CN100409086C - 液晶显示器接合工程用压接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示器接合工程用压接装置，所述压接工作台上部装有吸附并固定液晶显示器下基板的所述下吸附夹盘；所述标准板置于所述压接工作台下部；多个压接工作台支架，分别支撑压接工作台支架的多个支架；一端连接所述标准板，另一端连接所述支架边缘部分的多个连杆；驱动所述压接工作台的多个驱动电机；在所述压接工作台和所述压接工作台支架连接部位或者所述压接工作台支架和所述支架连接部位中，至少有一处可以安装的旋转连接件。本发明在缩小真空空间的同时，在基板的压接过程中确保上吸附夹盘以及下吸附夹盘不变形。
Description
本申请是专利申请号：200310103317.X；申请日：2003.10.28；名称：液晶显示器接合工程用压接装置的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器接合工程用压接装置，特别是在能够形成高真空的气室内部，对液晶显示器的上基板及下基板进行精确的对置、排序后压接的液晶显示器接合工程用压接装置。
背景技术
最近，随着信息技术产业的发展，越来越强调图像显示装置的重要性，以便传递更多的信息。液晶显示器(LCD)非常适合轻量化、高集成化、高精细化、超薄化技术，因此作为这种图像显示装置倍受人们关注，其用途也在逐渐扩大。
图1是现有液晶显示器的一般结构剖面图，参见图1，基板2，3采用普通玻璃材质，在上基板2和下基板3互相对置的角面，电极2a，3a和定向膜2b，3b按序层压。上基板2和下基板3之间涂密封剂(sealant)4接合，形成封闭空间，液晶4a置于封闭空间内。因此，每个单元被密封剂4互相隔开。上基板和下基板外侧分别设偏振板5，5’。上基板和偏振板之间有滤色片6。
图1所示的液晶显示器，一般经过如下几个阶段制成。在上下基板形成电极和定向膜的阶段；在下基板以规定形状涂密封剂的阶段；在涂密封剂的下基板表面投入适量液晶的阶段；把上下基板移至可形成高真空的气室内部，精确地对置、排序后压接的阶段；解除上述气室内的真空，根据气压均匀压接上述上下基板的阶段；密封剂硬化阶段；把上述被合接的基板为单位元件切割的阶段。
图2至图9是用于基板的精确对置、排序后压接阶段的现有液晶显示器接合工程用压接装置结构及运行示意图。
图2是现有压接装置打开气室时的正面截面图，参见图2至图4，现有液晶显示器接合工程用压接装置被支架100固定和支撑，支架上横跨着标准板100a。标准板上配有动力油缸101、下部内气室108、压接工作台(Stage)104以及驱动电机113a、113b、113c。
三个驱动电机和压接工作台104通过角撑板117和旋转环117a连接，压接工作台通过驱动电机驱动进行图6所示的平移运动或者图8所示的水平转动。
压接工作台被压接工作台导向连杆束200与下部内气室108保持一定距离(处于上升状态)。压接工作台与下部内气室不会产生磨擦，非常柔和、自由地移动。为使下部内气室和压接工作台保持气密，两者之间垫O形圈108a。由下部外气室109保护下部内气室。
压接工作台内部有下吸附夹盘103，以便吸附并固定下基板，而下吸附夹盘底部装增强板105，以便支撑下吸附夹盘。
由上部外气室110保护装有吸附并固定上基板的上吸附夹盘102的上部内气室107，而上部外气室110配透明玻璃窗114。位于透明玻璃窗底部的上部内气室以及上吸附夹盘有孔，以便通过装在透明玻璃窗上端的摄像头115查看气室内部。
上部内气室靠上气室支架支撑，在上部内气室上端装有位移调整用电机111，以便控制下吸附夹盘和上吸附夹盘之间的间隔，位移调整用电机的轴111b贯穿上部内气室以及上气室支架，如果上部内气室下降，则降至压接工作台上面的电机轴支架111a处。上气室支架和上部内气室靠O形密封圈107a保持气密。
