CN1437044A - Lcd粘接机和用这种粘接机制造lcd的方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用液晶滴落法制造一液晶显示(LCD)板的粘接机包括：一个工件主体的粘接室，用来进行对基板的粘接；至少两个或两个以上与粘接室内部空间连通的抽气管；和至少两个分别接至抽气管的真空装置，每一个真空装置用来产生空气吸力以排空粘接室。借助该粘接机制造一LCD板的方法包括：将其上滴有液晶的第一基板和其上涂敷有密封剂的第二基板装入一粘接室内；排空该粘接室；粘接第一和第二基板；采用变化的粘接压力；以及取出所粘接的第一和第二基板。

Description

LCD粘接机和用这种粘接机制造LCD的方法
本发明要求享有2002年2月5日提出的第P2002-6564号、2002年3月14日提出的第P2002-13884号、2002年3月22日提出的第P2002-15644号和2002年5月23日提出的第P2002-28700号韩国申请的权益，他们全部在此引用以作参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)，尤其涉及一种LCD粘接机和包括采用一种液晶分配方法的LCD的制造方法。
背景技术
通常，信息通信领域近来的研究对各种类型显示装置的需要有所增长。根据这种需要，已经开发出各种平板显示装置如液晶显示器(LCD)、等离子体显示装置(PDP)、电致发光显示装置(ELD)、真空荧光显示装置(VFD)，其中一些已用作各种设备的显示装置。
LCD已被广泛用作移动显示装置。LCD因其具有优良的画质、重量轻、外型薄和功耗小的特点和优点而替代CRT(阴极射线管)。除了移动型LCD如笔记本计算机的显示装置外，已经将LCD开发为计算机的显示装置和电视机，以接收和显示广播信号。
不管对作为不同领域显示装置的LCD的各种开发技术如何，与LCD特点和优点相比，在某些方面缺乏对增强作为显示装置的LCD画质的研究。因此，为了将LCD作为一通用显示装置用于各种领域，开发LCD的关键在于LCD是否可以实现高品质画面，如高分辨率、高亮度和大屏幕，同时LCD要保持重量轻、外型薄且功耗小。
一个LCD装置包括一用来显示图像的液晶板，并且有一用来向液晶板提供驱动信号的驱动部分。液晶板有粘接在一起的第一玻璃基板和第二玻璃基板，两基板之间有一间隙。通过将液晶注入到第一和第二基板之间的间隙内形成一液晶层。
在第一玻璃基板(例如一TFT阵列基板)上，有多条沿第一方向以固定间隔排列的栅极线、多条沿与栅极线垂直的第二方向以固定间隔排列的数据线、在栅极线与数据线所限定的各象素区内以矩阵形式设置的多个象素电极、多个响应于来自栅极线的一个信号可开关的薄膜晶体管，栅极线用来传输从数据线到象素电极的一个信号。
第二玻璃基板(一滤色器基板)有一用来遮蔽来自象素区之外部分光的黑底层、用来显示颜色的红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色层和一用来实现图像的公共电极。
前面的第一和第二基板之间有一间隙，该间隙由衬垫料(spacer)隔开。用密封剂将第一和第二基板粘接在一起。该密封有一液晶注入口，在粘接和密封两基板之后，通过该液晶注入口注入液晶。
在切割各液晶板之后，排空每一个LCD板的两粘接基板之间的空间，将液晶注入口浸入液晶池中，以通过毛细管现象使液晶注入该空间。一旦将液晶注入两基板之间的空间，就用密封剂密封液晶注入口。
但是，已有技术中其中注有液晶的LCD的制造方法存在以下问题。首先，已有技术方法的产量低，因为在将两基板之间的空间保持在真空状态且将单位板切割成各个工件以注入液晶时，将液晶注入口浸入液晶池中要耗费时间。其次，尤其是将液晶注入到大型LCD中可能会使液晶未完全填入板中产生缺陷，导致产生次品板。第三，复杂而过长的制造过程导致需要许多液晶注入装置，这又占用较大的空间。
因此，近来在研究借助液晶滴落法制造一LCD的方法。日本专利申请平11-089612和平11-172903号以及日本专利公开文件第2000-147528号披露了以下液晶滴落法。
图1A-1D示出了一种采用液晶滴落法的已有技术粘接机。图2示意性示出了已有技术粘接机中基板接收装置关键部件工作状态的透视图。
已有技术LCD粘接机(例如基板装配器)设置有一机架10、工作台部分21和22、密封剂出口(图中未示)、液晶滴落部分30、处理室部分31和32、室移动装置、基板接收装置、工作台移动装置和排空装置。。
工作台部分包括上工作台21和下工作台22。密封剂出口和液晶滴落部分30装在机架10的外部。
处理室部分包括上室单元31和下室单元32。上室单元31有：一真空阀23和接至其上的软管24，用以排空处理室部分；一吹气阀(gas purge valve)80和一充气管81，用以将处理室部分从真空状态转为大气压状态。
室移动装置有一驱动电机40，用以有选择地移动下室单元32。这是将下室单元32移动到可以进行粘接的位置(S2)或移动到可以进行密封剂涂敷和液晶滴落的位置(S1)。
基板接收装置用来暂时接收相对对角线位置的第二基板52，当处理室内部为真空状态时，将其附着和固定到上工作台21上。
