CN102673090B - 多层板贴合装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多层板贴合装置，包括：一第一载具、一第二载具及至少一注胶装置。第一载具是承载一下基板，第二载具是承载一上基板，使上基板的贴合面是面向下基板的贴合面，并且下基板与上基板之间是具有一间隙空间。注胶装置是伸入该间隙空间，并相对靠近上基板来活动地注射一液态胶，使得液态胶是先接触上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶能够维持接触上基板及下基板。藉此，以达到降低产生贴合气泡的目的。

Description

多层板贴合装置及其方法

技术领域

本发明系涉及一种多层板贴合装置及其方法，特别系指一种利用液态胶来进行板材贴合的多层板贴合装置及其方法。

背景技术

多层板架构的设计已经受到各个领域的普遍应用，其中关于多层板贴合时所使用的胶体，若制造厂商要能让固化后的多层板具有较高的透明度的话，目前较常用的技术便是利用液态胶来做为贴合的媒介。然而，在贴合制程中，使用液态胶所会面临的技术问题就是容易产生气泡的问题。此外，制程上液态胶的贴合质量也是电子产品(如：触控面板、液晶显示面板等)所注重的地方。因此，目前为止，已有多种技术可以用来减少气泡产生，以符合电子产品的质量需求。

如图1所示，为习知技术利用液态胶的点接触方式进行贴合的示意图，其是由一液态胶83来贴合一上基板81与一下基板82。其贴合制程是先将液态胶83点胶涂布于上基板81的贴合面811。接着，再将上基板81翻转，让上基板81上的液态胶83能够因重力作用而聚集，以形成一个或数个峰顶。最后，再将上基板81靠近下基板82，以让液态胶83所形成的峰顶能够与下基板82的贴合面821进行点接触的贴合，而让气泡能够减少。

然而，此种利用点接触方式来排出气泡的贴合技术，由于在聚集时有可能有形成多个峰顶，而峰顶周围可能导致有气泡产生，因此在实际进行上基板81及下基板82的接触贴合时，还是需要留意是否有气泡产生。此外，本领域技术人员可以了解，在贴合越大尺寸的基板时，其液态胶83的流动性要求就越高，而此一点接触方式之贴合技术的需求则是要求使用较低流动性的液态胶83，否则液态胶83将无法持续接触在翻转后的上基板81。因此点接触方式之贴合技术仅适用于小尺寸基板的贴合。

请再参考图2，为习知技术利用压合角度差异进行贴合的示意图，其是用来贴合一上基板91与一下基板92。其中，下基板92的贴合面921是进一步设计有一限位框94(属于中空态样)，以将液态胶93点胶于限位框94所框设的范围内。接着，通过调整上基板91与下基板92之间的压合角度D来让上基板91靠抵下基板92，使得上基板91的贴合面911在藉由调整上基板91与下基板92之间的压合角度D之下，能够与液态胶93产生较少的贴合气泡。

然而，此一技术必须另外在下基板92的贴合面921上设计有限位框94，并且也就由于限位框94的设计，让液态胶93的涂布范围受到限制。

除了上述两种贴合制程之外，另外一种常见的制程就是直接在真空环境下实现基板的贴合，以减少贴合时所会产生的气泡。但是，要建构真空的环境，在整体设备机构的要求标准上较高，并且在生产成本上也就相对提高。此外，对于液态胶的特性要求也较高，必须在低真空环境下不会有小分子产生，以及必须考虑在低真空度的状态下，要能避免液体形成沸腾的现象。

由目前的液态胶贴合技术来看，在针对不同属性、尺寸的多层板时，往往需搭配特定的贴合设备及制程，如此不仅无法有效降低生产成本，更会影响生产流程的制定。因此，对于多层板的贴合设备及其制程方面，仍有进一步改善的空间。

发明内容

有鉴于上述的技术问题，本发明是用来有效减少多层板贴合制造时所会产生的气泡。其中，本发明是控制上、下基板之间具有一适当的小间隙，以用来在上、下基板之间的小间隙中进行注射液态胶。换句话说，本发明是利用液体在小面积接触时不会产生气泡的特性原理来进行涂布液态胶，进而完成多层板的贴合。

根据本发明所提出之一方案，提供一种多层板贴合装置，包括：一第一载具、一第二载具及至少一注胶装置。其中，第一载具是承载一下基板，而第二载具是承载一上基板，使上基板的贴合面面向下基板的贴合面，并且在下基板与上基板之间是具有一间隙空间。注胶装置是伸入间隙空间，并相对靠近上基板之侧来注射一液态胶，使液态胶是先接触上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶能够维持接触上基板及下基板。

