CN100353242C - 具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室 - Google Patents

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Abstract

一种具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，包括具有第一和第二台架的粘合舱室，连接到粘合舱室的通风管，在粘合舱室处于真空状态下之后用通风管向粘合舱室内引入空气或气体，以及一个加热器，用来加热通过通风管引入的空气或气体。

Description

具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室
本申请要求享有2002年3月22日递交的P2002-15641号韩国专利申请的权益，该申请可供参考。
本申请综合参考了两件未决的申请，即2002年6月28日递交的第10/184,096号，名称为“System And Method For Manufacturing Liquid CrystalDisplay Devices”(8733.666.00号)和2002年6月28日递交的第10/184,088号，名称为“System For Fabricating Liquid Crystal Display And Method OfFabricating Liquid Crystal Display Using The Same”(8733.684.00号)，此处引用了它们的全文。
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，特别是粘合装置舱室的气体温度控制装置。
背景技术
近来，信息通信领域的发展对各种类型显示器件的需求不断增加。针对这一需求已经开发了各种平板型显示器，例如有液晶显示器(LCD)，等离子体显示面板(PDP)，电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD)。它们被用做各种设备的显示器。
特别是具有高分辨率，重量轻，外形薄并且低功耗等优越性的LCD器件已经投入使用。另外，LCD器件被广泛用于移动设备，例如是用做笔记本计算机的监视器，并且为接收和显示广播信号开发了用于计算机和电视机的监视器。
改善LCD器件影像质量的努力与高分辨率、重量轻、外形薄并且低功耗等优越性相抵触。为了使LCD器件能用做通用影像显示，必须要改善诸如清晰度、亮度和大显示面积等影像质量。
LCD器件具有用来显示影像的LCD面板和为LCD面板提供驱动信号的驱动单元。LCD面板具有按一定单元间隙粘合到一起的第一和第二玻璃基板，在其间注入液晶材料。
按照现有技术制造LCD器件的方法，包括液晶注入方法，包括在第一和第二基板之一上形成密封剂图形而构成一个注入口，在真空处理舱室内将第一基板和第二基板彼此粘合，并且通过注入口注入液晶显示材料。按照现有技术制造LCD器件的另一种方法是液晶滴注方法，在日本专利申请11-089612和11-172903号中公开的液晶滴注方法包括在第一基板上滴注液晶材料，将第二基板布置在第一基板上面，再移动第一和第二基板彼此接近，并且将第一和第二基板彼此粘合。
与液晶注入方法相比，液晶滴注方法的优越性在于不需要形成液晶材料注入口，注入液晶材料和密封注入口等等步骤，因为液晶材料是预先分配到第一基板上的。为此已经研发了实施液晶滴注方法的各种装置。
图1和2表示按照现有技术采用液晶滴注方法的基板装配装置的截面图。在图1中，基板装配装置包括框架10、上台架21、下台架22、密封剂分配器(未示出)，液晶材料分配器30，包括上舱室单元31和下舱室单元32的一个处理舱室，舱室移动系统40，和一个台架移动系统50。舱室移动系统40包括一驱动电动机，驱动它将下舱室单元32选择移动到执行粘合步骤的位置，或是移动到溢出密封剂和滴注液晶的位置。台架移动系统50包括另一个驱动电动机，驱动它将上台架21沿着与上、下台架21和22垂直的一个垂直方向移动。
密封剂分配器和液晶材料分配器30被安装在执行粘合步骤的位置一侧。作为用来为上舱室单元31提供真空的真空源的真空阀23和管线24被连接到上舱室单元31。作为压力源的排气阀25和气管26也连接到上舱室单元31压力使上舱室单元31恢复到大气压状态。