图5是现有压接装置关闭气室时的正面图，下面参照图2及图5说明压接装置的动作。
动力油缸101把上气室支架106往上提，上基板装在上吸附夹盘上，而下基板装在下吸附夹盘上。然后，再用动力油缸把上气室支架往下降。
把上气室支架降至规定部位，则在压接工作台上面的O形圈104a和上气室支架接触，位移调整用电机轴111b套在电机轴支架111a上。这样形成由上气室支架、上部内气室、压接工作台及下部内气室组成的封闭空间。
启动装在上部外气室的真空泵112，操作真空阀112a，则上述封闭空间处于真空状态。此时，动力油缸完全从上气室支架上分离出来，所以压接工作台受驱动电机113a，113b，113c的控制，任何一个方向都能移动，不会受到动力油缸的控制。
为了排序上述封闭空间内的上下基板，利用摄像头(图5中未图示)观察上下基板的基准点，同时用三个驱动电机移动压接工作台，移动量相当于错位量。
这样，压接工作台会平移运动或水平转动，这一运动通过套在电机轴支架111a上的位移调整用电机轴111b传到上气室支架和上部内气室及上吸附夹盘上。从而上吸附夹盘移动，因此下基板和上基板就能精确地排序。
精确地排序上下基板后，利用位移调整用电机轴111b精确地调整上下基板间隔。
如果启动真空泵抽气，则上述封闭空间将处于真空状态，这样，上述上部内气室和下部内气室发生弯曲现象。即，因为与外部的压力差而上部内气室)和下部内气室弯曲。而且，上吸附夹盘和下吸附夹盘分别附着于上部内气室和下部内气室，因此，随着上部内气室和下部内气室的弯曲，上述上吸附夹盘和下吸附夹盘也跟着弯曲。
上基板及下基板分别吸附并固定在上吸附夹盘和下吸附夹盘上，互相对置后合接，如果兼有冲压作用的上述上吸附夹盘及下吸附夹盘弯曲，则上基板和下基板做不到精确的合接，从而出现产品不良等问题。
为了防止这种上部内气室和下部内气室的弯曲现象，液晶显示器接合工程用压接装置上增设上部外气室和下部外气室，以便调整与外部的压力差。
但这里有这样一个问题。即使再增设上述上部外气室和下部外气室，上吸附夹盘及下吸附夹盘的弯曲现象不会减少很多。反而，由于装备结构过于复杂而装备维护费增加，维修也很难。另外，液晶显示器接合工程用压接装置共形成三个真空空间，所以要达到真空状态需要很长时间，真空泵的容量要求也很高。
精确地排序并压接上基板和下基板后，解除真空状态，使封闭空间处于气压状态，从此进行压接工程。过一段时间后，用动力油缸把上气室支架往上提，向外排出已压接的基板。
图6及图7是压接工作台在平移运动(Y)时压接工作台导向连杆束200的动态示意图。
参见图6及图7，压接工作台导向连杆束分别贯穿标准板，包括支撑压接工作台边缘部分的压接工作台支架175和支撑压接工作台支架的支架174，以及连杆171a，171b，171c，171d。该连杆用以连接标准板100a和支架174的边缘部分。
上述连杆一端连接在标准板下面的连杆固定块176上，其另一端连接在支架174边缘的固定销173上。上述连杆两端分别通过上旋转球172a以及下旋转球172自由旋转。
如图7所示，倘若压接工作台向右移动，根据压接工作台移动量，压接工作台支架和支架174向右移动。此时，因为固定块固定在标准板上，所以连杆(171a，171b，171c，171d)以上旋转球(172a)为中心移动，角度相当于压接工作台的移动角度。压接工作台移动量越多，其斜度越大。
连杆(171a，171b，171c，171d)斜度越大，压接工作台支架上升度也只能变大。压接工作台支架上升，压接工作台也跟着上升，这些上升运动通过套在电机轴支架111a上的位移调整用电机轴111b传到上气室支架和上部内气室以及上吸附夹盘上。
因此，在下吸附夹盘不上升的状态下，只有上吸附夹盘上升。即，这里有一个深刻的问题，就是上下基板间隔根据压接工作台移动量而发生变化。