根据本发明所提出之另一方案，提供一种多层板贴合方法，其步骤包括：首先，控制一上基板的贴合面面向一下基板的贴合面，以在上基板及下基板之间是具有一间隙空间。接着，控制至少一注胶装置伸入间隙空间，并且相对靠近上基板之侧来注射一液态胶，让液态胶是先接触上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶得以维持接触上基板及下基板。

藉此，本发明所能达成的功效在于，能在常温常压下，进行多层板的贴合而不会轻易产生贴合气泡，并且在不会大幅增加生产成本的条件下，有效提升生产良率。此外，更可以轻易地适用于不同尺寸基板的贴合制程，增加贴合装置的通用性及实用性。

以上之概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明为达成预定目的所采取之方式、手段及功效。而有关本发明的其他目的及优点，将在后续的说明及图式中加以阐述。

附图说明

下面结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细说明。

图1为习知技术利用液态胶的点接触方式进行贴合的示意图；

图2为习知技术利用压合角度差异进行贴合的示意图；

图3为本发明多层板贴合装置的架构实施例侧视示意图；

图3A为图3的A部分的局部放大示意图；

图4为本发明多层板贴合装置的实施例立体架构示意图；

图5为本发明注胶装置所涂布的图形的实施例示意图；及

图6为本发明多层板贴合方法的实施例流程图。

具体实施方式

本发明是利用液体在小面积接触时不会产生气泡的特性原理所设计出的多层板贴合装置及其贴合方法，以让多层板的上基板及下基板的贴合面是在相面对的情况下来进行液态胶的点胶涂布。使得液态胶在刚出胶时，是直接接触上基板，并且在受重力作用而下滴与下基板接触时，液态胶始终都能和上基板维持接触。如此，才再进一步进行后续的压合及固化等动作流程。

所谓的多层板是指至少两层的合成板架构，例如：触控面板、液晶显示面板、塑料合成基板、玻璃合成基板等产品。其中，不同层的板材并不局限于同一材质，亦可分别是不同材质的板材或者已通过不同加工制程之后的板材来相互贴合，本发明并无加以限制。为了方便起见，以下实施例中的多层板就例如是以触控面板来进行说明。

请参考图3，为本发明多层板贴合装置的架构实施例侧视示意图。如图所示，本实施例提供一种多层板贴合装置1，其包括：至少一注胶装置10、一第一载具11及一第二载具12。此外，由于本实施例之多层板贴合装置1可例如是设计为自动化的制程设备，因此多层板贴合装置1进一步包含一控制器(图未示)，藉由控制器来控制注胶装置10、第一载具11及第二载具12的运作。其中，第一载具11及第二载具12是分别可以进行前后左右各方向的移动，以利进行位置调整的设计态样。此外，控制器在实际设计上，不限制是采用架设于多层板贴合装置1的本地端或远程的方式来达到相同控制的目的。并且，控制器是依据内建的一操作程序表来进行相对应的控制，而所述的操作程序表则可由用户依据实际制程需求来进行设定。

注胶装置10是用来填装一液态胶G，并且液态胶G的种类可以依据设计需求来采用一光固化液态胶、一热固化液态胶、一湿气固化液态胶或一复合式固化液态胶，在此并无加以限制。其中，所谓的复合式固化液态胶是指可以采用不同固化方式来进行固化的液态胶，例如：可采用光照固化或加热固化的液态胶，或者是可采用加热固化或湿气固化的液态胶等。

第一载具11是用来承载一下基板2。若以电容式触控面板的架构来看，下基板2可例如是经过涂布至少一导电透明层、电极层等处理之后的基板。其中，第一载具11进一步包含一第一治具111，第一治具111是设置于第一载具11的一上表面，以用来固定下基板2的位置。此外，本实施例的第一治具111是例如采用一夹扣机构件的设计，以夹扣下基板2。

第二载具12是用来承载一上基板3。若以电容式触控面板来看，上基板3是做为一保护层，因此可例如是经过耐磨、抗眩光、抗菌等加工处理之后的基板。第二载具12进一步包含一第二治具121，以固定下基板2。由于第二载具12是用来承载上基板3，让上基板3的贴合面是面向下基板2的贴合面，因此第二治具121可例如是设置于第二载具12的下表面，并且采用一吸附装置的设计，以利用吸风附着的方式来承载及固定上基板3。当然，第二载具12承载上基板3的手段并非局限于此，任何可以达到让上基板3的贴合面是面向下基板2的贴合面的承载方式，皆是本发明所保护的范围。

