CN1624539A - 用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置及其装载方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于制造液晶显示器件的装载机、接合装置，及其装载方法。所述装载基板的方法使用一装载机和一接合装置。所述装载机包括：具有多个自动机械指的臂，以及以均匀间隔布置在各个自动机械指上的用于吸附第一基板的多个吸垫。所述接合装置具有多个吸附销，这些吸附销沿向上/向下方向可移动地安装在上载台上，用于吸附所要装载的基板。所述方法包括以下步骤：装载机利用吸垫在基板的背面吸持所述基板，并翻转所述基板；将翻转后的基板放置在所述接合装置的上载台的下方；向下移动上载台上的吸附销，并且通过所述吸附销在所述基板的背面吸附所述基板；去除吸垫的吸附力，并且将装载机移出所述接合装置；并且向上移动吸附销，将所述基板固定在上载台上，从而不需使用翻转装置即可将基板翻转，并且防止了大尺寸基板的下垂，使得可以容易地将基板装载在接合装置上。

Description

用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置及其装载方法

本申请要求于2003年12月2日提交的韩国申请No.P2003-86721以及2003年12月23日提交的韩国申请No.P2003-95427的优先权，在此以引用的方式引入其全文。

本申请以引用的方式并入两个未决申请：2002年6月28日提交的10/184,096，题为“SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURINGLIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICES”以及2002年6月28日提交的10/184,088，题为“SYSTEM FOR FABRICATING LIQUID CRYSTALDISPLAY AND METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTALDISPLAY USING THE SAME”。

技术领域

本发明涉及用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置，更具体地，涉及一种用于制造液晶显示器件的装载机，其中可以在不使用单独的翻转装置的情况下翻转基板，并且防止了大尺寸基板的下垂，使得能够容易地将基板装载在接合装置上；一种接合装置，其使得在接合基板之后上载台向上移动时可以容易地将已接合好的基板与上载台分开；以及一种使用该装载机来装载基板的方法。

背景技术

随着信息技术的发展进步，对显示器件的需求以各种形式正在逐步增加。最近，为了满足这种需求，已经开发了诸如LCD(液晶显示器件)、PDP(等离子体显示板)、ELD(电致发光显示器)、VFD(真空荧光显示器)等的各种平板显示器件，一些平板显示器件被用作为各种设备中的显示器。

在各种显示器件中，由于诸如具有图像质量优良、质量轻、外形薄和功耗低的优点，目前通常将LCD替代CRT(阴极射线管)用于移动显示器件。除了诸如用于笔记本计算机的监视器的移动显示器件以外，正在对LCD进行研发，以用作为电视机的监视器，用于接收并且显示广播信号，并且用作为计算机的监视器。

尽管发展了各种技术，但是为了将LCD用作各种领域的显示器件，提高图像质量的努力在许多方面对于上述优点是矛盾的。因此，为了在各种领域将LCD用作为通用的显示器件，开发LCD的关键在于高质量图像的实现程度，例如高清晰度、高亮度以及大尺寸图像，同时保持质量轻、外形薄以及功耗低的特点。

这种LCD配有：用于显示图像的液晶板；以及驱动单元，用于向液晶板施加驱动信号。液晶显示板具有：接合在一起的上基板和下基板，在这两个基板之间具有一定空间；以及位于上基板和下基板之间的液晶层。

在第一玻璃基板(TFT阵列基板)上形成有：多条选通线，沿一个方向以规定的间隔排列；多条数据线，以均匀间隔垂直于所述多条选通线而排列；多个像素电极，以矩阵形式布置在由多条选通线和多条数据线的每一个交叉处所限定的每一像素区域上；以及，多个薄膜晶体管(TFT)，响应于选通线上的信号而开关，以将数据线上的信号传输给各像素电极。

在上基板(滤色器基板)上形成有黑底层，用于对入射在包括像素区域、用于表达色彩的R、G、B滤色层以及用于显示图像的公共电极的部分上的光进行屏蔽。

利用密封剂将第一基板和第二基板进行接合，并且借助多个间隔件在这两个基板之间保持一定空间。

为了将两个基板接合，要将两个基板中的一个基板翻转以彼此面对，并且将两个基板装载在用于进行接合的接合装置上。

存在以下几种用于在这两个基板之间形成液晶层的不同方法：液晶注入法和液晶分注法。

在液晶注入法中，在将两个基板接合在一起之前，形成具有液晶注入孔的密封剂图案。将接合后的两个基板切割成多个单位液晶显示板。由此，露出各个单位液晶显示板中的液晶注入孔，并且将单位液晶显示板浸入液晶中，同时保持两个基板之间的真空，以利用毛细管现象使液晶注入两个基板之间。一旦以此方式注入了液晶，则利用密封剂封闭液晶注入孔。

然而，这种液晶注入型LCD制造方法的生产率低下，这是由于要切割成多个单位液晶显示板、并且将各个单位液晶显示板的液晶注入孔浸入液晶液体中，同时保持两个基板之间的真空，这些过程都需要大量的时间。而且，对于大尺寸液晶显示器件的制造，不完美的液晶注入会导致缺陷。

因此，申请人提出了美国专利申请No.10/126,963，该申请公开了一种接合装置，用于在接合两个基板之前将适当量的液晶分注在各个液晶显示板区域上，然后接合两个基板。

图1示意性地示出了申请人所提出的接合装置(美国专利申请No.10/126,963)；图2A和2C示意性地示出了图1中的装载机单元和上载台的剖面图；而图3A-3C示出了图1中的接合方法的步骤。

参照图1，该LCD接合装置配备有：真空室110、载台单元、载台移动装置、真空单元、通风设备以及装载机单元30。

真空室110具有：内部空间，该内部空间选择性地变为真空状态或者大气压力状态，用于通过在基板之间施加压力而进行接合，并且利用基板之间的压力差来进行接合；以及一开口111，位于真空室110的外周表面，用于运入或者送出基板。