舱室移动系统40包括一驱动电动机，驱动它将下舱室单元32选择移动到执行粘合步骤的位置，或是移动到溢出密封剂和滴注液晶的位置。台架移动系统50包括另一个驱动电动机，驱动它将上台架21沿着与上、下台架21和22垂直的一个垂直方向移动。
以下要解释用图1和2的基板装配装置制造液晶显示器件的一种方法。首先将第二基板52装载到上台架21上，并将第一基板51装载到下台架22上。然后用舱室移动系统40将具有下台架22的下舱室单元32移动到一个处理位置分配密封剂并且分配液晶材料。接着由舱室移动系统40将下舱室单元32移动到一个处理位置去粘合基板。然后用舱室移动系统40将上、下舱室单元31和32装配到一起形成真空气密密封，并且用一个真空发生系统降低舱室内的压力。
然后在上述真空状态下由台架移动系统50将上台架21向下移动，使固定在上台架21上的第二基板52与固定在下台架22上的第一基板51紧密接触。然后通过连续施压来执行将各个基板彼此粘合的步骤。随后通过排气阀25和气管26向舱室部分内引入气体或空气使舱室从真空状态恢复到大气压状态，对粘合的基板施压。
然而，按照现有技术的基板装配装置是有缺点的。首先，为了使舱室部分从真空状态恢复到大气压状态，由于空气或气体是按未加热状态提供的，供应的空气或气体中所含的湿气可能因真空舱室和排出气体之间的温度差而凝结。凝结的空气或湿气可能滴注到基板上使液晶材料的特性发生改变。其次，由于真空舱室被维持在室温，液晶材料在粘合的基板之间分散的速度很慢，这样会减缓制造过程而降低产量。
发明内容
本发明所涉及的粘合装置舱室的气体温度控制装置能够基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的这些问题。
本发明的一个优点是为粘合装置的粘合舱室提供了一种气体温度控制装置，可通过为舱室供应加热的空气或气体来缩短制造时间。
本发明的另一优点是，由于舱室内温度的升高，液晶材料能够在粘合舱室内的基板上平滑地分散。
以下要说明本发明的附加特征和优点，有些内容可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了按照本发明的意图实现上述目的和其他优点，以下要具体和概括地说明，一种具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，包括具有第一和第二台架的粘合舱室；连接到粘合舱室的通风管，在粘合舱室处于真空状态下之后用通风管向粘合舱室内引入空气或气体；以及一个加热器，用来加热通过通风管引入的空气或气体。
按照本发明的另一方面，一种采用粘合舱室制造液晶显示器的方法，包括将液晶显示器的第一和第二基板插入粘合舱室；将粘合舱室置于真空状态下；在真空状态下在粘合舱室内粘合第一和第二基板；以及在粘合完第一和第二基板之后向粘合舱室内引入加热的空气或气体。
按照本发明的又一方面是一种用于粘合装置的粘合舱室的气体温度控制装置，该装置包括：用来粘合第一和第二基板的粘合舱室；分别安装在粘合舱室下部和上部空间内的下台架和上台架；在粘合舱室处于真空状态下之后向粘合舱室内引入空气或气体的通风管；以及用来加热通过通风管引入的空气或气体的加热器。加热器包括连接到通风管的一个加热罐。加热器将空气或气体加热到30℃到100℃的温度范围。通风管包括一个按照通风时间打开或关闭的阀门。通风时间在5分钟以内。优选的气体包括N2。
应该意识到以上对本发明的概述和下文的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。
附图说明
所包括的用来便于理解本发明并且作为本申请一个组成部分的附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。
图1表示按照现有技术在液晶滴注阶段基于液晶滴注形式的一种基板装配装置的示意图；
图2表示按照现有技术在基板粘合阶段基于液晶滴注形式的一种基板装配装置的示意图；
图3是按照本发明用液晶滴注方法制造LCD中使用的一种粘合装置的示意图；
图4是按照本发明第一实施例的粘合舱室气体温度控制装置的示意图；
图5是按照本发明第二实施例的粘合舱室气体温度控制装置的示意图。
具体实施方式
以下要具体描述本发明的最佳实施例，在附图中表示了这些例子。
