DE10352412B4

DE10352412B4 - Substratverbindungsvorrichtung und Verfahren zum Nivellieren von Tischen innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung und zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung

Info

Publication number: DE10352412B4
Application number: DE10352412A
Authority: DE
Inventors: Sang Seok Lee; Myoung Youngji Gu Kang; Young Kug Lim; Soo Min Kwak; Jong Han Kim; Heung Sun Yongin Kim
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2002-11-16
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: DE10352412A8; US20040114095A1; DE10362184B3; CN100399117C; JP2004170974A; DE10352412A1; JP4098705B2; TW200410024A; TWI257515B; CN1501148A; US7370681B2

Abstract

Substratverbindungsvorrichtung, die bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen verwendet wird, mit:
– einem Grundrahmen (100);
– einer oberen Kammereinheit (210);
– einer unteren, am Grundrahmen (100) montierten Kammereinheit (220), die mit der oberen Kammereinheit (210) verbindbar ist;
– einer Kammer-Verstelleinrichtung zum Anheben und Absenken der oberen Kammereinheit (210);
– einem an der oberen Kammereinheit (210) montierten oberen Tisch (230);
– einem an der unteren Kammereinheit (220) montierten unteren Tisch (240);
– einer Dichtungseinrichtung, die an einer Fläche der oberen oder unteren Kammereinheit (210, 220) vorhanden ist, und einen Innenraum gegen eine Außenumgebung abdichtet, wobei der Innenraum durch Verbinden der oberen und der unteren Kammereinheit (210, 220) bildbar ist;
– einer ersten Ausrichteinrichtung zum vertikalen Ausrichten des oberen Tischs (230) in Bezug auf den unteren Tisch (240); und
– einer zweiten Ausrichteinrichtung zum horizontalen Ausrichten des oberen Tischs (230) in Bezug auf den...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtungen verwendet wird sowie ein Verfahren zum vertikalen Ausrichten oder Nivellieren von Tischen innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung und zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung.
Erörterung der einschlägigen Technik
So wie die Entwicklung verschiedener Typen von Informationsvorrichtungen Verbreitung erfährt und diese Verbrauchern verfügbar werden, haben Anforderungen an durch die Informationsvorrichtungen verwendete Displays zugenommen. Um derartigen Anforderungen zu genügen, werden aktuell viele Typen von Flachtafeldisplays einschließlich Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtungen, Plasmadisplaytafeln (PDP), Elektrolumineszenzdisplays (ELD), Vakuumfluoreszenzdisplays (VFD) usw. entwickelt, und sie werden in einigen Fällen tatsächlich als Displays verwendet.
Unter den verschiedenen Typen von Flachtafeldisplays werden LCD-Vorrichtungen allgemein als tragbare Displays verwendet. Dank ihrer günstigen Eigenschaften wie hervorragender Bildqualität (z. B. hohe Auflösung und Leuchtstärke), geringem Gewicht, dünnem Profil, großer Anzeigefläche und niedrigem Energieverbrauch werden LCD-Vorrichtungen allgemein bei Anwendungen verwendet, die bisher durch Kathodenstrahlröhren (CRTs) dominiert wurden. Demgemäß werden LCD-Vorrichtungen allgemein als Monitore von Notebookcomputern, Monitore von Computern, als Fernseher, die Rundfunksignale empfangen und anzeigen können, usw. verwendet.
Im Allgemeinen werden LCD-Vorrichtungen gemäß Flüssigkristall-Injektions- oder Flüssigkristall-Verteilverfahren hergestellt. Unter Verwendung von Flüssigkristall-Injektionsverfahren gemäß der einschlägigen Technik werden LCD-Vorrichtungen dadurch hergestellt, dass Substrate im Vakuum mittels eines Dichtungsmaterials miteinander verbunden werden, wobei das Dichtungsmaterial strukturiert wird, um ein Flüssigkristall-Injektionsloch zu bilden. Nach dem Verbinden wird Flüssigkristallmaterial durch das Flüssigkristall-Injektionsloch und zwischen die verbundenen Substrate injiziert. Die japanischen Patentoffenlegungen Nr. 2000-284295A ( japanische Patentanmeldung 1999-089612 ) und 2001-005405A ( japanische Patentanmeldung 1999-172903 ) können dahingehend verstanden werden, dass sie ein Flüssigkristall-Verteilverfahren gemäß einer einschlägigen Technik angeben, bei dem ein Flüssigkristallmaterial direkt auf einem ersten Substrat verteilt wird. Anschließend wird das erste Substrat im Vakuum mit einem zweiten Substrat verbunden, wobei das verteilte Flüssigkristallmaterial zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angebracht wird. Da beim Flüssigkristall-Verteilverfahren Flüssigkristallmaterial direkt vor dem Verbinden auf dem ersten Substrat verteilt wird, sind zeitaufwändige Schritte (z. B. Ausbildung des Flüssigkristall-Injektionslochs, Injektion des Flüssigkristalls, Abdichten des Flüssigkristall-Injektionslochs usw.), wie sie für das Flüssigkristall-Injektionsverfahren wesentlich sind, nicht erforderlich. Demgemäß kann das Flüssigkristall-Verteilverfahren dazu verwendet werden, LCD-Vorrichtungen in weniger Zeit als beim Flüssigkristall-Injektionsverfahren herzustellen. Im Ergebnis wurde zur Entwicklung von Vorrichtungen, die LCD-Vorrichtungen unter Realisierung von Flüssigkristall-Verteilverfahren herstellen können, viel Forschung ausgeführt.
Die 1 und 2 veranschaulichen eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß einer einschlägigen Technik zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen gemäß einem Flüssigkristall-Verteilverfahren.
Gemäß den 1 und 2 verfügt eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik über einen Rahmen 10, einen oberen Tisch 21, einen unteren Tisch 22, einen Substratverbindungsvorrichtungverteiler (nicht dargestellt), einen Flüssigkristallverteiler 30, eine obere Kammereinheit 31, eine untere Kammereinheit 32, eine Kammer-Verstelleinrichtung und eine Tisch-Verstelleinrichtung. Der Dichtungsmaterialverteiler und der Flüssigkristallverteiler 30 sind an Seitenpositionen des Rahmens 10 montiert. Die obere Kammereinheit 31 kann selektiv mit der unteren Kammereinheit 32 verbunden werden. Die Kammer-Verstelleinrichtung verfügt über einen Antriebsmotor 40 zum Verstellen der unteren Kammereinheit 32 in eine Position S1, in der Dichtungsmaterial und Flüssigkristallmaterial auf einem Substrat verteilt werden können, und eine Position S2, in der Substrate miteinander verbunden werden können. Die Tisch-Verstelleinrichtung verfügt über einen Antriebsmotor 50 zum Anheben und Absenken des oberen Tischs vor, während und nach dem Verbinden der Substrate. Nachdem oben die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik beschrieben wurde, wird nun unten der Prozess detaillierter beschrieben, gemäß dem die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik eine LCD-Vorrichtung herstellt.
Um eine LCD-Vorrichtung unter Verwendung der oben beschriebenen Substratverbindungsvorrichtung der einschlägigen Technik herzustellen, wird ein erstes Substrat 51 durch den oberen Tisch 21 gehalten, während ein zweites Substrat 52 durch den unteren Tisch 22 gehalten wird, wie es in der 1 dargestellt ist. Als Nächstes verstellt die Kammer-Verstelleinrichtung die den unteren Tisch 22 haltende untere Kammereinheit 32 in die Position S1. Anschließend werden Dichtungsmaterial und Flüssigkristallmaterial auf dem durch den unteren Tisch 22 gehaltenen zweiten Substrat 52 verteilt. Nachdem Dichtungsmaterial und Flüssigkristallmaterial auf dem zweiten Substrat 52 verteilt wurden, verstellt die Kammer-Verstelleinrichtung die untere Kammereinheit 32 in die Position S2, wie es in der 2 dargestellt ist, wodurch das erste und das zweite Substrat 51 bzw. 52 miteinander verbunden werden können. Wenn sich die untere Kammereinheit 32 in der Position S2 befindet, verbindet die Kammer-Verstelleinrichtung die obere Kammereinheit 31 mit der unteren Kammereinheit 32. Nach dem Verbinden bilden die obere Kammereinheit 31 und die untere Kammereinheit 32 einen Innenraum, der den oberen und den unteren Tisch 21 bzw. 22 umschließt und der durch eine Dichtungseinrichtung (nicht dargestellt) gegen die Außenumgebung abgedichtet ist. Der Innenraum wird, um ein Vakuum zu erzeugen, unter Verwendung einer Evakuiereinrichtung (nicht dargestellt) evakuiert. Innerhalb des evakuierten Inneraums senkt die Tisch-Verstelleinrichtung den oberen Tisch 21 so ab, dass das durch diesen oberen Tisch 21 gehaltene erste Substrat 51 zum durch den unteren Tisch 22 gehaltenen zweiten Substrat 52 verstellt wird. Wenn der obere Tisch 21 abgesenkt wird, werden das erste und das zweite Substrat 51 bzw. 52 miteinander verbunden, um dadurch die Herstellung der LCD-Vorrichtung abzuschließen.
Die Herstellung von LCD-Vorrichtungen unter Verwendung der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik ist jedoch nachteilig, da bei der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik Dichtungsmaterial und Flüssigkristallmaterial auf Substraten verteilt werden, die Dünnschichttransistoren und Farbfilter schichten tragen, und die zwei Substrate miteinander verbunden werden. Demgemäß kann die Gesamtgröße der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik übermäßig groß werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik dazu konzipiert ist, große LCD-Vorrichtungen herzustellen.
Darüber hinaus ist ein erheblicher Ausrichtungsgrad dazu erforderlich, die untere Kammereinheit 32 zu positionieren und angemessenes Verbinden des ersten und des zweiten Substrats zu erleichtern. Da jedoch die untere Kammereinheit 32 oft neu positioniert werden muss, kann es extrem schwierig sein, eine derartige Ausrichtung zu erzielen, und es handelt sich um einen übermäßig zeitaufwändigen Prozess, der den Gesamtprozess zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen verlängert.
Ferner kann zwischen der oberen und der unteren Kammereinheit 31 bzw. 32, die miteinander verbunden sind, eine unvollkommene Abdichtung ausgebildet sein. Im Ergebnis kann Luft einlecken oder es können Fremdmaterialien von der Außenumgebung in den durch die obere und die untere Kammereinheit gebildeten Innenraum eingeführt werden, und die Substrate können während des Verbindungsvorgangs beschädigt werden, wodurch eine fehlerhafte Verbindung erzeugt wird.
Noch ferner wird die oben beschriebene Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik kalibriert, um Substrate einer vorbestimmten Referenzdicke zu verbinden. In der Praxis variiert jedoch die tatsächliche Dicke von in die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik geladenen Substraten häufig gegenüber der Referenzdicke. Demgemäß kann ein Neukalibrieren der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik zum angemessenen Verarbeiten von Substraten mit einer tat sächlichen Dicke, von der Referenzdicke verschieden ist, schwierig sein und übermäßig viel Zeit verbrauchen.
Darüber hinaus bringt die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik häufig Dichtungsmaterial auf dieselbe Fläche eines Substrats auf, die auch mit einer Substrat-Ladeeinrichtung in Kontakt steht. Demgemäß kann Dichtungsmaterial in schädlicher Weise durch Fremdmaterialien verunreinigt werden, wie sie durch die Substrat-Ladeeinrichtung eingeführt werden.
Schließlich kann zwar innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik eine Dichtungseinrichtung vorhanden sein, um den Innenraum gegen die Außenumgebung abzudichten, jedoch kann diese Dichtungseinrichtung abnutzen, wodurch sie in der Praxis den Innenraum zwischen den verbundenen Kammereinheiten nicht mehr angemessen abdichten kann.
Die US 2002/0062787 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von verbundenen Substraten. Hierzu werden erste und zweite Substrate zu einer Pressvorrichtung transportiert, die eine Vakuumkammer mit einem oberen und unteren Deckel aufweist, wobei sich der obere Deckel öffnet, um mittels eines Transportroboters ein erstes Substrat auf einer unteren Befestigungseinheit und ein zweites Substrat auf einer oberen Befestigungseinheit aufzunehmen.