真空室110具有：排气管112，连接到外表面的一侧，用于接收来自真空设备的抽气力，并且从内部空间排出空气；以及，通风管113，连接到外表面的一侧，用于从所述内部空间外部接收空气或者其他气体(N₂)，并且保持所述内部空间处于大气状态，从而使得所述内部空间可以选择性地处于真空状态或者解除该真空状态。

排气管112和通风管113分别具有设置在其上的电控截止阀112a和113a，用于选择性地关闭这两个管。

载台单元具有安装在真空室110的上部空间和下部空间中从而彼此面对的上载台121和下载台122，用于将通过装载机单元30运入真空室110的各个基板10和20保持在所需的工作位置。

上载台121和下载台122分别配备有：至少一个安装在载台的凹槽中的静电吸盘(ESC)121a和122a，用于向各载台提供用于吸持基板的静电力；至少一个真空孔121b，用于接收真空力，以利用真空来吸持基板。

各个静电吸盘121a和122a具有多个平面电极对，用于对各个静电吸盘提供相反极性的直流电流，以实现静电吸附。

上载台121中的真空孔121b形成在上载台121的上表面中的各个静电吸盘121a的四周，这些真空孔121b通过一个或者多个管线121c而相通，用于接收来自连接到上载台121上的真空泵123的真空力。

下载台122具有：安装在其上表面中的至少一个静电吸盘122a，用于提供吸持基板的静电力；以及，位于上表面中的至少一个真空孔(未示出)，用于接收真空力以吸持基板。

载台移动装置具有：移动轴131，用于选择性地沿向上/向下方向移动上载台121；旋转轴132，用于向左/向右转动下载台122；以及，驱动电机133和134，分别在真空室110的内部或者外部与上载台121和下载台122轴连接，用于选择性地驱动对应的轴。

真空装置向真空室110提供真空力，使得真空室110选择性地处于真空状态，并且该真空装置具有一真空泵，用于吸收空气以形成真空。真空泵200中的空间与真空室110中的排气管112相通。

装载机单元30是与真空室110和真空室110中的各种单元相分离的装置，将其安装在真空室110的外部，用于接收分注有液晶的第一基板10和涂布有密封剂的第二基板20，并向接合装置的真空室110中运入或者从中送出这些基板。

装载机单元配备有：第一臂31，用于承载分注有液晶的第一基板10；第二臂32，用于承载涂布有密封剂的第二基板20。如图2A-2C所示，第一臂31和第二臂32各具有至少两个自动机械指32a和32b，用于放置第一基板10或者第二基板20。尽管更多的自动机械指有利于稳定地将基板装载在真空室中，但是由于要求自动机械指仅与基板(该基板处于以翻转状态吸附于上载台上的状态)的非显示区域接触，因此自动机械指的数目受到限制。

考虑到将要放置于第一臂31上的第一基板10处于分注有液晶的状态，而将要放置在第二臂32上的第二基板20的涂布有密封剂的一面朝下，所以在将基板运入真空室110的内部之前，在备用状态下将第一臂31置于第二臂32的上方，以防止在第二臂32移动时形成的各种外物飞落在第一臂31上的第一基板10上的液晶上(如果提前将第二臂32放置在第一臂31上方则可能出现这种情况)。

此外，提供调准装置60，用于对由装载机单元运入真空室110并且装载在各载台121和122上的基板10和基板20的对准进行校验。

以下将对使用该接合装置来制造液晶显示器件的方法进行说明。

提供第一基板10和第二基板20，在第一基板10上形成有薄膜晶体管阵列并且在其上分注有液晶，而在第二基板20上形成有滤色器阵列，并且在其上涂布有密封剂。

然后，在将第二基板20翻转，使得其涂布有密封剂的一面朝下之后，装载机单元30使分注有液晶的第一基板10在第一臂31上备用，并且使涂布有密封剂的第二基板20在第二臂32上备用。

在此状态下，如果真空室110中的开口111是打开的(如图1中的虚线所示)，则装载机单元32控制第二臂32，使得第二臂32通过开口111将涂布有密封剂的第二基板20运送到真空室110的上部空间中的上载台121上，控制上载台121以利用真空来吸附第二基板20，随后，控制第一臂31使得第一臂31将分注有液晶的第一基板10运送到真空室110的下部空间中的下载台122上，并且控制下载台122以利用真空来吸附第一基板10。

以下对将第二基板20吸附在上载台121上的方法进行详细说明。

参照图2A，由于第二基板20处于翻转状态下(第二基板20的涂布有密封剂的一面朝下)，第二臂位于第二基板20的下方，使得第二基板20的非显示区域与自动机械指32a和32b相接触，并且第二臂32位于真空室110中的上载台121的下方。

然后，将上载台121向下移动，直到上载台121与第二臂32上的第二基板20相接触(如图2C所示)，上载台利用真空吸附第二基板20并且向上移动。

在上述过程中，如果由于之前进行了接合处理从而在下载台上存在接合好的基板，则在运入第二基板20的第二臂32使第二基板吸附在上载台上之后卸载下载台上的接合好的基板，装载和卸载可以同时进行从而缩短处理时间。

参照图3A，在通过上述过程完成将基板10和20分别装载在上载台121和下载台122上之后，装载机单元30的臂31和臂32从真空室110中移出，并且真空室110的开口111上的门(未示出)关闭开口111，以封闭真空室110中的内部空间。

