TWI251259B - Substrate bonding apparatus for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Description

I25l259 五、發明說明（1) 【發明所属之技術領域】 & #本發明疋關於~種製造裝置，特別是關於一種用以製 造藉由液晶分滴方法形成的液晶顯示裝置之基板接合設 儀。 【先前技術】 由於社會資訊膨服所帶來的需求’平面顯示器逐漸以 ^ ^的顯不品質、超薄以及低耗能為訴求。朝向為符合上 需求，許多平面顯示器應運而生，包含液晶顯示裝置 ⑶）、電漿顯示器（PDP)、電泳顯示器（ELD)和真空螢光 器:為（VFD)等’這些顯示器技術已經可應用於資訊顯示$ 示品 攜式 往的 螢幕 較於 薄化 比較 置需 並維 入法 質、超 裝置， 陰極射 ’液晶 儘管液 液晶顯 與低能 缺少。 提高大 持其重 —般的 就是液 薄以及 如筆記 線管技 顯示裝 晶顯示 示裝置 源消耗 為增加 尺寸之 量輕、 液晶顯 晶材料 不益1r ， 低耗能， 型電腦， 術（CRT) 置的使用 裝置技術 的其他特 等，提高 液晶顯示 影像顯示 超薄和低 示裝置製 分滴法， 液晶顯示裝置具有最優良的顯 其應用範圍很廣。事實上，可 液晶顯示裝置技術已經取代以 3此外，如桌上型電腦和電視 也非常普遍。 有各種的技術發展，然而，相 欲和優點研究，如減少重量、 液晶顯示裝置圖片品質的研究 裝置的應用領域，液晶顯示装 品質（如高解析度和高亮度）， 耗能的特性。 作方法，不是使用液晶材料注 應用液晶材料注入法來製作液

第6頁 Ϊ251259 五、發明說明（2) 晶顯示裝置，係於兩基板之間形成填缝膠圖案，盆中，填 縫膠圖案包含注入口；其他的兩基板係於真空狀態下接、 合；同時液晶材料經由在第二真空腔的液晶注入口灌入。 =本專利公開號第20 0 0-284295號和第20 0 1 _〇〇54〇5號係揭 :一種液晶材料分滴方法，液晶材料分滴在兩基板其中之 二’另一基板則對準並於真空情形下加以接合。一般來 在節省液晶顯示面板的製造步驟方面，液晶材料分滴 法係優於液晶材料注入法（即可節省製作液晶材料注入 口、液晶材料注入和封住液晶材料住入口等步驟），以簡 ，液晶顯示面板的製程。因此，以液晶材料分滴法製作液 晶顯示面板成為當前趨勢。 第1圖和第2圖為前案之應用於以液晶材料分滴法製作 液晶面板的基板接合設備結構示意圖。 - 請參考弟1圖和第2圖，先前所使用之基板接合設備包 含框架10、上平台21、下平台22、填缝膠分配部分（無圖 不）、液晶材料分滴部3 〇、上腔室3 1、下腔室3 2、腔室移 動件以及平台移動系統。 填縫膠分配裝置（無圖示）以及液晶分滴材料部3 〇係設 =框条1 0之一侧，此外，上腔室3 1和下腔室3 2，可互相結 合以接合液晶顯示面板的基板。 腔室移動件通常包含驅動馬達40用以先移動下腔室32 至接& (S 2)基板之預定位置，並塗佈填縫膠以及分滴液晶 材料之位置（S1)。平台移動系統包含驅動馬達5〇用以上下 移動上平台21至預定位置。