基板接收装置有一旋转轴61，旋转轴61从处理室单元31外部进入处理室单元31内部。一旋转致动器63固定到处理室单元31上部的外面，固定在旋转轴61的一端，用以有选择地旋转旋转轴61；一升降致动器64固定到处理室单元31上部的外面，用以有选择地升降旋转轴61；一支撑板62在旋转轴61另一端与其形成一个单元，用以有选择地支撑基板的各个角。
工作台移动装置有一轴71、外壳72、直线导轨73、电机74、滚珠丝杠75和螺母架(nut housing)76。也就是说，上工作台21支撑于轴71上，而该轴固定在外壳72上。外壳72通过直线导轨73装到机架10上。通过固定到机架10上支架77上的电机74上下移动上工作台21。在本例中，滚珠丝杠75和螺母架76传送一驱动力，且螺母架76通过一负荷计(load gauge)78接至外壳72。
以下将随制造过程详细描述利用前面已有技术粘接机制造一LCD的方法各步骤。
参见图1A，通过一机器人手臂90将一载体内的第二基板52置于下工作台上。接着，通过位于室移动装置内的驱动电机40向上工作台21方向移动第二基板52。
参见图1B，上工作台21借助真空作用偏置第二基板52。接着，通过驱动驱动电机40，将具有下工作台22的下室单元32移动到位置(S1)，用以涂敷密封剂和滴落液晶。
然后，参见图1C，通过机器人手臂90将第一基板51置于下工作台22上，并且借助真空作用将第一基板51接至下工作台22。
参见图1D，在借助密封剂出口和液晶滴落部分30对第一基板51涂敷密封剂和滴入液晶之后，室移动装置40将下室单元32移动到位置(S2)。
接着，室移动装置40联合处理室单元31和32，由此圈出置放有工作台21和22的空间，以便借助真空阀23和软管24排空该空间。
由于该空间的真空度高于用于上工作台21的真空度，所以这可以承载住第二基板52。在该空间完全排空之前，需要对第二基板52作暂时保管，以防第二基板52掉落和/或破损。
驱动升降致动器64以向上工作台的下侧移动旋转轴51。另外，驱动旋转致动器63以使旋转轴61旋转，用以将一支撑板62置于通过真空作用接至上工作台21的第二基板52的两个角上。
工作台移动装置将上工作台21向下移动到靠近支撑板62高度的位置，其中放有基板接收装置，并且工作台移动装置利用真空作用承载住第二基板52，以便如图2中所示将第二基板52置于支撑板62上。
当完全排空处理室时，通过施加到上工作台21上的静电将第二基板承载在上工作台21上。接着，驱动旋转致动器63和升降致动器64，使支撑板62和旋转轴61回到不影响粘接的原位。
在真空状态下驱动电机74，以向下移动上工作台21，由此将基板51和52压到一起。
在本例中，随需要施加预置压力，用以通过根据压力信号控制电机74进行粘接。也就是说，反馈压力信号用来确保适当施压。负荷计78用作一测压元件(施压传感器(pressure application sensor))。
图3A-3F示意性地示出表示采用第2000-147528号日本专利公开文件中所披露的液晶滴落法制造一LCD的已有技术方法各步骤的各部分。
参见图3A，将紫外(UV)密封剂1涂敷在其上形成有薄膜晶体管阵列的第一玻璃基板3上，其涂敷厚度接近30μm。将液晶2滴在UV密封剂1有薄膜晶体管阵列的内侧上，在密封剂1内未设有液晶注入口。
将一真空处理室内的第一玻璃基板3固定在台(table)4上，它可沿水平方向移动。第一真空通道5承载玻璃基板3的整个底面。
参见图3B，通过真空通道7承载其上形成有滤色器阵列的第二玻璃基板6整个底面，并且封闭和排空真空处理室。沿一垂直方向向下移动第二台，直到第一和第二玻璃基板3与6之间的间隙为1mm为止。沿一水平方向移动具有第一玻璃基板3的台4，以预先对准第一和第二玻璃基板3和6。
参见图3C，向下移动第二台，直到第二玻璃基板6开始接触液晶2和/或密封剂1为止。
参见图3D，沿一水平方向移动具有第一玻璃基板3的工作台4，以对准第一和第二玻璃基板3和6。
参见图3E，沿一垂直方向移动第二台，直到第二玻璃基板6开始接触密封剂1为止。另外，向下压第二台，直到第二玻璃基板6与第一玻璃基板3之间的间隙约为5μm为止。
参见图3F，分别将所粘接的第一和第二玻璃基板3和6从真空处理室中取出，用一UV线对密封剂进行照射以固化密封剂1，由此完成了对LCD的制造。
前面已有技术真空粘接机和采用液晶滴落法的LCD制造方法存在以下问题。
首先，仅使用一个真空装置难以调整排空率。尤其是希望更快地排空处理室内部，以便缩短制造时间周期。但是，采用可以形成高度真空状态(例如产生高吸气动力)的真空装置会使基板上的液晶量不够，由此产生次品。也就是说，液晶的挥发随真空度变高而变大。例如，快速排空粘接室内部可能会引起剧烈挥发，由此导致基板上的液晶量不够。
其次，为了解决前面的问题而采用形成低吸气动力的真空泵，这需要大量时间来排空处理室的内部。
第三，在改变真空状态时将空气快速引入处理室内，可能导致上工作台或下工作台卡住一个基板。这严重影响了粘接基板的大气状态，并且可能会造成粘接存在问题。
第四，当结合两个工件时，由于是两工件处理室部分，所以可能会在下室单元与上室单元之间出现有问题的密封，尤其是难以形成紧密封，并且可能出现真空泄漏现象，这可能无法达到理想的粘接度，因为难以在处理室内部实现高真空度。
第五，当基板很大时，用基板接收装置支撑基板的角部可能会引起基板的弯折或翘曲，并且/或者可能会使得基板破损并从基板接收装置上向下掉落。
第六，在同一个基板上涂敷密封剂和滴有液晶需要在粘接两基板之前有一个很长的制造时间周期。