更具体说明的是，本实施例的控制器是控制第一载具11及第二载具12，以调整上基板3及下基板2之间是相距一间隙空间I。其中，控制器是依据液态胶G的特性及注胶装置10的尺寸大小来设定间隙空间I的大小。附带一提的是，若是以本实施例所举例的触控面板来讲，该间隙空间I通常是属于毫米(mm)的距离。

此外，控制器进一步控制注胶装置10位于上基板3及下基板2之间的间隙空间I，并且在位置上相对是靠近上基板3之侧来活动地(movably)注射液态胶G。其中，本实施例为了能让注胶装置10方便地进入并活动于间隙空间I，注胶装置10进一步包含一针状注射管101，以由针状注射管101活动于间隙空间I，并注射涂布液态胶G。

请再一并参考图3A，为图3的A部分的局部放大示意图，用来显示液态胶G在出胶瞬间的状况。其中，控制器在控制注胶装置10进行注胶涂布液态胶G时，针状注射管101注射出的液态胶G在出胶瞬间是先接触上基板3再下滴，并且通过本实施例所调整的上基板3及下基板2之间的间隙空间I，让该下滴后的液态胶G得以维持接触上基板3及下基板2。藉此，本发明得以利用小间隙来注射液态胶G，并且通过液体在小面积接触时不会产生气泡的原理来有效降低贴合时产生气泡的机率。

总而言之，在至少要能让注胶装置10进入间隙空间I的条件下，本实施例的控制器是依据液态胶G的流动性之特性来设定间隙空间I，并且该间隙空间I是能让所注射出的液态胶G，不管是在出胶瞬间或者是因重力作用而下滴与下基板2接触之后，都能持续地与上基板3维持接触。举例来讲，假设所使用的液态胶G的流动性较高的话，则间隙空间I是设定为较小的距离，以避免下滴后的液态胶G与上基板3形成脱离的情形；反之，若液态胶G的流动性较低的话，则相较起来间隙空间I可以不需设定为过小的距离，以在精细度的校正上较容易控制。

补充说明的是，通常注胶装置10在注胶初期的注胶量相对少于正常注较时期的注胶量。因此，若为了要更精确地进行贴合制程之控制的话，本实施例所设计的间隙空间I可进一步分为两个阶段距离，以分别适用于注胶初期以及正常注胶时期的两个阶段。让控制器能够分时来调整上基板3及下基板2之间的距离，使得注胶初期所调整的距离是小于正常注胶时期的所调整的距离，藉以符合注射出的液态胶G是能维持与上基板3接触的要求。其中，有关注胶初期及正常注胶时期之间的时间点定义，则是依据实际注胶装置10的注胶口径尺寸、液态胶G的特性等来调整设定，在此并无加以限制。

接下来，请再参考图4，为本发明多层板贴合装置的实施例立体架构示意图。本实施例是进一步针对多层板贴合装置1的整体架构来进行说明。如图所示，多层板贴合装置1除了包含前述提过的注胶装置10、第一载具11、第二载具12及控制器13之外，更可进一步包含：一升降压合机构14、一导出机构15、一入料机构16、一清洁滚轮17、一光学定位装置18及一定位固化装置19。其中，本实施例的控制器13是例如采用本地端控制的设计，以依据操作程序表来进行动作流程之控制，并且显示相对应的信息。

升降压合机构14是电性连接控制器13，并且固接第二载具12，用来控制第二载具12的垂直位移，以实现调整该间隙空间I以及控制上基板3压合于下基板2的功能。导出机构15是电性连接控制器13，并且设置于第一载具11的下游，用来导出上基板3及下基板2压合后所形成的多层板。

入料机构16是设置于第二载具12的上游，电性连接控制器13，用来输送上基板3至第二载具12。并且，入料机构16所输送的上基板3可例如是以贴合面向下的方式来进行输送，以方便后续进行贴合。清洁滚轮17是架设于入料机构16，用来清洁入料机构16上所输送的上基板3的贴合面，以让上基板3的贴合面在贴合前能进一步进行清洁。当然，所属技术领域具有通常知识者可以了解，在多层板贴合装置1的设计上，上基板3的入料方式、清洁方式以及控制上基板3贴合面面向下基板2贴合面的方式，并非仅局限于本实施例。

此外，第一载具11及第二载具12除了是上述架构所述的分别透过第一治具111及第二治具121来初步固定下基板2及上基板3的位置之外，本实施例更是进一步设计了光学定位装置18，如：电荷耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)，其是电性连接控制器13，用来搭配第一载具11及第二载具12可前后左右调整的设计，以执行一光学定位程序来进一步精确地定位上基板3及下基板2之间的相对贴合位置。当然，若考虑成本因素的话，当多层板贴合装置1增设了光学定位装置18之后，第一载具11及第二载具12即可分别省去使用第一治具111及第二治具121的设计，以直接由光学定位装置18来定位上基板3及下基板2之间的相对贴合位置。

