TWI845352B - 面板拼接設備及拼接顯示裝置的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種面板拼接設備包括基座平台、取放片機構、多個第一影像擷取元件以及拼接台。取放片機構與多個第一影像擷取元件可動地設置在基座平台上。拼接台設置在基座平台上，且包括多個對位機構與多個載台。這些載台分別設置在這些對位機構上，且各自具有朝向取放片機構的承接面。每個對位機構適於帶動這些載台的對應一者沿著平行於承接面的至少兩個方向移動或轉動。一種適用於面板拼接設備的拼接顯示裝置的製造方法亦被提出。

Description

面板拼接設備及拼接顯示裝置的製造方法

本發明是有關於一種面板拼接技術，且特別是有關於一種面板拼接設備及拼接顯示裝置的製造方法。

一種拼接顯示裝置是採用取放片橡膠吸盤來吸附顯示面板並且在大尺寸載台上進行顯示面板的拼接作業。過程中，載台的平整度、面板的翹曲以及取放片橡膠吸盤的平整度都會影響到顯示面板在載台上的對位準確性。倘若顯示面板在載台上的位置偏移量超出容許量，就必須再利用橡膠吸盤提取該顯示面板並重新對位後再放置到載台上。然而，在重新放置到載台的過程中，前述的多個影響因子仍有可能造成顯示面板產生不可預期的位置偏移。因此，往往需要多次重覆提取、重新對位及放置的流程才能達到可接受的偏移容許量，不僅耗時且成功率也偏低。

本發明提供一種拼接效率較佳的面板拼接設備。

本發明提供一種拼接顯示裝置的製造方法，在拼接時的面板對位較具彈性與效率。

本發明的面板拼接設備，包括基座平台、取放片機構、多個第一影像擷取元件以及拼接台。取放片機構與多個第一影像擷取元件可動地設置在基座平台上。拼接台設置在基座平台上，且包括多個對位機構與多個載台。這些載台分別設置在這些對位機構上，且各自具有朝向取放片機構的承接面。每個對位機構適於帶動這些載台的對應一者沿著平行於承接面的至少兩個方向移動或轉動。

本發明的拼接顯示裝置的製造方法，適用於如前述的面板拼接設備，且包括令取放片機構提取顯示面板並移動至基座平台設有拼接台的位置、利用多個第一影像擷取元件對取放片機構上的顯示面板進行一次特徵對位、令取放片機構將顯示面板放置在拼接台的多個載台的第一載台上、對顯示面板在拼接台上的位置進行規格檢測、利用多個第一影像擷取元件與多個對位機構的第一對位機構對第一載台上的顯示面板進行另一次特徵對位以及對顯示面板在拼接台上的位置進行另一規格檢測。第一載台設置在第一對位機構上。

基於上述，在本發明的一實施例的拼接顯示裝置的製造方法中，所使用的面板拼接設備的拼接台切分為多個載台，且每個載台對應設置一個對位機構。在顯示面板被取放片機構放置到其中一個載台後，若顯示面板在拼接台上的位置偏移量未通過規格檢測時，可直接透過對位機構對該載台上的顯示面板進行另一次的特徵對位。不僅可省去取放片機構再一次提取該顯示面板的冗長過程，還能大幅增加該顯示面板在另一次特徵對位的對位準確度。亦即，可同時提升顯示面板的拼接效率與準確度。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或（and/or）公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是依照本發明的一實施例的拼接顯示裝置的製造方法的流程方塊圖。圖2A至圖2F是利用本發明的一實施例的面板拼接設備進行圖1的拼接顯示裝置的製造方法的流程示意圖。圖3是圖2B的檢測模組對入料台上的顯示面板的對位特徵進行確認時所取得的影像示意圖。圖4A是圖2F的顯示面板在另一次特徵對位前的規格檢測時多個第一影像擷取元件所取得的影像示意圖。圖4B是圖2F的顯示面板在另一次特徵對位後的另一規格檢測時多個第一影像擷取元件所取得的影像示意圖。圖5A及圖5B是圖2F的對位機構對載台進行移動與轉動控制的下視示意圖。