第七，由于在第一基板上涂敷密封剂和滴有液晶，所以没有对第二基板进行处理，因此，这导致第一基板和第二基板之间制造过程的不平衡引起生产线工作效率低下。
第八，第一基板上施加有密封剂和液晶，因此，它无法受到超声波清洁(USC)进行的清洁。所以，由于没有采用USC，就无法去除粉尘颗粒，这可能导致粘接过程中出现密封剂不完全接触的情况。
发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示器(LCD)粘接机和利用该粘接机制造加有液晶的液晶显示器的方法，它们基本上避免了因已有技术的局限和缺点带来的一个或多个问题。
本发明的优点在于提供一种LCD粘接机和采用该粘接机制造其上施加有液晶的LCD的方法，它们缩短了LCD的制造时间，并且提高了效率以提高生产率。
在以下的说明书中描述本发明的其他特征和优点，根据该说明书，它们一部分变得很明显，或者可以通过对本发明的实践学会。通过所著的说明书和权利要求书以及附图所具体指出的结构，可以实现和达到本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点，根据本发明的目的，如所具体实施和概括描述的那样，  这种种液晶显示器(LCD)粘接机包括，一单个工件粘接室，用来对基板进行粘接；至少两个或两个以上与粘接室内部空间连通的抽气管；和至少两个分别接至每一个抽气管的真空装置，用来产生一空气吸力以排空粘接室。
在本发明的一个方面，至少一个真空装置是涡轮高真空泵(TMP)，用来产生比其他真空装置如干式泵更高的真空度。
在本发明的该方面中，其他真空装置包括多个例如四个干式泵，它们可以分成两组一对，其中每一对可以接至一个抽气管。另外，本发明该方面的TMP的排空率例如是0.1-5.0k/min，而干式泵的排空率例如是10-30k/min。
在本发明的另一个方面，粘接室还包括：一与粘接室连通的通气管，用来输送空气和气体；和一送气装置，它接至一与粘接室连接的通气管，用来在不同的压力下分别输送空气或气体。
送气装置可以包括：一充气部分，其内部存储有气体如空气或气体，用来将粘接室内的真空状态转换为大气压状态；和一阀体，用来有选择地打开和关闭通气管。该送气装置还可以包括一驱动泵，用来将存储在充气部分内的空气或气体强制泵入粘接室内。
在本发明的又一方面，一种LCD的制造方法包括以下步骤：将其上分配有液晶的第一基板和其上涂敷有密封剂的第二基板装入一粘接室内；排空该粘接室；用一变化的粘接压力粘接第一和第二基板；以及取出所粘接的第一和第二基板。
在本发明的该方面中，装载步骤可以包括例如利用静电荷(ESC)将第二基板承载到粘接室内设置的上工作台上；以及将第一基板承载到也设置在粘接室内的下工作台上。
在本发明的该方面中，排空粘接室的步骤可以包括两个阶段。因此，排空粘接室的步骤可以包括：在将第一和第二基板分别设置到下工作台和上工作台上之后执行第一次排空步骤；在将基板接收装置移动到第二基板之下之后之下第二次排空步骤。
在本发明的该方面中，取出第一和第二基板的步骤可以在粘接室压力低于50Pa时执行，并且可以进一步包括以下步骤：用上工作台承载所粘接的第一和第二基板；  向上移动上工作台；并且装上未粘接的第一或第二基板，而取出承载到上工作台上的所粘接的基板。
这种制造LCD的方法可以进一步包括以下步骤：为粘接室通风，由此对所粘接的基板施压。
在本发明的一个方面，LCD的制造方法可以进一步包括以下步骤：在取出所粘接的第一和第二基板之前或之后，例如向密封剂扩散液晶。扩散液晶的步骤可以执行一段时间，例如至少10分钟。
在本发明的另一个方面中，一种LCD的制造方法采用粘接机，这种粘接机具有分别设置在一粘接室内的上工作台和下工作台、涡轮高真空泵(TMP)和干式泵、通气装置和基板接收装置。该方法包括以下步骤：装入其上涂敷有密封剂的第二基板和其上分配有液晶的第一基板；令干式泵工作以第一次排空粘接室；移动用来承载第二基板的基板接收装置；令TMP工作以第二次排空粘接室；移动用来粘接第一和第二基板的上和下工作台；令通气装置工作以为粘接室通气，用来对所粘接的基板施压。令通气装置工作以为粘接室通气，以及对所粘接的基板施压的步骤可以包括两个阶段。
应理解的是，前面总的描述和以下的详细描述是示例和解释性的，意欲用它们提供对如所要求的本发明作进一步解释。
附图的简要说明
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。
在附图中：
图1A-1D示出了采用现有技术的LCD粘接机进行粘接的步骤；
图2表示了一种现有技术粘接机中基板接收装置关键部分的工作状态的透视图；
图3A-3F示出了一种现有技术中采用液晶滴加法制造LCD的方法中的粘接步骤；
图4A和4B示出了放置基板之后本发明粘接机的工作状态；
图5A和5B示出了本发明粘接机的工作状态，其中用低真空泵将粘接室内部抽空以使其变成真空状态；
图6A和6B示出了本发明粘接机的工作状态，其中高真空泵将粘接室内部抽真空以使粘接室变成真空状态；
图7A和7B示出了本发明粘接机的工作状态，其中施加一压力以粘接基板；
图8A和8B示出了本发明的粘接机的工作状态，其中使粘接室内部缓慢转变为大气压状态；
图9A和9B示出了本发明粘接机的工作状态，其中将粘接室的内部完全转变为大气压状态；
图10A-10E所示的剖面图示出了根据本发明一个实施例采用了液晶分配方法的LCD制造方法的各步骤；