Die Pressvorrichtung weist eine Ausrichtvorrichtung mit einer Bildaufnahmevorrichtung, einem ersten und zweiten Bewegungsmechanismus und einer Ausrichtsteuerung auf. Der erste Bewegungsmechanismus hebt und senkt selektiv die obere Befestigungseinheit und hält die Bildaufnahmevorrichtung in einer festen Position über der oberen Befestigungseinheit. Der zweite Bewegungsmechanismus trägt die untere Befestigungseinheit, um die untere Befestigungseinheit horizontal zu bewegen und die selbe zu drehen. Die ersten und zweiten Substrate weisen Ausrichtmarken auf, wobei die Ausrichtsteuerung diese zunächst unter Verwendung einer ersten Linse mit geringer Vergrößerung grob ausrichtet, und die Substrate danach präzise unter Verwendung einer zweiten Linse mit höherer Vergrößerung ausrichtet.
Ein Pressmechanismus der Pressvorrichtung übt einen Druck auf die ersten und zweiten Substrate aus, um diese miteinander zu verbinden. Der Pressmechanismus umfasst einen Stützrahmen, einen Motor, ein Paar von linearen Schienen und ein Paar von linearen Führungen. Der Stützrahmen ist an einer vorbestimmten Position befestigt und der Motor ist an der Oberseite des Stützrahmens angebracht. Die linearen Schienen tragen bewegbar die linearen Führungen, wobei obere und untere Platten zwischen den linearen Führungen gehalten werden. Die oberen und unteren Platten und die linearen Führungen bilden einen Träger. Ein Trägerarm hält die obere Platte, wobei der Motor selektiv den Trägerarm hebt und senkt. Hierbei messen Lastzellen den Druck von der oberen Platte, der an einen Lastanzeiger übertragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Substratverbindungsvorrichtung für eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung, ein Verfahren zum horizontalen und vertikalen Ausrichten einander gegenüberstehender Substrate in der Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen anzugeben, mit denen LCD-Vorrichtungen innerhalb einer minimierten Zeitdauer hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen nach Patentanspruch 1 und 19 sowie die Verfahren nach Patentanspruch 39 und 43 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist die Substratverbindungsvorrichtung eine Ausrichteinrichtung zum vertikalen Ausrichten oder Nivellieren des oberen Tischs in Bezug auf den untern Tisch auf, die mindestens ein erstes Stellglied, das an der oberen Kammereinheit befestigt ist, mindestens eine erste Stange, die an dem jeweiligen mindestens einem ersten Stellglied befestigt ist, und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Kontakt zwischen jeder ersten Stange und der unteren Kammereinheit aufweist. Dabei ist ein Endabschnitt der ersten Stange in Bezug auf die obere Kammereinheit verstellbar, und eine Belastungszelle der Erfassungseinrichtung ist an der Oberseite der unteren Kammereinheit vorhanden, um den Kontakt zwischen der ersten Stange und der unteren Kammereinheit zu melden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zur ersten Ausrichteinrichtung zum vertikalen Ausrichten oder Nivellieren des oberen Tischs in Bezug auf den unteren Tisch eine Abstandskontrolleinrichtung an einer der Kammereinheiten befestigt, die jeweils gegen die andere Kammereinheit drückt. Hierdurch lässt sich der Abstand oder das Intervall zwischen den Kammereinheiten kontrollieren. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung anstelle des Begriffs "Abstand" auch der Ausdruck "Intervall" benutzt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu beschreiben.
In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 und 2 veranschaulichen eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen gemäß einem Flüssigkristall-Verteilverfahren;
3A veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß einer Erscheinungsform der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
3B veranschaulicht eine schematische Ansicht eines Montageorts für eine Belastungszelle einer ers ten Ausrichteinrichtung gemäß einer anderen Erscheinungsform der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4A veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht eines in der 3A dargestellten Bereichs "A";
4B veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht eines in der 3A dargestellten Bereichs "B";
5 veranschaulicht eine Draufsicht einer Anordnung einer zweiten Ausrichteinrichtung und einer unteren Kammereinheit der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
6 veranschaulicht schematisch eine Vakuumpumpeinrichtung der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
7 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Trageeinrichtung der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
8 veranschaulicht das Laden eines ersten Substrats in die der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
9 und 10 veranschaulichen das Halten des ersten Substrats an einem oberen Tisch der der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten, Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
11 bis 13 veranschaulichen das Laden und Halten eines zweiten Substrats an einem unteren Tisch der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
14 bis 18 veranschaulichen das Verbinden des ersten und des zweiten Substrats innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
19 bis 22 veranschaulichen das Entladen verbundener Substrate aus der der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß einer Erscheinungsform der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
23 bis 25 veranschaulichen das Entladen verbundener Substrate aus der der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß einer anderen Erscheinungsform der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
26 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
27 veranschaulicht eine Draufsicht einer Anordnung einer Platten-Verstelleinrichtung und einer unteren Kammereinheit der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
28 veranschaulicht einen von der Substratdicke abhängigen Vorgang der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
29 veranschaulicht das Verbinden von Substraten innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
30 veranschaulicht verbundene Substrate innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
31 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
32 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
33 und 34 veranschaulichen einen Betriebsvorgang der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
35 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines oberen Tischs einer Substratverbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung und einer Substrat-Ladeeinrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen verwendet werden.
36 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines oberen Tischs einer Substratverbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung und eines Substrat-Ladeeinrichtungsteils, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen verwendet werden; und
37 veranschaulicht eine geschnittene Seitenansicht des oberen Tischs gemäß 36.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VERANSCHAULICHTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird detailliert auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder gleiche Teile zu bezeichnen.
3 bis 25 veranschaulichen eine Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Gemäß allgemeiner Bezugnahme auf die 3A kann eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung z. B. mit Folgendem versehen sein: einem Grundrahmen 100, einer oberen Kammereinheit 210 und einer unteren Kammereinheit 220, einer Kammer-Verstelleinrichtung, einem oberen Tisch 230, einem unteren Tisch 240, einer Dichtungseinrichtung, einer ersten Ausrichteinrichtung, einer zweiten Ausrichteinrichtung, einer Vakuumpumpeinrichtung und einer Trageeinrichtung.
Der Grundrahmen 100 kann an einer Tragekonstruktion oder -fläche (z. B. dem Boden) fixiert sein, er kann das äußere Aussehen der Substratverbindungsvorrichtung bilden, und er kann verschiedenen Komponenten halten, wie dies unten detaillierter erörtert wird.
Die obere Kammereinheit 210 kann Z. B. über einen oberen Träger 211, der beweglich mit dem Grundrahmen 100 verbunden ist, und eine obere Kammerplatte 212 verfügen, die unbeweglich mit der unteren Umfangsfläche des oberen Trägers 211 verbunden ist. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die obere Kammerplatte 212 einen oberen Raum bilden, in dem der obere Tisch 230 angeordnet und mit dem oberen Träger 211 gekoppelt werden kann. In Kopplung mit dem oberen Träger 211 kann sich der obere Tisch 230 in Einklang mit diesem und der oberen Kammerplatte 212 bewegen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann ein oberes Dich tungselement 213 zwischen dem oberen Träger 211 und der oberen Kammerplatte 212 angeordnet werden, um ein Einlecken von Luft durch irgendeinen Spalt zu verhindern, wie er zwischen dem oberen Träger 211 und der oberen Kammerplatte 212 gebildet werden könnte. Das obere Dichtungselement 213 kann z. B. als Dichtung, als O-Ring usw. vorliegen, und es kann aus einem Material bestehen, das zum Abdichten geeignet ist (z. B. Kautschuk, Kunststoff usw.).
Die untere Kammereinheit 220 kann Z. B. über einen unteren Träger 221, der unbeweglich mit dem Grundrahmen 100 verbunden ist, und eine untere Kammerplatte 222 verfügen, die beweglich über einer oberen Umfangsfläche des unteren Trägers 221 angeordnet ist. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die untere Kammereinheit 220 über eine Fixierplatte 223 zum unbeweglichen Fixieren des unteren Trägers 221 am Grundrahmen 100 verfügen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die untere Kammerplatte 222 einen unteren Raum bilden, in dem der untere Tisch 240 angeordnet und mit dem unteren Träger 221 verbunden werden kann. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die untere Kammerplatte 222 nach links, rechts, vorne und hinten (d.h. in seitlichen Richtungen) in Bezug auf den unteren Träger 221 verstellbar sein. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann zwischen dem unteren Träger 221 und der unteren Kammerplatte 222 ein Dichtungselement 224 angebracht sein, um ein Einlecken von Luft durch jeglichen Spalt zu vermeiden, wie er zwischen dem unteren Träger 221 und der unteren Kammerplatte 222 gebildet werden könnte. Das untere Dichtungselement 224 kann z. B. als Dichtung, als O-Ring usw. vorhanden sein, und es kann aus einem zum Abdichten geeigneten Material bestehen (z. B. Kautschuk, Kunststoff usw.).
Zwischen dem unteren Träger 221 und der unteren Kam merplatte 222 kann mindestens ein Trageteil 225 angeordnet sein, um zu gewährleisten, dass die untere Kammerplatte 222 um einen vorbestimmten Abstand entfernt von der Oberseite des unteren Trägers 221 gehalten wird. Das Trageteil 225 kann z. B. über ein erstes, am unteren Teil der unteren Kammerplatte 222 befestigtes Ende und ein zweites Ende verfügen, das in seitlichen Richtungen in Bezug auf den unteren Träger 221 verstellbar ist. Bei einer Erscheinungsform der Erfindung kann das zweite Ende des Trageteils 225 an einem Stück befestigt sein, das mit einem unteren Abschnitt des unteren Trägers 221 gekoppelt ist. Demgemäß ermöglicht es das Trageteil 225 der unteren Kammerplatte 222, sich nach links, rechts, vorne und hinten in Bezug auf den unteren Träger 221 zu bewegen.
Die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 können selektiv miteinander verbunden werden, um einen Innenraum zu bilden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann der Umfangsrand des Innenraums durch die Dichtungseinrichtung gebildet sein, wie es unten detaillierter erörtert wird. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 über eine Kammer-Verstelleinrichtung selektiv miteinander verbunden werden. Die Kammer-Verstelleinrichtung kann z. B. über Folgendes verfügen: einen am Grundrahmen 100 fixierten Antriebsmotor 310, eine mit dem Antriebsmotor 310 gekoppelte Antriebswelle 320, eine Verbindungswelle 330, die im Wesentlichen rechtwinklig zur Antriebswelle 320 angeordnet ist, um eine Antriebskraft von dieser zu empfangen, ein Verbindungsteil 340 zum Verbinden der Antriebswelle 320 mit der Verbindungswelle 330, und ein Hebeteil 350, das an einem Ende der Verbindungswelle 330 montiert ist.
Der Antriebsmotor 310 kann innerhalb eines unteren Innenabschnitts des Grundrahmens 100 angeordnet sein, und er kann als Motor mit zweiseitiger Welle ausgebildet sein, der über Wellen verfügt, die horizontal von seinen beiden Seiten vorstehen. Die Antriebswelle 320 kann mit dem Antriebsmotor 310 verbunden sein und Antriebskräfte entlang einer horizontalen Richtung an das Verbindungsteil 340 übertragen, während die Verbindungswelle 330 mit dem Verbindungsteil 340 verbunden sein kann, um die Antriebskraft entlang einer vertikalen Richtung in Bezug auf die Antriebswelle 320 an das Hebeteil 350 zu übertragen. Am Ende der Verbindungswelle 330 kann das Hebeteil 350 mit der oberen Kammereinheit 210 verbunden sein, und es kann über ein Mutterngehäuse verfügen, um die obere Kammereinheit 210 abhängig von der Drehrichtung der Verbindungswelle 330 anzuheben und abzusenken. Das Verbindungsteil 340 kann als System von Kegelzahnrädern vorhanden sein, um eine von der Antriebswelle 320 zugeführte Drehkraft entlang einer horizontalen Richtung in eine vertikale Drehkraft an die Verbindungswelle 330 umzusetzen.