图3是按照本发明用液晶滴注方法制造LCD中使用的一种粘合装置的示意图。参加图3，本发明用来制造液晶形式器件的粘合装置，包括粘合舱室110、上台架121、下台架122、台架移动装置131和132、一个真空装置，它包括吸气泵200、管112和阀门112a，和包括通风管113和阀门113a的通风装置以及一个装载器300。粘合舱室110选择进入真空状态或大气压状态，依次通过对基板施压和利用压力差来粘合基板。在粘合舱室110外围的预定部位形成一个开口111用来接收或排出各个基板。
排气管112和通风管113被连接到粘合舱室110的一侧。排气管112用吸力从真空装置中排出原有的空气。通风管113将空气或气体(N2)引入粘合舱室110而将粘合舱室内部维持在大气压状态。就这样选择粘合舱室进入和脱离真空状态。尽管在图3中仅表示了一个排气管112和一个通风管，也可以设置多个排气管112和通风管。用电信号控制阀门112a和113a，分别打开和关闭设置在排气管112和通风管113上的管路。
在粘合舱室110的开口111处还设有一个用来选择打开或关闭开口111的门(未示出)。门可以是滑动门或者旋转门。也可以采用其它适当结构的门。如果采用滑动门或者旋转门，还要有密封剂来密封间隙。
在粘合舱室110内侧的上、下部分分别设置彼此面对的上、下台架。由装载器300送入粘合舱室的第一和第二基板510和520被固定到上、下台架121和122上并且被置于粘合舱室内的正确位置。
在上、下台架121和122上设有一或多个静电吸盘(ESC)121a和122a，用静电力固定基板。还要在上、下台架上设置一或多个真空孔121b，用真空力保持并粘合基板。
静电吸盘121a和122a包括多对平板电极，为它提供用静电粘合基板的具有不同极性的直流电流。或者是可以用一个具有双极性的静电吸盘121a提供静电吸力。
沿着设在上台架121底部的各个静电吸盘121a的外围形成多个真空孔121b。各个真空孔121b通过多个路径121c彼此连通。由一个真空泵123产生真空力。
在下台架122的一侧设有一或多个静电吸盘122a，用静电力保持台架上的基板，还要设置一或多个真空孔(未示出)，用真空力保持台架上的基板。
本发明的台架移动系统包括上移动轴131、下移动轴132和驱动电动机133及134。驱动移动轴131有选择地上下移动上台架121。驱动旋转轴132在横向上有选择地移动下台架122。驱动电动机133和134用来选择驱动从粘合舱室外部伸入粘合舱室内部并且邻接到各个台架121和122的轴。
驱动器135在对准基板时横向移动下台架122。
由真空装置提供吸力，将粘合舱室110置于真空状态。为此，真空装置要有一个被驱动产生空气吸力的吸气泵200。吸气泵200要与粘合舱室110的排气管112连通。
与设在粘合舱室110内部的其他部件不同，装载器被单独设置在粘合舱室100外部。装载器向粘合舱室110中装载和从粘合舱室中卸载滴有液晶的第一基板510和涂有密封剂的第二基板520。
装载器具有用来输送带液晶的第一基板510的第一臂和用来输送带密封剂的第二基板520的第二臂320。在臂310和320上的第一和第二基板510和520被输送到粘合舱室110内部之前，第一臂310的定位比第二臂320要高。
第一臂310的定位比第二臂320要高，防止各种异物落在第一基板510上面的液晶上。换句话说，如果第二臂320的定位比第一臂310高，随着第二基板520的移动，各种异物就可能落在第一基板510上面的液晶上。
第一臂310不必仅仅输送带液晶的第一基板510，第二臂320也不必仅仅输送带密封剂的第二基板520。但是最好用第一臂310仅仅输送带液晶的基板，而第二臂320仅仅输送带密封剂的基板。或者是，如果一个基板上同时有液晶和密封剂，就能用第一臂310输送这一基板，而第二臂320可以输送另一个基板。
本发明的粘合装置还包括对准装置600，用来检查被装载器送入粘合舱室110并装载到台架121和122上的第一和第二基板510和520的对准状态。对准装置600可以设置在粘合舱室110的内部或外部。然而，为了解释对准装置，图中的对准装置600被设置在粘合舱室110的外部。
以下要解释采用本发明的粘合系统的基板粘合步骤。
提供带液晶的第一基板和带密封剂的第二基板。第一基板可以同时具有液晶和密封剂。如图3中的点划线所示，装载器300用第一臂310将第一基板5 10置于面朝上的备用位置。装载器300用第二臂320放置第二基板520，使其带密封剂的表面朝下面对下面的第一臂310。