Ϊ251259 五、發明說明（3) 制描述使用前案之基板接合設備來完成液晶材料分滴以 ^作液晶面板的製程方法。 第一基板51係置於下腔室32之下平台22上，而腔室移 動件40係用以移動下腔室32至上腔室31的下方，使下平台 上對2上平台2 1。其次，平台移動系統之驅動馬達5 〇降低 ^，台21到適當位置，第一基板51安裝於上平台21。安裝 2 f基板51，上平台21抬升到預定位置，腔室移動件40 下腔室32至預定位置，以將第二基板52承载於下平a 所腔室移動件4〇移動下腔室32至第一預定位置§1 (如第^ =好:v使第二基板5 2藉由填缝膠分配部（無圖示）和液 在第―預定位置（S1)進行塗佈填缝膠與分 後’妒室蒋2衣程。於塗佈填缝膠材以及分滴液晶材料之 圖所；广=°移其動下腔室，至第二預定位則如第2 合。i 4 , 基板51和第二基板52得以開始進行接 合，ΐΐ台室移動單元31與下腔室移動單元32互相結 的隔離空間之ά : Γ台22之間形成密封的隔離空間。密封 後，平台移動系统ί裝置（無圖示）形成真空’形成真空之 於上平台21之箪驅動馬達50則降低上平台21，使鎖緊 接觸，上平一基板51與鎖緊於下平台22之第二基板52 板的製作。 降至兩基板兀成接合以完成液晶顯示面 製作ΐ 、”:的液晶顯示裝置的接合設備較不利於 液晶顯示面板。^面板，特別是特殊規格的大尺寸 白知的基板接合設備應用於大尺寸基板製 第8頁 1251259 五、發明說明（4) 作時，由於習知的基板接合設備需要足夠的空間來安裝， 所以其他液晶顯示面板製程步驟所需的裝置則難以安置， 因此液晶顯示面板的製程設計會產生困難。 另外’上腔室31和下腔室32其尺寸過大，因而於進行 基板結合時到達真空所需的時間也隨之延長。 最後’習知的基板接合設備無法預防平台產生彎曲， 特別疋’上平台和下平台可能由於其本身的重量而產生彎 曲，亦可能由於基板接合設備的内外壓力差異而產生彎曲 現象。當平台產生彎曲，第一基板和第二基板平台即可能 產生接合力置不均的現象。 【發明内容】 有鑑於此，本發明係揭露一種用以製造液晶顯示裝置 之基板接合設備，以解決前案的限制和問題。 本發明係一種用以製造液晶顯示裝置之基板接合設 備，來減少於基板接合製程中，上平台和下平台的彎曲角 度。本發明另外的特徵和優點如下所述，同時亦可於說明 中了解某些程度上的外觀。本發明之優點 < 由結構上的特 徵來了解，特別是指說明書、專利範圍和圖示所述。 為了達到本發明的優點以及完成本發明的目的，係具 體而廣泛的描述，基板接合設備含有可露出中央區域之基 底框架’安裝於基底框架之下腔室；置於下腔室上方之上 腔室’並可與其接合。下平台和上平台用以提供具有内部 空間的下腔室與上腔室，其各自鎖緊第一基板和第二基 板，複數個彈性元件至少置於下腔室與上腔室其中之一；

1251259 、發明說明（5) 以及下伞& < 十nr和上平台之對應面。 I 本發明之彈性元件可以為至少一個受壓彈簧、錐形彈 /、矛板形彈簧。本發明之彈性元件係提供一個以上的 力於至Λ、L ^ ^ ^ 么 上腔室和下腔室其中之一，以保護上平台和下平 口之對，應表面避免基板接合設備產生中央突出的彎曲。因 此平台雙到基板之壓力與彎曲時可使受力均勻避免上平 台和下平台的損壞。 為使對本發明的目的、構造特徵及其功能有進一步的 了解’茲配合圖示詳細說明如下： 【實施方式】 請參考第3 A圖至第8圖，其為本發明實施例之用以製 造液晶顯示面板之基板接合設備結構示意圖，其包含基底 框架100、上腔室21〇、下腔室220、上平台230、下平台 240、複數個彈性元件30〇以及密封件250。 本發明之基底框架1 〇 0係固定於支撐結構或表面（如地 板），可形成基板接合設備的外觀，以及支撐如下所述& 於上 各種元件。 請參考第3A圖，上平台230與下平台240係各固定 πΠ w 當 22〇 腔室210與下腔室220。容後詳述，上腔室210與下知美 可互相結合以定義一容置空間。 ^ 上腔室2 1 0包含一上基底2 11，可暴露於外部環境’ ％ I 塞板 及一上腔室板212，固定於上基底211之下表面。上知 抓 212靠近内部之矩形邊緣可定義用以固定上平台23〇的 空間。