之后，真空泵200工作以产生真空，同时真空室110的排气管112上的截止阀112a仍保持打开，以使真空室处于真空状态。

由此，当真空室110经过真空泵200的一段时间的工作而处于真空状态时，真空泵200停止工作，并且排气管112上的截止阀112a关闭，以关闭排气管112。

一旦真空室110处于真空状态，则上载台121和下载台122向静电吸盘121a和122a供电，以分别吸住基板10和基板20。

以此状态下，参照图3B，载台移动装置使驱动电机133开始工作，以向下移动上载台121直到上载台靠近下载台122，然后，调准装置60检验分别吸在上载台121和下载台122上的基板10和基板20的对准，并且向分别连接在载台121和122上的移动轴131和旋转轴132提供控制信号，以使基板对准。

然后，载台移动装置响应于对其连续提供的驱动信号而持续移动，以将吸在上载台121上的第二基板20压到吸在下载台122上的第一基板10上，直到完成了基板的初步接合。

这个初步接合不是通过移动载台121和122进行挤压而实现的全部接合过程的结束，但是当将真空室转变为大气压力状态时，这种初步接合足以防止在基板之间渗入空气。

因此，在完成初步接合处理之后，去除上载台121的静电吸附力，使上载台121与接合好的基板10和20分离。在此情况下，参照图3C，接合好的基板10和20有可能随着上载台121的向上移动而被揭起。

当操作已关闭了通风管113的截止阀113a时，通风管113打开，从而将真空室110转变为大气压力状态，以使真空室100内部接合好的基板的内部和外部之间出现压力差，从而进一步再次压下并且接合基板。

由此，基板之间的接合变得更加完善。当这种接合过程完成时，将真空室110上的门(未示出)打开以打开开口111。

随后，装载机单元30卸载接合好的基板，并且重复上述的一系列步骤以连续地接合基板。

然而，现有技术的接合装置中装载基板的方法和接合基板的方法具有如下问题。

第一，尽管自动机械指的数量越多，真空室中基板的装载就越稳定，但是由于要求自动机械指仅与以翻转状态吸附在上载台上的基板的非显示区域接触，所以自动机械指的数量受限。

第二，如图2A-2C所示，由于在真空室中装载基板的过程中，装载机单元在其边缘处支撑翻转的基板，所以随着基板的尺寸变得越大，基板会下垂得越多，导致将基板吸附在载台上变得困难。

第三，由于装载机单元没有配备用于吸附基板的装置，并且臂是不可转动的，所以需要单独的翻转装置，以在将基板装载到接合装置上之前把要吸附到上载台上的基板翻转，从而增加了制造生产线的成本。

第四，如图3C所示，在完成初步接合过程之后，在去除上载台的静电吸附力，并且将上载台与接合好的基板分离时，有可能接合好的基板会随着上载台的向上移动而抬起，从而使第一基板与第二基板分离开，或者使两个基板之间渗入空气，从而导致接合缺陷。

发明内容

因此，本发明致力于用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置及其装载方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和不利而导致的一个或者更多个问题。

本发明的优点是提供了一种用于制造液晶显示器件的装载机、接合装置及其装载方法，其中该装载机可以利用基板背面的真空吸附作用将基板装载在接合装置上，并且该接合装置具有一上载台，该上载台可以进行真空吸附以及垫吸附，用以防止基板的下垂，以使上载台容易进行吸附，使得能够在通风过程中容易地将接合好的基板与上载台分离开，并且不需要单独的基板翻转装置。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，对于本领域的普通技术人员可以通过研究以下内容而部分地变得明了，或者可以通过对本发明的实践而获知。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构，可以实现或获得本发明的这些和其它优点。

为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如具体实施和广义说明的，一种用于制造液晶显示器件的装载机包括：至少一个具有多个自动机械指的臂；以及以均匀间隔设置在各个自动机械指上的多个吸垫，用于吸附基板；真空装置，用于向各个吸垫提供真空吸附力；以及设置在真空装置和吸垫之间的管线。

在本发明的另一方面，一种用于制造液晶显示器件的接合装置包括：真空室，用于选择性地处于真空状态或者大气压力状态，该真空室具有用于运入/送出基板的开口；上载台和下载台，分别位于真空室的上部空间和下部空间中并且彼此相对，用于保持运入真空室的相应基板，并且接合这些基板；多个吸附销，沿向上/向下方向可移动地安装在上载台上，用于吸附装载在真空室中的基板。

在本发明的另一方面，一种用于制造液晶显示器件的接合装置包括：形成外观的基框；安装在基框上的下室单元；上室单元，其位于下室单元之上，处于与基框分离的状态；基框上的室移动装置，用于沿向上/向下方向移动上室单元；上载台和下载台，分别安装在室单元的内部空间中，用于保持一对基板；密封装置，位于至少一个室单元的表面，用于在室单元接合时将其中安装有载台的空间与该空间的外部隔绝开；以及，多个吸附销，沿向上/向下方向可移动地安装在上载台上，用于吸附其上装载的基板。

吸附销具有将接合好的基板与上载台分离开的功能。

在本发明的另一方面，一种用于制造液晶显示器件的接合装置包括：真空室，用于选择性地处于真空状态或者大气状态，该真空室具有用于运入/送出基板的开口；上载台和下载台，分别位于真空室的上部空间和下部空间中并且彼此相对，用以保持运入真空室上的相应基板并且接合这些基板；以及，分离装置，安装在上载台上，用于将接合好的基板与上载台分离开。

在本发明的另一方面，一种用于制造液晶显示器件的接合装置包括：形成外观的基框；下室单元，安装在基框上；上室单元，位于下室单元之上，处于与基框分离的状态；基框上的室移动装置，用于沿向上/向下方向移动上室单元；上载台和下载台，分别安装在室单元的内部空间中，用于保持一对基板；密封装置，位于至少一个室单元的表面上，用于在室单元接合时将其中安装有载台的空间与该空间的外部隔绝开；以及分离装置，安装在上载台上，用于将接合好的基板与上载台分离开。