图11所示的流程图示出了根据本发明一个实施例的LCD制造方法的各步骤；
图12示出了本发明粘接室顶部上的多个通气孔；
图13是图12的剖视图；
图14示出了本发明粘接室的所有侧面上的多个通气孔；
图15是图14的剖视图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的实施例，其实例示于附图中。
图4A-9B示出了本发明用来进行液晶分配方法的液晶显示器(LCD)真空粘接机的的剖面图。附图按照工序顺序示出了该方法。
如前述附图中提到的那样，本发明的粘接机包括：一粘接室110；一工作台部分、一工作台移动装置和真空装置。
将粘接室110设计成一个工件单元，其有一设计成可选择地处于真空状态或处于大气压状态的内部。粘接室110还包括一粘接室入口111，用以使第一基板510和第二基板520进出粘接室110。
粘接室110还可以包括：至少一个接至其一侧的排气口112、113和114，用来通过真空装置将空气从粘接室110内部抽出；和一通气管115，它对应于接至粘接室110一侧的粘接室110内的一通气孔，用来将空气或任何适当的气体引入粘接室110内，以将粘接室110维持在大气压状态下。
排气口112、113和114分别包括电控阀112a、113a和114a，用来有选择地打开和关闭管道。
粘接室入口111可以包括一用来密封粘接室入口111的门111a(图中未示)。门111a可以是一普通的拉门或旋转式门，或者是可以关闭一开口的适当类型装置。在本发明的一个方面，拉门或旋转式门可以包括一密封部件，用来密封门111a与粘接室入口111之间的间隙，由此可使粘接室达到图中未详细描述的适当的真空状态。
工作台部分可以设置在粘接室110的上下空间部分。它们可以相互面对，并且包括用于固定放入粘接室110的基板510和520的上工作台121和下工作台122。
上和下工作台121和122分别可以包括至少一个静电吸盘(ESC)121a，其设置在上和下工作台的反面。上静电吸盘121a通过静电吸附将第二基板520吸到上工作台121上，而下静电吸盘122a通过静电吸附将第一基板510吸到下工作台122上。另外，上和下工作台121和122还可以包括多个贯通其中的真空通道121b。这些真空通道使得基板510和520能够分别设置在上工作台121和下工作台122上。
虽然本实施例建议可以采用至少两个静电吸盘，不过也可以形成多对具有相反极性直流电压的静电吸盘，以通过静电将基板吸到其各自的工作台上。另一方面，其上施加有相反极性直流电压的单个静电吸盘也可以提供静电荷，以提供必要的吸附力。
在本发明的一个方面，多个真空通道121b可以形成于一个中央部分和/或沿着静电吸盘121b的周边上，并且可以接至单独一个或多个管121c。真空通道121b传送一由接至上工作台121的真空泵123产生的真空力。
下工作台122可以包括：下工作台顶面上的至少一个静电吸盘122a，用以为吸附的基板提供静电力；和至少一个真空通道(图中未示)，用来通过真空作用吸附基板。
静电吸盘和真空通道可以与上工作台121的真空通道相同或不相同。根据基板和/或每一个液晶涂敷区域的整个制造过程的情况，来确定静电吸盘和真空通道的设置。
工作台移动装置包括：一移动轴131，用来有选择地上下移动上工作台121；一旋转轴131，用来有选择地左右移动下工作台122；和安装在粘接室110内部或外部的驱动电机133和134，它们分别通过各个轴耦合到工作台121和122上。
工作台移动装置并不限于其中上工作台121仅仅沿上下方向移动且下工作台121可沿左右方向旋转的系统。当上工作台121设有一独立的旋转轴(图中未示)时，也可以使上工作台121沿左右方向移动，而使下工作台122沿上下方向移动。另外，上工作台121和下工作台122设有独立的移动轴(图中未示)，用以旋转上工作台121和下工作台122和沿上下方向移动下工作台122。
真空装置接至粘接室110上的排气口112-114，用来将空气从粘接室110内部抽出，并且包括至少两个以上单元，优选包括五个单元。
真空装置中至少有一个是涡轮高真空泵(TMP)210，相比于其它真空装置而言，这种泵具有较高的吸气能力，其余的真空装置可以是干式泵220。尤其是，真空装置中可以有一个TMP 210和四个干式泵220。
在这三个都接至粘接室110的排气口112、113和114中，有一个排气口(“第一排气口”)112接至TMP 210，其余两个排气口113(“第二排气口”)和114(“第三排气口”)分别接至两对干式泵。
此外，可以有五个排气口，以使一个排气口接至TMP 210而其他四个排气口分别接至其余的四个干式泵。
同时，本发明建议通过连接一用于调节送入通气管115的空气量或气体量且接至粘接室110上的供气装置300以建立一系统。
供气装置300包括：一充气部分310，其中存储有空气或气体，用以维持粘接室110内的大气压；和一阀320，用来随需要有选择地打开和关闭通气管115。
此外，本发明可以使一系统包括一泵，用以通过一选择的压力将充入充气部分310内的空气或气体强制泵入通气管115中。也就是说，用来将粘接室内部的持在大气压下的系统并不仅限于阀。
但是，由于在粘接室110内部处于真空状态时，空气或气体本身可以通过一细缝渗透到粘接室110内，所以可能无需采用强制泵入。因此，本发明建议一种具有使用阀320的系统来替代泵，阀320用来根据需要有选择地打开和关闭通气管115。