图8及图9是显示压接工作台在水平转动(Z)时压接工作台导向连杆束的动态情况。
参见图8及图9，当压接工作台水平转动(Z)时，压接工作台支架和支架174也跟着转动。这样，连杆171a，171b，171c，171d下面部分以上旋转球172a为中心旋转，角度相当于压接工作台的旋转角度。
上旋转球装在标准板上的连杆固定块，因此，上述连杆上部与压接工作台旋转无关，固定在最初的位置上。压接工作台越旋转，上述诸连杆越能扭曲。而诸连杆扭曲，压接工作台支架会上升，促使上下基板间隔发生变化。
如图9所示，在上述四个连杆扭曲的状态下，向参考符号M所示方向对压接工作台进行平移运动，那么连杆171b以上旋转球172a为中心，如参考符号M1所示方向受旋转动量，而连杆171d如参考符号M2所示方向受旋转动量。因此，各连杆171b，171d如M1、M2分别受来自不同方向的力量，所以这里存在压接工作台支架不能移向M方向的问题。
综上所述，现有液晶显示器接合工程用压接装置在进行压接工作台平移运动时，存在上下基板间隔发生变化的问题。如果对压接工作台进行水平转动，也存在一些问题，即不仅上下基板之间的间隔发生变化，而且水平转动后不能再做平移运动。
尽管液晶显示器品质受对置、排序下基板时的调节程度以及上、下基板间隔的调节程度的影响，但如上所述，使用现有液晶显示器接合工程用压接装置，存在很难保持上下基板排序精确的问题。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种液晶显示器接合工程用压接装置，该装置在缩小真空空间的同时，在基板的压接过程中确保上吸附夹盘以及下吸附夹盘不变形，在压接上基板和下基板之前，适当保持基板之间的间隔，同时能够精确排序，从而克服已有技术中存在的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种液晶显示器接合工程用压接装置，包括有上部外气室、上部内气室、下部外气室、下部内气室、下吸附夹盘、上吸附夹盘、上气室支架、压接工作台及驱动电机、支架、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
所述压接工作台上部装有吸附并固定液晶显示器下基板的所述下吸附夹盘；
所述标准板置于所述压接工作台下部；
贯穿所述标准板边缘部分，支撑所述压接工作台边缘部分的多个压接工作台支架：
分别支撑所述压接工作台支架的多个支架；
一端连接所述标准板，另一端连接所述支架边缘部分，而且能够转动与所述标准板的连接部位以及与所述支架的连接部位的多个连杆；
驱动所述压接工作台进行平移运动或者水平转动的多个驱动电机；
在所述压接工作台和所述压接工作台支架连接部位或者所述压接工作台支架和所述支架连接部位中，至少有一处可以安装的旋转连接件。
本发明的目的还可以通过下述第二个技术方案实现：
一种液晶显示器接合工程用压接装置，包括有上部外气室、上部内气室、下部外气室、下部内气室、下吸附夹盘、上吸附夹盘、上气室支架、压接工作台及驱动电机、支架、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
所述压接工作台上部装有吸附并固定液晶显示器下基板的所述下吸附夹盘；
所述标准板置于所述压接工作台下部；
贯穿所述标准板边缘部分，支撑所述压接工作台边缘部分的多个压接工作台支架；
分别支撑所述压接工作台支架的多个连杆束标准板；
一端连接并固定在所述标准板，另一端连接并固定在所述连杆束标准板边缘，每个压接工作台支架都有的连杆束固定杆；
驱动所述压接工作台进行平移运动或者水平转动的多个驱动电机；
装在所述连杆束标准板上，传导所述压接工作台平移运动的平移运动导向器；
装在所述压接工作台支架和所述平移运动导向器连接部位，可转动的旋转连接件，以防所述压接工作台的水平转动传到所述平移运动导向器上。
本发明的目的还可以通过下述第三个技术方案实现：
