201115206 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一組合基板的教置與方法，且特別是 有關於一顯示裝置之組合基板的裝复與方'法 【先前技術】 近年來，由於各種視覺資訊之_示需求增加，因而發 展出不同種類的顯示器’如液晶顯示器、電黎顯示器、電 致發光顯示器與真空螢光顯示器。液晶顯示器因其具有 輕、薄等特性’已逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器 (Cathode Ray Tube ; CRT)，並且廣泛地應用於例如個人數 位助理（Personal Digital Tube ; PDA)及液晶電視等各種電子 產品的顯示裝置上。 一般的液晶顯示器主構件為液晶面板。液晶面板具有 一對基板以及位於基板之間的液晶材料。就製程來說，常 見的液晶面板的製作方式有兩種，/為注入法，另一為分 滴法。注入法係以框膠於兩基板的表面上形成有注入口之 圖案，將兩基板於真空腔體内接合，接著再將液晶材料經 由注入口灌入兩基板之間的區域。分滴法則是將液晶材料 分滴在兩基板其中之一上，再將另一基板對準於含有液晶 材料之基板，並於真空環境下加以接合。 然而’隨著液晶顯示器的尺寸增大’上述接合製程因 為f板的&寸和重量的增加而產生諸多製程上難 以克服的 問題舉例來說，為了移動大尺寸的基板，一般會透過吸 附裝置來吸附基板。由於接合製程是在真空腔内的真空環 201115206 境下進行，吸附裝置必須使用高真空才能穩固地吸附基 板。換句話說，在吸附裝置於常壓下吸附基板並移動到真 空腔的過程中，環境的常壓和吸附裝置的高真空之間的壓 差會施加於基板上。由於壓差甚大，往往超過基板負荷而 產生變形、裂縫與破片等缺陷，甚至基板會因為壓差而掉 落0 有鑒於此，需要一種新的基板組合系統，其吸附基板 時所產生的低壓可隨環境氣壓調整，以維持大致穩定的壓 Φ 差，藉以消除上述壓差過大導致基板損害的問題。 【發明内容】 本發明的一實施方式在於提供一種基板組合系統，其 可提供用以吸附基板的低壓可隨環境氣壓調整，以避免基 板兩側的壓差過大而導致基板損害的問題。 在本發明之實施方式中，基板組合系統適於組合第一 基板與第二基板。基板組合系統具有真空腔、抽真空裝置 • 和吸附裝置。真空腔具有第一密閉空間。抽真空裝置連接 真空腔，用以抽取第一密閉空間中的氣體，以逐漸降低第 一密閉空間中的氣壓。吸附裝置設置於第一密閉空間中。 吸附裝置具有筒狀結構、活塞以及吸附介面。活塞位於筒 狀結構中，且與筒狀結構滑動連接，其中活塞抵接且密合 筒狀結構的内壁。吸附介面固定於筒狀結構中，並包含至 少一孔。吸附介面用以密合第一基板，且使第一基板遮覆 孔，使得筒狀結構、活塞、吸附介面和第一基板包圍形成 第二密閉空間。 201115206 當抽真空裝置逐漸降低第一密閉空間中的氣壓時，活 . 塞和筒狀結構係相對滑動，以增加第二密閉空間的體積， 使得第二密閉空間中的氣壓小於第一密閉空間中的氣壓。 吸附介面係利用第一密閉空間和第二密閉空間的氣壓差， 而吸附第一基板。 由此可知，第二密閉空間中的氣壓可透過上述機制， 而隨著第一密閉空間中的氣壓改變而改變，使得第一密閉 空間和第二密閉空間的氣壓差大致維持穩定。 • 本發明之另一實施方式提供一種基板組合方法，其可 利用外界的氣壓變化來調整内部的體積以及氣壓，以達到 固定壓差的效果。 基板組合方法的步驟如下。首先，先設置吸附裝置。 吸附裝置具有至少一孔，孔連通吸附裝置之外部空間和内 部空間。接著，以第一基板密合孔以密閉内部空間。接下 來，降低外部空間的氣壓，使得内部空間的體積隨之增加。 由此可知，本發明之實施方式係利用波以耳定律 φ ( Boyle's law )，即在密閉容器中的定量氣體在恒溫下氣壓 和體積成反比關係。藉以使得吸附裝置的體積可隨著外部 空間的氣壓而改變。 【實施方式】 本發明係提供一種基板組合系統與基板組合方法。本發明 可適用於液晶顯示器的基板組合，例如：薄膜電晶體陣列基板與 彩色濾光基板的組合，然不限於此，本發明之概念可應用任何類 201115206 型的基板組合，你丨1 .