Der obere und der untere Tisch 230 bzw. 240 können über eine obere bzw. eine untere Fixierplatte 231 und 241 mit dem oberen bzw. unteren Träger 211 und 221 gekoppelt sein. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können der obere und der untere Tisch 230 und 240 über eine obere und eine untere Halteplatte 232 bzw. 242 zum Halten jeweiliger der anschließend zugeführten Substrate verfügen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können der obere und der untere Tisch 230 und 240 über mehrere obere bzw. untere Fixierblöcke 233 und 243 verfügen, die zwischen jeweiligen Paaren aus der oberen und der unteren Fixierplatte 231 und 241 und der oberen und der unteren Halteplatte 232 und 242 angeordnet sind. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können die obere und die untere Halteplatte 232 und 242 über elektrostatische Spannfutter (ESC = electrostatic chucks) verfügen (siehe z. B. 242b in der 5), die aus einem Material bestehen, das eine elektrostatische Ladung an ein jeweiliges Substrat übertragen kann (z. B. Polyimid), um dadurch das Substrat am Tisch zu halten.
Die 4A veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht eines in der 3A dargestellten Bereichs "A". Die 4B veranschaulicht eine vergrößerte Schnittansicht eines in der 3A dargestellten Bereichs "B".
Gemäß den 4A und 4B können die obere und die untere Halteplatte 232 und 242 jeweils über mehrere obere und untere Vakuumlöcher 232a bzw. 242a verfügen, um eine Saugkraft an ein jeweiliges Substrat zu übertragen, so dass das Substrat an seinem jeweiligen Tisch gehalten werden kann. Demgemäß können die mehreren Vakuumlöcher 232a und 242a in Fluidverbindung mit einer oberen bzw. unteren Vakuumleitung 271 und 272 stehen, die innerhalb des oberen Tischs 230 bzw. des unteren Tischs 240 ausgebildet sind. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann jede Vakuumleitung 271 und 272 mit einer Vakuumpumpe 622 zum Erzeugen der Saugkraft verbunden sein.
Gemäß erneuter Bezugnahme auf die 3A kann die Dichtungseinrichtung zwischen der oberen und der unteren Kammereinheit so angeordnet sein, dass der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildete Innenraum gegen eine Außenumgebung im Wesentlichen abgedichtet ist. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Dichtungseinrichtung als zentrales Dichtungselement 250 vorhanden sein, das entlang einer Oberseite der unteren Kammerplatte 222 der unteren Kammereinheit 220 angesetzt ist. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann das zentrale Dichtungselement 250 z. B. als O-Ring ausgebildet sein und aus einem Material wie Kautschuk bestehen. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann das zentrale Dichtungselement 250 mit einer vorbestimmten Höhe gegenüber der Oberseite der unteren Kammerplatte 222 überstehen, und es kann mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet sein, die dazu ausreicht, zu verhindern, dass durch ihre jeweiligen Tische gehaltene Substrate aneinander anhaften, wenn die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 zunächst miteinander verbunden werden. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die vorbestimmte Dicke des zentralen Dichtungselements 250 ausreichend sein, um es zu ermöglichen, dass die Substrate miteinander verbunden werden, wenn das zentrale Dichtungselement 250 zusammengedrückt wird.
Die erste Ausrichteinrichtung kann dazu vorhanden sein, den oberen Tisch 230 in Bezug auf den unteren Tisch 240 zu nivellieren. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Ausrichteinrichtung z. B. über mindestens ein erstes Stellglied 510, mindestens eine erste Achse 511 und mindestens eine Aufnahmenut 222a verfügen.
Das erste Stellglied 510 kann mit der oberen Kammereinheit 210 gekoppelt sein. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann das erste Stellglied 510 z. B. ein Linearstellglied sein, und es kann eine entsprechende erste Achse 511 in Bezug auf die obere Kammereinheit 210 anheben und absenken. Jede erste Achse 511 kann unabhängig durch die obere Kammerplatte 212 in eine jeweilige Aufnahmenut 222a abgesenkt werden, die innerhalb der Oberseite der unteren Kammerplatte 222 ausgebildet ist.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Ausrichteinrichtung z. B. über ein einzelnes erstes Stellglied 510 verfügen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Ausrichteinrichtung z. B. über erste Stellglieder 510 verfügen, die an mindestens zwei entgegengesetzten Ecken der oberen Kammereinheit 210 ange ordnet sind, wobei die Genauigkeit, mit der der obere Tisch 230 in Bezug auf den unteren Tisch 240 nivelliert werden kann, zunimmt, wenn die Anzahl der vorhandenen ersten Stellglieder 510 erhöht ist. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Ausrichteinrichtung z. B. über erste Stellglieder 510 verfügen, die an vier entgegengesetzten Ecken der oberen Kammereinheit 210 angeordnet sind.
Wie oben angegeben, kann mindestens eine Aufnahmenut 222a innerhalb der Oberseite der unteren Kammerplatte 222 vorhanden sein, um jeweilige der ersten Achsen 511 aufzunehmen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Abmessungen der Aufnahmenut 222a im Wesentlichen zu den Abmessungen von Endabschnitten der jeweiligen ersten Achsen 511 passen. Zum Beispiel können die Endabschnitte der ersten Achsen 511 verjüngt sein, mit abgeschrägter Struktur. Demgemäß sind die Aufnahmenuten 222a so bemessen, dass ein zentraler Bereich derselben tiefer als Umfangsbereiche derselben ist. Daher können selbst dann, wenn die ersten Achsen 511 und die Löcher 222a zunächst nicht vollkommen ausgerichtet sind, Endabschnitte der ersten Achsen 511 mit den abgeschrägten Abmessungen der jeweiligen Aufnahmenuten 222a in Kontakt treten und durch diese geführt werden, so dass die ersten Achsen 511 und die Aufnahmenuten 222a im Wesentlichen perfekt ausgerichtet werden können.
Die erste Ausrichteinrichtung kann ferner über eine Sensoreinrichtung verfügen. Die Sensoreinrichtung kann Z. B. über eine Belastungszelle 555 verfügen, die innerhalb des ersten Stellglieds 510 angeordnet ist, um zu ermitteln, ob die erste Achse 511 mit einer Fläche der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt steht. Wenn z. B. die erste Achse 511 mit der Oberfläche der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt tritt, erfasst die Belastungszelle 550 eine Änderung in der Belastung des ersten Stellglieds. Es wird nun auf die 3B Bezug genommen, gemäß der die Belastungszelle 550 innerhalb eines Abschnitts der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein kann, der mit der ersten Achse 511 in Kontakt treten kann. Alternativ kann die Belastungszelle 550 am Trageteil 225 zwischen dem unteren Träger 221 und der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Belastungszelle 550 in einem Abschnitt des ersten Stellglieds 510 und in Kontakt mit der ersten Achse 511 angeordnet sein. Schließlich kann die Belastungszelle 550 innerhalb einer beliebigen Kombination der oben genannten Orte angeordnet sein. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Sensoreinrichtung z. B. über einen Spaltsensor 920 zum Messen eines Spaltes zwischen der unteren Kammerplatte 222 und der ersten Achse 511 verfügen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann der Spaltsensor 920 innerhalb der Oberseite der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein.
Demgemäß kann (können) das erste Stellglied (die ersten Stellglieder) 510 der ersten Ausrichteinrichtung eine jeweilige erste Achse 511 selektiv in eine Aufnahmenut 222a absenken, um die erste Achse 511 unter Verwendung eines vorbestimmten Kraftwerts gegen die Aufnahmenut 222a zu drücken. Demgemäß kann die erste Ausrichteinrichtung das Nivellieren des oberen Tischs 230 in Bezug auf den unteren Tisch 240 dadurch erleichtern, dass die Ausrichtung des oberen Tischs 230 so eingestellt wird, dass sie im Wesentlichen parallel zur Ausrichtung des unteren Tischs 240 verläuft.
Gemäß den 3A (oder 3B) und 5 kann die zweite Ausrichteinrichtung dazu vorhanden sein, den oberen Tisch 230 horizontal in Bezug auf den unteren Tisch 240 auszurichten. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die zweite Ausrichteinrichtung z. B. über mehrere Ausrichtkameras 520, mehrere Nocken 530 und mehrere Rückstelleinrichtun gen 540 verfügen.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung können die Ausrichtkameras 520 innerhalb des oberen Trägers 211 oder des unteren Trägers 221 an Positionen angeordnet sein, die mindestens zwei Ecken des oberen bzw. unteren Substrats 110 und 120 entsprechen, so dass an den jeweiligen Substraten 110 und 120 angebrachte Ausrichtmarkierungen (nicht dargestellt) betrachtet werden können.
Wie es in der 5 dargestellt ist, können die Nocken 530 drehbar angeordnet sein, um selektiv mit einer Umfangsfläche der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt zu treten. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können drei Nocken 530 innerhalb der erfindungsgemäßen Substratverbindungsvorrichtung vorhanden sein. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann jeder der Nocken elektrisch mittels Motoren 531 so drehbar sein, dass, beim Drehen, die untere Kammerplatte 222 in einer vorbestimmten Richtung weggeschoben wird. Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die untere Kammereinheit durch vier Seiten gebildet sein, wobei ein erstes Paar entgegengesetzter Seiten länger als ein zweites Paar entgegengesetzter Seiten sein kann. Demgemäß können zwei Nocken 530 so angeordnet sein, dass sie selektiv mit einer Seite des ersten Paars entgegengesetzter Seiten in Kontakt treten, und ein Nocken 530 kann so angeordnet sein, dass er selektiv mit einem mittleren Abschnitt einer Seite des zweiten Paars entgegengesetzter Seiten in Kontakt tritt, so dass die untere Kammerplatte 222 nach links, rechts, vorwärts und rückwärts verstellbar sein kann. Einzelne der Rückstelleinrichtungen 540 können benachbart zu einem jeweiligen Nocken 530 vorhanden sein, und sie können eine Rückstellkraft in einer Richtung ausüben, die entgegengesetzt zur Richtung ist, in der der entsprechende Nocken 530 die untere Kammerplatte 222 wegdrückt. Gemäß ei ner Erscheinungsform der Erfindung können die Rückstelleinrichtungen 540 als Feder vorliegen, deren eines Ende Z. B. mit dem Grundrahmen 100 verbunden ist und deren zweites Ende mit einer Umfangsfläche der unteren Kammerplatte 222 verbunden ist. Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die zweite Ausrichteinrichtung dicht bei benachbarten Rändern der unteren Kammerplatte 222, entgegengesetzten Rändern der unteren Kammerplatte 222, oder einer beliebigen Kombination hiervon, angeordnet sein, so dass die untere Kammerplatte nach vorne, hinten, links und rechts verstellt werden kann.
Demgemäß kann die zweite Ausrichteinrichtung die untere Kammerplatte 222 der unteren Kammereinheit 220 verstellen, die ihrerseits die obere Kammerplatte 212 der oberen Kammereinheit 210 verstellt, da die erste Achse 511 in der Aufnahmenut 222a aufgenommen ist. Da die obere Kammerplatte 212 unbeweglich verbunden ist, bewegt sich der obere Träger 211 im Einklang mit der unteren Kammerplatte 222. Darüber hinaus kann sich, da der obere Tisch 230 mit dem oberen Träger 211 verbunden ist, der obere Tisch in Einklang mit der unteren Kammerplatte 222 bewegen, und daher kann er im Wesentlichen mit dem unteren Tisch 240 ausgerichtet werden, der mit dem unteren Träger 221 verbunden ist.
6 veranschaulicht schematisch einen Verbindungszustand einer Vakuumpumpeinrichtung der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Gemäß den 3A (oder 3B) und 6 können die oben genannten Vakuumpumpeinrichtungen 610, 621 und 622 an der oberen und unteren Kammereinheit 210 und 220 vorhanden sein, und sie können den durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220, die miteinander verbunden sind, gebildeten abgedichteten Innenraum evakuieren. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Vakuumpumpeinrichtungen z. B. über eine Hochvakuum-Pumpe (Turbomolekularpumpe, "TMP") 610 und eine erste und eine zweite Niedervakuumpumpe (Trockenpumpe) 621 bzw. 622 verfügen.
Die erste Niedervakuum-Pumpe 621 kann mit einer Hochvakuum-Kammerleitung 630 verbunden sein, die in einem zentralen Bereich der oberen Kammereinheit 210 vorhanden ist und es ermöglicht, dass die Hochvakuum-Pumpe 610 und die durch die obere und die untere Kammerplatte 212 und 222 gebildeten Innenräume miteinander in Verbindung stehen. Darüber hinaus kann die erste Niedervakuum-Pumpe den abgedichteten Innenraum, der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 bildbar ist, auf einen vorbestimmten Druck evakuieren.