此外，如果在粘接室110抽真空的过程中粘接室的真空度大于施加到工作台上的真空度，那么当工作台121和122分别带有吸附在其上的第一玻璃基板和第二玻璃基板时，这些工作台丧失了真空吸附力，第二玻璃基板可能会从上工作台上掉下，落到第一玻璃基板上。为了防止这种情况的发生，为粘接室设置一基板接收装置400，用来将基板支撑在上工作台121上。本例中，基板接收装置400支撑在非有源区基板的中央部分，而不是仅仅支撑基板的边角部分。
应指出的是，图4A，5A，6A，7A，8A和9A示出了一个实施例，而图4B，5B，6B，7B，8B和9B示出了另一个实施例。尤其是，通气孔300、干式泵220和TMP 210在图4B，5B，6B，7B，8B和9B中处于不同的位置，以表示这些不同的位置可以用于这些部件。例如，图4B，5B，6B，7B，8B和9B示出了处于粘接室110顶部的通气孔300、处于粘接室110底部的干式泵220和处于粘接室110侧面的TMP210，而图4A，5A，6A，7A，8A和9A示出了处于粘接室110侧面的通气孔300、处于粘接室110侧面的干式泵220和处于粘接室110顶部的TMP210。本发明中预见有其他适合于这些部件的不同适当位置的变换方案。
例如，图12和13示出了处于粘接室顶部的多个通气孔115a，而图14和15示出了处于粘接室所有侧面的通气孔115a。可以在粘接室顶部中形成多个通气孔。可以在粘接室的顶部、底部和侧面形成多个通气孔。至少两个所述的通气孔可以形成于粘接室的顶部，至少一个所述的通气孔形成于粘接室的至少一侧，至少两个所述通气孔形成于粘接室的底部。多个通气孔可以形成于粘接室的顶面和侧面中。多个通气孔可以形成于粘接室的顶面和底面中。顶面可以有至少两个通气孔，侧面可以有至少两个通气孔。
图10A-10E示出表示根据本发明一个实施例的LCD制造方法各步骤的剖面图。图11示出一流程图，它表示根据本发明一个实施例采用液晶分配法的LCD制造方法的各步骤。下面，参照图10A-10E和4A-9B解释采用前述本发明粘接机制造LCD的方法。
这种LCD的制造方法包括以下步骤：将两个基板放入真空粘接室内；将该粘接室抽真空；粘接两块基板；向粘接室通气以对所粘接的基板均匀施压；以及从真空粘接室内取出所压制的两块基板。
参见图10A，将液晶12滴加到第一基板510上，且将密封剂14涂敷到第二基板520上。在将基板放入粘接室之前，可以用超声清洗机(USC)清洗涂敷有密封剂14的第二玻璃基板520，由此能够去除前面过程中形成的颗粒。可以采用USC清洗第二玻璃的原因是由于第二玻璃基板520上没有滴加液晶。
第一基板和第二基板中的一块是其上形成有薄膜晶体管阵列的基板，而另一个基板是其上形成有滤色器层的基板。本发明中，可以仅在第一和第二基板中的一块基板上滴加液晶和涂敷密封剂。此时仅需将其上滴加有液晶的基板置于下工作台上，而将另一个基板置于上工作台上。
参见图4A，4B或10B，它们示意性地示出了基板放置步骤，通过真空作用将其上涂敷有密封剂14的第二玻璃基板520承载到上工作台121上。将其上涂敷有密封剂14的第二玻璃基板520面向下承载到上工作台121上(31S)。通过真空作用将其上分配有液晶12的第一玻璃基板510承载到下工作台122上(32S)。此时，真空粘接室110处于大气压状态。
通过机器人的拿取器(loader of robot)(图中未示)抓取其上涂敷有密封剂14且涂敷有密封剂14的那一面朝下的第二玻璃基板520，并且放入真空粘接室110。这种状态下，向下移动真空粘接室110内的上工作台121，并且可以向上移动吸附了第二玻璃基板520的下工作台。另外，也可以不用真空吸附上和下基板，而是使用静电吸盘吸附一个基板或同时用于吸附第一和二两块基板。
接着，将机器人的拿取器移出真空粘接室110，通过机器人的拿取器将其上滴加有液晶12的第一玻璃基板510置于真空粘接室110内的下工作台122之上，以使下工作台122真空通道吸附第一基板510。当完成将基板510和520分别承载到工作台121和122上时，关闭粘接室入口111中的门，以便密封粘接室110内部。优选的是，首先将其上涂敷有密封剂的第二基板520承载到上工作台121上，然后再将其上滴加有液晶的第一基板510装到下工作台122上。这是因为如果首先放置第一基板510而然后再放置第二基板520，则在放置第二基板520时，可能会有外来物落到第一基板510上。
抽真空步骤分两阶段进行。也就是说，在将基板510和520分别承载到上和下工作台121和122上之后，关闭室门，开始第一次抽真空。在将基板接收装置400移至上工作台121下方和将吸附在上工作台上的第二基板下放到基板接收装置400上之后，或者将吸附了基板的上工作台121和基板接收装置置于彼此相隔一定距离之后，接着，对真空粘接室进行第二次抽真空。本例中，第二次抽真空进行得比第一次抽真空快，并且第一次抽真空时使得真空粘接室的真空度不高于上工作台的真空吸附力。
如果不将抽真空分成第一次和第二次，那么可能以一固定速度对粘接室110进行抽真空，并且在抽真空的过程中将基板接收装置400移至上工作台的下方。在此情况下，需在空粘接室内的真空度变得大于上工作台121内的真空吸附力之前，将基板接收装置400移至上工作台121的下方。