在本发明的又一方面，提供了一种利用装载机和接合装置来装载基板的方法。该装载机具有：具有多个自动机械指的臂；以及以均匀间隔布置在各个自动机械指上的多个吸垫，用于吸附基板。该接合装置具有：多个吸附销，沿向上/向下方向可移动地安装在上载台上，用于吸附所装载的基板。所述方法包括以下步骤：装载机利用吸垫在基板的背面吸附并保持基板，并且翻转基板，将翻转后的基板置于接合装置的上载台的下方，使上载台上的吸附销向下移动，并且通过吸附销在基板的背面吸附基板，去除吸垫的吸附力，并且将装载机移出接合装置，向上移动吸附销，并且将基板固定在上载台上。

可以理解，前面的概括说明和以下的详细描述都是示例性和说明性的，旨在为权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。

附图说明

所包括的附图用以提供对于本发明的进一步理解，附图包含在说明书中并且构成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

在这些附图中：

图1是申请人以前提出的用于制造液晶显示器件的接合装置的示意图；

图2A-2C示意性地示出了图1的上载台和臂的操作；

图3A-3C示出了图1中的接合方法的步骤；

图4是申请人提出的用于制造液晶显示器件的另一示例性的接合装置的示意图；

图5是根据本发明另一实施例的装载机的臂的平面图；

图6示出了沿图5中的I-I’线截取的剖面图；

图7示出了根据本发明第一实施例的接合装置的上载台的剖面图；

图8A-8D示出了根据本发明第一实施例的上载台和装载机的操作的步骤；

图9示出了根据本发明第二实施例的接合装置中的上载台的分离装置；

图10是根据本发明第二实施例的形成有分离装置的上载台的平面图；

图11示出了沿图10的II-II’线截取的上载台的剖面图。

图12示出了根据本发明的另一实施例沿图10中的线II-II’截取的上载台的剖面图；以及

图13至16示出了根据本发明另一实施例的上载台的后视图。

具体实施方式

现将对本发明的实施例进行详细说明，其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中将使用相同的标号来表示相同或相似的部件。

申请人提交了一份申请(美国专利申请No.10/661,515)，该申请公开了一种接合装置，该接合装置具有上室单元和下室单元而无真空室，在上室单元和下室单元对接在一起时形成真空室。由于本发明也可应用于该接合装置，因此对该接合装置进行简要说明。

图4示出了表示由申请人提交的美国专利申请No.10/661,515中描述的用于制造液晶显示器件的接合装置的初始状态的图。

参照图4，该接合装置包括：基框100；上室单元210以及下室单元220；室移动装置310、320、330、340和350；上载台230以及下载台240；密封装置；一对上真空室单元410和下真空室单元420；调准装置510和520；真空泵装置610和620；支撑装置710；以及光硬化(photosetting)装置。

将基框100固定在地面上，形成接合装置的外观并且支撑其他单元。

上室单元210和下室单元220安装在基框100的上部和下部，并且可彼此联接。

上室单元210包括：露在外部环境中的上基座211，以及矩形的上室板212，在该上室板中具有一中空部分。

在上室板212的中空部分中设有一上载台230，其被安装为与上室单元210可移动地互锁。

在上室单元210的上基座211和上室板212之间设有密封件213(以下称为“第一密封件”)，用于在上室板212的内部空间和外部空间之间进行密封。

下室单元220包括：下基座221，固定在基框100上；具有一中空部分的矩形下室板222，安装在下基座221的上表面，可沿向前/向后、向左/向右方向移动。

在下室板22的中空部分中设有下载台240，其固定在下基座221的上表面。

在下室单元220的下基座221和下室板222之间设有密封件224(以下称为“第二密封件”)，用于在下室板222内部的安装有下载台40的空间以及相对于第二密封件224的外部空间之间进行密封。

与此同时，在下基座221和下室板222之间设有至少一个支撑单元222，使得下室板222可以保持以下状态，即：下室板222与下基座221间隔一定距离。

支撑单元225的一端固定在下室板222的背面，而另一端与固定在下基座221的背面上的固定件连接。支撑单元225的另一端与该固定件连接以使得可以自由旋转。支撑单元225使下室板222与下基座221分开，使得下室板222可以沿向前/向后以及向左/向右的方向移动。

第一密封件213和第二密封件224可以由密封性良好的材料制成，例如垫圈或者O型环。

室移动装置包括：驱动电机310，固定在基框100上；驱动轴320，连接到驱动电机310上；连接轴330，与驱动轴320垂直，用于接收来自驱动轴320的驱动力；连接单元340，用于将驱动轴320与连接轴330连接；以及，起升单元(jack unit)350，位于连接轴330的端部。

驱动电机310是位于基框100的内侧底部的双向电机，该驱动电机310的轴与地面平行地伸出。

驱动轴320连接至驱动电机310，沿两个轴的水平方向传输驱动力，并且连接轴330沿垂直于驱动轴320的方向传输驱动力。

位于连接轴330的端部的起升单元350在与上室单元210相接触的状态下，根据连接轴330的转动方向而上/下移动，以移动上室单元210，并且该起升单元350具有通常的壳体结构。

连接单元340具有锥齿轮，用于将来自驱动轴320的水平转动力传输给沿垂直方向连接的连接轴330。

各个载台230和240包括：固定板231或241，固定于室单元210或220上；吸附板232或242，用于吸持相关的基板；以及，多个保持块233和243，安装在固定板231、241和吸附板232、242之间。