Die zweite Niedervakuum-Pumpe 622 kann mit Niedervakuum-Kammerleitungen 641 und 642 verbunden sein, die durch Seitenbereiche der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 verlaufen. Ferner kann die zweite Niedervakuum-Pumpe 622 mit Leitungen im oberen und unteren Tisch 230 und 240 und einer Substratbefestigungsleitung 650 verbunden sein, die mit den Vakuumleitungen 271 und 272 in den Tischen 230 bzw. 240 verbunden ist zum Übertragen einer Saugkraft an die Substrate, um es zu ermöglichen, diese an ihren jeweiligen Tischen zu halten. Die Leitungen 630, 641, 642 und 650 können über mindestens ein Verschlussventil 661, 662, 663, 664, und 665 verfügen. Die Hochdruck-Vakuumleitung 630 kann über einen Drucksensor 670 zum Messen des Drucks in den Innenräumen, in denen die Substrate aufgenommen sind, verfügen.
Die Niedervakuum-Kammerleitungen 641 und 642 und die Substratbefestigungsleitung 650 können, in Verbindung mit der zweiten Niedervakuum-Pumpe 622, dazu verwendet werden, einen Belüftungsprozess auszuführen, wie es unten detaillierter beschrieben wird. Demgemäß kann Gas (z. B. N₂-Gas) in den abgedichteten Innenraum injiziert werden, der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 bildbar ist, um den dortigen Druck vom Vakuumzustand auf den Atmosphärendruck zurück zu bringen.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die erste und zweite Niedervakuum-Pumpe 621 und 622 dazu verwendet werden, Innenräume der oberen und der unteren Niedervakuum-Kammereinheit 410 bzw. 420 zu evakuieren. Gemäß den Prinzipien der Erfindung können die obere und die untere Niedervakuum-Kammereinheit 410 bzw. 420 jeweils über Innenräume verfügen, die im Wesentlichen evakuiert werden können. Ferner können die obere und die untere Niedervakuum-Kammern 410 und 420 mit einer Oberseite der oberen Kammereinheit 210 bzw. einer Unterseite der unteren Kammereinheit 220 in Kontakt stehen. Wenn die obere Kammereinheit 210 und die untere Kammereinheit 220 verbunden werden, kann durch die verbundenen Kammereinheiten ein Innenraum gebildet und abgedichtet werden. Da der obere und der untere Tisch 230 und 240 innerhalb des abgedichteten Innenraums angeordnet sind, können sich diese auf Grund einer Druckdifferenz zwischen dem im abgedichteten Innenraum erzeugten Vakuum und dem Atmosphärendruck der Außenumgebung durchbiegen. Demgemäß können innerhalb der abgedichteten Innenräume und der oberen und der unteren Niedervakuum-Kammereinheit 410 und 420 erzeugte Vakua das Ausmaß minimieren, gemäß den sich der obere und der untere Tisch 230 und 240 durchbiegen.
Die 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Trageeinrichtung der Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Gemäß den 3A (oder 3B) und 7 kann die Trageeinrichtung z. B. über einen Hebestift 710 und zweite Stellglieder 720 verfügen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann der Hebestift 710 eine Dicke aufweisen, die dazu ausreicht, zumindest ein Substrat abzustützen, während er im Wesentlichen verhindert, dass das mindestens eine Substrat einsackt. Ein zentraler Bereich des Hebestifts 710 kann über mindestens einen nach unten umgebogenen Abschnitt verfügen, der es einer Ladeeinrichtung 910 ermöglicht, das mindestens eine Substrat zu halten, ohne durch den Hebestift 710 (wie z. B. in 12 dargestellt) gestört zu werden. Darüber hinaus können Teile des Hebestifts 710 durch den unteren Tisch 240 und über die Oberseite desselben angehoben werden, um einen sicheren Sitz des Substrats 120 zu erleichtern, wenn es auf den unteren Tisch 240 geladen wird. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann, wenn kein Substrat auf den oberen Tisch 240 geladen ist, eine Oberfläche des Hebestifts 710 unter der Oberfläche des unteren Tischs 240 positioniert werden. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können zweite Stellglieder 720 den Hebestift 710 nach Bedarf anheben und absenken. Demgemäß kann die Trageeinrichtung das Entladen der verbundenen und nicht verbundenen Substrate, die auf dem unteren Tisch 240 sitzen, erleichtern.
Es wird erneut auf die 3A (oder 3B) Bezug genommen, und gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die Lichthärteinrichtung 800 durch die obere und/oder die untere Kammereinheit 210 bzw. 220 montiert sein, um auf vorbestimmte Bereiche der geladenen Substrate, die durch ihre jeweiligen Tische 230 und 240 befestigt sind, aufgetragenes Dichtungsmaterial teilweise auszuhärten. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Lichthärteinrichtung 800 Z. B. über einen UV-Lenkteil verfügen, um UV-Licht zum Dichtungsmaterial zu lenken.
Nachdem die bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen verwendete Substratverbindungsvorrichtung in Bezug auf die 3–7 beschrieben wurde, wird nun unter Bezugnahme auf die 8–25 ein Verfahren zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen unter Verwendung der in den 3–7 dargestellten Substratverbindungsvorrichtung detaillierter beschrieben.
Zunächst kann eine Substrat-Ladeeinrichtung 910 dazu verwendet werden, ein erstes Substrat 110, auf das ein Dichtungsmaterial aufgebracht ist, in einen Raum zwischen dem oberen und dem unteren Tisch 230 und 240 in der 3A (oder 3B) zu laden, wie es in der 8 dargestellt ist.
Als Nächstes, und unter Bezugnahme auf die 9, kann die obere Kammereinheit 210 aus ihrer ursprünglichen Position so abgesenkt werden, dass der obere Tisch 230 benachbart zum ersten Substrat 110 angeordnet ist. Dann kann das erste Substrat 110 durch eine durch die zweite Niedervakuum-Pumpe 622 erzeugte Saugkraft und/oder durch eine durch die Halteplatte 232 erzeugte elektrostatische Ladung (ESC) am oberen Tisch 230 gehalten werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann das erste Substrat 110 dadurch am oberen Tisch 230 gehalten werden, dass gleichzeitig die Saugkraft und die elektrostatische Ladung angewandt werden. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann das erste Substrat 110 dadurch am oberen Tisch 230 gehalten werden, dass die Saugkraft entweder vor oder nach dem Anwenden der elektrostatischen Ladung angewandt wird. Jedoch können, wenn die elektrostatische Ladung als Erstes angewandt wird, zwischen dem Substrat 110 und der Halteplatte 232 Funken erzeugt werden. Demgemäß kann es günstig sein, das erste Substrat 110 dadurch am oberen Tisch 230 zu halten, dass als Erstes die Saugkraft angewandt wird, gefolgt vom Anwenden der elektrostatischen Ladung.
Es wird nun auf die 10 Bezug genommen, gemäß der die obere Kammereinheit 210, nachdem das erste Substrat 110 am oberen Tisch 230 festgehalten wurde, in ihre ursprüngliche Position angehoben werden kann und die Substrat-Ladeeinrichtung aus der Substratverbindungsvorrichtung entfernt werden kann.
Als Nächstes, und unter Bezugnahme auf die 11, kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 wieder in die Substratverbindungsvorrichtung eingeführt werden, während sie ein zweites Substrat 120 hält. Nach dem Laden des zweiten Substrats 120 in die Substratverbindungsvorrichtung hinein kann der Hebestift 710 aus seiner ursprünglichen Position durch den unteren Tisch 230 und von unterhalb der Oberseite desselben angehoben werden, um das zweite Substrat 120 von der Substrat-Ladeeinrichtung 910 weg zu drücken. Demgemäß kann der Hebestift 710 das zweite Substrat 210 in einer vorbestimmten Höhe über der Substrat-Ladeeinrichtung 910 tragen (wie es in der 12 dargestellt ist). Wenn das zweite Substrat 120 in der vorbestimmten Höhe getragen wird, kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 aus der Substratverbindungsvorrichtung entfernt werden.
Als Nächstes kann, wie es in der 13 dargestellt ist, der Hebestift 710 so abgesenkt werden, dass das zweite Substrat 120 auf dem unteren Tisch 240 ruht und von diesem getragen wird. Wenn das zweite Substrat 120 durch den unteren Tisch 240 getragen wird, kann es unter Verwendung von Saugkräften und elektrostatischen Ladungen an ihm gehalten werden. Wenn das erste und das zweite Substrat 110 und 120 an ihren jeweiligen Tischen 230 und 240 gehalten werden, ist das Laden der Substratverbindungsvorrichtung abgeschlossen.
Es wird nun auf die 14 Bezug genommen, gemäß der, nachdem das Laden der Substratverbindungsvorrichtung abgeschlossen ist, der Antriebsmotor 310 der Kammer-Verstelleinrichtung die Antriebswellen 320 und die Verbindungswellen 330 drehen kann, um die Hebeteile 350 abzusenken. Demgemäß kann die obere Kammereinheit 210 im Einklang mit den Hebeteilen 350 abgesenkt werden. Ferner können die ersten Stellglieder 510 die mehreren ersten Achsen 511 so absenken, dass sie um eine vorbestimmte Höhe über die Unterseite der oberen Kammerplatte 212 überstehen. Im Ergebnis des Absenkens der oberen Kammereinheit 210 und des Vorstehens der ersten Achsen 511 können die Endabschnitte derselben in den jeweiligen Aufnahmenuten 222a, wie sie in der unteren Kammerplatte 222 ausgebildet sind, aufgenommen werden und mit deren Innenflächen in Kontakt treten.
Wenn die obere Kammereinheit 210 nicht angemessen in Bezug auf die untere Kammereinheit 220 nivelliert ist, können die ersten Achsen 511 aufeinanderfolgend mit den Innenfläche der Aufnahmenuten 222a in Kontakt treten. Wie oben angegeben, können die Belastungszellen 550 ermitteln, wann eine der ersten Achsen 511 mit einer entsprechenden Aufnahmenut 222a in Kontakt tritt, bevor andere der ersten Achsen 511 mit ihren jeweiligen Aufnahmenuten 222a in Kontakt treten. Ferner können die Belastungszellen 550 ermitteln, wann eine der ersten Achsen 511 mit einer Kraft gegen eine Aufnahmenut 222a drückt, die größer als diejenige anderer der ersten Achsen 511 ist, mit denen diese gegen ihre jeweiligen Aufnahmenuten 222a drücken. Auf Grundlage einer der obigen Ermittlungen können die Belastungszellen 550 die Ausrichtung der oberen Kammereinheit 210 in Bezug auf die untere Kammereinheit 220 und so die Ausrichtung des oberen Tischs 230 in Bezug auf den unteren Tisch 240 erkennen.
Wie es in der 15 dargestellt ist, kann, wenn ermittelt wird, dass die obere Kammereinheit 210 nicht ausreichend in Bezug auf die untere Kammereinheit 220 nivelliert ist, die Kammer-Verstelleinrichtung die obere Kammereinheit 210, einschließlich der ersten Stellglieder 510 und der ersten Achsen 511, anheben. Als Nächstes können die ersten Stellglieder 510 vorbestimmte der ersten Achsen 511 um einen vorbestimmten Weg selektiv anheben oder absenken, um zu gewährleisten, dass die obere Kammereinheit 210 korrekt in Bezug auf die untere Kammereinheit 220 ausgerichtet ist, wenn sie miteinander in Kontakt gebracht werden und den Innenraum bilden, um dadurch zu gewährleisten, dass der obere Tisch 230 im Wesentlichen parallel zum unteren Tisch 240 verläuft.
Es wird erneut auf die 16 Bezug genommen, gemäß der dann, wenn die obere Kammereinheit 210 abgesenkt wird, die Endabschnitte der ersten Achsen 511 in den Aufnahmenuten 222a aufgenommen werden. Demgemäß senkt die Kammer-Verstelleinrichtung die obere Kammereinheit 210 in solcher Weise ab, dass eine Unterseite der oberen Kammerplatte 212 mit der Oberseite des zentralen Dichtungselements 250 in Kontakt gelangt, das an einem Umfang der unteren Kammerplatte 222 angebracht ist.
