設備製造方法，其中所述另一液晶基片由裝設在所述臺板處的粘合部件支撐，在層壓兩片液晶基片之後，通過向液晶基片表面延伸至少一個或多個裝設在所述臺板處的推動部件以便推動所述液晶基片，所述粘合部件從一液晶基片被去除。
11.一種基片組裝設備，其中基片之一被支撐在一真空腔體的上部區域，另一待層壓基片被支撐在真空腔體的下部區域，且兩片基片彼此面對，使用提供在兩片基片至少之一處的粘合劑並在減壓氣氛中使兩片基片間的間隙變窄來層壓兩片基片，包括一粘合與支撐機構，其具有以薄片形式構成的粘合部件，以便添加到所述加壓板並從該加壓板上去除；以及一去除機構，包括一基片推動軸，用於從由所述粘合和支撐機構支撐的基片表面去除所述粘合部件，以及一驅動機構，用於驅動所述基片推動軸。
12.根據權利要求11的基片組裝設備，其中所述臺板包括所述粘合與支撐機構，且去除機構包括基片推動軸和用於驅動所述推動軸的驅動機構。
13.根據權利要求11或12的基片組裝設備，其中所述粘合和支撐機構是其中粘合部件被結合到一鐵板上的結構，且支撐作用是通過裝設在所述加壓板或所述臺板處的磁體建立的。
14.根據權利要求11或12的基片組裝設備，其中在所述粘合與支撐機構中所述去除機構的基片推動軸可移動的部分處設有滲透孔。
15.根據權利要求11的基片組裝設備，其中用於吸引和吸附操作的吸口裝設在所述加壓板處，並在所述粘合與支撐機構處設有用於吸引和吸附操作的滲透孔，以便連續地連接到用於在基片上吸引操作的與所述吸口相關的表面，並且裝設一粘合部件以便從所述滲透孔向外延伸。
16.根據權利要求11的基片組裝設備，其中所述去除機構包括裝設有多個推動軸的固定板和用於驅動所述固定板的驅動機構。
全文摘要
基片之一通過吸引和吸附操作及裝設在加壓板內的粘合裝置支撐；其上滴有液晶劑的另一基片通過吸引和吸附操作或通過粘合裝置被支撐在一臺板上，腔體內的壓力被降低直到獲得指定的減壓水平，然後在使基片牢固接觸位於下面的另一基片上的粘合劑之後增加壓力，且各基片由加壓板和臺板吸引和吸附，在定位基片的同時基片被層壓，然後當後移在加壓板或臺板中的粘合裝置時，在扭轉粘合部件的同時或之後從基片表面去除粘合部件。
文檔編號G02F1/1341GK1455287SQ0312043
公開日2003年11月12日 申請日期2003年3月14日 優先權日2002年3月14日
發明者八幡聡, 今泉潔, 遠藤政智, 山本立春 申請人:日立產業有限公司, 夏普株式會社