請參照圖2A、圖2E及圖2F，面板拼接設備1包括基座平台100、第一移動機構110、取放片機構200、多個第一影像擷取元件以及拼接台250。第一移動機構110可動地設置在基座平台100上。取放片機構200與第一影像擷取元件設置在第一移動機構110上。舉例來說，在本實施例中，第一影像擷取元件的數量可以是三個，分別為第一影像擷取元件210a、第一影像擷取元件210b與第一影像擷取元件210c，且這些第一影像擷取元件210a~210c分別對應顯示面板DP上的多個對位特徵設置。為了滿足不同的對位需求或面板設計，第一影像擷取元件的數量與位置皆可調整，本發明並不加以限制。

在本實施例中，第一移動機構110適於帶動取放片機構200與第一影像擷取元件沿著相互垂直的三個移動軸移動，例如移動軸MA1、移動軸MA2與移動軸MA3。在一實施例中，取放片機構200可以是設有多個橡膠吸盤的機械手臂，但不限於此。

拼接台250設置在基座平台100上，且包括基座BS、多個載台CS與多個對位機構ALM。舉例來說，在本實施例中，拼接台250可選擇性地設置在基座平台100上的一個移動機構130上，且移動機構130適於帶動拼接台250沿著至少一方向（例如圖2A中的垂直方向）移動，以排出拼接完成的拼接顯示裝置，但不限於此。

多個對位機構ALM固定在基座BS上，且多個載台CS分別設置在這些對位機構ALM上。在本實施例中，拼接台250的載台CS（或對位機構ALM）例如是以二乘三的陣列組成拼接台250。亦即，載台CS與對位機構ALM各自的數量都是以六個為例，分別為第一載台CS1~第六載台CS6以及第一對位機構ALM1~第六對位機構ALM6。然而，本發明不限於此。在其他未繪示的實施例中，拼接台的載台數量及排列方式還可根據拼接顯示裝置的尺寸大小調整為二乘二、四乘四、五乘五、六乘六或八乘八的陣列。

特別說明的是，多個載台CS各自具有朝向取放片機構200的承接面CSrs，且每個對位機構ALM適於帶動這些載台CS中對應的一者（即與其相連接或相重疊的載台CS）沿著平行於承接面CSrs的至少兩個方向移動或轉動。舉例來說，在本實施例中，對位機構ALM適於帶動其所承載的載台CS沿著第一移動軸MA1”與第二移動軸MA2”移動，並且依垂直於載台CS的承接面CSrs的一轉軸RA轉動，其中第一移動軸MA1”的軸向垂直或相交於第二移動軸MA2”的軸向。

如圖5A所示，詳細地，對位機構ALM可包含兩個第一滑軌機構251a、251b與兩個第二滑軌機構252a、252b，其中每個滑軌機構可以是滑塊與滑軌的組合，且滑塊適於在滑軌中沿著特定方向滑動，但不限於此。舉例來說，在本實施例中，兩個第二滑軌機構252a、252b可設置在兩個第一滑軌機構251a、251b的滑塊上，並且在第一滑軌機構的帶動下沿著第一方向D1或其反向移動。載台CS設置在兩個第二滑軌機構252a、252b的滑塊上，並且在第二滑軌機構的帶動下沿著第二方向D2或其反向移動。此處的第一方向D1與第二方向D2例如是分別平行於圖2F中的第一移動軸MA1”與第二移動軸MA2”的兩個方向。

特別注意的是，在本實施例中，對位機構ALM的第二滑軌機構252a與第二滑軌機構252b的致動還可同步且反向地操作。舉例來說，如圖5B所示，第二滑軌機構252b的滑塊沿著第二方向D2移動，而另一個第二滑軌機構252a的滑塊沿著第二方向D2的反向（即方向D2R）移動。如此，可帶動載台CS依轉軸RA順時針轉動，反之則可帶動載台CS依轉軸RA逆時針轉動（未繪示）。

請再次參照圖2A，在本實施例中，面板拼接設備1還可選擇性地包括檢測模組220與入料台230。入料台230可動地設置在基座平台100上，且適於承載顯示面板DP。檢測模組220設置在入料台230的移動路徑上，且設有多個第二影像擷取元件。

舉例來說，入料台230可固定在基座平台100上的第二移動機構120上，且第二移動機構120適於帶動入料台230沿著至少一方向（例如圖2A中移動軸MA4的軸向）移動，使入料台230移動至或離開基座平台100設有檢測模組220的位置或區域，但不以此為限。在本實施例中，檢測模組220可包括四個第二影像擷取元件220a~220d，且這四個第二影像擷取元件220a~220d分別對應顯示面板DP的四個角落設置。也就是說，當入料台230定位在檢測模組220的設置區域時，其承載的顯示面板DP的四個角落會分別位在這四個第二影像擷取元件220a~220d的取像範圍內。