一种液晶显示器接合工程用压接装置，包括有上部内气室、下部内气室、上气室支架、压接工作台及驱动电机、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
有一个与所述上部内气室的上壁保持距离，吸附并固定液晶显示器上基板的上吸附夹盘；
有一个与所述下部内气室的下壁保持距离，吸附并固定液晶显示器下基板的下吸附夹盘；
为使所述上吸附夹盘和所述下吸附夹盘在互相平行的状态下接近，所述上吸附夹盘边缘设有上吸附夹盘加压装置。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是现有的液晶显示器的一般结构剖面图
图2是现有压接装置打开气室时的正面截面图
图3是现有压接装置的俯视图(图2俯视图)
图4是现有压接装置的剖面图(图2A-A剖面图)
图5是现有压接装置关闭气室时的正面图
图6是现有压接装置的压接工作台平移运动示意图
图7是现有压接装置的压接工作台导向连杆束的动态示意图
图8是现有压接装置的压接工作台水平转动示意图
图9是压接工作台水平转动时压接工作台导向连杆束动态示意图
图10是本发明的实施例一的剖面图
图11是本发明的实施例二的结构示意图(剖视图)
图12是本发明的实施例二的结构立体图
图13a是本发明的实施例三的结构及运行示意图
图13b是本发明的实施例三的结构及运行示意图
图13c是本发明的实施例三的结构及运行示意图
具体实施方式
参见图10，本发明的实施例一，该装置是在已有技术上的改进，该装置包括有上部外气室、上部内气室、下部外气室、下部内气室、下吸附夹盘、上吸附夹盘、上气室支架、压接工作台及驱动电机、支架、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
所述压接工作台上部装有吸附并固定液晶显示器下基板的所述下吸附夹盘；
所述标准板置于所述压接工作台下部；
贯穿所述标准板边缘部分，支撑所述压接工作台边缘部分的多个压接工作台支架；
分别支撑所述压接工作台支架的多个支架；
一端连接所述标准板，另一端连接所述支架边缘部分，而且能够转动与所述标准板的连接部位以及与所述支架的连接部位的多个连杆；
驱动所述压接工作台进行平移运动或者水平转动的多个驱动电机；
在所述压接工作台和所述压接工作台支架连接部位或者所述压接工作台支架和所述支架连接部位中，至少有一处可以安装的旋转连接件。
本发明与已有技术不同，为使压接工作台104的水平转动传不到支架174上，在压接工作台和压接工作台支架之间的连接部位或者支架和压接工作台支架175之间的连接部位中，至少在一处安装能够转动上述压接工作台支架175或者压接工作台或者支架174的旋转连接件。此时，能够转动的旋转连接件最好是旋转轴承308a，308b。
因上述旋转轴承308a，308b的存在而压接工作台的转动传不到支架174上。可以解决当压接工作台水平转动时连杆171a，171b，171c，171d扭曲的问题。
因此，上述压接工作台进行水平转动后还能做平移运动，同时可以防止因水平转动而上基板和下基板之间的间隔发生变化。
但是，仍然没有解决平移运动时上基板和下基板间隔发生变化的现有技术问题。
参见图11及图12，本发明的实施例二，该装置是在已有技术上的改进，该装置包括有上部外气室、上部内气室、下部外气室、下部内气室、下吸附夹盘、上吸附夹盘、上气室支架、压接工作台及驱动电机、支架、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
所述压接工作台上部装有吸附并固定液晶显示器下基板的所述下吸附夹盘；
所述标准板置于所述压接工作台下部；
贯穿所述标准板边缘部分，支撑所述压接工作台边缘部分的多个压接工作台支架；
分别支撑所述压接工作台支架的多个连杆束标准板；