Gemäß der 17 bewegen sich, wenn die Hebeteile 350 weiter abgesenkt werden, dieselben zwischen der oberen Kammereinheit 210 und der unteren Kammereinheit 220 heraus, so dass der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildete abgedichtete Innenraum erzeugt wird. Demgemäß wird der Innenraum auf Grund des Gewichts der oberen Kammereinheit 210, mit dem diese auf das zentrale Dichtungselement 250 drückt, im Wesentlichen gegen die Außenumgebung abgedichtet. Daher können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 gegen die Außenumgebung im Wesentlichen isoliert werden, während sie um einen vorbestimmten Abstand voneinan der getrennt sind.
Wenn der durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildete Innenraum einmal abgedichtet ist, kann er unter Verwendung der ersten Niedervakuum-Pumpe 621 evakuiert werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Niedervakuum-Pumpe 621 den abgedichteten Innenraum auf einen ersten Druck evakuieren, der durch den Drucksensor 670 gemessen wird. Nachdem ermittelt wurde, dass die erste Niedervakuum-Pumpe 621 den Innenraum auf den ersten Druck evakuiert hat, kann die Hochvakuum-Pumpe 610 evakuiert werden, um den Innenraum im Wesentlichen zu evakuieren. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Hochvakuum-Pumpe 610 und die erste Niedervakuum-Pumpe 621 mit derselben Leitung 630 verbunden sein. Daher kann die erste Niedervakuum-Pumpe 621 deaktiviert werden, wenn die Hochvakuum-Pumpe 610 aktiviert wird. Nachdem der Innenraum im Wesentlichen evakuiert ist, können das erste und das zweite Substrat 110 und 120, die innerhalb des evakuierten, abgedichteten Innenraums angeordnet sind, durch die zweite Ausrichteinrichtung ausgerichtet werden.
Auf das Ausrichten des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 hin können die Ausrichtkameras 520 Ausrichtmarkierungen (nicht dargestellt) betrachten, die auf dem ersten und dem zweiten Substrat 110 und 120 ausgebildet sind. Anschließend kann in einem ersten Ermittlungsschritt jede Ausrichtungsabweichung zwischen den Substraten 110 und 120 ermittelt werden; auf Grundlage des ersten Ermittlungsschritts kann ein Weg, der dazu erforderlich ist, den oberen Tisch 230 horizontal zu verstellen und die Ausrichtungsabweichung zu korrigieren, in einem zweiten Ermittlungsschritt ermittelt werden; auf Grundlage des zweiten Ermittlungsschritts kann in einem dritten Ermittlungsschritt das Ausmaß bestimmt werden, gemäß dem die Nocken 530 gedreht werden müssen, um die Ausrichtungsabweichung zu korrigieren; auf Grundlage des dritten Ermittlungsschritts können die Nocken 530 um einen vorbestimmten Wert gedreht werden, um die untere Kammerplatte 222 horizontal zu verstellen und die Ausrichtungsabweichung zu korrigieren. Wenn z. B. der obere Tisch 230 um 1 mm und um 0,5 mm nach hinten bzw. links in der Substratverbindungsvorrichtung verstellt werden muss, können die Nocken 530 gedreht werden, um die untere Kammerplatte 222 um 1 mm nach hinten und um 0,5 mm nach links in der Substratverbindungsvorrichtung zu verstellen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Nocken 530 so angeordnet werden, dass sie selektiv mit der vorderen (oder hinteren) und der linken (oder rechten) Umfangsseite der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt treten. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ermöglicht es die Rückstelleinrichtung 540 der unteren Kammerplatte 222 mit der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt zu bleiben, und sie erleichtert so die Ausrichtung des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die untere Kammerplatte 222 über die ersten Stellglieder 510 mit der oberen Kammereinheit 210 gekoppelt sein. Ferner kann die untere Kammerplatte 222 mittels des Trageteils 225 um einen vorbestimmten Abstand über dem unteren Träger 221 angeordnet sein. Daher kann sich die obere Kammereinheit 210 im Wesentlichen in Einklang mit der unteren Kammerplatte 222 bewegen, wie es durch die Drehung der Nocken 530 und die Rückstelleinrichtung 540 bestimmt wird. Darüber hinaus können, da die untere Kammerplatte 222 vom unteren Tisch 240 getrennt ist (da sie sich z. B. unabhängig vom unteren Tisch 240 bewegen kann), das erste und das zweite Substrat 110 und 120, die durch ihre jeweiligen Tische 230 bzw. 240 gehalten werden, alleine durch Verstellen des oberen Tischs 230 gleichmäßig ausgerichtet werden.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 durch Ausrichten von Ausrichtmarkierungen (nicht dargestellt), die auf den Substraten ausgebildet sind, ausgerichtet werden. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können die Ausrichtmarkierungen als Grob-Ausrichtmarkierungen und Fein-Ausrichtmarkierungen ausgebildet sein. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Grob- und die Fein-Ausrichtmarkierungen dadurch hergestellt werden, dass vorbestimmte Bereiche der Substrate ausgehöhlt werden. Demgemäß kann ein Ausrichtprozess z. B. dadurch ausgeführt werden, dass ein Grob-Ausrichtprozess unter Verwendung der Grob-Ausrichtmarkierungen ausgeführt wird, gefolgt von einem Ausführen eines Fein-Ausrichtprozesses unter Verwendung der Fein-Ausrichtmarkierung.
Es wird nun auf die 18 Bezug genommen, gemäß der, nachdem die Ausrichtung des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 abgeschlossen ist, eine an den oberen Tisch 230 gelegte, die elektrostatische Ladung erzeugte Spannung abgeschaltet werden kann, und die Kammer-Verstelleinrichtung hebt die obere Kammereinheit 210 um eine vorbestimmte Höhe h nach oben, und der Innenraum kann z. B. auf den Atmosphärendruck belüftet werden.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die vorbestimmte Höhe h ausreichend groß dafür sein, dass das erste Substrat 110 vom oberen Tisch 230 getrennt werden kann und am zweiten Substrat 120 befestigt werden kann, wobei der Innenraum über das zentrale Dichtungselement 250 von der Außenumgebung abgedichtet bleibt. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann ein Belüften des abgedichteten Innenraums dadurch bewerkstelligt werden, dass ein Gas wie Stickstoff (N₂) über die obere und die untere Vakuumlei tung 271 und 272, die mit der zweiten Niedervakuum-Pumpe 622 verbunden sind, und so durch die oberen und unteren Vakuumlöcher 232a und 242a innerhalb den jeweiligen Halteplatten 232 und 242 des oberen bzw. des unteren Tischs 230 bzw. 240 in den Innenraum injiziert wird. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann das Belüften des abgedichteten Innenraums ferner z. B. dadurch bewerkstelligt werden, dass ein Gas wie Stickstoff (N₂) durch die mit der zweiten Niedervakuum-Pumpe 622 verbundenen Niedervakuum-Leitungen 641 und 642 in den Innenraum injiziert wird.
Demgemäß kann, nach dem Abschalten der an den oberen Tisch 230 angelegten Spannung, das erste Substrat 110 vom oberen Tisch 230 getrennt werden, und es verbleibt auf dem zweiten Substrat 120 angeordnet, das durch den unteren Tisch 240 gehalten wird. Darüber hinaus können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 auf Grund des Drucks miteinander verbunden werden, der durch das durch den oberen und den unteren Durchgang 232a und 242a strömende Gas induziert wird. Ferner können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 auf Grund der erhöhten Differenz zwischen dem Druck innerhalb des Zellenspalts der verbundenen Substrate und dem Druck innerhalb des belüfteten, abgedichteten, durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildeten Innenraums miteinander verbunden werden.
Nachdem das Belüften des durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildeten Innenraums abgeschlossen ist, können die verbundenen Substrate aus der Substratverbindungsvorrichtung entladen werden, und die oben genannten Prozesse können mit anderen Gruppen von Substraten wiederholt werden.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, und unter Bezugnahme auf die 19, können die verbundenen Substrate 110 und 120 dadurch aus dem Inneren der Substratverbindungsvorrichtung entladen werden, dass die elektrostatische Ladung und die Saugkraft deaktiviert werden, wie sie durch den unteren Tisch 240 angewandt werden, wobei die verbundenen Substrate durch die Saugkraft und die elektrostatische Ladung am oberen Tisch 230 gehalten werden, und dass der obere Tisch 230 auf eine vorbestimmte Höhe angehoben wird, so dass eine anschließend eingeführte Substrat-Ladeeinrichtung 910 die am oberen Tisch 230 gehaltenen verbundenen Substrate nicht beschädigt.
Gemäß der 20 kann der Hebestift 710 der Trageeinrichtung dann über die Oberseite des unteren Tischs 240 benachbart zu den verbundenen Substraten 110 und 120, die am oberen Tisch 230 befestigt sind, angehoben werden. Als Nächstes können die Saugkraft und die elektrostatische Ladung, wie sie durch den oberen Tisch 230 angewandt werden, abgeschaltet werden, wodurch die verbundenen Substrate vom oberen Tisch 230 gelöst werden und sie durch die Oberseite des Hebestifts 710 getragen werden können.
Gemäß der 21 kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 in die Substratverbindungsvorrichtung eingeführt werden und benachbart zu einem unteren Abschnitt des Hebestifts 710 angeordnet werden. Anschließend, und unter Bezugnahme auf die 22, kann der Hebestift 710 dann so abgesenkt werden, dass die verbundenen Substrate durch die Substrat-Ladeeinrichtung 910 getragen werden. Dann kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 aus der Substratverbindungsvorrichtung entfernt werden, um dadurch das Entladen der verbundenen Substrate 110 und 120 abzuschließen.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können die verbundenen Substrate 110 und 120 dadurch entladen werden, dass sie am oberen Tisch 230 gehalten werden, dieser obere Tisch 230 angehoben wird, die Substrat-Ladeeinrichtung 910 in die Substratverbindungsvorrichtung und benachbart zu den verbundenen, am oberen Tisch 230 gehaltenen Substraten eingeführt wird, die verbundenen Substrate direkt auf die Substrat-Ladeeinrichtung 910 freigegeben werden und die die verbundenen Substrate haltende Substrat-Ladeeinrichtung 910 aus der Substratverbindungsvorrichtung entfernt wird. Anschließend kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 ein nicht verbundenes erstes Substrat 110, das durch den oberen Tisch 230 zu halten ist, in die Substratverbindungsvorrichtung laden.
Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung und unter Bezugnahme auf die 23, können die verbundenen Substrate 110 und 120 dadurch entfernt werden, dass die Saugkraft und die elektrostatische Ladung, wie sie durch den oberen Tisch 230 angewandt werden, deaktiviert werden und die obere Kammereinheit 210 in eine vorbestimmte Bereitschaftshöhe angehoben wird, wobei die verbundenen Substrate nicht am oberen Tisch 230 gehalten werden. Als- Nächstes kann, wozu auf die 24 Bezug genommen wird, der Hebestift 710 angehoben werden, um die verbundenen Substrate 110 und 120 über den unteren Tisch 240 anzuheben. Gemäß der 25 kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 in die Substratverbindungsvorrichtung eingeführt werden und benachbart zu den verbundenen Substraten angeordnet werden, der Hebestift 710 kann so abgesenkt werden, dass die verbundenen Substrate durch die Substrat-Ladeeinrichtung 910 getragen werden, und die die verbundenen Substrate tragende Substrat-Ladeeinrichtung 910 kann aus der Substratverbindungsvorrichtung entfernt werden, um so das Entladen der verbundenen Substrate 110 und 120 abzuschließen.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann zwischen dem ersten und zweiten Substrate angeordnetes Dichtungsmaterial (nicht dargestellt) durch die Lichthärteinrichtung 800 UV-Licht ausgesetzt werden, bevor die obere Kammereinheit 210 um den vorbestimmten Abstand h angehoben wird, und zwar vor dem Belüften, nach dem Belüften oder gemäß einer beliebigen Kombination hiervon. Durch das Richten von UV-Licht auf das Dichtungsmaterial kann das Ausmaß wesentliche minimiert werden, gemäß dem das erste und das zweite Substrat 110 und 120 als Ergebnis der Belüftung fehlausgerichtet werden. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann das UV-Licht nach dem Belüften auf das Dichtungsmaterial gerichtet werden, um das Ausmaß wesentlich zu minimieren, gemäß dem die verbundenen Substrate durch Stöße von außen fehlausgerichtet werden, wie sie sie erleiden, während sie an eine folgende Prozessstation transportiert werden.