在粘合舱室110的开口111被打开时，装载器300控制第二臂320通过开口111将第二基板520装载到粘合舱室110内部，使密封剂面朝下。上台架121被置于第二基板520上面。连接到上台架121的真空泵123向设在上台架121上的真空孔121b输送真空力，用上台架121保持和固定第二臂320送来的第二基板520。然后提升带第二基板520的上台架121。
装载器控制第一臂310将带液晶的第一基板510装入粘合舱室110并且装载到下台架122上。与上台架121相同，连接到下台架122的真空泵(未示出)向设在下台架122上的真空孔(未示出)输送真空力，保持和固定第一臂310送来的第一基板510。这样就能使第一基板510附着在下台架122上。
最好是在输送带液晶的第一基板510之前输送带密封剂的第二基板520。否则，在输送第二基板520时产生的尘土就可能有害地落在第一基板510的液晶上。
在完成粘合步骤时，由于粘合的基板已被设置在下台架上，在为下一粘合步骤带来下一个第二基板之后，第二臂320就卸载下台架上粘合的基板。这样就能有效地执行装载和卸载步骤，从而缩短处理时间。
在完成了各个基板510和520的装载步骤时，装载器300的臂310和320退出粘合舱室110。如图3所示，还要关闭粘合舱室110的开口111将粘合舱室110密封。
然后，尽管在图3中没有表示，在上台架下面放置一个基板接收器，并且将第二基板由上台架放置到基板接收器上。然后，粘合舱室进入真空状态。换句话说，驱动吸气泵(真空装置)200产生一种吸力，通过排气管112中的阀门112a输入粘合舱室110。这样，粘合舱室110就处在真空下。
在粘合舱室110处在真空状态时停止吸气泵200，并且操作阀门112a保持排气管112关闭。上、下台架121和122还要启动各自的静电吸盘121a和122a保持并固定基板510和520。然后，临时保持第二基板520的基板接收器被恢复到其原始位置。
在这一状态下，台架移动系统驱动一个驱动电动机133向下移动上台架121接近下台架122。对准装置600检查粘合在各自台架122和121上的基板510和520的对准状态，并且向移动轴131和132提供控制信号去对准基板。
台架移动装置将上台架121上的第二基板520移向下台架122上的第一基板510，用压力将它们粘合到一起。这样来执行第一粘合步骤。用台架121和122的压力粘合基板的第一粘合步骤不需要完成粘合步骤。在这一步骤中最好是这样来粘合基板，使空气在粘合舱室恢复到大气压状态时不会流入基板之间的空隙或间隔。
在完成第一粘合步骤时，操作阀门113a打开通风管113让干燥空气或N2气体流入粘合舱室110。这样，粘合舱室110就恢复到大气压状态，并且用大气压力差将基板粘合到一起。也就是说，由于粘合舱室内部是处在大气压状态，而用密封剂密封的第一和第二基板之间的间隔是处在真空状态，有一个恒定的压力将基板相互挤压。这样就能更完善地粘合基板。在粘合步骤之后驱动粘合舱室110的开口111打开。
然后用装载器300执行粘合基板的卸载步骤，并且重复以上步骤粘合后面的基板。
在通风步骤中，本发明仍能将空气或气体加热到预定的温度，为粘合舱室供应加热的空气或气体。为此，本发明的粘合装置还包括一个气体温度控制装置。气体温度控制装置能够防止湿气凝结和液晶材料特性的改变，并且提高所施加的液晶材料的分散速度。
图4是按照本发明第一实施例的粘合舱室气体温度控制装置的示意图，而图5是按照本发明第二实施例的粘合舱室气体温度控制装置的示意图。
如图4所示，按照本发明第一实施例的气体温度控制装置包括加热装置，例如是连接到通风管113的一个加热线圈1。图4所示的加热线圈1缠绕在通风管113的外表面上。然而，加热线圈也可以是在通风管113内部。在通风步骤中，加热线圈1加热通过通风管113引入粘合舱室的空气或气体。
尽管图4中是用加热线圈表示加热元件，也可以采用其他公知和适当的加热元件来加热通风管中的空气或气体。
空气或气体被加热到使液晶材料不会液化的一定温度。例如是将空气或气体加热到30℃到100℃的温度范围。通风时间(阀门被打开的时间长度)可以维持在5分钟以内。被引入粘合舱室的热空气或气体能防止液晶材料液化，并防止施加的液晶材料，空气或气体中所含的湿气凝结。另外，热空气或气体能提高粘合舱室内的温度，降低液晶材料的粘度，从而加快液晶材料的分散速度。