一端连接并固定在所述标准板，另一端连接并固定在所述连杆束标准板边缘，每个压接工作台支架都有的连杆束固定杆；
驱动所述压接工作台进行平移运动或者水平转动的多个驱动电机；
装在所述连杆束标准板上，传导所述压接工作台平移运动的平移运动导向器；
装在所述压接工作台支架和所述平移运动导向器连接部位，可转动的旋转连接件，以防所述压接工作台的水平转动传到所述平移运动导向器上。
其中，连杆束标准板301通过固定在标准板100a上的连杆束固定杆302牢牢地固定，因此，压接工作台离下部内气室108保持一段距离，不与下部内气室产生磨擦也可以移动。即，压接工作台支架175与连杆束标准板301相结合而支撑，而连杆束标准板被上述连杆束固定杆牢牢合接在标准板上，因此，上述压接工作台能够与下部内气室保持一段间隔。
现有连杆171a，171b，171c，171d是以上旋转球172a为中心旋转，相反，代替连杆171a，171b，171c，171d而用于本发明的连杆束固定杆302，固定并合接在标准板100a以及连杆束标准板301上，所以其结构和功能不同。
在上述连杆束标准板301上安装平移运动导向器305，306。具体如下，紧贴着连杆束标准板301上安装纵向平移运动导向器306，以便引导压接工作台支架175进行纵向运动。上述纵向平移运动导向器306上安装与此垂直交叉的横向平移运动导向器305。此时横向平移运动导向器305应该能够随着纵向平移运动导向器306进行直线运动。
上述横向平移运动导向器305上固定轴承座307，而上述轴承座内部有旋转轴承308，以便压接工作台支架175与轴承座307不产生磨擦也能转动。即，因为上述旋转轴承308的存在而压接工作台的水平转动不会传到平移运动导向器上，因此，即使压接工作台在旋转，也不会出现连杆束固定杆302扭曲等问题。
因为有了平移运动导向器而当压接工作台在平移运动时，也不会发生压接工作台支架175上升的现象。
如实施例二所述，能够解决现有液晶显示器接合工程用压接装置上存在的所有问题。即，当压接工作台在平移运动或者水平转动时出现的问题。
参见图13a至图13c，本发明的实施例三，该装置是在已有技术上的改进，该装置包括有上部内气室、下部内气室、上气室支架、压接工作台及驱动电机、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；
有一个与所述上部内气室的上壁保持距离，吸附并固定液晶显示器上基板的上吸附夹盘；
有一个与所述下部内气室的下壁保持距离，吸附并固定液晶显示器下基板的下吸附夹盘；
为使所述上吸附夹盘和所述下吸附夹盘在互相平行的状态下接近，所述上吸附夹盘边缘设有上吸附夹盘加压装置。
本实施例的装置与其他压接装置不同，上下内气室外部并不另设上下外气室。从而缩小压接装置的体积，结构简单，减少真空泵的容量。与现有液晶显示器接合工程用压接装置不同的是，贯穿上部内气室装配多个上吸附夹盘加压装置412，而上述上吸附夹盘加压装置412配有加压装置电机414。
本实施例的液晶显示器接合工程用压接装置上，还能加设紫外线灯418和自下而下按压上述上吸附夹盘的推进器420。同时，本实施例的液晶显示器接合工程用压接装置上，同样能够加设测量上述上吸附夹盘和下吸附夹盘平行度以及间隔的测量仪416。此时，上述上吸附夹盘加压装置412受到控制，以上述测量仪416输出的检测结果为反馈信号，个别运行或者同时运行，并使上述上夹盘和下夹盘在互相平行的状态下精确地接近。
上基板402和下基板404利用真空分别吸附并固定在上吸附夹盘102和下吸附夹盘103上。此时，在上述下基板404上适量投入和分布液晶406，把密封剂(Sealant)408涂到上述液晶406所分布领域的外部。上述上吸附夹盘102离上部内气室107上壁保持规定距离，而上述下吸附夹盘103离下部内气室108下壁保持规定距离。