Wie oben angegeben, verfügt das zentrale Dichtungselement 250 über eine vorbestimmte Dicke, und es steht mit einer vorbestimmten Höhe über die Oberseite der unteren Kammerplatte 222 über. Darüber hinaus entspricht die Dicke des zentralen Dichtungselements 250 einer Referenzdicke von Substraten, die innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung zu verbinden sind. Demgemäß muss, wenn die tatsächliche Dicke von in die Substratverbindungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung geladenen Substrate von der Referenzdicke abweicht, die Dicke des zentralen Dichtungselements 250 innerhalb der Substratverbindungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls geändert werden, wenn die geladenen Substrate innerhalb des evakuierten Innenraums korrekt miteinander zu verbinden sind.
Daher kann, wozu auf die 26–30 Bezug genommen wird, eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß den Prinzipien einer zweiten Ausführungsform der Erfindung Z. B. über mindestens eine erste Intervallkontrollnut 210a, die inner halb einer Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212 angeordnet ist, und eine Platten-Verstelleinrichtung zum horizontalen Verstellen der unteren Kammerplatte 222 in Bezug auf die obere Kammerplatte 212 oder zum horizontalen Verstellen der oberen Kammerplatte 212 in Bezug auf die untere Kammerplatte 222 verfügen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das zentrale Dichtungselement 250 auf der Fläche der oberen Kammerplatte 212 angeordnet sein, während die erste Intervallkontrollnut 210a innerhalb der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein kann.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung steht das zentrale Dichtungselement 250 mit einer vorbestimmten Höhe über die Unterseite der unteren Kammerplatte 212 über, um es zu ermöglichen, die Substrate miteinander zu verbinden, während der Kontakt mit der oberen Kammereinheit 210 erhalten bleibt, um dadurch den Innenraum gegen die Außenumgebung abzudichten. Demgemäß hängt der Abstand, um den der obere und der untere Tisch 230 und 240 voneinander beabstandet sein müssen (d.h. der Verbindungsabstand), um das erste und das zweite Substrat 110 und 120 korrekt zu verbinden, während gewährleistet ist, dass der Innenraum ausreichend abdichtet, von der Dicke des ersten und des zweiten Substrats ab. Daher kann die Höhe der ersten Intervallkontrollnut 210a innerhalb der oberen Kammerplatte 212 (oder die Tiefe innerhalb der unteren Kammerplatte 222) der Dicke der geladenen Substrate entsprechen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, und abhängig von der Dicke der geladenen Substrate, kann das zentrale Dichtungselement 250 selektiv ausgerichtet werden, um entweder mit der Unterseite der oberen Kammerplatte 210 oder der Decke der ersten Intervallkontrollnut 210a (oder einem vorbestimmten Teil derselben) in Kontakt zu stehen.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die mindestens eine erste Intervallkontrollnut 210a aus mindestens einer einzelnen ersten Intervallkontrollnut 210a bestehen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die mindestens eine erste Intervallkontrollnut 210a aus mehreren ersten Intervallkontrollnuten 210a bestehen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Intervallkontrollnut 210a mit einer vorbestimmten Höhe innerhalb der oberen Kammerplatte 212 ausgebildet sein und sie kann das zentrale Dichtungselement 250 aufnehmen. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die vorbestimmte Höhe, mit der die erste Intervallkontrollnut 210a innerhalb der oberen Kammerplatte 212 ausgebildet ist, abhängig vom Abstand der ersten Intervallkontrollnut 210a zum durch die obere Kammerplatte 212 definierten oberen Raum variieren. Zum Beispiel kann die Höhe der ersten Intervallkontrollnut 210a stufenweise entsprechend ihrem Abstand vom durch die obere Kammerplatte 212 definierten oberen Raum variieren. Gemäß noch einer weiteren Erscheinungsform der Erfindung können mehrere konzentrisch angeordnete erste Intervallkontrollnuten 210a innerhalb der Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212 angeordnet sein, wobei die Höhen der mehreren ersten Intervallkontrollnuten 210a entsprechend dem Abstand jeder ersten Intervallkontrollnut 210a vom durch die obere Kammerplatte 212 definierten oberen Raum variiert.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Platten-Verstelleinrichtung z. B. mindestens einen Teil der oben genannten zweiten Ausrichteinrichtung aufweisen. Demgemäß kann die Platten-Verstelleinrichtung z. B. über Folgendes verfügen: mindestens einen am unteren Träger 221 montierten Nockenmotor 531, mindestens einen Nocken 530, der drehbar so angeordnet ist, dass er selektiv mit einer Umfangsfläche der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt tritt, und mindestens eine Rückstelleinrichtung, die angrenzend an einen jeweiligen Nocken 530 vorhanden ist, um eine Rückstellkraft in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen Richtung auszuüben, in der der Nocken 530 auf die untere Kammerplatte 222 drückt. Demgemäß kann der mindestens eine Nocken 530 exzentrisch durch den Nockenmotor 531 gedreht werden.
Nachdem die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, wird nun unter Bezugnahme auf die 26–30 ein Verfahren zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen unter Verwendung der in der 26 dargestellten Substratverbindungsvorrichtung detaillierter beschrieben.
Vor dem Laden irgendeines Substrats in die Substratverbindungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die Dicke des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 bestimmt werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Dicke eines geladenen Substrats dadurch bestimmt werden, dass die tatsächliche Dicke des Substrats gemessen wird oder dass die Referenzdicke des Substrats bestimmt wird. Auf Grundlage der ermittelten Dicke des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120, wie sie zu laden sind, wird der Verstellweg (d.h. der Weg, um den die obere Kammereinheit 210 gemeinsam mit ihren Komponenten (z. B. dem oberen Träger 211, der oberen Kammerplatte 212, dem oberen Tisch 230 usw.) abzusenken ist, um das erste und das zweite Substrat zu verbinden) berechnet. Demgemäß entspricht der Verstellweg einem Abstand zwischen einem ersten Abschnitt der oberen Kammerplatte 212, der dem zentralen Dichtungselement 250 gegenüberstehend angeordnet ist, und einem Abschnitt der ersten Intervallnut 210a, die in der oberen Kammerplatte 212 angeordnet ist. Abhängig vom berechneten Verstellweg kann das zentrale Dichtungselement 250 mit der Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212 oder der Decke der ersten Intervallkontrollnut 212a in Kontakt treten.
Wenn z. B. ermittelt wird, wobei auf die 27 Bezug genommen wird, dass relativ dünne Substrate miteinander zu verbinden sind, kann der Nockenmotor 531 der Platten-Verstelleinrichtung angetrieben werden, um den Nocken 530 exzentrisch zu drehen und um die untere Kammerplatte 222 horizontal zu einer Seite der Substratverbindungsvorrichtung (z. B. zur linken Seite) zu verstellen. Genauer gesagt, wird der Nocken 530 exzentrisch weg zu von der unteren Kammerplatte 222 gedreht, wobei die Rückstelleinrichtung 540 eine Rückstellkraft auf die untere Kammerplatte 222 ausübt, um den Kontakt zwischen den Nocken 530 und der unteren Kammerplatte 222 zu erhalten. Demgemäß kann, wie es in der 28 dargestellt ist, das zentrale Dichtungselement 250 vertikal unter der ersten Intervallkontrollnut 210a angeordnet werden, um für Aufnahme durch die erste Intervallkontrollnut 210a zu sorgen. Gemäß einem anderen Beispiel kann, wenn ermittelt wird, dass relativ dicke Substrate miteinander zu verbinden sind, der Nockenmotor 531 der Platten-Verstelleinrichtung angetrieben werden, um den Nocken 530 exzentrisch zu drehen und die untere Kammerplatte 222 horizontal zur anderen Seite der Substratverbindungsvorrichtung (z. B. zur rechten Seite) zu verstellen. Genauer gesagt, wird der Nocken 530 exzentrisch zur unteren Kammerplatte 222 gedreht, wobei die Rückstelleinrichtung 540 eine Rückstellkraft auf die untere Kammerplatte 222 ausübt, um den Konakt zwischen dem Nocken 530 und der unteren Kammerplatte 222 zu erhalten. Demgemäß kann, wie es in der 26 dargestellt ist, das zentrale Dichtungselement 250 so angeordnet sein, dass es mit der Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212, außerhalb der ersten Intervallkontrollnut 210a, in Kontakt steht.
Nachdem die Position der unteren Kammerplatte 222 relativ zur oberen Kammerplatte 212 ermittelt wurden, können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 im Wesentlichen so geladen werden, wie es oben im Hinblick auf die ers te Ausführungsform beschrieben wurde. Nach dem Laden des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 kann die untere Kammerplatte 222 relativ zur oberen Kammerplatte 212 entsprechend der Dicke des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 positioniert werden. Anschließend kann, wie es in den 29 und 30 dargestellt ist, die obere Kammereinheit 210 abgesenkt werden. Demgemäß kann die obere Kammerplatte 212 benachbart zur unteren Kammerplatte 222 entsprechend der Dicke des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 so angeordnet werden, dass das erste und das zweite Substrat 110 und 120 miteinander verbunden werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 durch denselben Verbindungsprozess miteinander verbunden werden, wie er unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde.
Die 31 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Substratverbindungsvorrichtung, wie sie bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Gemäß der 31 kann die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung z. B. über im Wesentlichen dieselbe Konstruktion wie die oben im Hinblick auf die zweite Ausführungsform beschriebene Substratverbindungsvorrichtung verfügen. Die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform kann jedoch ferner über mindestens ein Hilfs-Dichtungselement 251 und mindestens eine zweite Intervallkontrollnut 210b verfügen.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann das mindestens eine Hilfs-Dichtungselement 251 auf der Fläche der unteren Kammerplatte 222 angeordnet sein und um einen vorbestimmten Abstand vom zentralen Dichtungselement 250 beabstandet sein. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die zweite Intervallkontrollnut 210b innerhalb der Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212 entsprechend dem Hilfs-Dichtungselement 251 angeordnet sein. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die erste Intervallkontrollnut 210b um einen vorbestimmten Abstand von der ersten Intervallkontrollnut 210a beabstandet sein. Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Intervallkontrollnut 210a und 210b im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem zentralen und dem Hilfs-Dichtungselement 250 und 251 entsprechen. Gemäß noch einer weiteren Erscheinungsform der Erfindung kann das Hilfs-Dichtungselement 251 auf der Fläche der oberen Kammerplatte 212 angeordnet sein, während die zweite Intervallkontrollnut 210b innerhalb der Oberseite der unteren Kammerplatte 222, entsprechend dem Hilfs-Dichtungselement 251 angeordnet sein kann.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann das zentrale Dichtungselement 250 auf Grund wiederholten Kontakts mit der oberen Kammerplatte 222 beeinträchtigt werden. Demgemäß kann das Hilfs-Dichtungselement 251 dazu beitragen, einen gewünschten Abstand zwischen der oberen und der unteren Kammerplatte 212 und 222 aufrechtzuerhalten, um für korrektes Verbinden des ersten und des zweiten Substrats zu sorgen und die Abdichtung des Innenraums, wie er durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildet wird, gegen die Außenumgebung zu unterstützen. Ähnlich wie die Anzahl, die Anordnung und die Höhe der ersten Intervallkontrollnut 210a innerhalb der oberen Kammerplatte 212 können die Anzahl, die Anordnung und die Höhe der zweiten Intervallkontrollnuten 210b innerhalb der oberen Kammerplatte der Dicke der zu verbindenden Substrate und der Anzahl und der Anordnung der Hilfs-Dichtungselemente 251 entsprechen. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann die Substratverbin dungsvorrichtung mit einem Hilfs-Dichtungselement 251 und einer zweiten Intervallkontrollnut 210b versehen sein.
Die 32 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Substratverbindungsvorrichtung, wie sie beim Herstellen von LCD-Vorrichtungen gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Gemäß der 32 kann die Substratverbindungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung z. B. im Wesentlichen über dieselbe Konstruktion wie die oben im Hinblick auf die erste Ausführungsform beschriebene Substratverbindungsvorrichtung verfügen. Die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform kann jedoch den Verbindungsabstand zwischen dem oberen und dem unteren Tisch 230 und 240 mit größerer Genauigkeit als z. B. die Substratverbindungsvorrichtung kontrollieren, die im Hinblick auf die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde.