定位固化装置19是电性连接控制器13，用来在上基板3压合于下基板2并且液态胶G进行溢胶之后，初步执行一固定程序，以采用定点或全面固化方式来固化上基板3及下基板2之间的液态胶G。藉以避免第二载具12在脱离上基板3时，因液态胶G尚未固化而导致上基板3与下基板2产生位置偏移。其中，定位固化装置19是依据实际液态胶G的种类来采用不同的设计，可例如是光照装置或加热装置等。

附带说明的是，多层板贴合装置1可例如是架设于一无尘环境，以避免落尘产生，提高生产良率。当然，若多层板贴合装置1是架设于一般环境的容置空间中的话，则可以在该容置空间中进一步增设一空气净化装置，以净化该容置空间中的空气，以尽可能避免落尘产生。

进一步说明的是，当升降压合机构1 4压合上基板3及下基板2来扩散液态胶G的过程中，为了避免溢胶不良而产生包围气泡的情形，本实施例更可因应不同的基板形状来涂布不同的图形。换句话说，控制器13可以依据一图形坐标值来控制注胶装置10注射液态胶G，以涂布一图形于上基板3。

请一并参考图5，为本发明注胶装置所涂布的图形的实施例示意图。本实施例是例如将液态胶G涂布在方形基板上来进行说明，如图所示，注胶装置10较佳是采用米字型的涂布方式来涂布液态胶G，以当上基板3压合于下基板2而让液态胶G进行溢胶时，得以降低产生包围气泡的机会。

除上述的米字型涂布之外，在实际应用上，假设是采用椭圆形基板来设计的话，则注胶装置10所涂布的图形可例如是直接在基板的中心部分涂布一直线即可。然而，在此必须说明的是，由于本发明是针对点胶贴合时来降低贴合气泡产生的机率，因此，在实际液态胶G的涂布图形方面，本发明并无加以限制。

最后，为了更具体地说明本发明实际进行贴合时的动作流程，请进一步参考图6，为本发明多层板贴合方法的实施例流程图。如图所示，本实施例提供一种多层板贴合方法，其步骤包括：首先，提供一上基板及一下基板(S601)，并且控制上基板的贴合面是面向下基板的贴合面(S603)。

接下来，调整上基板及下基板之间是具有一间隙空间(S605)，并且控制至少一注胶装置活动地伸缩于间隙空间，且相对靠近上基板之侧(S607)。在步骤(S607)完成之后的条件状况下，便可开始依据一图形坐标值来控制注胶装置注射一液态胶，以涂布一图形于上基板(S609)。透过本实施例的设计，该注射出的液态胶是会先接触上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶是会维持接触上基板及下基板。

接着，判断该图形是否涂布完成(S611)。若步骤(S611)的判断结果为否，表示注胶装置尚未涂布完该图形，于是重复步骤(S609)及(S611)，直到步骤(S611)的判断结果为是时，则代表注胶装置已涂布完成该图形。此时便可控制注胶装置离开间隙空间(S613)。

等到注胶装置抽离间隙空间后，便进行垂直压合上基板及下基板(S615)，使上基板及下基板之间所注射的液态胶开始进行溢胶。补充说明的是，在步骤(S601)进行入料上基板及下基板至步骤(S615)进行压合上基板及下基板的期间内，任一步骤执行之后，为了确保上基板及下基板之间的相对贴合位置能够维持不变，皆可选择性地执行一光学定位程序，用以矫正上基板及下基板之间的相对贴合位置。藉此，得以确保上基板及下基板之间的相对贴合位置是不变的。

此外，待步骤(S615)溢胶完成之后，可以进一步执行一固定程序(S616)，让上基板及下基板之间所涂布的液态胶能够定点或全面地固化，以避免后续制程直接或间接导致上基板及下基板产生位置偏移的情形。

在步骤(S616)之后，便执行一导出程序，以导出上基板及下基板压合后所成型的多层板(S617)。最后，执行一固化程序(S619)，以固化上基板及下基板之间的液态胶。藉此，以实现多层板的贴合及固化之制作流程。