如 不裝置的組合、立辦脫u t A 叉A兴，，，、貝 體臈片與顯示裝置的組合、特殊光學 示面板驗合等。 予联片興顯 第1圖繪示依照本發明一實施方式的基板組合系統w 的剖面圖。基板組合系統10具有真空腔100、抽真空裝置 200和吸附裝置300。真空腔1〇〇具有第一密閉空間ιι〇。 抽真空裝置200連接真空腔100，用以抽取第一密閉空間 110中的氣體’以逐漸降低第一密閉空間110中的氣壓。吸 鲁附裝置300設置於第一密閉空間no中。吸附裝置3〇〇具 有筒狀結構310、活塞320以及吸附介面330。活塞320位 於筒狀結構310中，且與筒狀結構310滑動連接，其中活 塞320抵接且密合筒狀結構310的内壁。吸附介面330固 定於筒狀結構310中’並包含至少一孔332。 於使用時，可透過吸附介面330緊密貼合第一基板 20。第一基板20遮覆孔332，且筒狀結構310、活塞320、 吸附介面330和第一基板20包圍形成第二密閉空間336。 藉由使筒狀結構310和活塞320相對滑動，以增加第 二密閉空間336的體積。根據波以耳定律，在密閉容器中 的定量氣體在恆溫下氣壓和體積成反比關係。隨著第二密 閉空間336的體積增加，會使得第二密閉空間336中的氣 壓變小。 吸附介面330係利用第一密閉空間110和第二密閉空 間336的氣壓差，而吸附第一基板20。詳細來說，當第一 密閉空間11〇的氣壓大於第二密閉空間336的氣壓時，壓 差產生的作用力將第一基板20推抵於吸附介面330上。如 201115206 此一來，便可達到以吸附裝置3 00吸附第一基板2 0的效果。 . 當抽真空裝置200逐漸降低第一密閉空間110中的氣 壓時，第一密閉空間110和第二密閉空間336之間的壓差 逐漸縮小。第一基板20的重力會促使筒狀結構310相對於 活塞320滑動，進而增加第二密閉空間336的體積。體積 變化會持續到第二密閉空間336中的氣壓小於第一密閉空 間110中的氣壓，並且第一密閉空間110和第二密閉空間 336之間的壓差所產生的支撐力等於或大於至少第一基板 φ 20的重力為止。在本發明之實施方式中，支撐力會略大於 第一基板20和筒狀結構310的重力。 綜上所述，藉由筒狀結構310和活塞320的相對滑動， 不僅可使得第二密閉空間336的體積和氣壓隨著第一密閉 空間110的氣壓而改變，還可使得第一基板20的位置隨著 第一密閉空間110的氣壓變化而移動。此機制可使得第一 密閉空間110和第二密閉空間336之間的壓差維持穩定。 上述之真空腔100可具有相對之上腔體120和下腔體 | 130。其中，上腔體120和下腔體130可互相密合，包圍形 成第一密閉空間110。 上述之活塞320可連接真空腔100的上腔體120。具 體來說，活塞320可固定於真空腔100之内壁，且懸置於 吸附介面330之上方。在本發明之實施方式中，基板組合 系統10具有連接桿400，其穿過筒狀結構310的上開口 312，並且其兩端分別連接活塞320和真空腔100之内壁。 藉此，當抽真空裝置200降低第一密閉空間110中的氣壓 時，筒狀結構310便會受其自身以及第一基板20的重力拉 201115206 動，而相封於活塞320滑動，進而增加第二密閉空間336 的體積。 在本發明之實施方式中，吸附介面33〇可具有板334 和孔332 ’孔332位於板334上。活塞32〇可具有至少〆 凸塊322 ’凸塊322位於活塞32〇面對吸附介面330的表 面上。凸塊322對齊孔332。當活塞320靠近吸附介面 時，凸塊322可容置於孔332中。 於使用時，可在欲吸附第一基板2〇前，先將凸塊322 位於孔332中，使得第二密閉空間336的初始體積縮小。 當吸附介面330貼合第一基板2〇後，再增加第二密閉空間 336的體積。由於第二密閉空間336的初始體積小，所以 當活塞320和筒狀結構31〇相對滑動後，第二密閉空間336 的體積變化量會變大。體積變化量大，造成的氣壓變化大。 也就是說，利用凸塊322與孔332之結構，當活塞320和 筒狀結構,310相對滑動’即以小幅滑動達到所需壓差的效 果，而無須預備大量空間以供大幅滑動，可節省系統空間 的使用。 