也就是说，令真空装置内的干式泵220工作以通过第二和第三排气口113和4对粘接室进行抽真空，其中干式泵220的在10-30K/min(优选23K/min)的条件下工作。例如，在抽真空的过程中打开第二和第三排气口113和114上的阀113a和114a。
应指出的是，如果粘接室110内的真空吸附力变得大于将基板520吸附到上工作台121上的真空吸附(即，粘接室110内部的真空吸附力达到高于通道内的真空吸附力)，那么承载到上工作台520上的基板可能从上工作台121上掉落。
参见图5A和5B，为了防止基板掉落和/或摔断，一基板接收装置400暂时接收吸附到上工作台121上的基板520(33S)。该基板接收装置400在粘接室110达到高真空状态前，在缓慢的抽真空过程中移动。基板接收装置400通过以下方法与第二基板520相接触。
例如，在通过向下移动上工作台121或向上移动基板接收装置400或者同时移动它们，使得第二基板520和基板接收装置400更加靠近在一起之后，通过释放上工作台121的真空吸附力，将第二基板520下放到基板接收装置400上。
这样，可以在将真空粘接室抽真空之前，将吸附到上工作台上的第二玻璃基板520设置在基板接收装置400上，或者可以使带有第二玻璃基板的上工作台和基板接收移至处于彼此相隔一定距离，由此使第二玻璃基板520在粘接室抽真空的过程中从上工作台121落在基板接收装置400上。此外，在开始对真空粘接室进行抽真空时，由于在始阶段腔室内可能产生空气流，这会震动基板，因此另外设置了固定基板的装置。
在用门111a关闭了粘接室入口111之后，不必进行粘接室110抽真空的步骤。
考虑到抽真空开始阶段速度较慢，所以可以在抽真空过程中关闭粘接室入口111。
此外，在粘接室110达到一高真空状态之前，不必进行将基板接收装置400移动到一位置以接收第二基板520的步骤，而是可以在粘接室抽真空之前移动基板接收装置400。不过，为了提高制造过程的效率，优选在粘接室110抽真空的过程中移动基板接收装置400。
然后参见图6A和6B，当通过干式泵220的连续抽真空使得粘接室110的真空度达到约50 Pa(优选13 Pa以下)压力时，  将基板520吸到上工作台121上和支撑在基板接收装置400上。接着，打开阀112a，以打开抽气管112，并且令TMP210工作，用于进行第二次抽真空(34S)。
本例中，TMP 210通过第一抽气管112以约0.1-5K/min(优选1.1K/min)的速度迅速将粘接室110抽真空。
但是，TMP210和干式泵220的工作并不限于在一特定时间进行对粘接室的快速抽真空。例如，并不限于当基板520被吸附到上工作台121上和被支撑在基板接收装置400上时进行抽真空。也就是说，可以通过有选择地调节设置在排气口112，113和114上的阀112a，113a和114a，使用驱动控制来达到高真空状态。
当粘接室110的真空度达到一所需的压力范围时，进行前面的步骤。例如，当真空粘接室的真空度达到0.01Pa(优选0.67Pa)以下的压力时，TMP停止工作。本例中，即为设置在第一排气口112上的阀112a将关闭第一排气口112。
真空粘接室110内的真空度可以具有约1.0×10-3Pa到1Pa范围内的压力，用于面内开关(IPS)模式的液晶显示器，也可以具有约1.1×10-3Pa到102Pa范围内的压力，用于扭曲向列(TN)模式的液晶显示器。
对真空粘接室分二阶段抽真空，可以防止可能因真空粘接室迅速抽真空而导致在真空粘接室内产生的基板变形或震动。
一旦将真空粘接室110抽真空到一预置真空压力，上工作台121和下工作台122就通过静电吸盘分别偏置第一和第二玻璃基板510和520(35S)，并且使基板接收装置400移回起始位置(36S)。也就是说，将第二基板520放置在基板接收装置400上，且保持在上工作台121上，并且将下工作台122上的第一基板510保持在下工作台122上。
利用静电荷，通过将负/正直流电压施加到两个或两个以上工作台上形成的平板电极上，可以将第一和第二基板固定到它们各自的工作台上。当将负/正电压施加到平板电极上时，在基板上形成的导电层(例如透明电极、公用电极、像素电极等)与工作台之间产生一库仑力。当形成于基板上的导电层面向工作台时，把约0.1-1KV电压施加到平板电极上。当基板上没有形成导电层的一面面对工作台时，将约3-4KV电压施加到平板电极上。可以选择性地在上工作台上设置一弹性片。
参见图10C，10D，7A和7B，在通过静电荷由各自的工作台121和122吸附两块玻璃基板510和520之后，将两个工作台移向彼此靠近，以粘接两块玻璃基板(37S)。通过沿垂直方向移动上工作台121或下工作台122，同时改变不同工作台位置处的速度和压力来压制第一和第二玻璃基板。在第一玻璃基板510上的液晶12开始与第二玻璃基板520接触之前，或者在第一玻璃基板510与第二基板520上的密封剂14开始接触之前，可以以一固定速度或固定的压力移动工作台，而从其开始接触时起逐步增加压力直到最终压力。在设置在可移动工作台轴上的测力感应器检测到接触之后，以不断增大的压力将玻璃基板压到一起。例如，在接触时，以约0.1吨的压力下压基板；在中间阶段时，达到约0.3吨的压力；在结束阶段，达到约0.4吨的压力；最终，达到在最终阶段的约0.5吨的压力(见10D)。