吸附板232和242由聚酰亚胺制成，并且将其构造为静电吸盘，用于利用静电力来吸持相关的基板。

密封装置是O型环(以下称为“第三密封件”)250，安装为从下室单元220的下室板222的上表面伸出预定的高度，并且由普通橡胶制成。

在此情况下，要求第三密封件250具有足够的厚度，以防止分别吸在载台230和240(安装在已联接的上下室单元210和220的内部空间中)处的两个基板彼此靠近接触。

将各个上真空室单元410和下真空室单元420形成为具有一个处于真空状态的空间，并且一个表面与上室单元210的上表面或者下室单元220的下表面接触。

各个上真空室单元410和下真空室单元420的深度距离中心部分越远则越深。

提供这种形状是为了防止在将已联接的上室单元210和下室单元220的内部空间排空时由大气压力的压力差而导致的各个载台230和240的下垂(这种下垂向着载台的中心部分而变得更大)。

在移动上载台230时，调准装置将分别保持在载台230和240上的基板110和120对准，同时下载台240静止不动，以便于基板110和120的对准。

调准装置包括多个线性致动器510、多个调准相机520、多个凸轮(未示出)以及多个存储装置(未示出)。

将线性致动器510安装在上室单元210的周围，使得线性致动器510分别将移动轴511向下移动，直到移动轴511分别地容纳在下室单元220的下室板22的收容孔222a中。

与此同时，线性致动器510使上载台230倾斜与下载台240相同的倾角，使得载台230和240的工作表面基本上平行。

应该将线性致动器510安装在上室单元210的至少两个对角上，优选地，将其安装在上室单元210的四个角上。

收容孔222a的形状应该与移动轴511的端部形状相适配。即，移动轴511的背面和收容孔222a的内表面可以朝向中心部分而向下倾斜。这种结构使得即使在使移动轴511和收容孔222a逐渐接触时移动轴511和收容孔222a没有精确对准的情况下，在由收容孔222a的倾斜表面引导移动轴511的端部的期间，也可以将移动轴511和收容孔222a精确定位。

安装了调准相机520，以通过上室单元210或下室单元220观察要被固定在各个载台230和240上的基板(未示出)上的对准标记(未示出)，并且需要至少两个相机来观察要被固定在上载台230和下载台240上的各个基板的两个对角。

在室单元210和220中的至少一个上安装了真空泵装置610和622，用于抽空室单元210和220的内部空间。

支撑装置710穿过下载台240并且向上伸出，用于将所装载的基板120稳定地安置在下载台240上，并且用于从下载台240卸载接合好的基板110和120。

如果未装载基板120，则支撑装置710的上表面低于下载台240的上表面。

将光硬化装置安装为穿过至少一个室单元210和220，用于临时地硬化分别固定在载台230和240上的基板110和120上的密封剂涂布区域。光硬化装置包括用于引导UV光束的紫外线(UV)引导单元800。

此外，在下室单元的下室板222的表面上还安装有间隙确定传感器920，用于确定室单元210和220之间的间隙，用以确定在接合处理之前所进行的处理中上室单元210的移动误差。

以下对使用上述接合装置来制造液晶显示器件的方法进行简要的说明。

通过不同的处理线提供了第一基板和第二基板，在第一基板上分注有液晶，而在第二基板上涂布有密封剂。

装载机单元(未示出)将涂布有密封剂(未示出)的第二基板运入室单元210和220之间的空间的内部，使第二基板的涂布有密封剂的表面朝下。

然后，向下移动上室单元210，直到上载台230靠近第二基板，并且利用来自吸附板(ESC)232的真空吸附力和静电吸附力使第二基板附着于其上，然后向上移动。

在将第二基板吸附在上载台230上之后，上室单元210向上移动至初始位置，并且装载机单元将分注有液晶的第一基板运入室单元210和220之间的空间。

在此状态下，安装在下载台240上的支撑装置710向上移动，直到支撑装置710支撑住置于装载机单元上的第一基板，然后，装载机单元出来。然后，支撑装置710向下移动，直到把第一基板安置在下载台240上，使得下载台240利用真空力和静电力吸持第一基板。

在完成基板的装载之后，驱动室移动装置的驱动电机310，以使驱动轴320和连接轴330转动，以使起升单元350向下移动。在此情况下，位于起升单元350上的上室单元210与起升单元350一起向下移动。

此时，由于各个移动轴511处于被线性致动器510向下伸出一定高度的状态，所以移动轴511的端部嵌入在收容孔222a之中，并且当上室单元210向下移动时与收容孔222a的内表面接触。

此后，与通过室移动装置而保持向下移动的上室单元210一起，线性致动器510的移动轴511在伸出预定高度的状态下向下移动，直到上室板212的下表面与安装在下室板222的周边上的第三密封件250接触。

在此状态下，如果起升单元350持续向下移动，则起升单元350会移出上室单元210，并且通过上室单元210的重力和大气压力使放置有基板110和120的上室单元210和下室单元220的内部空间与外部空间隔绝开。

与此同时，通过上室单元210的重力和大气压力使分别吸附在载台230和240上的基板下压一定量。

在此情况下，基板未被完全地接合，但是足以改变一个基板的位置。将通过间隙确定传感器920所读取的信息用作上室单元210和下室单元220之间的间隙。

在上述状态下驱动真空泵装置610之后，抽空容纳有基板的空间。在完全抽空该空间后，调准装置将基板对准。

即，调准相机观测基板上的对准标记，并且确定基板之间的偏差，参考该偏差来确定移动上载台230的距离，并且控制凸轮(未示出)的转动量，以移动下室板222，从而使基板对准。

在此情况下，由于通过线性致动器510将下室板222与上室单元210相连，并且通过支撑单元225而产生与下基座221之间的间隙，所以如果通过凸轮(未示出)的转动使下室板222沿一个方向移动，则上室单元210也移动到下室单元222的移动方向上。

特别地，由于下室单元222是与下载台240分离的，所以可以获得以下的效果，即：仅有上载台230移动，从而使得可以将分别吸附在载台230和240上的基板平滑地对准。