第10頁 1251259 五、發明說明（6) 由於上平台230係固定於上腔室210，上平台230隨著 上腔室210上升或下降。 ^ f時’於上腔室之上基底2 11與上腔室板2 1 2之間設有 第一搶封件2 1 3 ’密封住由上腔室板2丨2所定義之内部空間 以隔絕外部環境。第一密封件21 3可選自密封墊和〇形環 (0-ring)等適於密封縫隙之元件，使上平台23〇可與第一 基板11 0緊密結合。 下腔室220包含之下基底221，固定於基底框架1〇〇 ; 以及下腔室板222固定於下基底221之上表面。下腔室板 222靠近内部之矩形邊緣可定義用以固定下平台24〇的内部 空間。於另一視角觀之，其下腔室板222可以相對於下基 底221之前、後、左、右方向移動。 π下腔室220彳包含支撐板223以固定下基底221至基底 框ί 100 ’於下腔室220之下基底221與下腔室板222之間設 有弟二密封件224，密封住由下腔室板222所定義之内部空 間以隔絕外部環垮。错_〜u μ Ω π , λ 兄弟一猎封件224可選自密封墊和〇形環 (〇-ring)等適於密封縫隙之元件，使下 4〇 基板120緊密結合。 % — :據本·明之原^里，於下基底221和下腔室板222之間 係設=至少-個支撐部225以在下腔室板2 22與下基底22ι 的上表面之間維持一預定距離。支撐部22 5可包含連接於 下腔室基板222底部部分之第一端，另一端係可 底221側向移動並與下基底221之底部部分連接。支撐部& 2 25能夠使下腔室板222相對於下基底221前、後、左、右

1251259 五、發明說明（7) 移動。 請參考第3B圖，上平台230與下平台240係各自包含上 固定板2 32與下固定板2 42，並各自固定於上腔室210與下 腔室220 ’更進一步的，上平台230和下平台240各包含鎖 固板231、241，各用以以鎖緊第一基板與第二基板。鎖固 板231、241可以包含靜電吸盤（eiectr〇staHc chuck)， 利用靜電將基板各自鎖緊在平台上。舉例說明，每一鎖固 板231、241各包含四個靜電吸盤23ia、241a，並且各包含 複數個穿孔（無圖示）藉以傳達吸力來固定基板。每一鎖固 板231、241之材料可選自不鏽綱、鋁合金等，其厚度至少 為4 0毫米以防止受力彎曲。 於上腔室210與上平台230之間以及下腔室220與下平 台2 4 0之間係具有彈性元件3 〇 〇，彈性元件3 〇 〇之受壓方向 係用以防止上平台23 0與下平台240產生變形，即使在其他 元件受的上腔室2 1 0與下腔室2 2 0的影響而彎曲時。以此方 式’即使本發明的基板接合設備之上腔室2 1 〇與下腔室2 2 〇 中央突起而產生彎曲，其對於鎖固板231、241之彎曲角度 也可降到最低。本發明實施例之彈性元件3 0 〇固定於鎖固 板231、241及其所對應之固定板2 3 2、242之間。彈性元件 3 0 0可防止鎖固板231、241在各自鎖緊第一基板110與第二 基板1 2 0時產生彎曲，以在基板接合製程時均勻且可靠的 接合第一基板11〇與第二基板12〇。 請參考第4A圖，係於固定板232、242與上腔室210、 下腔室22 0之間提供彈性元件3〇〇，請參考第4B圖，其除了

第12頁 1251259 五、發明·說明（8) 在固疋板232、242與上腔室210、下腔室220之間提供彈性 凡件3 0 0 ;而在固定板232、242與鎖固板231、241之間亦 提供彈性元件。 根據本發明的原理，彈性元件3 〇〇可選自彈簧、錐形 彈簧（即彈簧於未受外力負載時呈圓錐狀，如圖所示）與板 形彈，等，在上腔室210和下腔室2 20進行接合製程受到織 曲力量時提供恢復力，特別是使用錐形彈簀作為彈性件^ 可k供更廣區域之恢復力。 每一彈性元件3 0 0可以根據各自排列於基板接合嗖備 的位置，來提供不同的恢復力，以防止上平台23〇與下平 台240於基板接合過程中產生彎曲。例如，習知的美板接 合設備的平台中央區域通常會與其平台周圍區域產&生相各 大角度的彎曲。而相對地應用本發明之基板接合設備: 排列於平台中央區域彈性元件3〇〇則可提供大於排列於平 台周圍區域的恢復力。同時，本發明亦可在於平么、 域使用彈性元件3 0 0，而其周圍區域使用非彈性σ。豆、彈° 性件的位置可以配合靜電吸盤231a與241&的位置 /、 •再回頭參考第3A圖，其密封件25〇係橡膠所形 一 ring，係貼合於下腔室22〇之下腔室板222，密 突出於下腔室板2 2 2的表面頂端一預定高度，以在 二 21〇與J腔室220結合時，形成與外部環境隔絕之 間。岔封件25 0突出於下腔室板222的表面頂 =: 是，可形成預定厚纟。基板鎖緊於上平台23〇鱼 △、 24。’在開始上腔室23。與下腔室24〇結合之前可避免：者