以下將針對適用於上述面板拼接設備1的拼接顯示裝置的製造方法進行示範性地說明。

請參照圖1及2A，首先，將顯示面板DP放置在入料台230上（即步驟S01），並且利用檢測模組220對入料台230上的顯示面板DP的對位特徵進行確認（即步驟S03）。在本實施例中，顯示面板DP的對位特徵例如是分別設置在顯示面板DP四個角落的四個對位記號，例如：對位記號AM1-2、對位記號AM2-2、對位記號AM3-2與對位記號AM4-2（如圖3所示）。

舉例來說，在檢測模組220確認入料台230上的顯示面板DP的過程中，四個第二影像擷取元件220a~220d會分別針對顯示面板DP的前述四個角落進行取像。檢測模組220會根據四個第二影像擷取元件220a~220d拍攝到的四張影像，即影像IM1~影像IM4，判斷顯示面板DP的四個對位記號是否合於規範，例如：對位記號是否清晰可見、或設置位置是否正確等。

當受檢的顯示面板DP被檢測到對位特徵異常時，就會被更換掉，即在入料台230上重新放置另一片顯示面板DP，並且對其進行另一次的對位特徵確認。

在本實施例中，由於入料台230進行放置顯示面板DP與顯示面板DP的對位特徵確認分別是在基座平台100上的不同區域內進行。請參照圖2A至圖2C，因此，在確認顯示面板DP的對位特徵前，還需令入料台230移動至基座平台100設有檢測模組220的位置或區域（即步驟S02），並且在確認顯示面板DP的對位特徵後，還需令入料台230離開基座平台100設有檢測模組220的位置或區域（即步驟S04）。

無論顯示面板DP的對位特徵的確認結果為何，檢測完成的顯示面板DP都需要離開檢測模組220的設置區域，例如傳送回入料台230入料時的初始位置等待換片（若確認異常時）或取放片機構200的提取（若確認正常時）。

然而，本發明不限於此。在其他實施例中，入料台230也可固定在基座平台100上，而檢測模組220可動地設置在基座平台100上。當入料台230的顯示面板DP要進行對位特徵的確認時，檢測模組220可移動至入料台230上方以對顯示面板DP進行檢測，並且在檢測完畢後自入料台230的位置移出。亦即，本發明並不加以限制入料台230與檢測模組220之間的作動關係。

請參照圖1、圖2C及圖2D，在入料台230上的顯示面板DP的對位特徵被確認為無異常後，令取放片機構200移動至入料台230以提取入料台230上的顯示面板DP，並移動至基座平台100設有拼接台250的位置（即步驟S05）。

舉例來說，圖2A中放置在入料台230上的顯示面板DP為拼接顯示裝置的拼接製程中欲進行拼接的第二片顯示面板DP（即顯示面板DP2）。因此，完成提取顯示面板DP2的取放片機構200可移動至拼接台250的載台CS2上方。接著，利用多個第一影像擷取元件210a~210c對取放片機構200上的顯示面板DP2進行一次特徵對位（即步驟S06）。在完成特徵對位後，令取放片機構200沿著移動軸MA3的軸向將顯示面板DP2放置在拼接台250的載台CS2（即第一載台）上（即步驟S07，如圖2E所示）。

在顯示面板DP2被放置到拼接台250的載台CS2上後，對顯示面板DP2在拼接台250上的位置進行規格檢測（即步驟S08），其中規格檢測的步驟可包括確認顯示面板DP2的對位特徵的偏移量是否超出容許值。舉例來說，在規格檢測的過程中，對應顯示面板DP的三個角落設置的三個第一影像擷取元件210a、210b、210c所分別拍攝到的三張影像IM1a、IM2a、IM3a中顯示出顯示面板DP2在放置到載台CS2上後的位置產生偏移（如圖4A所示），例如偏離圖中虛線所示的位置。

特別說明的是，顯示面板DP2在拼接台250上的位置偏移量可藉由顯示面板DP2的對位記號與先行放置的顯示面板DP1的對位記號之間的距離來判斷。如圖4A所示，舉例來說，當顯示面板DP2左上角的對位記號AM1-2與顯示面板DP1右上角的對位記號AM3-1之間的距離或/及顯示面板DP2的左下幾的對位記號AM2-2與顯示面板DP1的右下角的對位記號AM4-1之間的距離超出預定範圍時，系統則判斷顯示面板DP2在拼接台250上的偏移量超出容許值。