在使基板对准并且施加压力以接合密封剂之后，去除施加到上载台230上的吸附力和静电力，并且使室移动装置开始工作，以将上室单元210向上移动预定高度。

在此情况下，将吸附在上载台230上的第二基板与上载台230分离开，并且保持与吸附在下载台240上的第一基板的预定接合程度。

当然，要求该预定高度足够小，以通过第三密封件250来保持室板212和222的内部空间处于与外部环境密封的状态。

在此状态下，利用基板上的对准标记，利用调准相机520再次进行基板对准的确定。

如果调准确定的结果表示不精确的对准导致基板的对准落在误差范围之外，则利用凸轮(未示出)再次进行上载台230的位置调节。

如果调准确定的结果表示调准是精确的，则将N₂注入放置有基板的空间中，直到该空间达到大气压力，以对利用密封剂接合的两个基板施加压力。即，由于利用密封剂接合的两个基板之间的空间是真空，所以这两个基板进一步受到该空间中的真空和外部大气压力的挤压，从而使这两个基板完全地接合。

然后，将UV光照射在接合好的两个基板之间的密封剂上，以使密封剂硬化，并且卸载接合好的基板。在完成接合好的基板的卸载之后，重复地进行其他基板的接合。

为了在参照图1和图4进行描述的接合装置中接合两个基板，需要一装载机来装载基板，并且在装载之前至少需要将一个基板翻转。

因此，本发明的用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置还包括：垫吸附装置，设置在图1和图4所述的接合装置的上载台上；以及，装载机，用于利用吸附力来保持基板的背面(没有形成用于形成液晶显示器件的材料层的一面)，并且在装载基板之前将基板翻转(稍后详细说明)。

图5示出了表示根据本发明一个实施例的装载机吸附基板的状态下的平面图，而图6示出了沿图5的I-I’线所截取的剖面图。

即，参照图5和6，该装载机包括：至少一个臂32，其具有彼此平行的多个自动机械指32a～32d；以及以均匀间隔形成在各个自动机械指32a～32d上的多个吸垫33a～33e，用于吸附基板。臂32不仅能前/后移动，而可以旋转至少180°。尽管未示出，但是该装载机还包括：真空装置，用于向吸垫33a～33e提供真空吸附力；以及真空装置和吸垫33a～33e之间的管线。管线可以设置在自动机械指32a～32d的内部，或者通过单独的软管设置在自动机械指32a～32d的外部。

图5和图6示出了装载机的臂32通过吸垫33a～33e吸附基板20的背面并且将基板翻转使涂布有密封剂34的一面朝下的状态。

图7示出了根据本发明第一实施例的接合装置的上载台的剖面图。

根据本发明实施例的接合装置的上载台121包括：安装于其上的至少一个静电吸盘(吸附板)，用于提供吸持基板的静电力；至少一个真空孔，用于接收真空力以吸持基板，如参照图1和图4所述，除此之外，还包括：吸附销121d，用于向上/向下移动以吸附基板。将吸附销121d安装在吸附销121不会与装载基板的自动机械指32a～32d交叠的部位，并且上载台的上表面在形成有吸附销121d的部位具有多个凹槽，分别用于在吸附销121d完全升起时将吸附销121d的端部接收到上载台121中。

以下对利用本发明的用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置来接合液晶显示器件的基板的方法进行说明。

图8A～8D示出了根据本发明第一实施例的上载台和装载机的操作的步骤。

提供第一基板和第二基板，在第一基板上限定了多个液晶显示板区域，并且在各个液晶显示板区域上形成有薄膜晶体管阵列，而第二基板具有形成在各个液晶显示板区域上的滤色器阵列。然后，在第一基板和第二基板中的一个上的各个液晶显示板区域的周边涂布密封剂34，以接合两个基板。

如果希望利用液晶分注法来制造液晶显示器件，则将适当量的液晶分注在第一基板或第二基板上的各个液晶显示板区域上。本发明既可应用于液晶注入法也可应用于液晶分注法。为了便于说明，假设将液晶分注在第一基板上，并且在以下说明中在第二基板上涂布密封剂。

然后，装载机吸附第一基板和第二基板中一个基板的背面，其中所述背面是其上没有形成薄膜晶体管也没有形成滤色器的一面。即，利用各个自动机械指32a～32d上的吸垫33a～33e吸附基板的背面。

将如此吸附的基板装载在接合装置上。

即，参照图8A，在将吸附了第二基板20的臂32旋转180°，以翻转第二基板20，从而使第二基板20的涂布有密封剂的一面朝下之后，将第二基板20置于接合装置中的上载台121下方。当然，与现有技术不同，如果在将基板装载在接合装置上之前利用翻转装置将基板翻转，则臂可以位于翻转后的基板上，并且可以借助于吸垫来吸持基板。

参照图8B，上载台121上的吸附销121d向下移动，并且通过吸附销121d吸附第二基板20的背面。在此，如果通过臂装载在接合装置上的第二基板20和上载台之间的距离较远，则也可以将上载台121向下移动一定距离。

参照图8C，在通过吸附销121d吸附了第二基板20之后，装载机的臂32释放吸垫33a～33e的吸附力，轻微向上移动以将第二基板20分开，移出接合装置。

参照图8D，吸附销121d向上移动，直到上载台121(参见图1中的121c和121a)的表面中的真空孔或静电吸盘吸住第二基板20。在此，吸附销121d完全嵌入上载台121中。由此，完成了将第二基板20装载在上载台上。

尽管未示出，但是如参照图1和图4进行的说明，臂吸附第一基板然后将第一基板装载在下载台122或者240上，而不将第一基板翻转。因此，装载第一基板的臂可以与现有技术相同，因为臂的指与基板的背面接触而不将基板翻转。