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接觸，更進一步詳；t* 1 $交妹箕评迷如下，其密封件2 5 0之厚度於受壓時 J谷奇基板互相接觸。 以下描述舞用 您用基板接合設備之液晶顯示裝置製造方 弟3 A_圖所示之基板裝置係尚未裝載基板的狀態，而 :弟圖所不’係以承載件91〇將第一基板n〇置於上腔室 ”下腔至2 2 0之間，然後第一基板11 0可鎖緊至上腔室 ^ 〇而承載y件9 1 0則移出基板接合設備。接著，如第6圖所 不’表面分滴有液晶材料之第二基板1 2 0亦藉由承載件9 1 0

置於上腔室210與下腔室220之間，再鎖緊於下平台240。 請參考第7A圖，各自鎖緊第一基板110與第二基板12〇 於平台之後，則以腔室移動件降低上腔室2 1 0。腔室移動 件了以依&需求提升或降低上腔室2 1 0。 腔室移動件可以設於基底框架1〇〇之内，低於下腔室 220 ’並耦合至上腔室21〇以提升或降低上腔室21〇。腔室 移動件係提供用以上升或下降上腔室2 1 0，下降上腔室2 1 0 使上腔室21〇之下表面接觸設於下腔室220之密封件250。 因此上腔室2 1 〇和下腔室2 2 0係定義出一容置空間，其中設

置有第一基板110與第二基板120，並且經過密封使其與外 部環境隔離。而在第一基板1 1 〇與第二基板1 2 0之間可維持 一空間使兩者間隔一預定距離。 密封上腔室2 1 0與下腔室2 2 0所形成之容置空間之後， 可藉由抽氣達到真空，並對正第一基板11 〇與第二基板 120。

第14頁 1251259 五、發明說明（10) 請參考第7B圖，在抽真空其密封之容置空間時，由於 基板接合設備之鎖固板231、241與平台的重量，以及真空 之密封容置空間與外界環境的壓力差異，其上腔室2 1 0與 下腔室2 2 0内側的中央區域將產生彎曲。此外，上平台2 3 0 之固定板2 32與下平台240之固定板242也可能因而產生彎 曲。然而，提供彈性元件3 0 0於對應的元件之間，如第一 腔室210與第二腔室220、上平台230之鎖固板231與下平台 240之鎖固板241 (即設於固定板232、242以及鎖固板231、 241之間）可提供恢復力於第一腔室21〇與第二腔室220之中 央區域（或固定板232、242 )，以減少鎖固板231、241被彎 曲的程度。使鎖固板231的表面係鎖緊於第一基板丨10並和 鎖緊於第二基板120之鎖固板241保持平行。因為上平台 230^與下平台240保持平直，第一基板11〇之接合面可平行 於第一基板的接合面，即使上腔室21〇與下腔室220之中央 區域產生彎'曲。 經過對位之後，在洩壓時第一基板n〇與第二基板12〇 了，完全地互相接合。請參考第8圖，於洩壓過程中係使 氮氣通過上平台23 0與下平台24〇進入上腔室21〇與下腔室 220所疋義之么封谷置空間。在洩壓之密封容置空間上 方原先鎖緊於上平台230之第一基板11〇係與上平^230 分開；並且透過由卜备、曰口 ^ - A on 上千口 230所洩漏之乳體壓力使其完全 ^ 一广 接合。由於前述之抽真空過程，第一其板 1因10此與第葬二由基門板⑵之間的空間(即間隙)係維持真空：態。 口此，錯由間隙與洩壓之密封空間的壓力差異，可使第一 1251259 五、發明說明（11) 基板110與苐二基板120互相接合。 完成基板接合製程之後 與弟一基板1 2 0則可於基板； 設備可重複前述製程。 基於本發明的原理，由 與分滴液晶材料於基板上， 本發明之用以製造液晶顯示 各尺寸基板接合設備其所佔 供簡單的設計並節省空間。 腔室定義可以將其使用的空 間。藉由節省抽真空的時間 另外，提供於平台以及 可防止基板接合設備之鎖固 壓力與外部環境大氣壓力的 以完全的互相接合。 雖然本發明之較佳實施 以限定本發明，任何熟習相 精神和範圍内，當可作些許 專利保護範圍須視本說明書 為準。 ’已完成接合之第一基板110 έ合設備卸下，並且基板接合 於本發明不包含塗佈密封材料 相較於前案之基板接合設備， 装置之基板接合設備的優點為 空間較少。此基板接合設備提 此外，容置空間由上腔室與下 間降到最低，節省抽真空的時 ’可以降低整體的製程時間。 對應的腔室之間的彈性元件， 板由於平台的重量與容置空間 差異而產生彎曲，並使基板可 例揭露如上所述，然其並非用 關技藝者，在不脫離本發明之 之更動與潤飾’因此本發明之 所附之申請專利範圍所界定者 1251259 圖式簡單說明 第1圖和第2圖為前案之應用於以液晶材料分配法製作 液晶面板的基板接合設備結構示意圖；及 B曰 第3 A圖至第8圖，其為本發明實施例之用以製造液 顯示面板之基板接合設備結構不意圖。 【圖式符號說明】 100 基 底 框 架 110 第 一 基 板 120 第 二 基 板 210 上 腔 室 211 上 基 底 212 上 腔 室 板 213 第 一 密 封件 220 下 腔 室 221 下 基 底 222 下 腔 室 板 223 支 撐 板 224 第 二 密 封件 225 支 撐 部 230 上 平 台 231 鎖 固 板 232 固 定 板 231a 靜 電 吸 盤 240 下 平 台 241. 鎖 固 板 ir