應可理解的是，倘若先行放置的顯示面板DP1是位在顯示面板DP2的下方，則顯示面板DP2在拼接台250上的位置偏移量可藉由顯示面板DP2右下角的對位記號AM4-2與顯示面板DP1右上角的對位記號AM3-1之間的距離或/及顯示面板DP2左下角的對位記號AM2-2與顯示面板DP1左上角的對位記號（未繪示）之間的距離來判斷顯示面板DP2在拼接台250上的位置是否發生實質上的偏移。

請繼續參照圖1及圖2F，在完成對顯示面板DP2在拼接台250上的位置的規格檢測後，若結果符合規格，則顯示面板DP2在拼接台250上的拼接步驟即完成。相反地，若結果不符合規格（即顯示面板DP2的對位特徵的偏移量超出容許值），則利用多個第一影像擷取元件210a~210c與對位機構ALM對載台CS2上的顯示面板DP2進行另一次特徵對位（即步驟S09）。

詳細而言，在另一次的特徵對位中，令承接載台CS2（即第一載台）的對位機構ALM2（即第一對位機構，如圖2E所示）帶動載台CS2上的顯示面板DP2沿著至少兩個方向（例如第一移動軸MA1”的軸向和第二移動軸MA2”的軸向）移動或依垂直於載台CS的承接面CSrs的轉軸RA轉動。也就是說，顯示面板DP2的另一次特徵對位是透過拼接台250的對位機構ALM2來進行，並非傳統利用取放片機構200再次提取顯示面板DP2並重新特徵對位的方式來進行。不僅可省去取放片機構200再一次提取顯示面板DP2的冗長過程，還能避免顯示面板DP2從取放片機構200轉移到載台CS2時產生不可預期的位置偏移。因此，可大幅增加顯示面板DP2在另一次特徵對位的對位準確度，並且有效提升顯示面板DP的拼接效率。

舉例來說，在本實施例中，為了修正如圖4A中三個影像IM1a、IM2a、IM3a所示出的偏移狀況，對位機構ALM2可帶動顯示面板DP2依轉軸RA以順時針方向轉動並且沿著第一移動軸MA1”向左移動。

在完成另一次特徵對位後，對顯示面板DP2在拼接台250上的位置進行另一規格檢測（即重新執行步驟S08）。舉例來說，倘若在另一規格檢測的過程中，三個第一影像擷取元件210a、210b、210c所分別拍攝到的三張影像IM1b、IM2b、IM3b中顯示出顯示面板DP2在對位機構ALM2的移動調整後，其在拼接台250上的位置已修正為符合規格（如圖4B所示），則顯示面板DP2在拼接台250上的拼接步驟即完成。相反地，倘若另一規格檢測結果仍是不符合規格，則需重複執行步驟S09，即利用多個第一影像擷取元件210a、210b、210c與對位機構ALM2對載台CS2上的顯示面板DP2進行再一次特徵對位，直到顯示面板DP2在拼接台250上的位置符合規格為止。

由於第三片顯示面板DP至第六片顯示面板DP可藉由重複上述圖2A至圖2F的拼接流程來完成各自在拼接台250的載台CS3、載台CS4、載台CS5與載台CS6上的拼接，詳細的說明可參見前述的相關段落，於此便不再贅述。

綜上所述，在本發明的一實施例的拼接顯示裝置的製造方法中，所使用的面板拼接設備的拼接台切分為多個載台，且每個載台對應設置一個對位機構。在顯示面板被取放片機構放置到其中一個載台後，若顯示面板在拼接台上的位置偏移量未通過規格檢測時，可直接透過對位機構對該載台上的顯示面板進行另一次的特徵對位。不僅可省去取放片機構再一次提取該顯示面板的冗長過程，還能大幅增加該顯示面板在另一次特徵對位的對位準確度。亦即，可同時提升顯示面板的拼接效率與準確度。