在本發明之實施方式中，基板組合系統1G可設置有承 載台獅。承載台位於真空腔100内的第-密閉空間 110中用以承戴第二基板22。承載台500對應吸附裝置 300設置，藉此使得第二絲22可對齊於第一基板2〇，以 便後續組合的製程。 第2圖、示如第1圖之基板組合系統1〇，在另一使用 狀I、下的d面@。在完成組合製程後，為了使第_基板2〇 脫離吸附裝置3GG ’吸附裝置上可設有減少第一密閉 201115206 空間110和第二密閉空間336之間壓差的裝置。具體來說， 藉由將第二密閉空間336的氣壓增加，使得第一密閉空間 110和第二密閉空間336之間的壓差變小，進而使得壓差 所造成的支撐力遠小於第一基板20的重力。如此一來，第 一基板20便可與吸附介面330分離。 可用以改變第二密閉空間336的氣壓的結構與方式有 很多種。舉例來說，在本發明之實施方式中，筒狀結構31〇 上設有通孔600 ’通孔600貫穿筒狀結構310之内壁。在 一情況下’通孔600可用以連通第一密閉空間11〇和第二 密閉空間336。 請參考第2圖。具體來說，活塞320相對於筒狀結構 310移動，使得吸附介面330的孔332和通孔600均位於 活塞320的同一側時，通孔6〇〇會連通第一密閉空間HQ 和第二密閉空間336。連通後，第一密閉空間ι1〇和第二 密閉空間336的氣壓相同。因此，原本支撐第一基板2〇的 支撐力不再，使得第一基板20將受重力作用而下降，進而 與吸附介面330分離。 請參考第1圖。通孔600的位置可依照設計 置。在本發明之實施方式中，通孔600到吸附介面^ ^ 距離d2實質等於於活塞32〇到承載台5〇〇的距離μ扣除 第一基板20和第二基板22的厚度。請參考第2圖 ° /f' 一來，當第一基板20和第二基板22組合德，楚。如此 恰好與吸附介面330分離。 [基板2〇 本發明之另一實施方式提供一種基板組合方法，直可 利用外界的氣壓變化來調整内部的體積以及氣壓，以^到 201115206 固定壓差的效果。第3A-3H圖係繪示如第丨圖之基板組合 • 系統1〇 ’在組合製程中的製程剖面圖。 請參考第3A圖。首先’設置吸附裝置300。吸附裝置 3〇〇可位於上腔體12〇上。吸附裝置3〇〇的詳細結構已詳 述於上’在此不再多加贅述。在此步驟中，吸附裝置3〇〇 的孔332可連通吸附裝置300之外部空間和内部空間。 睛參考第3B圖。接著’以第一基板2〇密合孔332， 以密閉内部空間，來形成封閉空間。具體來說，第一基板 鲁 貼合吸附裝置300的吸附介面330，並且遮覆孔332。 "T知在吸附第一基板2〇後，吸附裝置3〇〇之内部空間成 :由筒狀結構310、活塞32〇和第一基板2〇所包圍的封閉 二間。為了避免混淆，在後續步驟中，吸附裝置3〇〇之封 閉空間均以第二密閉空間336稱之，以作為說明。 请參考第3C圖。增加第二密閉空間336的體積，使得 第二密閉空間336的氣壓小於外部空間的氣壓。接著，利 用第二密閉空間336和外部空間的氣壓差，將第一基板2〇 吸附於吸附裝置300上。 具體來說，在本發明之實施方式中，第一基板20受到 重力的作用，會帶著筒狀結構31〇相對於活塞32〇移動， ^二密閉空間336的體積因而增加。根據波以耳定律，冬 閉f間的體積增加時’其氣壓會隨之變小。由此可知了 ^一也閉空間336的氣壓將會小於外部空間的氣壓。第二 j空間336和外部空間的壓差會產生支樓力，藉以將^ ^板2(M主吸附震置3〇〇推。在本發明之實施方式中 一挽閉空間336和外部空間之間的壓差會在第-基板20形 201115206 的 成-支撐力’該支撐力的A小略等於或大 重力的大小，且支撐力的方向和重力方向相反土 采裁圖。提供第二基板22位於承載台5。。」 承載口 500可位於下腔體13〇中。