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Claims (1)

1251259 六、申請專利範圍 1. 一種用以製造 造一液晶顯示 一基底框 一下腔室 一上腔室 一上平台 板； 板；及 複 室單元 2. 如申請 基板接 現中央 恢復力 3. 如申請 基板接 4. 如申請 基板接 彈簧。 5. 如申請 基板接 簧。 6. 如申請

液晶顯示裝置之基板接合設備，係用以製 裝置（LCD)，其包含有： 架； ’係設置於該基板， ，可接合於該下腔室； ，係固定於該上腔室以鎖緊一第一基 下平台，係固定於該下腔室以鎖緊一第二基 數個彈性元件，各設置於該上腔室與該下腔 之間。 專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 合設備，其中該上腔室與該下腔室係呈 突起的彎曲狀，以及複數個彈性元件係用以提供 於該上腔室與該下腔室。 專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 合設備，其中該複數個彈性元件包含一彈簧。 專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 合設備，其中該複數個彈性元件包含一錐形平板 專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 合設備，其中該複數個彈性元件包含一板狀彈 專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之

第19頁 1251259 六、申請專利範圍 基板接合設備，其中該複數個彈性元件中包含一個以上 的該彈性元件設於該上腔室與該上平台之間，以及 一個以上的該彈性元件設於該下腔室與該下平台之 間。 7. 如申請專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該複數個彈性元件中包含兩個以上 的該彈性元件設於該上腔室與該上平台之間，以及 兩個以上的該彈性元件設於該下腔室與該下平台之 間。 8. 如申請專利範圍第1項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該上平台與該下平台至少其中之一 包含： 一固定板，係耦合於對應的該上腔室與該下腔 室單元；及 一鎖固板，係用以鎖緊對應的該第一基板與該第二 基板。 9. 如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該複數個彈性元件係設於該固定板 與該上腔室之間。 1 0.如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該複數個彈性元件係設於該固定 板與該下腔室之間。 11.如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該複數個彈性元件係設於該固定

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間。

六、申請專利範圍 板與該鎖固板之 1 2 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之用以製造液晶顯示裝置 之基板接合設備，更包含/個以上的彈性元件，設於 該固定板與該上腔室之間 1 3 ·如申請專利範圍第11項戶斤述之用以製造液晶顯示裝置 之基板接合設備，更包含/個以上的彈性元件，設於 該固定板與該下腔室之間。

1 4 ·如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該鎖固板包含複數個靜電吸盤。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項戶斤述之用以製造液晶顯示裝置 之基板接合設備，其中該複數個彈性元件係配合該複 數個靜電吸盤設置。 1 6·如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備’其中該鎖固板包含不鏽綱。 1 7·如申請專利範圍第8項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該鎖固板包含鋁。 18.如申請專利範圍第δ項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備，其中該鎖固板厚度為4〇毫米以上。 1 9.如申請專利範圍第}項所述之用以製造液晶顯示裝置之 ^板接合設備，其中該複數個彈性元件設於該上腔室 單元與該上平台之間。 20·如申請專利範圍第丨項所述之用以製造液晶顯示裝置之 基板接合設備’其中該複數個彈性單元係設於該下腔 室單元與該上平台之間。

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