在此情况下，可以将上载台121上的吸附销121d用作分离装置，用于在将第一基板和第二基板初步接合后将接合好的基板与上载台分离开。

即，参照图3C，在完成第一基板和第二基板的初步接合之后，去除上载台121的静电吸附力，并且将上载台121与接合好的基板10和20分离。在此情况下，有可能接合好的基板10和20会随着上载台121的向上移动而向上抬起。为了防止这种现象，在将上载台121与接合好的基板10和20分离时，可以将吸附销121d向下移动，从而使接合好的第一基板10和第二基板20与上载台121容易地分离开。

或者另选地，可以对上载台额外地提供分离装置(稍后将详细说明)。图9示出了表示根据本发明第二实施例的接合装置中的上载台的分离装置的剖面图。

参照图9，在下压密封剂并使室通风之前或者之后将上载台121或230向上移动远离接合好的基板10和20的过程中，移动分离销552，用于防止接合好的基板随着上载台向上移动而抬起。

图10示出了根据本发明第二实施例的形成有分离装置的上载台的平面图，而图11示出了沿10的II-II’线截取的上载台的剖面图。

参照图1，将用于向上/向下移动上载台121的移动轴131安装在上载台121的中间部位。因此，为了向上/向下移动分离装置，将用于向上/向下移动分离装置的第一柱550和第二柱560(其可以具有任意适当的截面形状)固定在上载台的上部与移动轴相对的一侧。为柱550和560的轴提供了动力传输件551，其与上载台121平行。动力传输件551具有多个垂直销552，用于经由通孔553而向上/向下移动。通孔553以均匀间隔形成在上载台121上，用于使销通过。

这种结构也可应用于图4所示的接合装置。即，由于图4中的接合装置不具有移动轴也没有单独的真空室，因此需要将图10和图11中所示的结构改变为在上载台230的中心部位安装一个柱550，并且堵塞住通孔553和销552之间的空气泄漏。因此需要在通孔553和销552之间提供O型环556。

图12示出了根据本发明另一实施例的沿图10中的II-II’线截取的上载台的剖面图。

参照图12，根据本发明另一实施例的分离装置不仅包括通孔553，而且包括位于上载台121或者230内部的移动空间555，用于分离装置的向上/向下移动。相应地，将第一柱550和第二柱560固定在用于向上/向下移动分离装置的移动轴的相对侧，对于柱550和560的轴提供有动力传输件551，使其与上载台121平行，并且在移动空间555内设置有连接件557，将该连接件557连接到动力传输件551，在连接件557上形成有多个垂直销552，用于经由通孔553而向上/向下移动。

根据本发明另一实施例的分离装置还可应用于图4的接合装置。

即，由于图4的接合装置不具有移动轴，并且也不具有单独的真空室，因此需要将图10和11中的结构改变为在上载台230的中心部位安装一个柱550，并且堵塞住通孔553和动力传输件551之间的空气泄漏。因此需要在通孔553和动力传输件551之间提供O型环556。

分离装置的形状不限于销形，而可以呈杆形。

图13至16示出了根据本发明其他实施例的上载台的后视图。

即，参照图13，分离装置的形状不仅可以采用销形而且可以采用如图14至16所示的杆形。

在上载台121或230的背面形成有销形或者杆形的凹槽，并且将销558a或杆558b分别嵌入凹槽中。如参照图10至图12所述，将柱550固定在上载台121或230的上表面，在上载台121或230中形成通孔553或移动空间555，用于动力传输件551和/或连接件557的移动，并且将销558a或杆558b连接到动力传输件551或连接件557。

图14示出了沿一个方向形成有杆558b的实施例，图15示出了以矩阵形式布置杆558b的实施例，而图16示出了以多个环或者闭合形状来布置杆558b的实施例。

如上所述，用于制造液晶显示器件的装载机和接合装置及其装载方法具有如下优点。

第一，在把基板装载到接合装置(其使得可以在装载机的臂上设置多个自动机械指)上的过程中，利用装载机吸附基板的背面，从而可以稳定地装载基板。

第二，在将基板装载到接合装置上的过程中，利用自动机械指上的吸垫来吸持基板的背面，从而防止了基板的下垂，并且可以容易地将基板吸附到上载台上。

第三，在由臂的各个自动机械指上的多个吸垫吸持基板背面的状态下将基板翻转，使得可以免去单独的用于翻转基板的翻转装置，这样降低了生产线的安装成本。

第四，在上载台上提供了分离装置，用于在接合两个基板之后对真空室进行通风之前或者之后在向上移动上载台时将接合好的基板与上载台分离开。据此，可以防止基板随上载台的向上移动而抬起，从而防止了接合好的两个基板分开，或者防止了对将两个基板固定在一起的密封剂的损坏，这种损坏将导致在两个接合好的基板之间渗入空气。

本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围之内的对本发明的所有修改和变型。

Claims (46)

1.一种接合液晶显示器件的方法，包括：

在装载机上提供第一基板，所述装载机包括具有多个自动机械指的臂，各个自动机械指具有多个吸垫，用于吸附所述第一基板；

将带有所述第一基板的所述自动机械指移入接合室中；

移动多个吸附销，使其与所述第一基板接触，以吸附所述第一基板；

释放所述多个吸垫的吸附作用，并且将所述自动机械指从所述接合室移出，留下所述第一基板吸附在所述吸附销上；

通过移动所述吸附销来移动所述第一基板使其与所述接合室中的第一载台邻近；

把第二基板装载到所述接合室中的第二载台上；

移动所述第一载台和所述第二载台中的一个，使所述第一基板接近所述第二基板；

接合所述第一基板与所述第二基板；并且

将接合好的第一基板和第二基板从所述接合室中卸出。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在由所述吸垫吸住所述第一基板的同时旋转所述装载机的所述臂，从而转动所述装载机上的所述第一基板。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述臂绕由该臂所限定的轴旋转大约180°。