虽然图中示出了借助一根轴将上工作台向下压到基板上，不过可以独立地使用多根轴，并且用单个测力感应器控制压力。如果下工作台和上工作台未能保持水平状态或无法均匀下压，那么可以以一较低或较高的压力压下任何数目的预定轴，以便实现对密封剂的均匀粘接。
参见图10E，在用前述工序粘接两基板之后，且在将静电荷从上工作台和下工作台上去除之后，向上移动上工作台121，以将上工作台121与所粘接的两玻璃基板510和520分开。
接着，参见图8A和8B，在开始阶段通过阀320打开通气管115，使其达到需要的程度。然后参见图9A和9B，完全打开通气管115，以缓慢地为粘接室110增压。在缓慢对粘接室增压的过程中，粘接室110内的压差产生一个施加到两基板上的压力。由于粘接室处于大气压下且所粘接基板之间的空间处于真空状态，所以这两个基板受到均匀的施压。
虽然图中仅示出一个通气孔300，但也可以使用多个通气孔，例如可以多个位于粘接室任何位置上的多个通气孔。例如，参见图8B，通气孔可以位于粘接室的顶部。
然后，取出所粘接的基板(38S)。也就是说，在操纵粘接室110内的门111a以打开粘接室入口111之后，或者在上工作台吸附和向上移动第一和第二工作台121之后，借助机器人的拿取器直接取出所粘接的第一和第二玻璃基板510和520。
为了缩短制造时间周期，可以把要在下一个粘接过程中粘接的第一和第二玻璃基板中的一块承载到一空工作台上，同时取出所固定的第一和第二玻璃基板。例如，在借助拿取器把要在下一个粘接过程中粘接的第二玻璃基板520装到上工作台121上且通过真空作用吸附到上工作台上之后，可以取出下工作台122上粘接的第一和第二玻璃基板。另一方面，在上工作台121提升粘接的第一和第二玻璃基板之后，拿取器可以把要粘接的第一玻璃基板510承载到下工作台上，而取出粘接的第一和第二玻璃基板。
在取出粘接的基板的工序之前，可以选择性地增加一个液晶扩散工序，以使固定的基板之间设置的液晶向密封剂扩散。也可以在取出工序之后，如果液晶不能充分扩散，另外再进行一个液晶扩散工序，以使液晶均匀地向密封剂扩散。在大气压或真空状态下，该液晶扩散工序可以进行10分钟以上。
如已经描述的那样，前述的这种LCD粘接机和LCD的制造方法具有以下优点。
本发明的LCD粘接机包括至少两个不同的真空泵，它们具有不同的真空力。例如，TMP和干式泵，它们可以对粘接室进行平稳地抽真空，由此防止了液晶面板的损坏。
对粘接室进行逐步抽真空，可以使得抽真空步骤中，同时进行所需的其它部分的操作工序，由此提高了制造方法的效率。
在不产生过度吸气压力的情况下，用分两个阶段抽真空的方法实现了从低真空压到高真空压力的目的，从而防止了由快速抽真空所引起的变形和液晶在基板中的不完全分布。
通过逐渐将空气或气体引入粘接室内的方法，使粘接室变为大气压状态下并使其维持在大气压状态下，从面防止了基板的不完全粘接。
使用一个粘接室有利于在粘接室内实现高真空度。也就是说，它可以使得可能出现在两个粘接室内的泄漏达到最小或得以消除。
将液晶分配到第一基板上且将密封剂涂敷到第二基板上缩短了制造时间。
将液晶分配到第一基板上且将密封剂涂敷到第二基板上使得第一和第二基板的制作工序均衡地进行，从而使生产线能有效地运行。
没有将液晶滴加在第二基板上，可以使密封剂受颗粒的污染达到最小，因为在粘接之前，可以用USC清洗第二基板。
由于在基板接收装置支撑到基板的中央部分之后，才进行粘接室的抽真空，所以即使对于大尺寸基板，也可防止基板掉落或摔断。
检测量两块基板开始接触的时间以及改变粘接两块基板时所用的压力，可以使液晶对于取向膜的损伤达到最小。
第十一，由于上工作台借助多根轴下压基板，其中每一根轴可以独立施压，因此，当下工作台和上工作台未能保持水平状态或难以均匀粘接到密封剂上时，以通过用预定轴独立施加更高或更低的压力来实现均匀粘接密封剂。
第十二，同时放置和取出玻璃基板缩短了制造时间。
第十三，方法中包括有液晶扩散工序，可以缩短LCD的制造时间。
对本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种改进和变化。因此，本发明涵盖了本申请所附的权利要求和其等同物范围内的所有对本发明所作的各种改进和变化。

Claims (44)

1.一种液晶显示器(LCD)粘接机，包括：
一单个工件粘接室，用来对基板进行粘接；
至少两个排气口，用于将粘接室内部抽真空；和
至少两个真空装置，用于将粘接室抽真空。
2.如权利要求1所述的粘接机，其中至少一个真空装置是涡轮高真空泵(TMP)，用来产生比其他真空装置更高的真空度。
3.如权利要求2所述的粘接机，其中其他真空装置包括一干式泵(drypump)。
4.如权利要求3所述的粘接机，其中其他真空装置包括四个干式泵。
5.如权利要求4所述的粘接机，其中将四个干式泵分成两组一对，每一对接至一个抽气管。
6.如权利要求2所述的粘接机，其中TMP的排空率是约0.1-5.0k/min。
7.如权利要求2所述的粘接机，其中TMP的排空率是约10-30k/min。
8.如权利要求1所述的粘接机，其中粘接室还包括：
一与粘接室连通的通气孔，用来输送气体；和
一送气装置，它接至一与粘接室连接的通气孔，用来在不同的压力下输送空气或气体。
9.如权利要求8所述的粘接机，其中送气装置包括：
一充气部分，其内部存储有气体，用来将真空状态转换为一大气压状态；和
一阀体，用来有选择地打开和关闭通气孔。