尽管提供了上述的温度范围，还应注意到引入舱室内的空气或气体可以等于或高于舱室内的温度。
如图5所示，按照本发明第二实施例的气体温度控制装置包括加热装置，例如是连接到通风管113的一个加热罐2。加热罐2在空气或气体进入通风管113之前将其加热。第二实施例的温度条件与包括加热线圈1的第一实施例相同。
在图3中表示的通风管113是在粘合舱室的侧面，但是通风管的位置不仅限于在粘合舱室侧面。例如可以将通风管113安装在粘合舱室的上部或下部。还可以安装多个通风孔和通风管，而同时还可以为每个通风管或某些通风管安装一个加热装置。
按照本发明，由于在通风步骤中被引入粘合舱室的空气或气体被加热(但是不会高于使液晶材料液化的温度)，能够防止空气或气体中所含的湿气在真空期间凝结。另外，由于在通风步骤中被引入粘合舱室的空气或气体被加热(但是不会高于使液晶材料液化的温度)，粘合舱室内的温度被升高，降低液晶材料的粘度，从而加快液晶材料的分散速度。
显然，本领域的技术人员无需脱离本发明的原理和范围还能对本发明用于制造液晶显示器的粘合装置和基板作出各种各样的修改和变型。因此，本发明的意图要覆盖权利要求书及其等效物范围内的修改和变型。

Claims (20)

1.一种具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，包括：
具有第一和第二台架的粘合舱室；
连接到粘合舱室的通风管，在粘合舱室处于真空状态下之后用通风管向粘合舱室内引入空气或气体；以及
一个加热器，用来加热通过通风管引入的空气或气体。
2.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，加热器包括连接到通风管的加热线圈。
3.如权利要求2的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，加热线圈缠绕通风管。
4.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，加热线圈在通风管内部。
5.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，加热器包括连接到通风管的加热罐。
6.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，加热器将空气或气体加热到30℃到100℃的温度范围。
7.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，通风管包括按照通风时间打开或关闭的受控制阀门。
8.如权利要求7的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，通风时间在5分钟以内。
9.如权利要求1的具有气体温度控制装置的液晶显示器粘合舱室，其特征在于，气体包括N2。
10.一种采用粘合舱室制造液晶显示器的方法，包括：
将液晶显示器的第一和第二基板插入粘合舱室；
将粘合舱室置于真空状态下；
在真空状态下在粘合舱室内粘合第一和第二基板；以及
在粘合完第一和第二基板之后向粘合舱室内引入加热的空气或气体。
11.如权利要求10的方法，其特征在于，引入加热的空气或气体包括在空气或气体通过连接到粘合舱室的通风管时加热空气或气体。
12.如权利要求11的方法，其特征在于，通风管被连接到一个加热线圈。
13.如权利要求12的方法，其特征在于，加热线圈缠绕通风管。
14.如权利要求12的方法，其特征在于，加热线圈在通风管内部。
15.如权利要求11的方法，其特征在于，向粘合舱室引入空气或气体的时间在5分钟以内。
16.如权利要求10的方法，其特征在于，引入加热的空气或气体包括在空气或气体进入连接到粘合舱室的通风管之前加热空气或气体。
17.如权利要求16的方法，其特征在于，空气或气体在连接到通风管的一个加热罐中被加热。
18.如权利要求16的方法，其特征在于，向粘合舱室引入空气或气体的时间在5分钟以内。
19.如权利要求10的方法，其特征在于，空气或气体被加热到30℃到100℃的温度范围。
20.如权利要求10的方法，其特征在于，气体包括N2。
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