Zum Beispiel kann die Substratverbindungsvorrichtung der Erfindung über eine Intervallkontrolleinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Ende verfügen, wobei das erste Ende an der oberen oder der unteren Kammereinheit 210 oder 220 befestigt sein kann und das zweite Ende angehoben oder abgesenkt werden kann, um auf die andere Einheit betreffend die obere und die untere Kammereinheit zu drücken. Unter Verwendung der Intervallkontrolleinrichtung kann der Verbindungsabstand zwischen dem oberen und dem unteren Tisch 230 und 240 genau kontrolliert werden.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die Intervallkontrolleinrichtung z. B. über einen beweglichen Teil 560, der am oberen Träger 211 fixiert ist und mit einer zweiten Achse 561 gekoppelt ist, verfügen, wobei das zweite Stellglied 560 eine entsprechende zweite Achse 561 in Bezug auf die obere Kammereinheit 210 anheben und absenken kann. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann der bewegliche Teil 560 über ein zweites Stellglied, einen Schrittmotor, einen Linearmotor oder eine andere Vorrichtung verfügen, die dazu in der Lage ist, die zweite Achse 561 um winzige Wege zu verstellen.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann ein Endabschnitt jeder zweiten Achse 561 mit einer Fläche der unteren Kammerplatte 222 in Kontakt stehen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann auf der Fläche der unteren Kammerplatte 222 entsprechend der Anordnung einer jeweiligen zweiten Achse 561 ein Intervall-Dichtungselement 252 angeordnet sein, um zu verhindern, dass die Fläche der unteren Kammerplatte 222 beim Kontakt mit der zweiten Achse 561 beschädigt wird.
Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann die zweite Achse 561 um einen vorbestimmten Weg relativ zur oberen Kammereinheit 210 abgesenkt werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung entspricht das Ausmaß, gemäß dem die zweite Achse 561 abgesenkt wird, der vorbestimmten Dicke der zu verbindenden Substrate. Zum Beispiel kann die zweite Achse 561 zunächst so innerhalb der oberen Kammereinheit 210 angeordnet sein, dass ein Endabschnitt derselben nicht über die Unterseite der oberen Kammerplatte 212 übersteht. Anschließend kann die zweite Achse 561 abgesenkt werden, um mit einem vorbestimmten Abstand über die Bodenfläche der oberen Kammerplatte 212 überzustehen. Durch Absenken der zweiten Achse 561 in Bezug auf die obere Kammereinheit 210 kann die Genauigkeit erhöht werden, gemäß der der obere und der untere Tisch 230 und 240 voneinander beabstandet werden können.
Nachdem die Substratverbindungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, wird nun unter Bezugnahme auf die 33 und 34 ein Verfahren zum Herstellen von LCD-Vorrichtungen unter Verwendung der in der 32 dargestellten Substratverbindungsvorrichtung detaillierter beschrieben.
Vor dem Laden irgendeines Substrats in die Substratverbindungsvorrichtung der vierten Ausführungsform der Erfindung kann die Dicke des ersten und des zweiten Substrats bestimmt werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Dicken des ersten und des zweiten Substrats im Wesentlichen so ermittelt werden, wie es oben hinsichtlich der zweiten Ausführungsform offenbart ist. Auf Grundlage der ermittelten Dicke des ersten und des zweiten Substrats wird der vorbestimmte Weg bestimmt, um den die zweite Achse 561 abzusenken ist. Demgemäß kann, wozu auf die 33 Bezug genommen wird, das Verstellteil 560 die zweite Achse 561 absenken, was es ermöglicht, dass der Endabschnitt der zweiten Achse 561 um den vorbestimmten Weg gegenüber der Unterseite der oberen Kammerplatte 212 übersteht.
Nachdem die zweiten Achsen 561 abgesenkt wurden, können das erste und das zweite Substrat in die Substratverbindungsvorrichtung der vierten Ausführungsform der Erfindung geladen werden. Nachdem der Ladeprozess abgeschlossen ist, können der obere und der untere Tisch 230 und 240 mittels der oben genannten ersten Ausrichteinrichtung in Bezug aufeinander nivelliert werden, und die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 können über die oben genannte Kammer-Verstelleinrichtung miteinander verbunden werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können der obere und der untere Tisch und die Kammereinheiten im Wesentlichen auf dieselbe Weise, wie sie oben hinsichtlich der ersten Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, nivelliert und mit einander verbunden werden.
Gemäß der 34 ist nach dem Verbinden der oberen und der unteren Kammereinheit 210 und 220 der oben genannte Innenraum gebildet, der gegen die Außenumgebung abgedichtet ist und den oberen und den unteren Tisch 230 und 240 einhüllt, die das erste bzw. zweite Substrat 110 und 120 halten. Ferner steht die zweite Achse 561, die um einen vorbestimmten Abstand über die Unterseite der oberen Kammerplatte 212 übersteht, mit dem Intervall-Dichtungselement 252 in Kontakt, das auf der Oberseite der unteren Kammerplatte 222 angeordnet ist. Wie es in der 34 dargestellt ist, können das erste und das zweite Substrat 110 und 120, die im durch die obere und die untere Kammereinheit 210 und 220 gebildeten Innenraum gehalten werden, über Dichtungsmaterial (nicht dargestellt) aneinander angehaftet, jedoch nicht vollständig miteinander verbunden werden. Bevor sie vollständig verbunden werden, kann die Ausrichtung des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 eingestellt werden. Demgemäß ermöglichen es, obwohl die vorbestimmte Dicke von der Referenzdicke abweichen kann, die zweiten Achsen 561 und die Intervall-Dichtungselemente 252 dem oberen und dem unteren Tisch 230 und 240, genau voneinander beabstandet zu werden, um z. B. die Ausrichtung des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 innerhalb des abgedichteten Innenraums zu ermöglichen.
Nachdem das Ausrichten des ersten und des zweiten Substrats 110 und 120 abgeschlossen ist, kann der Innenraum in einen Vakuumzustand evakuiert werden und die ausgerichteten Substrate können vollständig verbunden werden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung kann der Innenraum im Wesentlichen so evakuiert werden, wie es oben im Hinblick auf die erste Ausführungsform beschrieben ist. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung können das erste und das zweite Substrat 110 und 120 auf solche Weise vollständig miteinander verbunden werden, wie es oben im Hinblick auf die erste Ausführungsform beschrieben ist. Zum Beispiel kann während des oben im Hinblick auf die erste Ausführungsform beschriebenen Verbindungsprozesses die Kammer-Verstelleinrichtung die obere Kammereinheit 210 in eine vorbestimmte Höhe anheben, während Kontakt zwischen dem zentralen Dichtungselement 250 und der oberen Kammerplatte 212 erhalten bleibt, wie es oben beschrieben ist. Jedoch kann, gemäß der vierten Ausführungsform, die Intervallkontrolleinrichtung die obere Kammereinheit 210 über die untere Kammereinheit 220 anheben. Zum Beispiel kann das Verstellteil 560 angetrieben werden, um die zweite bewegliche Achse 561 gegenüber dem Intervall-Dichtungselement 252 vorstehen zu lassen, um die obere Kammereinheit 210 über die untere Kammereinheit 220 anzuheben. Darüber hinaus kann die Intervallkontrolleinrichtung die obere Kammereinheit 210 um die vorbestimmte Höhe über die untere Kammereinheit 220 anheben, während der Kontakt zwischen dem zentralen Dichtungselement 250 und der oberen Kammerplatte 212 erhalten bleibt.
Wie in 35 dargestellt kann die Substratverbindungsvorrichtung wie sie oben beschrieben wurde ferner z. B. über mindestens eine Führungsnut 234 verfügen, die innerhalb der Fläche der Halteplatte 232 des oberen Tischs 230 angeordnet ist. Dabei entsprechen die Anzahl und die Anordnung der Führungsnuten 234 der Anzahl und der Anordnung jeweiliger Finger 911 der Substrat-Ladeeinrichtung 910, wie sie zum Laden des ersten Substrats 110 in die Substratverbindungsvorrichtung verwendet wird, so dass jede Führungsnut 234 einen entsprechenden Finger 911 aufnehmen kann. Die oben genannten Vakuumlöcher 232a und elektrostatischen Spannfutter 232b sind dort nicht an der Fläche des oberen Tischs 230 vorhanden, wo die Führungsnuten 234 ausgebildet sind.
Gemäß 35 kann jeder Finger 911 z. B. über eine nicht näher dargestellte Vakuumleitung und mindestens ein erstes Durchgangsloch 911b in Fluidverbindung mit der Vakuumleitung verfügen, die eine Unterseite des Fingers 911 schneidet. Demgemäß kann die Substrat-Ladeeinrichtung 910 das erste Substrat 110 in der Nähe des oberen Tischs 230 anordnen, wobei dieses erste Substrat in solcher Weise durch die Substrat-Ladeeinrichtung 910 gehalten wird, dass diejenige Fläche des ersten Substrats 110, auf der kein Dichtungsmittel angeordnet ist, mit den Fingern 911 der Substrat-Ladeeinrichtung 910 in Kontakt steht. Darüber hinaus kann, da die Finger 911 in den Aufnahmenuten 234 aufgenommen werden können, die Kontrolle über das erste Substrat 110 gleichmäßig von der Substrat-Ladeeinrichtung 910 und dem oberen Tisch 230 übertragen werden.
Die 36 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines oberen Tischs einer Substratverbindungsvorrichtung und einer Substrat-Ladeeinrichtung, die bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Gemäß den 36 und 37 kann es eine Substratverbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen, ein Substrat an einer Unterseite eines oberen Tischs zu halten, ohne dass der obere Tisch oder eine Substrat-Ladeeinrichtung angehoben oder abgesenkt wird.
Dazu kann die Substratverbindungsvorrichtung über Saugkraftübertrager verfügen, die innerhalb von im oberen Tisch 230 ausgebildeten Durchgängen 235 angeordnet sind.
Gemäß den 36 und 37 können im oberen Tisch 230 mehrere Durchgänge 235 ausgebildet sein, die die Unterseite des oberen Tischs 230 schneiden. Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung können die Saugkraftübertrager innerhalb jeweiliger der Durchgänge 235 verstellbar sein. Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann jeder derartige Saugkraftübertrager z. B. über ein Polster 236, eine bewegliche Leitung 237 und ein Antriebsteil 239 verfügen. Dabei kann jedes Kissen 236 über mindestens ein Vakuumloch 236a zum Übertragen einer Saugkraft an einen funktionsmäßig benachbarten Abschnitt eines Substrats verfügen. Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung kann die bewegliche Leitung 237 in Fluidverbindung mit jedem Vakuumloch 236a innerhalb eines jeweiligen Kissens 236 stehen. Ferner kann jede bewegliche Leitung 237 ein jeweiliges Kissen 236 in einen jeweiligen Durchgang 235 anheben oder aus ihm heraus absenken. Darüber hinaus kann jede bewegliche Leitung 237 mit einer Vakuumpumpe 238 in Fluidverbindung stehen, die die oben genannte Saugkraft erzeugen kann. Der Antriebsteil 239 kann z. B. als Stellglied, Schrittmotor, Linearmotor und dergleichen vorhanden sein, wobei die bewegliche Leitung 237 eine Achse bildet.