综上所述，本发明利用液体在小面积接触时不会产生气泡的特性原理所设计出的多层板贴合装置及其方法，可以在不需在大幅地修改生产流程之下，有效地降低贴合气泡的产生，提升多层板的生产良率。并且本发明可以直接在常温常压下，进行多层板的贴合，避免因建构复杂的生产环境而增加生产成本。此外，本发明更可以轻易地适用于不同尺寸基板的贴合制程，增加多层板贴合装置的通用性及实用性。

惟，以上所述，仅为本发明的具体实施例之详细说明及图式而已，并非用以限制本发明，本发明之所有范围应以下述之申请专利范围为准，任何熟悉该项技艺者在本发明之领域内，可轻易思及之变化或修饰皆可涵盖在以下本案所界定之专利范围。

Claims (18)

1.一种多层板贴合装置，其特征在于，包括：

一第一载具，用以承载一下基板；

一第二载具，用以承载一上基板，其中该上基板的贴合面面向该下基板的贴合面，并且该下基板与该上基板之间具有一间隙空间；

至少一注胶装置，伸入该间隙空间，并相对靠近该上基板来注射一液态胶，使该液态胶先接触该上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶维持接触该上基板及该下基板；及

一控制器，用来调整该下基板及该上基板之间的该间隙空间，所述的控制器依据该液态胶的特性及该注胶装置的尺寸来设定该间隙空间。

2.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的液态胶为一光固化液态胶、一热固化液态胶、一湿气固化液态胶或一复合式固化液态胶。

3.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的注胶装置包含一针状注射管，以活动于该间隙空间。

4.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的第一载具进一步包含：

一第一治具，设置于该第一载具的一上表面，用来固定该下基板。

5.根据权利要求4所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的第一治具为一夹扣机构件。

6.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的第二载具进一步包含：

一第二治具，设置于该第二载具的一下表面，用来固定该上基板。

7.根据权利要求6所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的第二治具为一吸附装置。

8.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的间隙空间分为复数个阶段距离，该控制器分时来调整该下基板与该上基板之间相距该些阶段距离。

9.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的控制器依据一图形坐标值来控制该注胶装置注射该液态胶，以涂布一图形于该上基板。

10.根据权利要求9所述的多层板贴合装置，其特征在于，所述的控制器进一步控制该注胶装置活动地注射该液态胶，并且该控制器在该注胶装置涂布完该图形之后，控制该注胶装置离开该间隙空间。

11.根据权利要求10所述的多层板贴合装置，其特征在于，进一步包含：

一升降压合机构，电性连接该控制器，并且固接该第二载具，用来控制该第二载具的垂直位移，以调整该间隙空间，以及在该注胶装置离开该间隙空间后，用以压合该上基板于该下基板；及

一导出机构，电性连接该控制器，并且设置于该第一载具的下游，用来导出该上基板及该下基板压合后所形成的该多层板。

12.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，进一步包含：

一入料机构，设置在该第二载具的上游，电性连接该控制器，用来输送该上基板至该第二载具。

13.根据权利要求12所述的多层板贴合装置，其特征在于，进一步包含：

一清洁滚轮，架设于该入料机构，用来清洁该上基板的贴合面。

14.根据权利要求1所述的多层板贴合装置，其特征在于，进一步包含：

一光学定位装置，电性连接该控制器，用来定位该上基板及该下基板之间的相对贴合位置；及

一定位固化装置，电性连接该控制器，用来定点或全面固化该上基板及该下基板之间的液态胶。

15.一种多层板贴合方法，其特征在于，步骤包括：

控制一上基板的贴合面面向一下基板的贴合面，并且调整该上基板及该下基板之间具有一间隙空间；及

控制至少一注胶装置伸入该间隙空间，并且相对靠近该上基板来注射一液态胶，使该液态胶先接触该上基板再下滴，并且该下滴后的液态胶维持接触该上基板及该下基板，

其中，所述的间隙空间为依据该液态胶的特性及该注胶装置的尺寸来决定。

16.根据权利要求15所述的多层板贴合方法，其特征在于，所述的注胶装置依据一图形坐标值来注射该液态胶，以涂布一图形于该上基板。

17.根据权利要求16所述的多层板贴合方法，其特征在于，进一步包含：

在涂布完该图形之后，控制该注胶装置完全离开该间隙空间；

垂直压合该上基板及该下基板，使该液态胶进行溢胶；

执行一导出程序，以导出该上基板及该下基板压合后所形成的该多层板；及

执行一固化程序，以固化该上基板及该下基板之间的液态胶。

18.根据权利要求17所述的多层板贴合方法，其特征在于，在该压合步骤之后，

进一步包含：

执行一固定程序，以定点或全面固化该上基板及该下基板之间的液态胶，并且在该固定程序之后才执行该导出程序。