10.如权利要求9所述的粘接机，其中送气装置还包括一驱动泵，用来将存储在充气部分内的气体泵入粘接室内。
11.一种液晶显示器(LCD)的制造方法，包括：
将其上分配有液晶的第一基板和其上涂敷有密封剂的第二基板放入一粘接室内；
将粘接室抽真空；
用粘接压力粘接第一和第二基板，以形成粘接的第一和第二基板；以及
取出粘接的第一和第二基板。
12.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：
在粘接室内将第二基板吸附到上工作台上；以及
在粘接室内将第一基板吸附到下工作台上。
13.如权利要求11所述的方法，其中抽真空步骤包括至少分成两个阶段。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：
在将第一和第二基板分别承载到下工作台和上工作台上之后进行第一次抽真空；以及
在将基板接收装置移动到用来将第二基板承载到上工作台上的位置之后进行第二次排空。
15.如权利要求11所述的方法，其中放置基板包括采用一静电吸盘。
16.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：向粘接室通气以给所粘接的基板施加更大的压力。
17.如权利要求11所述的方法，还包括：在取出粘接的第一和第二基板之前，把要在下一个粘接步骤中粘接的下一个第一基板和下一个第二基板中的至少一个装到上工作台和下工作台中相应的一个上。
18.如权利要求11所述的方法，其中取出的步骤还包括以下步骤：
在取出第一和第二基板之前，垂直移动带有所粘接的第一和第二基板的上工作台。
19.如权利要求11所述的方法，其中取出所粘接的第一和第二基板还包括：
上工作台承载所粘接的第一和第二基板且上工作台垂直向上移动；
之后将要粘接的下一个第一基板装到下工作台上；以及
取出所粘接的第一和第二基板。
20.如权利要求11所述的方法，其中取出所粘接的第一和第二基板还包括：
把要在下一个粘接过程中粘接的下一个第二基板装到上工作台上；以及
从下工作台上取出所粘接的第一和第二基板。
21.如权利要求11所述的方法，还包括在取出所粘接的第一和第二基板之前，向密封剂扩散液晶。
22.权利要求11所述的方法，还包括向密封剂扩散液晶。
23.权利要求22所述的方法，其中执行扩散液晶的时间约为10分钟以上。
24.一种用粘接机制造液晶显示器(LCD)所述的方法，该粘接机具有设置在一粘接室内的上工作台和下工作台、用来排空粘接室的涡轮高真空泵(TMP)和干式泵、用来为粘接室通气的通气装置和用来接收基板的基板接收装置，该方法包括以下步骤：
在粘接室内，分别将其上涂敷有密封剂的第二基板和其上分配有液晶的第一基板装到上工作台和下工作台上；
令干式泵工作以第一次排空粘接室；
移动用来承载第二基板的基板接收装置；
令TMP工作以第二次排空粘接室；
移动用来粘接第一和第二基板的上和下工作台；以及
令通风装置工作以对粘接室通气，用以对所粘接的基板施压。
25.权利要求24所述的方法，其中粘接室的压力低于50Pa。
26.权利要求24所述的方法，其中干式泵的排空率约为10-30k/min。
27.如权利要求24所述的方法，其中涡轮高真空泵的排空率约为0.1-5.0k/min。
28.如权利要求24所述的方法，其中通风步骤包括至少两步。
29.一种用来粘接液晶显示器的设备，包括：
一粘接室，用来粘接第一基板和第二基板；
上工作台和下工作台，设置在粘接室内，用来固定第一和第二基板；和
粘接室内的多个通气孔，用来将气体引入粘接室内部。
30.如权利要求29所述的设备，其中多个通气孔形成于粘接室的顶部。
31.如权利要求30所述的设备，其中至少两个通气孔形成于粘接室的顶部。
32.如权利要求29所述的设备，其中多个通气孔形成于粘接室的顶部、底部和侧面。
33.如权利要求29所述的设备，其中至少两国所述通气孔形成于粘接室的顶部，至少一个所述通气孔形成于粘接室的至少一侧，至少两个所述通气孔形成于粘接室的底部。
34.如权利要求29所述的设备，其中以固定间隔形成多个通气孔。
35.如权利要求29所述的设备，其中多个通气孔形成于粘接室的顶面和侧面。
36.如权利要求35所述的设备，其中顶面有至少两个通气孔。
37.如权利要求35所述的设备，其中侧面有至少一个通气孔。
38.如权利要求35所述的设备，其中粘接室有至少两个平的侧面。
39.如权利要求35所述的设备，其中多个通气孔形成于粘接室的顶面和底面。
40.如权利要求39所述的设备，其中顶面有至少两个通气孔，底面有至少一个通气孔。
41.如权利要求29所述的设备，其中多个通气孔形成于粘接室的顶部和一个侧面。
42.一种用来粘接一液晶显示器的设备，包括：
一个工件主体的粘接室，用来粘接第一基板和第二基板；
上工作台和下工作台，设置在粘接室内，用来固定第一和第二基板；
至少两个接至粘接室内的真空泵，用来排空粘接室；和
粘接室内的多个通气孔，用来将气体引入粘接室内部。
43.如权利要求42所述的设备，其中至少两个真空泵包括一TMP(涡轮高真空泵)和至少一个干式泵，TMP用来产生比干式泵更强的气体吸力。
44.如权利要求43所述的设备，其中通气孔形成于粘接室的顶部，TMP泵接至粘接室的侧面，至少一个干式泵接至粘接室的底部。
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