請參考第3E圖。使上腔體12〇和下腔體13〇密合而 形成一個真空腔100。在密合上腔體120和下腔體13〇時， 需使第-基板2G和第二基板22對齊。當上腔體12()和下 腔體130密合後，吸附裝置300之外部空間係為真空腔1〇〇 所包圍的空間’即第-密閉空間11G。為了避免混淆，在 後續步驟中’吸附裝置300之外部空間均以第一密閉空間 110稱之’以作為說明。在此需說明的是在對齊與疊合 第基板與第二基板之前’第一基板20可於真空腔外被吸 附装置300吸附或真空腔内被吸附裝置300吸附’可依實 際需求選擇吸附時間或位置。 尸％參考第3F圖。下一個步驟為降低第一密閉空間11〇 的氟壓降低外部空間的氣壓的方式有很多種。在本發明 之實施方式中，可藉由抽真空裝置200來減少第一密閉空 間110中的氣體，而降低外部空間的氣壓。 第一密閉空間110的氣壓降低，第二密閉空間336的 艘積會^之增加。具體來說，當第-密閉空間110的氣壓 下降’會使得其與第二密閉空間336之間的氣壓差縮小。 由於第—基板20的重力作用，第一基板20會逐漸下降， 進而增加第二密閉空間336的體積。在此同時，第一基板 2〇會逐漸朝向第二基板22移動，直到接觸第二基板22為 土。 201115206 請參考第3G圖。在本發明之實施方式中’第一基板 20會與第二基板22疊合。當兩基板疊合後，可進一步使 第一基板20與吸附裝置3〇〇分離。在本發明之實施方式 中’可提高第二密閉空間336的氣壓。 舉例來說，在本發明之實施方式中’筒狀結構31〇上 設有通孔600。可移動筒狀結構3丨0，使得孔332和通孔 600均位於活塞320的同一侧。藉此’通孔600會連通第 二密閉空間336和第一密閉空間110 ’使兩空間的氣壓相 同。因此，原本支樓第一基板20的支撐力不再，使得第一 基板20將受重力作用而下降，進而與吸附介面330分離。 上述之實施方式係以筒狀結構310以及第一基板2〇的 重力，來造成筒狀結構310和活塞320的相對滑動。另外， 筒狀結構310和活塞320的相對滑動也可透過機械作動來 達成。舉例來說，第4圖和第5圖分別繪示本發明之另一 實施方式的基板組合系統10’在不同使用狀態下的剖面圖。 請參考第4圖。基板組合系統10具有致動器7〇〇。致 動器700連接活塞320，用以驅動活塞320移動，使得活 塞320相對於筒狀結構310滑動。具體來說，致動器7〇〇 透過連接桿400連接活塞320。致動器700可推動或拉動 連接桿400，進而使得活塞320向下或向上移動。 於使用時，可將吸附介面330密合第一基板2(^接著 以致動器700驅動活塞320，使得活塞320向上移動，以 增加第二密閉空間336的體積。第二密閉空間336的體積 增加’使得其氣壓下降而小於第一密閉空間110的氣壓。 如此'一來’第一基板20將可因兩空間的壓差而吸附於吸附 12 U] 201115206 裝置300上。 . 請參考第5圖。另一方面，當欲分離第一基板20和吸 附裝置300時，也可以利用致動器700達成。具體來說， 可利用致動器700驅動活塞320，使活塞320移動朝向第 一基板20，以縮小第二密閉空間336的體積。第二密閉空 間336的體積減少，使得其氣壓增加。第二密閉空間336 内的氣壓變大，氣體推抵第一基板20，進而使得第一基板 20與吸附介面330分離。 φ 雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施方 式能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： • 第1圖繪示依照本發明一實施方式的基板組合系統的 剖面圖。 第2圖繪示如第1圖之基板組合系統，在另一使用狀 態下的剖面圖。 第3A-3G圖係繪示如第1圖之基板組合系統，在組合 製程中的製程剖面圖。 第4圖和第5圖分別繪示本發明之另一實施方式的基 板組合系統，在不同使用狀態下的刮面圖。
13 201115206 【主要元件符號說明】 ίο:基板組合系統 22 :第二基板 110 :第一密閉空間 130 :下腔體 300 :吸附裝置 312 :上開口 320 :活塞 332 :孔 336 :第二密閉空間 500 :承載台 700 :致動器 d2 :距離 20 :第一基板 100 :真空腔 120 :上腔體 200 :抽真空裝置 310 :筒狀結構 322 :凸塊 3 3 0 :吸附介面 334 :板 400 :連接桿 600 :通孔 dl ··距離