4.根据权利要求2所述的方法，其中将所述臂绕由该臂所限定的轴旋转大约90°。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸垫吸附所述第一基板的背面。

6.一种用于制造液晶显示器件的装载机，包括：

至少一个具有多个自动机械指的臂，在各个所述自动机械指上设有多个吸垫，用于吸附基板；

真空装置，用于向各个所述吸垫提供真空吸附力；以及

所述真空装置和所述吸垫之间的管线。

7.根据权利要求6所述的装载机，其中所述臂是可旋转的。

8.根据权利要求7所述的装载机，其中所述臂至少可以旋转大约180°。

9.根据权利要求7所述的装载机，其中所述臂至少可以旋转大约90°。

10.一种在用于制造液晶显示器件的接合装置中使用的载台，包括：

具有多个吸附销的板，所述吸附销可沿垂直于该板的方向移动，用于通过所述吸附销来吸附基板。

11.根据权利要求10所述的载台，其中在接合处理之后所述吸附销可将基板与所述板分开。

12.根据权利要求10所述的载台，其中所述吸附销通过所述板中的通孔。

13.根据权利要求12所述的载台，还包括各个吸附销和通孔之间的密封装置。

14.根据权利要求13所述的载台，其中所述密封装置包括O型环。

15.根据权利要求10所述的载台，还包括真空提供装置，用于向所述吸附销提供真空。

16.根据权利要求10所述的载台，还包括所述板上的分离装置，其中所述分离装置可沿垂直于所述板的方向移动。

17.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置包括多个销。

18.根据权利要求17所述的载台，其中所述多个销以矩阵形式布置。

19.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置包括多个杆。

20.根据权利要求19所述的载台，其中所述多个杆以矩阵形式布置。

21.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置的形状为环形。

22.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置包括：

至少一个柱和动力传输件；

通过所述板的多个通孔；以及

与所述动力传输件相连的多个销，用于经由所述通孔而相对于所述板垂直地移动。

23.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置包括：

至少一个柱和动力传输件；

通过所述板的多个通孔；

位于所述板的背面中的多个杆形凹槽；以及

可嵌入所述凹槽中的多个杆，所述杆与所述动力传输件相连，用于经由所述通孔而相对于所述板垂直地移动。

24.根据权利要求23所述的载台，其中所述多个杆沿一个方向排列。

25.根据权利要求23所述的载台，其中所述多个杆以矩阵方式排列。

26.根据权利要求23所述的载台，其中所述多个杆以环形排列。

27.根据权利要求16所述的载台，其中所述分离装置包括：

至少一个柱以及动力传输件；

所述板中的多个通孔；

与所述动力传输件相连的连接件；以及

与所述连接件相连的多个销，用于经由所述通孔而相对于所述板垂直地移动。

28.一种利用装载机和接合装置来装载基板的方法，所述装载机包括：具有多个自动机械指的臂；以及在各个所述自动机械指上以均匀间隔布置的多个用于吸附基板的吸垫，而所述接合装置具有安装在上载台上的多个吸附销，所述吸附销可以沿向上/向下方向移动，用于吸附所装载的基板，所述方法包括以下步骤：

所述装载机利用所述吸垫在基板的背面吸附并吸附所述基板，并翻转所述基板；

将翻转后的基板放置在所述接合装置的上载台的下方；

向下移动所述上载台上的吸附销，并且通过所述吸附销在所述基板的背面吸附所述基板；

去除所述吸垫的吸附力，并且将所述装载机移出所述接合装置；以及

向上移动所述吸附销，并且将所述基板固定在所述上载台上。

29.一种用于将基板接合在一起的装置，包括：

装载机，其包括至少一个臂，所述臂具有多个自动机械指，各个自动机械指上具有多个用于吸附基板的吸垫；以及

接合室，包括具有板的载台，所述板具有多个吸附销，并且所述吸附销可沿垂直于所述板的方向移动，用于通过所述多个吸附销来吸附基板。

30.根据权利要求29所述的装置，其中所述多个吸附销可以在接合处理之后将基板与所述板分离开。

31.根据权利要求29所述的装置，其中所述吸附销通过所述板中的通孔。

32.根据权利要求31所述的装置，还包括各个吸附销和通孔之间的密封装置。

33.根据权利要求32所述的装置，其中所述密封装置包括O型环。

34.根据权利要求29所述的装置，还包括真空提供装置，用于向所述吸附销提供真空。

35.根据权利要求29所述的装置，还包括所述板上的分离装置，其中所述分离装置可在垂直于所述板的方向上移动。

36.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置包括多个销。

37.根据权利要求36所述的装置，其中所述多个销以矩阵形式布置。

38.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置包括多个杆。

39.根据权利要求38所述的装置，其中所述多个杆以矩阵形式布置。

40.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置的形状为环形。

41.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置包括：

至少一个柱和动力传输件；

多个穿透所述板的通孔；以及

与所述动力传输件相连的多个销，用于经由所述多个通孔相对于所述板垂直地移动。

42.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置包括：

至少一个柱和动力传输件；

多个穿透所述板的通孔；以及

所述板的下表面中的多个杆形凹槽；以及

可嵌入所述凹槽中的多个杆，所述杆与所述动力传输件相连，用于经由所述通孔相对于所述板垂直地移动。

43.根据权利要求42所述的装置，其中所述多个杆沿一个方向排列。

44.根据权利要求42所述的装置，其中所述多个杆以矩阵方式排列。

45.根据权利要求42所述的装置，其中所述多个杆以环形排列。

46.根据权利要求35所述的装置，其中所述分离装置包括：

至少一个柱以及动力传输件；

所述板中的多个通孔；

与所述动力传输件相连的连接件；以及

与所述连接件相连的多个销，用于经由所述通孔相对于所述板垂直地移动。

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