利用动力油缸101使上部内气室107和下部内气室108互相紧贴，形成封闭空间，再用真空泵(未图示)使上述封闭空间处于真空状态。当上述封闭空间处于真空状态后，在真空状态下也能启动附在上下吸附夹盘102，103上的静电夹盘422，424，以防上下基板402，404脱离上述上下吸附夹盘102，103。
把上述上吸附夹盘102适当下降，用摄像头115比较上基板402和下基板404的扭曲度，同时利用驱动电机113和线性传动装置410补正上基板和下基板位置，以便上述上下基板能够正确地对置。
上吸附夹盘加压装置412贯穿上述上部内气室107形成多个上吸附夹盘加压装置。上述上吸附夹盘加压装置412加压上述上吸附夹盘102边缘，以使上述上吸附夹盘102和下吸附夹盘103在平行状态下接近。上述上吸附夹盘加压装置412通过加压装置电机414所驱动。此时，多个所有上吸附夹盘加压装置同时启动，可能按压上述上吸附夹盘边缘，也有可能个别启动。用测量仪416检测上述上吸附夹盘和下吸附夹盘之间的平行度以及间隔，而该测量值被反馈，控制上述上吸附夹盘加压装置，并使上吸附夹盘和下吸附夹盘在互相平行的状态下接近。
如果上述上基板和下基板的排序精确度能够达到相应水平，对封闭空间注入适当气体，使上述封闭空间处于气压状态。当上述封闭空间处于气压状态，则上述上下基板会受到相对于基板面积的力度，上下基板在保持一定距离的同时互相合接。此时，利用外线灯在上述合接部位照射紫外线，硬化上述密封剂，以防被合接的基板脱离。与此同时，利用推进器自上而下按压上述上吸附夹盘。通过上述紫外线照射和按压操作合接完毕，则向外搬出已合接的上述上下基板。
本发明与已有技术相比有如下积极效果：
如实施例一所述，本发明的装置中的装配旋转轴承308a，308b，可以解决当压接工作台在水平转动时连杆171a，171b，171c，171d扭曲的问题。
如实施例二所述，本发明的装置中的装配旋转轴承308以及平移运动导向器305，306，可以解决当压接工作台在平移运动以及水平转动时出现的所有问题，因此能够精确地排序基板。
如实施例三所述，因为本发明的装置中兼有基板固定功能以及压缩功能的上下吸附夹盘与上下部内气室保持距离，所以即使上下部内气室因为压力差而变形，也不会受到影响仍然保持原状。因此进行加压作业时，上下基板也能在平行状态下接近。而且，以测量仪的信号为反馈信号，启动多个上吸附夹盘加压装置，同时或个别按压上吸附夹盘的边缘，使基板更能精确地在平行状态下接近。
Claims (5)
1. 一种液晶显示器接合工程用压接装置，包括有上部内气室、下部内气室、上气室支架、压接工作台及驱动电机、标准板及动力油缸、上部内气室的位移调整用电机、真空泵；其特征在于：
有一个与所述上部内气室的上壁保持距离，吸附并固定液晶显示器上基板的上吸附夹盘；
有一个与所述下部内气室的下壁保持距离，吸附并固定液晶显示器下基板的下吸附夹盘；
为使所述上吸附夹盘和所述下吸附夹盘在互相平行的状态下接近，所述上吸附夹盘边缘设有上吸附夹盘加压装置。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示器接合工程用压接装置，其特征在于：在所述下部内气室下部加设紫外线灯。
3. 根据权利要求2所述的液晶显示器接合工程用压接装置，其特征在于：所述上基板和下基板互相合接后，所述紫外线灯在其合接部位照射紫外线。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示器接合工程用压接装置，其特征在于：设置用以测量所述上吸附夹盘和下吸附夹盘的平行度以及间隔的测量仪。
5. 根据权利要求4所述的液晶显示器接合工程用压接装置，其特征在于：所述上吸附夹盘加压装置通过所述测量仪传送的检测结果为反馈信号来启动。
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