1:面板拼接設備

100:基座平台

110、120、130:移動機構

200:取放片機構

210a、210b、210c、220a、220b、220c、220d:影像擷取元件

220:檢測模組

230:入料台

250:拼接台

251a、251b、252a、252b:滑軌機構

ALM、ALM1~ALM6:對位機構

AM3-1、AM4-1、AM1-2、AM2-2、AM3-2、AM4-2:對位記號

BS:基座

CS、CS1~CS6:載台

CSrs:承接面

DP、DP1、DP2:顯示面板

D1、D2:方向

IM1、IM2、IM3、IM4、IM1a、IM2a、IM3a、IM1b、IM2b、IM3b:影像

MA1、MA2、MA3、MA4、MA1”、MA2”:移動軸

RA:轉軸

S01~S09:步驟

圖1是依照本發明的一實施例的拼接顯示裝置的製造方法的流程方塊圖。 圖2A至圖2F是利用本發明的一實施例的面板拼接設備進行圖1的拼接顯示裝置的製造方法的流程示意圖。 圖3是圖2B的檢測模組對入料台上的顯示面板的對位特徵進行確認時所取得的影像示意圖。 圖4A是圖2F的顯示面板在另一次特徵對位前的規格檢測時多個第一影像擷取元件所取得的影像示意圖。 圖4B是圖2F的顯示面板在另一次特徵對位後的另一規格檢測時多個第一影像擷取元件所取得的影像示意圖。 圖5A及圖5B是圖2F的對位機構對載台進行移動與轉動控制的下視示意圖。

130:移動機構

250:拼接台

ALM、ALM3~ALM6:對位機構

BS:基座

CS、CS1~CS6:載台

CSrs:承接面

DP、DP1、DP2:顯示面板

MA1”、MA2”:移動軸

RA:轉軸

Claims (7)

1. 一種面板拼接設備，包括：一基座平台；一取放片機構，可動地設置在該基座平台上；多個第一影像擷取元件，可動地設置在該基座平台上；一拼接台，設置在該基座平台上，該拼接台包括：多個對位機構；以及多個載台，分別設置在該些對位機構上，且各自具有朝向該取放片機構的一承接面，其中各該些對位機構適於帶動該些載台的對應一者沿著平行於該承接面的至少兩個方向移動或轉動；一入料台，可動地設置在該基座平台上，且適於承載一顯示面板，其中該取放片機構適於移動至該入料台，並提取該顯示面板至該拼接台；以及一檢測模組，設置在該入料台的移動路徑上，且設有多個第二影像擷取元件，該檢測模組經由該些第二影像擷取元件確認該顯示面板的對位特徵。
2. 如請求項1所述的面板拼接設備，其中各該些對位機構適於帶動該些載台的對應一者沿著一第一移動軸與一第二移動軸移動，並且依垂直於該載台的該承接面的一轉軸轉動，該第一移動軸的軸向相交於該第二移動軸的軸向。
3. 如請求項1所述的面板拼接設備，其中該取放片機構與該些第一影像擷取元件適於沿著相互垂直的三個移動軸移動。
4. 一種拼接顯示裝置的製造方法，適用於如請求項1所述的面板拼接設備，該拼接顯示裝置的製造方法包括：將該顯示面板放置在該入料台上；利用該檢測模組對該入料台上的該顯示面板的對位特徵進行確認；令該取放片機構提取該顯示面板並移動至該基座平台設有該拼接台的位置；利用該些第一影像擷取元件對該取放片機構上的該顯示面板進行一次特徵對位；令該取放片機構將該顯示面板放置在該拼接台的該些載台的一第一載台上；對該顯示面板在該拼接台上的位置進行一規格檢測；利用該些第一影像擷取元件與該些對位機構的一第一對位機構對該第一載台上的該顯示面板進行另一次特徵對位，其中該第一載台設置在該第一對位機構上；以及對該顯示面板在該拼接台上的位置進行另一該規格檢測。
5. 如請求項4所述的拼接顯示裝置的製造方法，更包括：在確認該顯示面板的該對位特徵前，令該入料台移動至該基座平台設有該檢測模組的位置；以及在確認該顯示面板的該對位特徵後，令該入料台離開該基座平台設有該檢測模組的該位置。
6. 如請求項4所述的拼接顯示裝置的製造方法，其中該規格檢測的步驟包括確認該顯示面板的對位特徵的偏移量是否超出容許值。
7. 如請求項6所述的拼接顯示裝置的製造方法，其中若該顯示面板的該對位特徵的該偏移量超出該容許值，令該第一對位機構帶動該第一載台上的該顯示面板沿著該至少兩個方向移動或轉動。

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