Claims

Substratverbindungsvorrichtung, die bei der Herstellung von LCD-Vorrichtungen verwendet wird, mit: – einem Grundrahmen (100); – einer oberen Kammereinheit (210); – einer unteren, am Grundrahmen (100) montierten Kammereinheit (220), die mit der oberen Kammereinheit (210) verbindbar ist; – einer Kammer-Verstelleinrichtung zum Anheben und Absenken der oberen Kammereinheit (210); – einem an der oberen Kammereinheit (210) montierten oberen Tisch (230); – einem an der unteren Kammereinheit (220) montierten unteren Tisch (240); – einer Dichtungseinrichtung, die an einer Fläche der oberen oder unteren Kammereinheit (210, 220) vorhanden ist, und einen Innenraum gegen eine Außenumgebung abdichtet, wobei der Innenraum durch Verbinden der oberen und der unteren Kammereinheit (210, 220) bildbar ist; – einer ersten Ausrichteinrichtung zum vertikalen Ausrichten des oberen Tischs (230) in Bezug auf den unteren Tisch (240); und – einer zweiten Ausrichteinrichtung zum horizontalen Ausrichten des oberen Tischs (230) in Bezug auf den unteren Tisch (240), wobei die erste Ausrichteinrichtung Folgendes aufweist: – mindestens ein erstes Stellglied (510), das an der oberen Kammereinheit (210) befestigt ist; – mindestens eine erste Stange (511), die an dem jeweiligen mindestens einem ersten Stellglied (510) befestigt ist, wobei ein Endabschnitt der ersten Stange (511) in Bezug auf die obere Kammereinheit (210) verstellbar ist; und – eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Kontakt zwischen jeder ersten Stange (511) und der unteren Kammereinheit (220), die eine Belastungszelle (550) aufweist, die an einer Oberseite der unteren Kammereinheit (220) vorhanden ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtungseinrichtung über ein Haupt-Dichtungselement (250) verfügt, das die seitliche Grenze des Innenraums bildet.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Haupt-Dichtungselement (250) ein elastisches Material aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Haupt-Dichtungselement (250) einen O-Ring aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Belastungszelle (550) mit einem jeweiligen ersten Stellglied (510) in Kontakt gebracht werden kann.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Erfassungseinrichtung einen Spaltsensor (920) zum Messen des Spalts zwischen der unteren Kammereinheit (220) und dem Endabschnitt der ersten Stange (511) aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit mehreren ersten Stellgliedern (510), die an Ecken der oberen Kammereinheit (210) angeordnet sind.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einer Aufnahmenut (222a), die in einer Oberseite der unteren Kammereinheit (220) angeordnet ist, um eine jeweilige erste Stange (511) aufzunehmen.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der Abmessungen der Aufnahmenut (222a) im Wesentlichen zu Abmessungen des Endabschnitts der ersten Stange (511) passen.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Endabschnitt der ersten Stange (511) über eine konisch verjüngte Struktur verfügt.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die obere Kammereinheit (210) Folgendes aufweist: – einen oberen Träger (211), der beweglich mit dem Grundrahmen (100) verbunden ist; und – eine obere Kammerplatte (212), die unbeweglich mit einer unteren Umfangsfläche des oberen Trägers (211) verbunden ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der – die obere Kammerplatte (212) einen oberen Raum bildet und – der obere Tisch (230) innerhalb des oberen Raums mit dem oberen Träger (211) verbunden ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die untere Kammereinheit (220) Folgendes aufweist: – einen unteren Träger (221), der unbeweglich mit dem Grundrahmen (100) verbunden ist; und – eine untere Kammerplatte (222), die beweglich über einer Oberseite des unteren Trägers (221) angeordnet ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die untere Kammerplatte (222) horizontal in Bezug auf den unteren Träger (221) verstellbar ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der – die untere Kammerplatte (222) einen unteren Raum bildet und der untere Tisch (240) innerhalb des unteren Raums mit dem unteren Träger (221) verbunden ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der die zweite Ausrichteinrichtung Folgendes aufweist: – mindestens eine Ausrichtkamera (520); – mehrere Nocken (530), von denen jeder drehbar mit einem Abschnitt der unteren Kammereinheit (220) in Kontakt treten kann; und – mehrere Rückstelleinrichtungen (540), die zwischen dem unteren Träger (221) und der unteren Kammereinheit (220) angebracht sind.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Rückstelleinrichtungen (540) eine Schraubenfeder aufweisen.
Substratverbindungsvorrichtung nach, einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Abstandskontrolleinrichtung, die an der oberen oder der unteren Kammereinheit (210, 220) befestigt ist, um gegen die jeweils andere Kammereinheit (220, 210) zu drücken, an der die Abstandskontrolleinrichtung befestigt ist.
Substratverbindungsvorrichtung zum Herstellen einer LCD-Vorrichtung, mit: – einem Grundrahmen (100); – einer oberen Kammereinheit (210); – einer am Grundrahmen (100) montierten unteren Kammereinheit (220), die mit der oberen Kammereinheit (210) verbindbar ist; – einer Kammer-Verstelleinrichtung zum Anheben und Absenken der oberen Kammereinheit (210); – einem an der oberen Kammereinheit (210) montierten oberen Tisch (230); – einem an der unteren Kammereinheit (220) montierten unteren Tisch (240); – einer ersten Ausrichteinrichtung zum vertikalen Ausrichten des oberen Tischs (230) in Bezug auf den unteren Tisch (240); – einer Dichtungseinrichtung, die an einer Fläche der oberen oder der unteren Kammereinheit (210, 220) vorhanden ist und einen Innenraum gegen eine Außenumgebung abdichtet, wobei der Innenraum durch Verbinden der oberen und der unteren Kammereinheit (220) bildbar ist; und – einer an der oberen oder der unteren Kammereinheit (210, 220) befestigten Abstandskontrolleinrichtung, die zusätzlich zur ersten Ausrichteinrichtung vorgesehen ist, um gegen die jeweils andere Kammereinheit (210, 220), an der die Abstandskontrolleinrichtung befestigt ist, zu drücken.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 19, bei dem die Abstandskontrolleinrichtung an der oberen Kammereinheit (210) befestigt ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, bei der die obere Kammereinheit (210) Folgendes aufweist: – einen oberen Träger (211) und – eine obere Kammerplatte (212), die mit dem oberen Träger (211) verbunden ist; und die untere Kammereinheit (220) Folgendes aufweist: – einen unteren Träger (221) und – eine untere Kammerplatte (222), die über dem unteren Träger (221) angeordnet ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 21, bei dem die Abstandskontrolleinrichtung am oberen Träger (211) befestigt ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei der die erste Ausrichteinrichtung Folgendes aufweist: – mindestens eine Aufnahmenut (222a), die in einer Oberseite der unteren Kammereinheit (220) angeordnet ist, wobei ein zentraler Bereich des Querschnitts jeder Aufnahmenut (222a) innerhalb der unteren Kammereinheit (220) tiefer als Randbereiche des Querschnitts der Aufnahmenut (222a) ist; – mindestens ein Linear-Stellglied (510) und – mindestens eine erste Stange (511), die an einem jeweiligen Linear-Stellglied (510) befestigt ist, wobei ein Endabschnitt der ersten Stange (511) in Bezug auf die obere Kammereinheit (210) verstellbar ist, wobei der Endabschnitt der ersten Stange (511) in einer entsprechenden Aufnahmenut (222a) aufnehmbar ist und wobei Abmessungen des Endabschnitts der ersten Stange (511) im Wesentlichen mit Abmessungen der mindestens einen Aufnahmenut (222a) übereinstimmen.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Abstandskontrolleinrichtung Folgendes aufweist: – mindestens ein bewegliches Teil (560), das am oberen Träger (211) befestigt ist; und – mindestens eine zweite Stange (561), die mit dem beweglichen Teil verbunden ist und in Bezug auf die obere Kammereinheit (210) beweglich oder verstellbar ist, um gegen die untere Kammerplatte (222) zu drücken.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der das mindestens eine bewegliche Teil (560) ein Linear-Stellglied aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der das mindestens eine bewegliche Teil (560) einen Schrittmotor aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der das mindestens eine bewegliche Teil (560) einen Linearmotor aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, ferner mit einem Abstands-Dichtungselement (252), das auf der Fläche der unteren Kammereinheit (220) angebracht ist und das mit der zweiten Stange (561) in Kontakt bringbar ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 28, bei der das Abstands-Dichtungselement (252) innerhalb der Fläche der unteren Kammereinheit (220) angeordnet ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Kammer-Verstelleinrichtung Folgendes aufweist: – einen am Grundrahmen (100) befestigten Antriebsmotor (310); – eine mit dem Antriebsmotor (310) gekoppelte Antriebswelle (320); – einen mit der Antriebswelle (320) verbundenen Verbindungsteil (340); – einen mit der oberen Kammereinheit (210) verbundenen Hebeteil (350) und – eine Verbindungswelle (330) mit einem ersten, mit dem Hebeteil (350) verbundenen Ende und einem zweiten Ende, das so angeschlossen ist, dass es eine über den Verbindungsteil (340) übertragene Antriebskraft empfängt.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einer Führungsnut (234), die innerhalb einer Unterseite des oberen Tischs (230) angeordnet ist, wobei Finger (911) einer Substrat-Ladeeinrichtung (910) innerhalb einer jeweiligen Führungsnut (234) aufnehmbar sind.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der obere Tisch (230) Folgendes aufweist: – mehrere Vakuumlöcher (232a), mittels denen eine Saugkraft übertragbar ist; und – mehrere elektrostatische Spannfutter (232b), durch die eine elektrostatische Ladung erzeugbar ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 32, bei der mindestens eine Führungsnut (234) keine Vakuumlöcher aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 32, bei der mindestens eine Führungsnut (234) kein elektrostatisches Spannfutter aufweist.
Substratverbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit: – mindestens einem im oberen Tisch (230) angeordneten Kanal (235), der eine Unterseite des oberen Tischs (230) schneidet; und – einem in jedem Kanal (235) angeordneten Saugkraftübertrager, der über ein Saugkraftübertragungsteil (236, 236a) verfügt, das aus dem Inneren des Kanals (235) bis um einen vorbestimmten Weg gegenüber der Unterseite des oberen Tischs (230) vorgeschoben werden kann, wodurch eine Saugkraft über den vorbestimmten Abstand gegenüber der Unterseite des oberen Tischs (230) übertragbar ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 35, bei der – das Saugkraftübertragungsteil ein Kissen (236) mit mindestens einem Durchgangsloch (236a) aufweist, durch das die Saugkraft übertragbar ist; und – der Saugkraftübertrager ferner Folgendes aufweist; – eine die Saugkraft erzeugende Vakuumpumpe (238); – eine Leitung (237) in Fluidverbindung mit mindestens einem Durchgangsloch (236a) und der Vakuumpumpe (238), wobei die Leitung (237) innerhalb des Kanals (235) beweglich ist; und – einen Antriebsteil (239) zum Verstellen der Leitung (237) innerhalb des Kanals (235).
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 36, bei der – der Antriebsteil (239) ein Stellglied aufweist und – die Leitung (237) eine Stange des Stellglieds ist.
Substratverbindungsvorrichtung nach Anspruch 36, bei der – der Antriebsteil (239) einen Schrittmotor aufweist und – die Leitung (237) eine Stange des Schrittmotors ist.
Verfahren zum vertikalen Ausrichten von Tischen innerhalb einer Substratverbindungsvorrichtung, umfassend: – Antreiben mehrerer Stellglieder (510) zum Absenken einer entsprechenden Anzahl vorbestimmter erster Stangen (511); – die abgesenkten mehreren ersten Stangen (511) werden mit einer Oberseite einer unteren Kammerplatte (222) innerhalb eines Innenraums in Kontakt gebracht, der durch Verbinden einer oberen und einer unteren, die untere Kammerplatte (222) aufweisenden Kammereinheit (210, 220) gebildet wird; – Erfassen, ob eine der abgesenkten mehreren ersten Stangen (511) mit der Oberseite der unteren Kammerplatte (222) in Kontakt tritt, bevor andere der abgesenkten mehreren ersten Stangen (511) mit der Oberseite der unteren Kammerplatte (222) in Kontakt treten; und – Kompensieren des Abstands, gemäß dem andere der mehreren ersten Stangen (511) abgesenkt werden, auf Grundlage der Erfassung.
Ausrichtverfahren nach Anspruch 39, bei dem die mehreren Stellglieder (510) jeweils so lange angetrieben werden, bis die jeweiligen ersten Stangen (511) mit der Oberseite der unteren Kammerplatte (222) in Kontakt treten.
Ausrichtverfahren nach Anspruch 39, ferner mit dem Absenken der Anzahl von Stellgliedern (510), bis mindestens eine der ersten Stangen (511) mit der Oberseite der unteren Kammerplatte (222) in Kontakt tritt.
Ausrichtverfahren nach Anspruch 39, bei dem zum Kompensieren die anderen der mehreren ersten Stangen (511) so abgesenkt werden, dass sie auch die Oberseite der unteren Kammerplatte (222) berühren.
Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristalldisplay(-LCD)-Vorrichtung unter Verwendung einer Substratverbindungsvorrichtung, umfassend: – Ermitteln einer Dicke eines ersten und eines zweiten Substrats (110, 120); – Ermitteln, auf Grundlage der ermittelten Dicke, eines vertikalen Wegs zum Verstellen einer Stange (561) einer Abstandskontrolleinrichtung relativ zu einer Kammereinheit der Substratverbindungsvorrichtung; – Antreiben der Abstandskontrolleinrichtung zum Verstellen der Stange (561) um den vorbestimmten vertikalen Weg; – Laden des ersten und des zweiten Substrats (110, 120) in die Substratverbindungsvorrichtung; und – Verbinden des ersten und des zweiten Substrats (110, 120), die geladen wurden.